仿古砖及其应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种仿古砖及其应用，该仿古砖含有：100～200重量份的矿粉；20～50重量份的粉煤灰；5～20重量份的激发剂；1～10重量份的氧化铁黑；250重量份的砂；500重量份的石；以及25～39重量份的水。该仿古砖具有早强、耐久、抗渗、抗腐蚀、抗冻融、水化热低、抗裂性好和环保等性能，可以替代水泥制品应用于古建筑修复工程。
【专利说明】仿古砖及其应用
【技术领域】
[0001]本发明属于建筑材料【技术领域】，具体而言，本发明涉及一种仿古砖及其应用。
【背景技术】
[0002]近年来水泥制品在建筑各个领域应用非常广泛，但在古建修复工程中由于水泥的本身特点使其不适合在古建工程修复中应用，一些古建筑中的地砖、墙砖经过多年的侵蚀，损毁很严重。这就需要一种新型的耐久性好的，又环保的仿古砖来替代并用于古建修复工程中。
【发明内容】
[0003]本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种仿古砖及其应用，该仿古砖具有早强、耐久、抗渗、抗腐蚀、抗冻融、水化热低、抗裂性好和环保等性能。
[0004]在本发明的一个方面,本发明提出了一种仿古砖,含有:
[0005]100?200重量份的矿粉；
[0006]20?50重量份的粉煤灰；
[0007]5?20重量份的激发剂；
[0008]I?10重量份的氧化铁黑；
[0009]250重量份的砂；
[0010]500重量份的石；以及
[0011]25?39重量份的水。
[0012]根据本发明实施例的仿古砖使用工业废料矿粉和粉煤灰作为原料，可以制备得到绿色环保的仿古砖，并且可以实现资源的有效化利用，同时将矿粉、粉煤灰和激发剂在常温下混合即可反应生成胶凝材料，较传统仿古砖可以省去水泥，从而可以显著降低仿古砖的原料成本，并且通过添加氧化铁黑作为着色剂，由于其氧化后可以形成稳定的青灰色制品，因此制备得到的仿古砖可以应用于对古建筑的修复。
[0013]另外，根据本发明上述实施例的仿古砖还可以具有如下附加的技术特征:
[0014]在本发明的一些实施例中，所述矿粉为高炉矿渣。由此，可以制备得到绿色环保的仿古砖，并且实现资源的有效化利用。
[0015]在本发明的一些实施例中，所述高炉矿渣的细度大于350m2/kg。由此，可以显著提高原料的均匀度。
[0016]在本发明的一些实施例中，所述粉煤灰质量等级为二级。由此，可以显著提高仿古砖的综合性能。
[0017]在本发明的一些实施例中，所述激发剂为含有水玻璃和添加剂的混合物。由此，可以反应生成凝胶材料，较传统工艺可以省去水泥，从而显著降低仿古砖的原料成本。
[0018]在本发明的一些实施例中，所述添加剂为氢氧化钠。由此，可以进一步降低仿古砖的原料成本。
[0019]在本发明的一些实施例中，所述水玻璃的模数为1.0?1.8。由此，可以进一步提高仿古砖的综合性能。
[0020]在本发明另一个方面，本发明提出了一种修复古建筑的方法，该方法采用上述所述的仿古砖对古建筑进行修复。由此，通过采用上述具有早强、耐久、抗渗、抗腐蚀、抗冻融、水化热低、抗裂性好和环保等性能的仿古砖，且其具有早期强度发展快，后期强度高的特点，因此可以替代水泥制品应用于古建筑修复工程。
[0021]本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
【具体实施方式】
[0022]下面详细描述本发明的实施例，下面通描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0023]在本发明的一个方面，本发明提出了一种仿古砖。根据本发明的实施例，该仿古砖包括:100?200重量份的矿粉；20?50重量份的粉煤灰；5?20重量份的激发剂；1?10重量份的氧化铁黑；250重量份的砂；500重量份的石；以及25?39重量份的水。
