一种用重矿废渣生产的自保温砌块及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及重矿废渣应用于建材【技术领域】，尤其是一种用重矿废渣生产的自保温砌块及其制备方法，对砌块进行骨架和填充物的设置，使得在制作过程中的制作难度较低，确保骨架的强度能够先被养护一定时间后形成，通过填充料的填充，对其整体进行养护，并将养护过程采用自然养护与蒸压养护相结合，提高了砌块的抗压强度、砌块的抗冻融性能，改善了砌块的质量；通过对制作过程中的原料配比进行控制，调整配制过程中的消化程度以及消化环境，使得原料各项性能均得到较大的提高，确保了制作的自保温砌块的保温、抗压强度和抗冻融性能，同时，控制水料比，确保了抗压强度和抗冻融强度，降低了后续加工工艺的成本。
【专利说明】一种用重矿废渣生产的自保温砌块及其制备方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及重矿废渣应用于建材【技术领域】，尤其是一种用重矿废渣生产的自保温 砌块及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 高炉重矿渣，俗称高炉干渣，简称重矿渣、缓冷渣；是高炉在炼铁时将氧化铁还原 成金属铁时产生的融入块渣，在空气中自然缓慢冷却，形成的一种坚硬石质工业废料。据统 计，对于高炉炼铁厂以排渣场一个来计算，每年重矿废渣的累计堆存排放量约500万吨，预 计每年将新增重矿渣排放量约40万吨，给排渣场带来不小的库容压力。目前，对于重矿废 渣主要应用于水泥的原材料和在混凝土中替代部分天然砂石作为骨料使用，但由于受到原 材料本身和外界诸多因素制约，重矿渣的消纳量占历史堆存量和年排放量的比重甚微。
[0003] 随着我国建筑节能和墙体材料改革工作的开展，混凝土空心砌块由于其具有节土 节能的特点，成为替代实心黏土砖的墙体材料在我国得到了大力推广。但是，近年来的一 些研宄表明，混凝土空心砌块的保温隔热性能并不能完全满足国家相关节能标准规定的要 求，需要对其进行改进。而复合自保温砌块即是通过在混凝土小型空心砌块的空腔内注入 低密度的泡沫混凝土，使两者复合构成一种新型墙体自保温砌块，进而使其具有良好的保 温隔热性能，满足我国建筑节能对墙体材料的要求。
[0004] 为此，本研宄人员通过将重矿废渣应用于建筑材料的制作领域，为自保温砌块的 制作原材料提供了一种新选择，并且也为重矿废渣的再度处理，避免环境污染也提供了一 种新途径。
【发明内容】
[0005] 为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种将重矿废渣应用于建 筑材料制作，尤其是自保温砌块的制作【技术领域】，进而使得了重矿废渣的在应用领域得到 了扩大，降低了重矿废渣对环境的污染以及废弃物处理站对重矿废渣的处理成本。
[0006] 本发明的第二个目的还提供了一种用重矿废渣生产的自保温砌块，该砌块的保温 效果较佳，并且废弃物容纳量较高，达到了 80%以上，降低了环境中废弃物的排放量。
[0007] 本发明的第三个目的是提供了采用重矿废渣制作自保温砌块的方法，该方法将自 保温砌块中废弃物最大容纳量提到了最大化，进而降低了重矿废渣的自然容纳量，同时，通 过对原料的混合顺序以及水料比进行控制，进而提高了自保温砌块的保温效果和抗压、抗 冻融性能。
[0008] 具体的是通过以下技术方案得以实现的：
[0009] 一种用重矿废渣生产的自保温砌块由骨架和填充物组成。
[0010] 所述的骨架的原料成分（以重量份计）为粉煤灰15?20份、重矿渣40?60份、 水泥5?10份、生石灰3?8份、山砂15?25份。
[0011] 所述的骨架的原料成分（以重量份计）为粉煤灰18份、重矿渣50份、水泥8份、 生石灰5份、山砂20份。
[0012] 所述的填充物为发泡混凝土。
