不排热、无害化复合胶凝材料生产高性能砖的方法

专利名称：：不排热、无害化复合胶凝材料生产高性能砖的方法
技术领域：
：本发明属于新型建筑材料领域，涉及用于建筑物砌体的非烧结、非粘土空心砌块、标砖、多孔砖、路面砖等，具体涉及一种不排热无害化复合胶凝材料生产高性能砖的方法。
背景技术：
：2008年是我国完成"十一五"节能减排约束性目标的关键年。国家必将完善和严格执行建筑标准，大力推动墙体革新力度，鼓励和支持发展循环经济，促进再生资源回收利用，全面推行清洁文明生产。同时，为保护人类生存的耕地良田，限制和禁用实心粘土砖，为了促进代替产品的发展，国家还给出一系列优惠政策，中国各种生产方法制作非粘土砖技术，得到迅猛发展并有了广阔市场，因此得到技术界和投资人的广泛关注。非粘土砖生产技术自1906年至今已有100多年的历史，经历了发展、挫折、再发展的艰难历程，如今迎来了新的发展机遇，此间虽有不少引进技术，国内专利技术，但实践证明了，只有蒸压捞煤灰砖，混凝土砖保持良好的发展前景，其他品种因局部技术问题急待解决，前途日渐暗淡。近年又有几种"免烧砖"和"固化土壤多孔砖"、"烧结真空挤压砖"等产品问市，因为生产工艺方法具有节能、减排，利用工业废弃物为生产原料发展循环经济等特征所以具有新生命力，得到有关部门的大力支持。但是，仍有许多技术问题有待创新突破，例如制砖工艺方法中，只要采取烧碧蒸压措施就一定有燃蟲絮热，所以必然有余热排放，改进也只是排放量的大小，不能彻底解决达到零排放。而现有免烧免蒸砖工艺因技术含量少、90%是个体小手工企业，造成质量问题多、稳定性差，给使用造成隐患等等。本发明就是在拟解决上述问题，意在为根本解决节能减排问题又保证产品的质量、排除使用隐患等技术难题，给出一种以瑞典科学家索勒尔发明的胶凝材料为基础，结合国内现有工艺方法的特征，发明新的复合胶凝材料，制作高强度高性能的制砖方法，创新出既能将热能、污染物近於零排放又能高掺量的利用工业废物，坚持科学发展、可持续发展的制优质高强度、高性能新品种砖的新方法。
发明内容本发明的目的，在于克服现有技术中的上述缺陷，提供一种从根本上解决节能减排问题、保证产品质量、排除使用隐患，并以瑞典科学家索勒尔发明的胶凝材料为基础，结合国内现有工艺方法的在不排热、无害化复合胶凝材料下生产高性能砖的方法。本发明的目的是通过以下技术方案实现的。一种不排热无害化复合胶凝材料生产高性能砖的方法，它以索勒尔胶结材料为基础，经过配合多种改性材料复合，制成新型胶凝剂，掺入60%以上的工业废料包括炉渣、尾渣、尾矿粉、石粉、淤泥、页岩、建筑垃圾等，与水混合搅拌均匀后，用大吨位压机压制成型材后，再经特殊的后处置养护，制得高强度、高性能的各类新型砖体材料包括标砖、空心砌块、路砖、高开孔率多孔砖、围杆、路沿砖；其砖体的配方是由粉料、桨料和改性剂三部分组成的，具体配方和配比，按照重量百分比，如下1)粉料占总料的87.5%，粉料的组成和配比，按粉料100%重量计粉煤灰0-80%，炉渣磁选尾渣0-80%，轻烧菱粉10-20%，稻壳0-10%，石粉0陽20%;2)浆料用索氏复合胶结料制作，占总料的10%，浆料的组成和配比，按浆料100%重量计水70%，卤品粉(即索勒尔胶结料)20%，蛸蛭石粉增稠剂5-7.5%，聚甲基三乙氧基硅垸1-2.5%，酚醛树脂1%，草酸O.5%;3)改性剂占总料的2.5%，改性剂的组成和配比，按改性剂100%重量计硅灰10-20%,超细粉煤灰10—30%，氧化钙0-20%，磷酸二氢铝2%，硅酸铝0-20%，硫酸4%，色粉0-12%，EVA硅丙乳液0-2X。