[0024]发明人发现，使用工业废料矿粉和粉煤灰作为原料，可以制备得到绿色环保的仿古砖，并且可以实现资源的有效化利用，同时将矿粉、粉煤灰和激发剂在常温下混合，使得矿渣中具有的潜在的水硬活性的铝、镁、钙玻璃体结构中的S1-o、Al-O键在水溶性激发剂的作用下发生断裂，S14和AlO4四面体快速溶出，发生缩聚反应生成-O-S1-O-Al-O骨架的无机高分子聚合物，即可反应生成胶凝材料，较水泥制作的仿古砖原料中可以省去高能耗有污染的水泥，从而本发明可以显著降低仿古砖的原料成本以及能耗和污染，并且通过添加氧化铁黑作为着色剂，由于其氧化后可以形成稳定的青灰色制品，因此可以制备得到青灰色的砖体。另外，本发明得到的仿古砖不需要烧制，而是通过将原料进行混合后根据需要直接进行搅拌、成型即可得到仿古砖，从而可以进一步降低污染和能耗。并且发明人通过大量实验，采用本发明仿古砖配方可以制备得到早强、耐久、抗渗、抗腐蚀、抗冻融、水化热低、抗裂性好和环保等性能的仿古砖，例如，3d抗压强度可达45MPa，28d抗压强度可达85MPa，且具有早期强度发展快，后期强度高的特点，因此可以替代水泥制品应用于古建筑修复工程，也可以作为地面砖或墙砖使用。
[0025]根据本发明的实施例，矿粉的来源并不受特别限制，根据本发明的具体实施例，矿粉可以为高炉矿渣。发明人发现，使用工业废料高炉矿渣作为原料，可以制备得到绿色环保的仿古砖，并且可以实现资源的有效化利用。
[0026]根据本发明的实施例，高炉矿渣的细度并不受特别限制，根据本发明的具体实施例，高炉矿渣的细度可以大于350m2/kg。发明人发现，不同细度的矿粉，不同的掺量可以得到不同性能的制品；若矿粉的细度过细会使得成品的收缩变大，从而影响仿古砖的性能。
[0027]根据本发明的实施例，粉煤灰质量等级并不受特别限制，根据本发明的具体实施例，粉煤灰质量等级可以为二级。具体的，二级粉煤灰的技术指标为:需水量比不大于105%，细度不大于20%，烧失量不大于8% ；，由此选用二级粉煤灰可以起骨架填充的作用，从而提高仿古砖性能。
[0028]根据本发明的实施例，激发剂的具体类型并不受特别限制，根据本发明的具体实施例，激发剂可以为含有水玻璃和添加剂的混合物，根据本发明的具体示例，添加剂可以为氢氧化钠。发明人发现，将该激发剂与矿粉和粉煤灰在常温下混合即可反应生成胶凝材料，较传统仿古砖原料中可以省去水泥，从而可以显著降低仿古砖的原料成本。
[0029]根据本发明的实施例，激发剂中水玻璃的模数并不受特别限制，根据本发明的具体实施例，水玻璃的模数可以为1.0?1.8。具体的，水玻璃是由碱金属氧化物和二氧化硅结合而成的可溶性碱金属硅酸盐材料，又称泡化碱，其分子式分别为Na20.nSi02，式中的系数η称为水玻璃模数，是水玻璃中的氧化硅和碱金属氧化物的分子比(或摩尔比)。发明人发现，模数范围在1.0?1.8的水玻璃随着模数的加大，其强度也在一定范围内增加，而模数过高使得强度变化不大。
[0030]如上所述，根据本发明实施例的仿古砖可具有选自下列的优点至少之一:
[0031]根据本发明实施例的仿古砖原材料矿粉和粉煤灰都是工业废料，从而实现了资源的再利用；
[0032]根据本发明实施例的仿古砖通过添加氧化铁黑作为着色剂，可以获得与混凝土自然干燥后褪色形成稳定的青灰色的仿古颜色，因此制备得到的仿古砖可以应用于对古建筑的修复；
[0033]根据本发明实施例的仿古砖将矿粉、粉煤灰和激发剂在常温下混合即可反应生成胶凝材料，较水泥制作仿古砖原料中可以省去水泥，从而可以显著降低仿古砖的原料成本和能耗，且对环境污染小，具有绿色环保性；
