专利名称：蒸养粉煤灰承重砖配方及工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种以粉煤灰为主要原料，配以石灰、石膏及骨料及压制成型并经蒸汽养护而制成的建筑承重砖及生产方法，其中蒸养的温度不超过100℃。
中国发明专利申请公开说明书1997年7月9日公开的免烧承重砖(公开号CN1153752A)主要是以水泥建筑垃圾颗粒或炉渣颗粒、生石灰、粉煤灰，经搅拌机脱水搅拌经压制成型后，在自然条件下养护20-30天制成成品。这种承重砖所用的骨料建筑垃圾含有粉状物，成分复杂，质量不稳定，强度低。其中有些生成物在制成成品后可能还要反应分解，影响砖质量的稳定性。所用的生石灰在搅拌成型中及成型后能够先熟化，后与粉煤灰水化反应，但是半干状态生石灰熟化的不彻底，与粉煤灰不易混合均匀充分，与粉煤灰水化反应的不充分，大大影响了砖稳定成份的生成。特别是在成型后，生石灰的细颗粒再熟化，易在砖内产生破坏的内应力，如出现长裂等，导致产品不合格。虽然采用了自然条件下的养护，节约了能源，但养护时间太长，使压制成型的砖长时间处于成份不稳定状态，而最终实际达不到充分的水化反应，使成品砖质量不稳定。自然养护不适应于工业化生产。一般批量生产的砖强度只在7.5级。有的配比选择范围过宽，对于不同的粉煤灰成份，所选的范围是不合适的，是达不到所述的效果的。特别是在生产粉煤灰砖的工艺过程中，原料一起混合，不能保证反应物之间充分混合和接触，导致实际生产中质量不稳定，出现某种原料在小部分集结。有的混合过程只是搅拌，有的先搅拌后碾压或先碾压后搅拌，都不能快速有效地混合充分。压制过程所使用的压强只有20MPa左右，不能使反应物之间达到有效接触的致密度。砖坯的养护是任意选择自然养护，养护的任意性不能保证的反应物充分溶解渗透，使反应不完全，并要产生内应力及裂纹。更主要的是，已有的技术只是在配料做了研究，而工艺过程则是任意的选择，在生产过程工艺无法保证合理的配料有效充分反应，形成稳定高强度的粉煤灰砖。
本发明的目的在于提供一种水化反应均匀充分，成份稳定，强度质量较高的粉煤灰承重砖，并提供一种制作这种粉煤灰承重砖的工艺。
本发明的蒸养粉煤灰承重砖，原料有粉煤灰、石灰、石膏、骨料。本发明的原料中不用水泥。本发明的骨料为电厂炉底渣或石灰石渣，石灰为消石灰(主要成分为Ca(OH)2)，并按粉煤灰53-60％、电厂炉底渣或石灰石渣21-30％。消石灰8-15％、石膏2-4％的重量配比碾压混合。当粉煤灰的成份中钙含量达到CaO≥10％时重量配比为粉煤灰60-70％、电厂炉底渣或石灰石渣12-25％、消石灰12±2％石膏3±1％。其形状为经压制成的砖形。物料优选的重量配比为粉煤灰54-56％，电厂炉底渣或石灰石渣29-30％、消石灰11-13％、石膏2.5-3.5％。
本发明工艺过程是先将粉煤灰、消石灰(Ca(HO)2)、石膏混合，外加适量的水，形成半干状态进行碾压搅拌，即边碾压边搅动，使消石灰、石膏与粉煤灰充分接触混合，靠碾压使消石灰、石膏与粉煤灰相互渗入，为互相水化反应提供了充分接触反应的机会。然后再将做为骨料的电厂炉底渣或石灰石渣加入，进一步混合碾压搅拌，使充分混合的消石灰、石膏与粉煤灰粉状原料均匀地填充在骨料与骨料之间。将混合碾压搅拌料经压制成砖坯，砖坯经蒸养制成承重粉煤灰砖。这样就有效避免了将骨料与粉煤灰、消石灰、石膏一起混合，粉煤灰、消石灰、石膏还没有混合接触，就分别粘附在骨料外及凹孔处，使粉煤灰、消石灰、石膏不能充分接触混合反应的现象。