制作工艺如下首先将全部生产用原料进行破粹、磨细、筛分、烘干等前处置，制成粉料;前处置后，经质检合格，分别储存在各自的容器中，或保护堆放备用；再将拟惨入的固体粉料依操作规程、经计量加入到混合搅拌机中，进行预混合；将索勒尔胶结材料与改性剂，加水搅拌，按前述的配方要求，按照操作规程制出胶浆；把浆料一次加入到已混合好的粉料中，经变速强制搅拌10分钟后，测定PH值为7达到合格，排入至上料斗，连续稳定地为压机供料，并经压机自动压制成型材；再将该型材输送到养护室，在3(TC左右并控制砖体内温度〈50'C下养护8hr，再移入保湿养护室3天，再移送到露天防雨堆放2天，经喷淋处理后凉干，经质检制得合格产品。强制搅拌速度为60-120r/min可调、低速时用于均化原料，高速时用于改性砖品的性能。所述的三阶段养护处理，是依据索氏复合材料化学反应过程而制定的，必须有第1阶段6-12小时控温养护，砖体内部〈60GC，降温后进入第二阶段的保湿养护，在湿度>70%-90%下，于20GC-3(A:下避阳光暴晒，避雨水淋，养护2-3天以上，之后进入第三阶段在自然室外凉干，2天时，用水喷淋表面均湿，不冻凉干为止，成品制成。所使用的搅拌机、配料喂料机的加工过程，是在负压下操作，漂尘返回配料中，免去质量损失及粉尘排放的加工过程。本发明的有益效果解决了建筑砌体的开裂问题非粘土砖的开裂问题的主要原因是由于在制品结构中，由于水的扩散引起的收縮，这点己为国内外研究工作者普遍认同。国际先进水平收縮率约为0.2mm/m，而国内只能达到O.6mm/m以上，甚至到1.2mm/m以上，而烧结粘土砖只有0.lmm/m。本发明选用多种固、液相化工产品商品，工业废料、索勒尔复合胶凝材料浆液，再通过改进加工工艺如可调搅拌速度，配料，操作规程，以及严格选择原料等全面调整非烧砖的结构和物理化学性能，使收縮率降到O.6mm/m以下，逐步解决开裂问题。解决了冻害造成的砖面剥落损坏问题由于雨、雪、湿、日用水等浸入砖体时，在气温or以下地区条件下使用，会发生反复性冻融，从而造成砖表面逐层逐年剥落，如果一但发生就形成隐患对建筑物有危害，用户就不敢使用。有些小企业为追求砖的轻质，保温等性能要求，则大幅度降低砖密度，片面认为抗压强度合格就是优质，而不注意干收縮率、防冻性，吸水率等，这些主要性能指标下降会造成砖质量下降的危害形成的隐患。本发明选用多种市场上的外加剂，阻止水迁移，选用酚醛树脂等多种堵微孔材料减少空隙度等改性措施，在加工工艺方面提高搅拌料的均匀度，稳定性，连续性、无害性等措施达到在冬冻地区使用时，砖内部不发生(或轻度发生)冻融现象，从而不发生冻害。解决了非烧结砖常发生的返卤、泛霜，翘曲变形等问题这些问题会导致材料在使用过程中发生水珠外冒、泛出白霜、渗水泛潮、几何尺寸变形等，本发明通过科学的主料配料计算，不使用质量、体积百分比的方法而选择依据摩尔配比值配料，控制固/固比、固/水比的范围，配合前述的多种改性外加剂，配合原料管理及质量控制措施达到参加反应物近似平衡而不发生主要反应物的不足或过剩而导致的泛霜，返卤现象，解决这些经常出现的技术问题。解决了砌体抗剪强度低的问题本发明通过在原料中加大6-8mm颗粒比例调整，及表面后处置提高抗剪强度。解决了高压蒸汽养护烧结工艺制度的环保问题我国当今有9万多家制砖企业，标砖年产量在1000万块标砖以下的小企业占70%，以产量在3000万块标砖以上的享有免税的企业占不到9%，这样现实的国情下，要大力推广代替粘土烧结砖产品也会因为资金力量和技术人才不足、给发展带来较大困难。另一方面，我国8000亿标砖年产量不管用什么原料都采用烧结工艺，蒸压工艺那么每年就有约200万吨二氧化硫、3亿吨二氧化碳、200万吨粉尘、l亿吨的耗煤热能排放到大气中，相当我国每年全部C02、S02总排放量的8.5%，可见二次污染的严重性，而且9万个企业因运输运价问题必然是分散的分布状态，(每个厂家占有约半径为100公里的市场)，污染也就非常广泛，环保问题就尤为重要。本发明从砖内结构着眼，采取"免烧、优养、优化物理化学反应，优化选择外加剂、创新胶结材料"的技术路线，以此解决上述l.1-1.5各项关键问题。