CN1850698A - 高强烧结砖及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种成本低和耐久性好的高强烧结砖，该高强烧结砖的重量百分比组成为：粒化高炉钛矿渣：30～80％；煤矸石或煤渣：15～30％；沙土：0～20％；粘土或页岩0～42％；矿化剂：0～15％，所述粒化高炉钛矿渣中TiO2的重量百分比含量为15～25％。生产上述高强烧结砖的方法，包括以下步骤：1)将瓦斯泥、转炉污泥、含钒钢渣和粒化高炉钛矿渣晾晒后筛分；将粘土、页岩和沙土破碎；2)称量原料后，进入混碾机或双轴搅拌机；3)将坯料采用半干法压制成型或挤出成型，得到砖坯；4)将砖坯在弱还原气氛或氧化气氛中烧成，烧成温度在1000～1100℃。本发明的高强烧结砖具有耐久性好、成本低的特点；本发明利用了30～80％的粒化高炉钛矿渣，达到了大量利用粒化高炉钛矿渣的目的。

Description

高强烧结砖及其生产方法
技术领域
本发明涉及一种建筑材料及其生产方法，特别是涉及一种高强烧结砖及其生产方法。
背景技术
目前普通高炉渣主要用作混凝土掺合料、矿渣水泥混合料等，而粒化高炉钛矿渣具有放射性低、水化活性低、熔化温度高和渣性短等特点，使高炉渣不能像普通高炉渣那样大量用于水泥、混凝土中，粒化高炉钛矿渣有效利用问题成为一个重要问题。
粒化高炉钛矿渣在建筑材料中的应用的公开文献有：孙希文等《高钛型建筑矿渣砖的研制》(新型墙体材料与施工2003，No.3，p5-7)；周芝林等《利用攀钢钛矿渣生产混凝土空心砌块的试验研究》(西南科技大学学报)2003，Vol(18)No.3，p43-46；潘宝风等《钛矿渣实心砖的制备》(四川建筑)2003，Vol(23)No.5，p87-88；戴亚堂等《钛矿渣微观结构及其实心砖的开发》(西南科技大学学报)2003，Vol(18)No.3，p39-42；CN200510020330.8名称为《高钛高炉矿渣混凝土掺合料及其生产方法》；CN02134080.3、名称为《用于水泥、混凝土、砂浆中的高炉钛矿渣复合微粉》。以上公开文献均为研究粒化高炉钛矿渣在免烧砖、水泥、混凝土、砂浆中的应用，实质上利用的都是高炉渣的水化活性，其中应用时存在掺量小和应用量有限等问题，而粒化高炉钛矿渣制作的免烧实心砖、空心混凝土砌块除上述问题外，还存在着产品价格高、耐久性差、墙体后期开裂、渗漏等问题，因此，粒化高炉钛矿渣的综合利用问题一直缺乏有效途径。
烧结砖属于大宗基础的墙体建筑材料，具有使用性能稳定，耐久性好的特点，因此一直是墙体材料中的主导产品，但由于一般采用粘土、页岩为原料，浪费大量的土地资源。利用工业固体废弃物资源如煤矸石、粉煤灰、水处理污泥、河道淤泥等替代粘土生产高强烧结砖是近年来建筑材料的一个重要发展方向。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种成本低和耐久性好的高强烧结砖，该高强烧结砖可以大量利用粒化高炉钛矿渣。
本发明还要提供一种上述高强烧结砖的生产方法。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：高强烧结砖，其重量百分比组成为：粒化高炉钛矿渣：30～80％；煤矸石或煤渣：15～30％；沙土：0～20％；粘土或页岩0～42％；矿化剂：0～15％，所述粒化高炉钛矿渣中TiO2的重量百分比含量为15～25％。
生产上述高强烧结砖的方法，包括以下步骤：
1)将磁选除铁后的瓦斯泥、转炉污泥、含钒钢渣和粒化高炉钛矿渣晾晒后筛分；将粘土、页岩和沙土破碎；
2)原料按照配比称量后，进入混碾机或双轴搅拌机，按照不同成型工艺要求加入规定的水量，待泥料和水分表面包裹均匀即得坯料；
