专利名称：一种粉煤灰彩色人行步道砖的生产工艺的制作方法
技术领域：
本发明是一种粉煤灰彩色人行步道砖的生产工艺，尤指采用粉煤灰为主要原料生产人行步道砖的工艺方法。
我国是煤炭生产和消费大国。大量的煤炭用于发电、热力、取暖，随之而来的就是大量粉煤灰的排放或堆积，造成了大量土地被侵占、河道被堵塞、环境被严重污染。如能把粉煤灰作为一种资源很好地加以利用，是一个既有经济效益、又有社会效益的课题，是一项利国利民的好事。
彩色人行步道砖主要用于美化人行步道路面，公园、广场、园林、商业网点、住宅小区、批发市场、农村庭院等。可以通过砖的形状和彩色的组合，设计出独特的彩色路面。粉煤灰彩色人行步道砖其质量标准同水泥人行小道路是一样的，施工工艺也完全相同，但粉煤灰彩色人行步道更具有造价低、颜色鲜艳细腻，铺砌后路面更美观漂亮。随着经济的发展，城市美化的需要，其市场前景将十分广阔。
本发明的目的正是针对上述需要而设计提供了一种粉煤灰彩色人行步道砖的生产工艺，尤指采用粉煤灰为主要原料生产人行步道砖的艺方法。采用该种方法生产的步道砖的粉煤灰掺入量占到总重量的70％以上，而其抗压强度、抗劈裂强度、冻融性、耐磨性等五项国家对步道砖要求检测的指标都达到了国家标准。对用户回访得知，最长的已经使用了七年，至今还在正常使用。可以完全取代纯水泥步道砖。而粉煤灰人行步道砖的成本要远低于水泥步道砖。所以其前景很好。
本发明的目的是通过以下措施来实现的粉煤灰是一种火山灰材料，是从煤炉中收集到的细颗粒粉末。粉煤灰中有铝酸盐球状玻璃体、石英晶体，莫来石、硅石(SiO2)、矾土(AlO3)、氧化铁(Fe2O3)及少量氧化物和游离碳。具有酸性铝硅酸盐特征。有很好的火山灰化学活性，能与水泥的水化物发生二次水化反应，产生凝胶物质，从而把物料胶结起来。由于所烧煤种、燃烧条件及收尘方式等因素的不同，粉煤灰品质指标也不同。所以在利用粉煤灰时，需对粉煤灰加以比较、选择。一般需对粉煤灰的烧失量、SiO2和AlO3的含量加以考虑。下面先将这几种组份的作用及其对砖的质量的影响作一个简要的介绍烧失量烧失量与砖的强度有很大关系。烧失量越大，表明粉煤灰中未燃烧的碳越多。粉煤灰中玻璃相常呈微珠状，在蒸养过程中，微珠表面的铝硅酸盐物质，就会与水泥水化产物Ca(OH)2发生反应生成水化硅酸钙、水化铝酸钙和水化铝硅酸钙等凝胶物质，从而把物料胶结起来。水化反就进行愈充分，生成的水化产物愈多，砖的强度就愈高。而未被烧尽的碳总是被排挤至铝硅酸盐熔体的表层，成为处壳。碳在凝胶物生成过程中是一个惰性物质，在它的边缘不能生成水化凝胶物质。所以说未燃烧的碳越多，玻璃想被包裹的老谋深算越多，能够参与水化反就的玻璃想就越少，凝胶物质产生的就越少，砖的强度就越低。另外，过量碳在水蒸汽参与下，足以与水泥化产物Ca(OH)2反应生成CaCO2。由于C与Ca(OH)2生成CaCO2时，C与CaO的分子比为1∶1，重量比为12∶56，即1克可消耗4.7克CaO。游离碳越多，消耗CaO越多。而CaO越低，生成托勃莫来石类水化凝胶物质就越少，砖的强度就越低。
SiO2和AlO3的含量SiO2和AlO3是粉煤灰活性的主要来源，是发生水化反应生成水化凝胶物质的主要原料，所以会计师越高，砖的强度越好。所谓粉煤灰的火山灰效应就是指粉煤灰的活性成分(可溶SiO2和AlO3)与水泥析出的Ca(OH)2的化学反应。综上所述，粉煤灰品质的高低，对砖的强度有很大影响。在生产中应选用烧失量低，SiO2和AlO3的含量高的粉煤灰。
根据上述的分析，本发明所述的粉煤灰彩色人行步道砖的生产工艺，在选用粉煤灰原料时，需要对粉煤灰的组成及性能进行必要的分析和筛选，再进行生产制做，这样才能更好地保证产品的质量。本发明所述的利用粉煤灰生产彩色人行步道砖的工艺方法，其主要的工艺步骤为(1).将粉煤灰、固化剂、水泥按重量百分比65～76％、4～10％、20～25％进行混合并充分搅拌形成基料；(2).将预先制备好的彩色面料均匀填洒在模具中，厚度为5厘米左右，然后加入基料压制，压制后即可脱模形成砖胚；
(3).将砖胚放置3-4个小时后送入蒸气养生室中进行养生，蒸气养生24小时后即成为成品。
砖采用蒸汽进行养护有许多的优越性。给水泥水化反应提供适当的温度条件，使粉煤灰二次水化反应时间提前，提高砖的早期强度，生产不受室外气候的影响，蒸汽养护后，砖却可堆放，减少占地面积，这些都是此项工艺方法的优点。但在蒸汽养护过程中，也容易造成砖强度的损失。蒸养过程也会由于物理及化学变化产生应力，对砖的结构产生影响。