[0013] 所述的发泡混凝土的原料成分（以重量份计）为粉煤灰75?90份、生石灰5? 10份、水泥2?5份、发泡剂0. 5?1份。
[0014] 所述的发泡混凝土的原料成分（以重量份计）为粉煤灰85份、生石灰8份、水泥 3份、发泡剂0. 8份。
[0015] 本发明还提供一种用重矿废渣生产的自保温砌块的制备方法，包括以下步骤：
[0016] (1)原料处理：将粉煤灰、生石灰分别置于磨细至100-140目的粉末后，待用；将重 矿渣、山砂分别置于粉碎机中粉碎后过5_方孔筛待用；
[0017] (2)原料混合：将粉煤灰、重矿渣、生石灰、山砂、水泥按照配比依次加入混合 器中，采用搅拌速度为50-80r/min搅拌处理，在加入重矿渣时，调整加入时的温度为 60-90 °C，待粉煤灰与重矿渣混合均匀后，再控制温度为40-60 °C，加入生石灰，待生石灰加 入完成之后，向其中加入占重矿渣重量3-9%的水，再调整温度为80-100°C，向其中加入山 砂，山砂加入完成之后，恒温恒速搅拌处理40-80min，再向其中加入水泥，待水泥加入完成 之后，调整其搅拌速度为90-120r/min进行恒速搅拌处理，待用；
[0018] (3)调整水料比：向步骤2)的混合器中加入水，调整水料重量比为（1-3) :(5-9)， 并调整混合器中的温度为20-40°C后，采用搅拌速度为140-180r/min搅拌处理30-50min 后，再调整搅拌速度为30-40r/min搅拌处理l-3h后，即可获得骨架原料，待用；
[0019] (4)骨架成型：将步骤3)获得的骨架原料置于成型机中，采用压力为3. 5-4. 7kg/ m2挤压3-5h后，置于自然环境中，养护1天，即可获得砌块骨架，待用；
[0020] (5)填充物配制并填充：取步骤1)获得的粉煤灰、生石灰按照配比进行混合均匀 后，再向其中加入水泥，并调整温度为50-70°C后，采用搅拌速度为50-70r/min搅拌处理 l_3h后，再向其中恒温恒速下按配比加入发泡剂，并同时向其中加入水，并调整水料质量比 为（1. 3-1. 5) : (2. 1-2. 3)，待加入完成后，持续搅拌速度搅拌处理l-2h后，获得填充物料， 并将填充物料填充在步骤4)获得的砌块骨架中，即可获得砌块初成品，待用；
[0021] (6)养护：将步骤5)获得的砌块初成品置于温度为48-53 °C的环境下，养护2-5h 后，再将其置于养护窑中，采用蒸汽养护8-10h后，即可获得成品自保温砌块。
[0022] 所述的蒸汽养护的蒸汽为水蒸气，所述的水蒸气的温度为200-400°C，所述的养护 窑中的养护压力为〇· 02-0. 08MPa。
[0023] 不仅仅如此，重矿废渣还可以应用于其他建筑材料的制作，如保温砖的制作，保温 密肋楼盖、保温空心楼板等的制作。
[0024] 这些应用将会大大的降低建筑领域的建筑材料制作成本，同时也降低了重矿废渣 废弃物的排放量，具有显著的环保价值和经济效益。
[0025] 与现有技术相比来看，本发明的技术效果具体体现在：
[0026] ①本发明能够将废弃物的容纳量增大到80%以上，使得重矿废渣在建筑领域得到 广泛的应用与推广，进而降低重矿废渣等废物对自然环境的污染，同时也丰富了建筑材料 的原料，降低建筑材料的制作成本。
[0027] ②通过对砌块进行骨架和填充物的设置，进而使得在制作过程中的制作工艺难度 较低，并且能够确保骨架的强度能够先被养护一定时间后形成，再通过填充料的填充，再对 其整体进行养护，并将养护过程采用自然养护与蒸压养护相结合的方式，不仅提高了砌块 的抗压强度，而且还提高了砌块的抗冻融性能，改善了砌块的质量。
[0028] ③通过对制作工艺过程中的原料配比进行控制，并调整配制过程中的消化程度以 及消化环境，进而使得原料各项性能均得到较大的提高，确保了制作的自保温砌块的的保 温、抗压强度和抗冻融性能，同时，控制水料比，进一步的确保了抗压强度和抗冻融强度，同 时，降低了后续加工工艺的成本。