3)将坯料采用半干法压制成型或挤出成型，得到砖坯；
4)将砖坯在弱还原气氛或氧化气氛中烧成，烧成温度控制在1000～1100℃，并保温后随炉自然冷却后得到产品。
本发明的有益效果是：本发明的高强烧结砖具有耐久性好、成本低的特点，解决了目前粒化高炉钛矿渣实心砖和空心砌块成本高、耐久性差、后期墙体开裂的问题；本发明利用了30～80％的粒化高炉钛矿渣，达到了大量利用粒化高炉钛矿渣的目的；本发明将内燃技术和矿化技术相结合，实现了烧结砖的低温快速烧成，并可以采用劣质粘土来生产，降低产品成本；本发明的烧结砖原料中80％以上采用钢铁工业生产固体废弃物，节省土地资源，解决高炉渣综合利用问题，保护环境。
具体实施方式
粒化高炉钛矿渣烧结砖在烧结过程中形成以低熔点钙长石相为结合相，高熔点的石英、钙钛矿、四氧化三铁以及刚玉矿相为骨料的陶瓷结构，玻璃相相对含量的控制以及钙钛矿和刚玉相的二次析出是制品能够获得高强度的关键。
本发明以粒化高炉钛矿渣(其中TiO2的重量百分比含量为15～25％)、含钒钢渣、转炉污泥、瓦斯泥、煤矸石、煤渣、粘土、页岩、沙土为原料，其中，粘土、页岩、沙土为A/S比矫正材料，含钒钢渣、转炉污泥、瓦斯泥为矿化剂，采用半干成型工艺或挤出成型工艺制砖，所得砖坯在轮窑或隧道窑中烧成。
本发明的重量百分比组成为：粒化高炉钛矿渣：30～80％；煤矸石或煤渣：15～30％；沙土：0～20％；粘土或页岩0～42％；矿化剂：0～15％。
本发明生产方法的具体步骤是：
1)将磁选除铁后的瓦斯泥、转炉污泥、含钒钢渣和粒化高炉钛矿渣晾晒后筛分；将粘土、页岩和沙土破碎。
上述晾晒后水分最好小于5％，并用2mm筛进行筛分。上述粘土、页岩和沙土最好破碎成3mm以下。
2)原料按照配比称量后，进入混碾机或双轴搅拌机，按照不同成型工艺要求加入规定的水量，待泥料和水分表面包裹均匀即得坯料。
3)将坯料采用半干法压制成型或挤出成型，得到砖坯。
其中半干法压制成型是：将坯料放入钢模内在制砖机上冲压成型，然后将砖坯直接码坯，在隧道窑或轮窑中直接烧成；挤出成型是将挤出的砖坯放在托盘上，干燥后进行二次码烧。
4)将砖坯在弱还原气氛或氧化气氛中烧成，烧成温度控制在1000～1100℃，并保温后随炉自然冷却后得到产品。
上述保温的时间最好为5小时。
本发明的粒化高炉钛矿渣最好采用水淬粒化高炉钛矿渣。
本发明的粘土可以采用劣质粘土，这样就降低了产品的成本。
实施例1：
重量百分比组成为：粒化高炉钛矿渣40％(其中TiO2的重量百分比含量为22％)，煤矸石20％，页岩10％，沙土20％，含钒钢渣10％。
主要生产工艺参数：泥料含水量12％，半干法压制成型，在弱还原气氛中烧成，烧成温度为1050℃，高温下保温5小时，随炉自然冷却。
产品形貌及性能：表面细腻，颜色淡黄。耐压强度：29.3Mpa，线变化率：0.8％，吸水率(5小时煮沸)：18％，饱和系数：0.79。
实施例2：
重量百分比组成为：水淬粒化高炉钛矿渣30％(其中TiO2的重量百分比含量为25％)，煤矸石30％，页岩15％，沙土10％，含钒钢渣10％，瓦斯泥5％。
主要生产工艺参数：泥料含水量12％，半干法压制成型，在弱还原气氛中烧成，烧成温度为1100℃，高温下保温5小时，随炉自然冷却。
产品形貌及性能：表面细腻，颜色淡黄。耐压强度：34.0Mpa，线变化率：-0.07％，吸水率(5小时煮沸)：17％，饱和系数：0.74。
实施例3：
重量百分比组成为：粒化高炉钛矿渣60％(其中TiO2的重量百分比含量为17％)，煤矸石20％，页岩10％，含钒钢渣6％，转炉污泥4％。
主要生产工艺参数：泥料含水量20％，挤出成型，挤出压力为1.0Mpa。在弱还原气氛中烧成，烧成温度为1000℃，高温下保温5小时，随炉自然冷却。