砖在蒸养过程中，升温段是造成砖结构破坏的主要阶段。升温希砖内大的水分子及气体体积急剧增大，在升温段未尾恒温段之间，这种变形达到最大值。升温段砖的强度较低，不能抵抗这些体积膨胀的破坏，内部产生了内应力，使结构受到损伤。
在恒温段水化反应加速，放出大量的水化热，使砖内部的温度高出表面温度，因此砖内部的水分子及气体继续加热膨胀，由于骨料的膨胀系数大大小于砖内部气体的膨胀系数，因此造成砖的不均匀膨胀，结构受到损害。
在降温段，砖的结构已经定型。但砖的内部仍然有物理变化，如砖的内部与表面温度差异的变化；水分的散发；体积收缩及拉应力的出现等等。急速冷却、降温会加速这些应力的作用，使结构受到损害。
为了避免在蒸养过程中砖的结构受到损害，要采取长静停、缓升温、低恒温、缓冷却的方法进行蒸养。
在蒸养室中，因有较高的温度和湿度条件，水化反应迅速进行，水化物迅速生成、定型。因此砖出蒸养室就有较高的强度。可以露天堆放。在露天堆放过程中，砖内部水化反应仍会继续进行，在一定的温度和湿度条件下，水化反应条件得以改善，反应的速度就会加快，并向着完全反应的方向进行。所以在砖出蒸养室后，还应采取一定措施，以促进其完全反应。采用苫布或黑塑料布覆盖，加水养护等手段。
以下将结合实施例对本发明的技术方案作进一步地详述本发明所述的粉煤灰彩色人行步道砖的生产工艺，尤指采用粉煤灰为主要原料生产人行步道砖的艺方法，其中，粉煤灰是由沸腾炉产生的，由于含碳量低，无法处理，该工艺方法的步骤为
(1).将粉煤灰、固化剂、水泥按重量百分比70％、8％、22％进行混合后加入到强制搅拌机中进行充分搅拌形成基料，搅拌过程是，先搅拌15分钟后，加入水后再搅拌15分钟，以搅拌后的基料捏在手中可以成团为宜，上述组份中，固化剂是由明矾、石灰、氯化钙和硫酸钙的混合物这三种组份组成，其重量百分比分别为，6％、64％、30％；(2).将预先制备好的彩色面料均匀填洒在模具中，厚度为5厘米左右，然后加入基料压制，压制后即可脱模形成砖胚，彩色面料的制备是用白色水泥加入铁红或铬绿充分混合，然后按1∶4的比例同细沙混合制成红色或绿色面料；(3).将砖胚放置3-4个小时后送入蒸气养生室中进行养生，蒸气养生24小时后即成为成品。蒸气养生过程是，在蒸气养生室内，前8小时匀速升温至80℃，之后，恒温保持8小时，后8小时匀速降至室温。
使用本发明技术，利用我公司(沈飞公司)沸腾炉产出的粉煤灰，每年的数量可达到8000-10000吨，即节省了巨额的排污费支出，避免对环境的污染，还变废为宝，每年为公司产生很大的经济效益。所以，发明技术方案与现有以水泥为原料生产人行步道砖的技术相比具有无法比拟的优势。
权利要求
1.一种粉煤灰彩色人行步道砖的生产工艺，尤指采用粉煤灰为主要原料生产人行步道砖的艺方法，其特征在于该工艺方法的步骤为(1).将粉煤灰、固化剂、水泥按重量百分比65～76％、4～10％、20～25％进行混合并充分搅拌形成基料；(2).将预先制备好的彩色面料均匀填洒在模具中，厚度为5厘米左右，然后加入基料压制，压制后即可脱模形成砖胚；(3).将砖胚放置3-4个小时后送入蒸气养生室中进行养生，蒸气养生24小时后即成为成品。
2.根据权利要求1所述的粉煤灰彩色人行步道砖的生产工艺，其特征在于固化剂是由明矾、石灰、氯化钙和硫酸钙的混合物这三种组份组成，其重量百分比分别为，5～10％、60～65％、30～40％。
3.根据权利要求1所述的粉煤灰彩色人行步道砖的生产工艺，其特征在于基料搅拌的过程是，先搅拌15分钟后，加入水后再搅拌15分钟，以搅拌后的基料捏在手中可以成团为宜。
4.根据权利要求1所述的粉煤灰彩色人行步道砖的生产工艺，其特征在于蒸气养生过程是，在蒸气养生室内，前8小时匀速升温至80℃，之后，恒温保持8小时，后8小时匀速降至室温。
全文摘要
本发明是一种粉煤灰彩色人行步道砖的生产工艺，其主要的工艺步骤为(1)将粉煤灰、固化剂、水泥按重量百分比65～76％、4～10％、20～25％进行混合并充分搅拌形成基料；(2)将预先制备好的彩色面料均匀填洒在模具中，厚度为5厘米左右，然后加入基料压制，压制后即可脱模形成砖胚；(3)将砖胚放置3－4个小时后送入蒸气养生室中进行养生，蒸气养生24小时后即成为成品。本发明技术即节省了巨额的排污费支出，避免对环境的污染，还变废为宝，并可产生很大的经济效益。
文档编号C04B18/08GK1550473SQ0315753
公开日2004年12月1日 申请日期2003年9月24日 优先权日2003年5月16日
发明者王达明, 李梦荣 申请人:沈阳飞机工业(集团)有限公司