具有显著提高砖产品质量并从根本上解决节能减排实现有害物接近零排放。又减少投资节约用地，同时降低成本，有利发展提高企业效益，社会效益和经济效益。本专利技术可广泛应用于9万个小企业的技术改造，达到节能、减排、优质不占农田，效益显著也可慎重试验后应用于增压砖技术升级，为我国发展新型墙体材料作贡献。图1为本发明的的工艺流程示意图。图中1.粉粒状、块状生产原料，简称粉料，2.前处置，3.各种原料储存，4.计量装置，5.粉料混合机，6.液体状生产原料，简称液体浆料，7.液态原料，8改性剂，9.前处置，10.各种原料储存，11.计量装置，12.胶凝材料配制机，13.双轴强凝拌配料主机，14.配料机，15.压制成型机喂料斗，16.制砖主压机，17.—级养护，18.二级养护，19.二级养护喷淋机，20.三级养护，21.质检测示验收，22.成品库，23.改性剂，24.计量装置，25.固定量包装设备。以上各种装置、设备均为现有技术中的通用设备。具体实施例方式首先将全部生产用原料进行破粹、磨细、筛分、烘干等前处置后，再经质检合格，储存在各自的容器中或保护堆放备用,为粉料。再将拟掺入的固体粉料依操作规程经计量加入到混合搅拌机中予混合。将索勒尔胶结材料与改性剂，加水搅拌，按配方要求及操作规程制出胶浆。一次加入到已混合的粉料中，经变速强搅10分钟后，监测PH及湿度合格排入到上料斗，连续稳定为压机供料，经压机自动压制成型材，再输送到养护室在30。C左右环境中并控制砖体内温度〈5(TC下养护8hr，再移入保湿养护3天，再移送到露天堆放2天，再经喷淋处理后凉干，经质检制得合格产品投入市场。实施方法包括以下叙述中，将上面中的数字后面都加以标号#1)制备砖粉粒均料1.1将生产原料中各粉粒状物料如400kg粉煤灰或(480kg炉渣40kg稻壳，160kg石粉，(1#)经2#)前处置(质检、破碎、筛分等)，分别装入各物料专用容器中或(3#))2)将3#)各储存的原料，经4#)分别计量后，全部按配方加入到5#)均料混合机中，在负压条件下搅拌5分钟，制砖粉料制成备用。2.1制备复合索勒尔胶结材料(Sorelcement)浆液4)将6#230kg索勒尔胶结料，55kg蛸蛭石增稠剂，1.5kg防水剂3号1.5kg酚醛树脂，lkg草酸钙，lkg固化剂，100kg水各原料前处置(破碎、筛分)5)将7#)原料经计量4#)后前处置(溶解、增稠均匀等)放入储罐中(10")备用2.3经11#)计量加入12#)制桨搅拌机中搅10分钟，静化备用3)配制成型砖坯用料3.1在负压下将5#600kg制得的粉料加入13#主机中搅1分钟，3.2加入12#)390kg索勒尔胶结立即加入粉料中再120r/min下搅拌5分钟，3.3当无粉尘时将收尘料返回主机配料中继续搅拌5分钟，3.4将定量包装的lkg硫酸，5kg改性剂8，23#)原料加入13#)主机继续搅5分钟,3.5用7#适量的水将搅拌的料调整到湿润度适合压机料要求4将配好的料放入15#)或14#)(备用)喂料机中，连续给皮带机送料、送到压机主机系统，供压机连续生产作业。5成型养护经主压机压制的型材，合格晶通过输送车到17#)码垛(有空隙)在3CTC左右，控温在50'C以下养护8小时；冷却后送入18#养护室在20'C以上用塑料地膜布保温养护4天；除去膜移入2(f前经19*喷淋表面后在2(^码垛自然干燥养护(25。C以上)3天。完成三阶段7天养护后进行质检，不合格品返回"原料重新使用，压机成型不合格品返回到喂料机中重新压制。实施例，见附表1配方表中实施例案1#2#配方组成项.附表l<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>权利要求1.