[0034]根据本发明实施例的仿古砖力学性能优良，3d抗压强度可达45MPa，28d抗压强度可达85MPa，且具有早期强度发展快，后期强度高的特点。
[0035]在本发明另一个方面，本发明提出了一种修复古建筑的方法。根据本发明的实施例，采用上述仿古砖对古建筑进行修复。发明人发现，上述仿古砖具有早强、耐久、抗渗、抗腐蚀、抗冻融、水化热低、抗裂性好和环保等性能，且其具有早期强度发展快，后期强度高的特点，由此，可以根据需要将仿古砖制成外型为所需形状，因此可以替代水泥制品应用于古建筑修复工程。
[0036]下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。
[0037]实施例1
[0038]原料配方:100重量份的矿粉、20重量份的粉煤灰、15重量份的激发剂、10份重量份的氧化铁黑、250重量份的砂、500重量份的石和25重量份的水；
[0039]制备方法:将以上原料在常温下按照预定比例进行混合，经搅拌、浇筑或干压成型及养护制作出料得到仿古砖，其3d抗压强度为45MPa，28d抗压强度为85MPa。
[0040]实施例2
[0041]原料配方:200重量份的矿粉、50重量份的粉煤灰、20重量份的激发剂、10重量份的氧化铁黑、250重量份的砂、500重量份的石和39重量份的水；
[0042]制备方法:同实施例1，其3d抗压强度为48MPa，28d抗压强度为88MPa。
[0043]对比例I
[0044]原料配方:95重量份的矿粉、25重量份的粉煤灰、13重量份的激发剂、10重量份的氧化铁黑、250重量份的砂、500重量份的石和23重量份的水；
[0045]制备方法:同实施例1，其3d抗压强度为43MPa，28d抗压强度为74MPa。
[0046]对比例2
[0047]原料配方:205重量份的矿粉、25重量份的粉煤灰、17重量份的激发剂、10重量份的氧化铁黑、250重量份的砂、500重量份的石和42重量份的水；
[0048]制备方法:同实施例1，其3d抗压强度为38MPa，28d抗压强度为60MPa。
[0049]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0050]尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
【权利要求】
1.一种仿古砖,其特征在于,含有: 100?200重量份的矿粉； 20?50重量份的粉煤灰； 5?20重量份的激发剂； I?10重量份的氧化铁黑； 250重量份的砂； 500重量份的石；以及 25?39重量份的水。
2.根据权利要求1所述的仿古砖，其特征在于，所述矿粉为高炉矿渣。
3.根据权利要求2所述的仿古砖，其特征在于，所述高炉矿渣的细度大于350m2/kg。
4.根据权利要求1所述的仿古砖，其特征在于，所述粉煤灰质量等级为二级。
5.根据权利要求1所述的仿古砖，其特征在于，所述激发剂为含有水玻璃和添加剂的混合物。
6.根据权利要求5所述的仿古砖，其特征在于，所述添加剂为氢氧化钠。
7.根据权利要求5所述的仿古砖，其特征在于，所述水玻璃的模数为1.0?1.8。
8.一种修复古建筑的方法，其特征在于，采用权利要求1?7任一项所述的仿古砖对古建筑进行修复。
【文档编号】E04G23/02GK104291761SQ201410492069
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年9月23日 优先权日:2014年9月23日
【发明者】张志龄, 胡涛 申请人:清华大学, 北京联合一工科贸中心