【具体实施方式】
[0029] 下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的 范围不仅局限于所作的描述。
[0030] 实施例1
[0031] 一种用重矿废渣生产的自保温砌块由骨架和填充物组成；骨架的原料成分为粉煤 灰15kg、重矿澄40kg、水泥5kg、生石灰3kg、山砂15kg。
[0032] 填充物为发泡混凝土，其原料成分为粉煤灰75kg、生石灰5kg、水泥2kg、发泡剂 0. 5kg〇
[0033] 该用重矿废渣生产的自保温砌块的制备方法，包括以下步骤：
[0034] (1)原料处理：将粉煤灰、生石灰分别置于磨细至100目的粉末后，待用；将重矿 渣、山砂分别置于粉碎机中粉碎后过5_方孔筛待用；
[0035] (2)原料混合：将粉煤灰、重矿渣、生石灰、山砂、水泥按照配比依次加入混合器 中，采用搅拌速度为50r/min搅拌处理，在加入重矿渣时，调整加入时的温度为60°C，待粉 煤灰与重矿渣混合均匀后，再控制温度为40°C，加入生石灰，待生石灰加入完成之后，向其 中加入占重矿渣重量3 %的水，再调整温度为80°C，向其中加入山砂，山砂加入完成之后， 恒温恒速搅拌处理40min，再向其中加入水泥，待水泥加入完成之后，调整其搅拌速度为 90r/min进行恒速搅拌处理，待用；
[0036] (3)调整水料比：向步骤2)的混合器中加入水，调整水料重量比为1 :5,并调整混 合器中的温度为20°C后，采用搅拌速度为140r/min搅拌处理30min后，再调整搅拌速度为 30r/min搅拌处理Ih后，即可获得骨架原料，待用；
[0037] (4)骨架成型：将步骤3)获得的骨架原料置于成型机中，采用压力为3. 5kg/m2挤 压3h后，置于自然环境中，养护1天，即可获得砌块骨架，待用；
[0038] (5)填充物配制并填充：取步骤1)获得的粉煤灰、生石灰按照配比进行混合均匀 后，再向其中加入水泥，并调整温度为50°C后，采用搅拌速度为50r/min搅拌处理Ih后， 再向其中恒温恒速下按配比加入发泡剂，并同时向其中加入水，并调整水料质量比为1.3: 2. 3,待加入完成后，持续搅拌速度搅拌处理Ih后，获得填充物料，并将填充物料填充在步 骤4)获得的砌块骨架中，即可获得砌块初成品，待用；
[0039] (6)养护：将步骤5)获得的砌块初成品置于温度为48°C的环境下，养护a后，再 将其置于养护窑中，采用蒸汽养护8h后，即可获得成品自保温砌块。
[0040] 所述的蒸汽养护的蒸汽为水蒸气，所述的水蒸气的温度为200°C，所述的养护窑中 的养护压力为〇· 〇2MPa。
[0041] 实施例2
[0042] -种用重矿废渣生产的自保温砌块由骨架和填充物组成；骨架的原料成分为粉煤 灰20kg、重矿澄60kg、水泥10kg、生石灰8kg、山砂25kg ;
[0043] 填充物为发泡混凝土，其原料成分为粉煤灰90kg、生石灰10kg、水泥5kg、发泡剂 Ikg0
[0044] 该用重矿废渣生产的自保温砌块的制备方法，包括以下步骤：
[0045] (1)原料处理：将粉煤灰、生石灰分别置于磨细至140目的粉末后，待用；将重矿 渣、山砂分别置于粉碎机中粉碎后过5_方孔筛待用；
[0046] (2)原料混合：将粉煤灰、重矿渣、生石灰、山砂、水泥按照配比依次加入混合器 中，采用搅拌速度为80r/min搅拌处理，在加入重矿渣时，调整加入时的温度为90°C，待粉 煤灰与重矿渣混合均匀后，再控制温度为60°C，加入生石灰，待生石灰加入完成之后，向其 中加入占重矿渣重量9%的水，再调整温度为100°C，向其中加入山砂，山砂加入完成之后， 恒温恒速搅拌处理80min，再向其中加入水泥，待水泥加入完成之后，调整其搅拌速度为 120r/min进行恒速搅拌处理，待用；