一种不排热、无害化复合胶凝材料生产高性能砖的方法，其特征在于它以索勒尔胶结材料为基础，经过配合多种改性材料复合，制成新型胶凝剂，掺入60％以上的工业废料包括炉渣、尾渣、尾矿粉、石粉、淤泥、页岩建筑垃圾等，与水混合搅拌均匀后，连续、稳定在无害化条件下，用大吨位压机压制成型材后，再经特殊的后处置养护，制得高强度、高性能的各类新型砖体材料包括标砖、空心砌块、路砖、高开孔率多孔砖、围杆、路沿砖；其砖体的配方是由粉料、浆料和改性剂三部分组成的，具体配方和配比，按照重量百分比，如下1)粉料占总料的87.5％，粉料的组成和配比，按粉料100％重量计粉煤灰(原湿灰)0-80％，炉渣磁选尾渣0-80％，轻烧菱粉10-20％，稻壳0-10％，石粉0-20％；2)浆料用索氏复合胶结料制作，占总料的10％，浆料的组成和配比，按浆料100％重量计水70％，卤品粉即索勒尔胶结材料20％，蛸蛭石粉增稠剂5-7.5％，聚甲基三乙氧基硅烷1-2.5％，酚醛树脂1％，草酸0.5％；3)改性剂，占总料的2.5％，改性剂的组成和配比，按改性剂100％重量计硅灰10-20％，超细粉煤灰10-30％，氧化钙0-20％，磷酸二氢铝2％，硅酸铝0-20％，硫酸4％，色粉0-12％，EVA硅丙乳液0-2％。2.根据权利要求1所述的复合胶凝材料不排热无害化高性能砖的生产方法，其特征在于首先将全部生产用原料进行破粹、磨细、筛分、烘干等前处置，前处置后，经质检合格，分别储存在各自的容器中，或保护堆放备用；再将拟掺入的固体粉料依操作规程、经计量加入到混合搅拌机中，进行预混合；将索勒尔胶结材料与改性剂，加水搅拌，按前述的配方要求，按照操作规程制出胶浆；把浆料一次加入到已混合好的粉料中，经变速强制搅拌10分钟后，测定PH值为7，达到合格，排入至上料斗，连续稳定地为压机供料，并经压机自动压制成型材；再将该型材输送到养护室，在30'C左右并控制砖体内温度〈5(TC下养护8hr，再移入保湿养护室3天，再移送到露天防雨堆放2天，经喷淋处理后凉干，经质检制得合格产品。3.根据权利要求2所述的复合胶凝材料不排热无害化高性能砖的生产方法，其特征在于强制搅拌速度为60-120r/min可调、低速时用于均化原料，高速时用于改性砖品的性能。4.根据权利要求2所述的复合胶凝材料不排热无害化高性能砖的生产方法，其特征在于所述的三阶段养护处理，是依据索氏复合材料化学反应过程而制定的，必须有一第阶段6—12小时控温养护，砖体内部〈60'C，降温后进入第二阶段的保湿养护，在湿度>70%-90%下，于20。C-30。C下养护2-3天以上，避阳光暴晒，避雨水淋，之后进入第三阶段在自然室外凉干，2天时，用水喷淋表面均湿，凉干为止，成品制成。5.根据权利要求2所述的复合胶凝材料不排热无害化高性能砖的生产方法，其特征在于所使用的搅拌机、配料喂料机的加工过程，是在负压没有粉尘外排，漂尘返回配料中，以免去质量损失的加工过程。全文摘要本发明涉及一种不排热、无害化复合胶凝材料、生产高性能砖的方法。以索勒尔胶结材料为基础，配合多种改性材料复合而制成新型的胶凝剂，掺入60％以上工业废料如炉渣、尾渣、尾矿粉、石粉、淤泥、页岩、建筑垃圾等，与水混合，用大吨位压机压制成型材后，经后处置养护，制得高强度、高性能的各类新型砖体材料，如标砖、空心砌块、路砖、高开孔率多孔砖、围杆、路沿砖等等。全工艺不燃煤，无污染物排放，在无害化环境下连续、稳定、自动化、规模化生产。达到从根本上节能减排，提高产品质量，投资少、技术成熟，可建设年产10万立方米空心砌块以上的规模大、热能污物排放近于零的中型国内先进制砖新企业。同时，可用于国内硅酸盐水泥生产免烧砖的小企业提供一条可适当技改，利用原生产工艺设备，创新产品，提高质量，排除产品市场隐患，增强竞争生命力的新途径。文档编号B28C7/04GK101298169SQ20081011084公开日2008年11月5日申请日期2008年6月13日优先权日2008年6月13日发明者杨云奇申请人:杨云奇