碾压使各物料之间相互紧密混合，并为下一步压制成型提供了条件，使得压制的更加致密。也只有使粉煤灰与消石灰，石膏充分混合并渗透，压制成型后在蒸养情况下，粉煤灰才能与消石灰及石膏充分的水化反应，固化成稳定的状态，并将骨料粘接在一起。为了保证砖坯的致密度，确保各反应物之间达到紧密接触，形成有效水化反应，压制砖坯的压强必须达到40MPa以上，以使蒸养成品的砖具有很好抗冻性能，特别是抗反复冻融性能较好。混合碾压搅拌是将碾压和搅拌合为同时进行。为了进一步保证砖的强度、稳定性及质量，砖坯在蒸养前进行湿热静停3-4小时(一般是在40℃左右的环境中)，而且是利用蒸养室的余热进行湿热静停，能充分利用能量。这可以使消石灰主要成份Ca(HO)2在提高温度并有湿度保证的条件下进一步溶解，并充分渗透到混合接触的粉煤灰中，以使进入高温蒸汽加热蒸养时，快速充分地水化反应，形成很好的水化稳定物。同时湿热静停使水化反应初步进行，形成初步强度的砖坯，也防止较低强度的砖坯在蒸养高温快速反应过程引起裂纹和堆塌，从而提高产品合格率。蒸养加热是先逐步升温，在3-4小时内升温到95-98℃，并保持在此温度范围内恒温8小时，防止加温过快在砖内部产生热应力，而恒温在95-98℃，能最有效地利用蒸汽的热量又使砖坯在常压下最快地水化反应。在停蒸汽加热恒温后，先不开窑慢降温2-3小时，使加热的砖体水份析出，在高温区域形成结晶体，而后则打开窑门使砖体快速自然降温，使得未反应物质及不定形水化物迅速结晶，获得高比例的稳定水化物，并也都结晶在高温区域，使低温区域不出现大量结晶物。这样有效地防止砖在使用过程常温下出现不稳定物，进一步保证了砖的稳定性。
由于本发明采用了电厂炉底渣或石灰石渣的骨料。前者因高温燃烧后具有活性，能参与反应生成稳定结构，并加强强度。后者石灰石渣做骨料，机械强度高，而且与消石灰及水化产物比较亲合，便于结合得牢，结合的彼此之间比较稳定，不会产生反应及分解，形成非常稳定并有较高强度砖体。同时，所选用的消石灰(熟石灰)已经熟化，并且不易自身形成颗粒，在搅拌碾压过程能充分地与粉煤灰混合接触。特别是在搅拌碾压中，使集结粉煤灰分散，使粉煤灰表面积增大，消石灰及石膏能充分进入粉煤灰，在压制成型时又使反应物两者之间充分接触。在蒸汽养护过程中使粉煤灰充分水化反应，保证了充分形成水化产物，并与骨料致密地结合在一起，构成较高强度和具有稳定性的砖体。特别是使消石灰(熟化的石灰)、石膏与粉煤灰先边搅拌边碾压充分接触混合，再加入骨料边搅拌边碾压混合，使水化反应物均匀充分混合接触后，再填充在骨料(电厂炉底渣或石灰石渣)之间。在成型模中，将混合物料在等于或高于40MPa压强压力作用下压制成砖坯，使各混合充分的物料致密接触地结合到一起。砖坯经95℃-100℃的蒸养，使消石灰与粉煤灰迅速的水化反应，大比例的生成稳定的水化物，形成稳定的固体。湿热静停，使反应物质充分的接触渗透，使得以后快速反应时更加充分。蒸养过程升温、恒温、降温合理，不会产生温度应力，有效保证砖的质量。这样形成的砖，抗压强度和抗折强度都平均达到MU10级以上，抗融冻性、干燥收缩率都达到粉煤灰砖的国家标准。
下面结合实例进一步说明本发明。
实施例1取含钙量达到CaO≥10％的粉煤灰700公斤，选用电厂排出的颗粒度在8MM以下的炉底渣130公斤作为骨料，选用消石灰(钙质白灰)135公斤、石膏35公斤。将粉煤灰、消石灰、石膏放到碾压机内，边碾压边搅拌三分钟。再加入骨料碎炉渣混合碾压搅拌七分钟。将混合的原料在40MPa压力下压制成砖坯。将砖坯放入蒸养室内湿热静停4小时，再用蒸汽加热升温3小时，使温度升至98℃，并在此温度下恒温8小时。而后停止蒸汽，自动降温2-3小时，最后打开窑门自然降温，制成强度平均为MU10级(JC239-91)的蒸养粉煤灰承重砖。