[0047] (3)调整水料比：向步骤2)的混合器中加入水，调整水料重量比为1 :3,并调整混 合器中的温度为40°C后，采用搅拌速度为180r/min搅拌处理50min后，再调整搅拌速度为 40r/min搅拌处理3h后，即可获得骨架原料，待用；
[0048] (4)骨架成型：将步骤3)获得的骨架原料置于成型机中，采用压力为4. 7kg/m2挤 压5h后，置于自然环境中，养护1天，即可获得砌块骨架，待用；
[0049] (5)填充物配制并填充：取步骤1)获得的粉煤灰、生石灰按照配比进行混合均匀 后，再向其中加入水泥，并调整温度为70°C后，采用搅拌速度为70r/min搅拌处理3h后， 再向其中恒温恒速下按配比加入发泡剂，并同时向其中加入水，并调整水料质量比为1.5: 2. 1，待加入完成后，持续搅拌速度搅拌处理2h后，获得填充物料，并将填充物料填充在步 骤4)获得的砌块骨架中，即可获得砌块初成品，待用；
[0050] (6)养护：将步骤5)获得的砌块初成品置于温度为53°C的环境下，养护5h后，再 将其置于养护窑中，采用蒸汽养护IOh后，即可获得成品自保温砌块。
[0051] 所述的蒸汽养护的蒸汽为水蒸气，所述的水蒸气的温度为400°C，所述的养护窑中 的养护压力为〇· 〇8MPa。
[0052] 实施例3
[0053] 一种用重矿废渣生产的自保温砌块由骨架和填充物组成；骨架的原料成分为粉煤 灰18kg、重矿澄50kg、水泥8kg、生石灰5kg、山砂20kg ;填充物为发泡混凝土，其原料成分 为粉煤灰85kg、生石灰8kg、水泥3kg、发泡剂0. 8kg。
[0054] 该用重矿废渣生产的自保温砌块的制备方法，包括以下步骤：
[0055] (1)原料处理：将粉煤灰、生石灰分别置于磨细至120目的粉末后，待用；将重矿 渣、山砂分别置于粉碎机中粉碎后过5_方孔筛待用；
[0056] (2)原料混合：将粉煤灰、重矿渣、生石灰、山砂、水泥按照配比依次加入混合器 中，采用搅拌速度为65r/min搅拌处理，在加入重矿渣时，调整加入时的温度为75°C，待粉 煤灰与重矿渣混合均匀后，再控制温度为50°C，加入生石灰，待生石灰加入完成之后，向其 中加入占重矿渣重量6 %的水，再调整温度为90°C，向其中加入山砂，山砂加入完成之后， 恒温恒速搅拌处理60min，再向其中加入水泥，待水泥加入完成之后，调整其搅拌速度为 105r/min进行恒速搅拌处理，待用；
[0057] (3)调整水料比：向步骤2)的混合器中加入水，调整水料重量比为2 :7,并调整混 合器中的温度为30°C后，采用搅拌速度为160r/min搅拌处理40min后，再调整搅拌速度为 35r/min搅拌处理2h后，即可获得骨架原料，待用；
[0058] (4)骨架成型：将步骤3)获得的骨架原料置于成型机中，采用压力为4. lkg/m2挤 压4h后，置于自然环境中，养护1天，即可获得砌块骨架，待用；
[0059] (5)填充物配制并填充：取步骤1)获得的粉煤灰、生石灰按照配比进行混合均匀 后，再向其中加入水泥，并调整温度为60°C后，采用搅拌速度为60r/min搅拌处理2h后， 再向其中恒温恒速下按配比加入发泡剂，并同时向其中加入水，并调整水料质量比为1. 4 : 2. 2,待加入完成后，持续搅拌速度搅拌处理I. 5h后，获得填充物料，并将填充物料填充在 步骤4)获得的砌块骨架中，即可获得砌块初成品，待用；
[0060] (6)养护：将步骤5)获得的砌块初成品置于温度为50°C的环境下，养护3h后，再 将其置于养护窑中，采用蒸汽养护9h后，即可获得成品自保温砌块。
[0061] 所述的蒸汽养护的蒸汽为水蒸气，所述的水蒸气的温度为300°C，所述的养护窑中 的养护压力为〇· 〇6MPa。
[0062] 试验例：产品性能检测结果