产品形貌及性能：尺寸规整，表面细腻，颜色灰黄。耐压强度：16.9Mpa，线变化率：-0.92％，吸水率(5小时煮沸)：19.8％，饱和系数：0.76。
实施例4：
重量百分比组成为：粒化高炉钛矿渣80％(其中TiO2的重量百分比含量为23％)，煤渣15％，粘土5％。
主要生产工艺参数：泥料含水量13％，半干法压制成型。在弱还原气氛中烧成，烧成温度为1100℃，高温下保温5小时，随炉自然冷却。
产品形貌及性能：尺寸规整，表面细腻，颜色棕黄。耐压强度：19.9Mpa，线变化率：-0.24％，吸水率(5小时煮沸)：18.5％，饱和系数：0.76。
实施例5：
重量百分比组成为：粒化高炉钛矿渣42％(其中TiO2的重量百分比含量为20％)、页岩42％、煤渣16％。
主要生产工艺参数：泥料含水量20％，挤出成型，挤出压力1.0Mpa。在氧化气氛中烧成，烧成温度为1050℃，高温下保温5小时，随炉自然冷却。
产品形貌及性能：尺寸规整，表面细腻，颜色砖红。耐压强度：33.5Mpa，线变化率：-0.42％，吸水率(5小时煮沸)：19.8％，饱和系数：0.88。
实施例6：
重量百分比组成为：粒化高炉钛矿渣42％(其中TiO2的重量百分比含量为19％)、页岩42％、煤矸石16％。
主要生产工艺参数：泥料含水量20％，挤出成型，挤出压力1.0Mpa。在氧化气氛中烧成，烧成温度为1050℃，高温下保温5小时，随炉自然冷却。
产品形貌及性能：尺寸规整，表面细腻，颜色砖红。耐压强度：28.6Mpa，线变化率：-0.42％，吸水率(5小时煮沸)：19.0％，饱和系数：0.88。
实施例7：
重量百分比组成为：水淬粒化高炉钛矿渣42％(其中TiO2的重量百分比含量为15％)、页岩32％、煤渣16％、含钒钢渣10％。
主要生产工艺参数：泥料含水量20％，挤出成型，挤出压力1.0Mpa。在氧化气氛中烧成，烧成温度为1000℃，高温下保温5小时，随炉自然冷却。
产品形貌及性能：尺寸规整，表面细腻，颜色砖红。耐压强度：29.4Mpa，线变化率：-0.12％，吸水率(5小时煮沸)：16.8％，饱和系数：0.84。
从上述实施例可以看出：本发明产品的耐压强度16.9～34Mpa，吸水率(5小时煮沸)小于20％，饱和系数小于或等于0.88，具有耐久性好的优点。

Claims (7)

1、高强烧结砖，其特征在于，其重量百分比组成为：粒化高炉钛矿渣：30～80％；煤矸石或煤渣：15～30％；沙土：0～20％；粘土或页岩0～42％；矿化剂：0～15％，所述粒化高炉钛矿渣中TiO2的重量百分比含量为15～25％。
2、如权利要求1所述的高强烧结砖，其特征在于，所述粒化高炉钛矿渣是水淬粒化高炉钛矿渣。
3、如权利要求1所述的高强烧结砖，其特征在于，所述矿化剂是含钒钢渣、转炉污泥和瓦斯泥中的一种或一种以上。
4、生产权利要求1所述的高强烧结砖的方法，包括以下步骤：
1)将磁选除铁后的瓦斯泥、转炉污泥、含钒钢渣和粒化高炉钛矿渣晾晒后筛分；将粘土、页岩和沙土破碎；
2)原料按照配比称量后，进入混碾机或双轴搅拌机，按照不同成型工艺要求加入规定的水量，待泥料和水分表面包裹均匀即得坯料；
3)将坯料采用半干法压制成型或挤出成型，得到砖坯；
4)将砖坯在弱还原气氛或氧化气氛中烧成，烧成温度控制在1000～1100℃，并保温后随炉自然冷却后得到产品。
5、如权利要求4所述的高强烧结砖的生产方法，其特征在于，步骤1所述晾晒后水分小于5％，所述筛分采用2mm筛进行。
6、如权利要求4所述的高强烧结砖的生产方法，其特征在于，步骤1所述破碎为破碎成3mm以下。
7、如权利要求4所述的高强烧结砖的生产方法，其特征在于，步骤4所述保温的时间为5小时。
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