实施例2取出粉煤灰550公斤，选用锅炉排出的颗粒度在8MM以下电厂炉底渣300公斤作为骨料，选用消石灰(钙质白灰)120公斤、石膏30公斤。将粉煤灰、消石灰、石膏放到碾压搅拌机内，边碾压边搅拌三分钟。再加入骨料碎炉渣混合碾压搅拌七分钟。将混合的原料在42MPa压力下压制成砖坯。将砖坯放入蒸养室内湿热静停3小时，再用蒸汽加热升温3小时，使温度升至96℃，并在此温度下恒温8小时。停止蒸汽加热，自动降温2-3小时，最后打开蒸汽室门自然降温，制成蒸养粉煤灰承重砖强度最低也高于MU10级以上(JC23-91)。
实施例3取含钙量达到CaO≥10％的粉煤灰600公斤，选用颗粒度在8MM以下废石灰石渣250公斤作为骨料，选用消石灰(钙质白灰)120公斤、石膏30公斤。将粉煤灰、消石灰、石膏放到碾压搅拌机内，边碾压边搅拌四分钟。再加入骨料碎炉渣混合碾压搅拌六分钟。将混合的原料在42MPa以上的压力下压制成砖坯。将砖坯放入蒸养窑内湿热静停4小时，再用蒸汽加热升温3小时，使温度升至97℃，并在此温度下恒温8小时。最后停止蒸汽加热，自动降温2小时，在90℃前打开窑门迅速自然通风降温，制成强度可达到MU15级以上(JC239-91)的蒸养粉煤灰承重砖。
权利要求
1．一种蒸养粉煤灰承重砖，有粉煤灰、石灰、石膏、骨料，其特征在于骨料为电厂炉底渣或石灰石渣，石灰为消石灰，重量配比为粉煤灰53-60％、电厂炉底渣或石灰石渣21-30％、消石灰8-15％、石膏2-4％，当粉煤灰的成份中钙含量达到Cao≥10％时重量配比为粉煤灰60-70％、电厂炉底渣或石灰石渣12-25％、消石灰12±2％石膏3±1％。
2．如权利要求1所说的蒸养粉煤灰承重砖，其特征在于原料优选的重量配比为，粉煤灰54-56％，电厂炉底渣或石灰石渣29-30％、消石灰11-13％、石膏2.5-3.5％。
3．一种制做粉煤灰承重砖的工艺其特征在于原料重量比例为粉煤灰53-70％、电厂炉底渣或石灰石渣12-30％、消石灰8-15％、石膏2-4％，先将粉煤灰、消石灰、石膏加水混合碾压搅拌再加骨料电厂炉底渣或石灰石渣混合碾压搅拌，将混合碾压搅拌料经压制成砖坯，砖坯经蒸养制成承重粉煤灰砖。
4．如权利要求3所说的工艺期特征在于蒸养前砖坯再经蒸养后排出的蒸汽湿热静停3-4小时，再经3-4小时的蒸汽升温加热，加热到95-98℃后保持恒温8小时，停蒸汽降温2-3小时后开窑自然降温。
5．如权利要求3所说的工艺，其特征在于压制成砖坯的压强为40MPa。
6．如权利要求3或4或5所说的工艺，其特征在于混合碾压搅拌为碾压和搅拌合为同时进行。
全文摘要
本发明涉及以粉煤灰53—70%、石灰石渣或电厂炉底渣12—30%、消石灰8—15%、石膏2—4%的重量配比,并将这些物料在半干状态进行边碾压边搅动,再将石灰石渣或电厂炉底渣加入,进一步混合碾压搅拌,使充分混合的消石灰、石膏与粉煤灰粉状原料均匀地填充在骨料外及骨料之间。将混合碾压搅拌料经压制成砖坯,砖坯经蒸养制成承重粉煤灰砖。
文档编号C04B28/18GK1211550SQ9811431
公开日1999年3月24日 申请日期1998年9月10日 优先权日1998年9月10日
发明者张中柱, 陈晓林 申请人:大连市前进工业总公司