[0063] 对实施例1-3任一项加工方法制作的保温砌块的产品性能进行检测，其结果见表 1所示：
[0064] 表 1
[0065]
【权利要求】
1. 将重矿废渣应用于建筑材料制作。
2. 如权利要求1所述的将重矿废渣应用于建筑材料制作，其特征在于，所述的建筑材 料为保温砖、保温砲块中的一种。
3. -种用重矿废渣生产的自保温砌块，其特征在于，由骨架和填充物组成。
4. 如权利要求3所述的用重矿废渣生产的自保温砌块，其特征在于，所述的骨架的原 料成分（以重量份计）为粉煤灰15?20份、重矿渣40?60份、水泥5?10份、生石灰 3?8份、山砂15?25份。
5. 如权利要求3所述的用重矿废渣生产的自保温砌块，其特征在于，所述的骨架的原 料成分（以重量份计）为粉煤灰18份、重矿渣50份、水泥8份、生石灰5份、山砂20份。
6. 如权利要求3所述的用重矿废渣生产的自保温砌块，其特征在于，所述的填充物为 发泡混凝土。
7. 如权利要求6所述的用重矿废渣生产的自保温砌块，其特征在于，所述的发泡混凝 土的原料成分（以重量份计）为粉煤灰75?90份、生石灰5?10份、水泥2?5份、发泡 剂0. 5?1份。
8. 如权利要求7所述的用重矿废渣生产的自保温砌块，其特征在于，所述的发泡混凝 土的原料成分（以重量份计）为粉煤灰85份、生石灰8份、水泥3份、发泡剂0. 8份。
9. 如权利要求3-8任一项所述的用重矿废渣生产的自保温砌块的制备方法，其特征在 于，包括以下步骤： (1) 原料处理：将粉煤灰、生石灰分别置于磨细至100-140目的粉末后，待用；将重矿 渣、山砂分别置于粉碎机中粉碎后过5_方孔筛待用； (2) 原料混合：将粉煤灰、重矿渣、生石灰、山砂、水泥按照配比依次加入混合器中，采 用搅拌速度为50-80r/min搅拌处理，在加入重矿渣时，调整加入时的温度为60-90°C，待粉 煤灰与重矿渣混合均匀后，再控制温度为40-60°C，加入生石灰，待生石灰加入完成之后，向 其中加入占重矿渣重量3-9%的水，再调整温度为80-100°C，向其中加入山砂，山砂加入完 成之后，恒温恒速搅拌处理40-80min，再向其中加入水泥，待水泥加入完成之后，调整其搅 拌速度为90-120r/min进行恒速搅拌处理，待用； (3) 调整水料比：向步骤2)的混合器中加入水，调整水料重量比为（1-3) :(5-9)，并调 整混合器中的温度为20-40°C后，采用搅拌速度为140-180r/min搅拌处理30-50min后，再 调整搅拌速度为30-40r/min搅拌处理l-3h后，即可获得骨架原料，待用； (4) 骨架成型：将步骤3)获得的骨架原料置于成型机中，采用压力为3. 5-4. 7kg/m2挤 压3-5h后，置于自然环境中，养护1天，即可获得砌块骨架，待用； (5) 填充物配制并填充：取步骤1)获得的粉煤灰、生石灰按照配比进行混合均匀后， 再向其中加入水泥，并调整温度为50-70°C后，采用搅拌速度为50-70r/min搅拌处理l-3h 后，再向其中恒温恒速下按配比加入发泡剂，并同时向其中加入水，并调整水料质量比为 (1. 3-1. 5) : (2. 1-2. 3)，待加入完成后，持续搅拌速度搅拌处理l-2h后，获得填充物料，并 将填充物料填充在步骤4)获得的砌块骨架中，即可获得砌块初成品，待用； (6) 养护：将步骤5)获得的砌块初成品置于温度为48-53°C的环境下，养护2-5h后，再 将其置于养护窑中，采用蒸汽养护8-10h后，即可获得成品自保温砌块。
【文档编号】E04C1/00GK104478377SQ201410673850
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月21日 优先权日:2014年11月21日
【发明者】刘恒波, 贾韶辉, 贺深阳, 王勇, 宋美, 赵怡然, 李晓东 申请人:贵州省工业固体废弃物综合利用（建材）工程技术研究中心