本发明涉及建材技术领域，具体地，涉及一种新型烧结砖及制备方法。
背景技术：
随着我国基础建设的快速发展，建筑用砖的需求也越来越大。原来我国传统的制砖技术是利用粘土烧结制砖，由于其需要大量采掘耕地，对基本农田造成大量的破坏，国家明令禁止生产和使用粘土实心砖，限制生产和使用粘土多孔砖。因此一些砖瓦厂正面临原材料短缺的发展困境。利用建筑垃圾替代粘土，生产烧结砖，不仅可避免其对环境的污染，而且可实现砖瓦厂的可持续发展。
目前，城市污水处理厂产生的污泥一直是困扰城市环境的一大难题，在一些地区，污泥的处置费用也是一笔不小的数目，如果处理不当将会造成二次污染，经过检测发现，城市污泥具有一定发热量的有机质，且有较多的对环境造成污染的有害物质。能够将污泥资源利用，又不造成二次污染，添加污泥制砖的制造工艺是较为突出的一种处理方式。
因此，研究开发一种既能够有效解决城市垃圾等的处理，又能解决烧结砖原料问题的方法，具有较好的应用价值，也符合目前建筑行业的要求。
技术实现要素：
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种新型烧结砖及制备方法，所述方法不仅有效解决了城市垃圾包括建筑垃圾、城市污泥等的处理，还能将其再利用来制备烧结砖，实现了废弃物的再利用，同时解决了烧结砖原料短缺问题。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明涉及一种新型烧结砖，包括如下重量份数的各组分：建筑垃圾45~60份、城市污泥30~50份、粉煤灰10~15份、煤矸石8~16份、高岭土12~28份、硅藻土7~13份、高粘凹凸棒石粘土15~30份、添加剂17~32份。
优选地，所述建筑垃圾55份、城市污泥45份、粉煤灰12份、煤矸石10份、高岭土25份、硅藻土10份、高粘凹凸棒石粘土26份、添加剂23份。
优选地，所述高粘凹凸棒石粘土为天然凹凸棒土经提纯后，再经过热活化处理后得到的产物。
优选地，所述添加剂为聚丙烯酸钠、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯中的任一种。
本发明还涉及一种制备新型烧结砖的方法，包括如下步骤：
（1）按照配比分别称取建筑垃圾，置于粉碎机中粉碎，并过30~50目筛，备用；
（2）按照配比称取城市污泥，然后将其置于污泥搅拌池中，加水搅拌均匀，然后出去混合物中的有机质，然后加入配比量的粉煤灰、煤矸石，再将混合物陈化，得到处理后的城市污泥，备用；
（3）将步骤（1）中得到的建筑垃圾和步骤（2）得到的处理后的城市污泥加入到搅拌机中，混合均匀，然后加入配比量的高岭土、硅藻土、高粘凹凸棒石粘土和添加剂，充分搅拌均匀，得到混合物；
（4）将步骤（3）得到的混合物输送到制砖成型机上进行加压成型，干燥，得到砖胚体；
（5）将干燥后的坯体转入熔炉中进行煅烧，熔炉的最终烧成温度控制在1000～1100℃，整个烧成过程时间为2.5～3.5小时，即得所述烧结砖。
优选地，所述步骤（2）中向污泥搅拌池中加入的水的量使得城市污泥的含水量为70%~80%。
优选地，所述步骤（3）中高粘凹凸棒是粘土的制备方法为：
取天然凹凸棒石粘土进行粉碎并过200目筛，加水，搅拌形成悬浮泥浆，取上层悬浊液于3000~3500转/min的离心机中离心处理5~10min，真空抽滤；将滤饼烘干，然后置于马弗炉中以20℃/min的速度程序升温至800℃~900℃，然后恒温焙烧4~6h，冷却后研磨至粒径为200~300目，得到高粘凹凸棒石粘土。
优选地，所述步骤（4）中加压成型为两次加压的方法，其中第一次加压压力为30~40mpa，第二次加压的压力为50~60mpa。
优选地，所述步骤（4）中干燥的条件为温度80~90℃，干燥7~8h。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明所述的新型烧结砖，不仅有效解决了城市垃圾包括建筑垃圾、城市污泥等的处理，还能将其再利用来制备烧结砖，实现了废弃物的再利用，同时解决了烧结砖原料短缺问题，此外制备得到的烧结砖具有较好的强度、耐冲击性能和质轻的特点。
（2）本发明所述的新型烧结砖中添加有高粘凹凸棒石粘土，具有较好的粘性和可塑性，有利于原料之间的乳化和粘结，大大增加了烧结砖各成分之间的粘结牢固性，为烧结砖的强度提供了保障。
（3）本发明所述的新型烧结砖采用的城市污泥、建筑垃圾作为主要基材，添加有粉煤灰、煤矸石等废弃物，不仅降低了原料的成本，还实现了废弃材料的再利用，提高了废弃物的利用价值。
（4）本发明所述的新型烧结砖的制备方法简单、操作方便，工艺条件温和，适合工业化推广生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，例如sambrook等分子克隆：实验室手册（newyork:coldspringharborlaboratorypress,1989）中所述的条件，或按照制造厂商所建议的条件。
实施例1：
本实施例涉及一种新型烧结砖及制备方法；
所述新型烧结砖，由如下重量份数的各组分制备而成：
建筑垃圾55份、城市污泥45份、粉煤灰12份、煤矸石10份、高岭土25份、硅藻土10份、高粘凹凸棒石粘土26份、添加剂23份。
其中，所述高粘凹凸棒石粘土为天然凹凸棒土经提纯后，再经过热活化处理后得到的产物。
其中，所述添加剂为聚丙烯酸钠。
本发明制备新型烧结砖的方法，包括如下步骤：
（1）按照配比分别称取建筑垃圾，置于粉碎机中粉碎，并过50目筛，备用；
（2）按照配比称取城市污泥，然后将其置于污泥搅拌池中，加水搅拌均匀，然后出去混合物中的有机质，然后加入配比量的粉煤灰、煤矸石，再将混合物陈化，得到处理后的城市污泥，备用；
（3）将步骤（1）中得到的建筑垃圾和步骤（2）得到的处理后的城市污泥加入到搅拌机中，混合均匀，然后加入配比量的高岭土、硅藻土、高粘凹凸棒石粘土和添加剂，充分搅拌均匀，得到混合物；
（4）将步骤（3）得到的混合物输送到制砖成型机上进行加压成型，干燥，得到砖胚体；
（5）将干燥后的坯体转入熔炉中进行煅烧，熔炉的最终烧成温度控制在1000℃，整个烧成过程时间为3小时，即得所述烧结砖。
其中，步骤（2）中向污泥搅拌池中加入的水的量使得城市污泥的含水量为80%。
其中，步骤（3）中高粘凹凸棒是粘土的制备方法为：
取天然凹凸棒石粘土进行粉碎并过200目筛，加水，搅拌形成悬浮泥浆，取上层悬浊液于3000转/min的离心机中离心处理10min，真空抽滤；将滤饼烘干，然后置于马弗炉中以20℃/min的速度程序升温至900℃，然后恒温焙烧5，冷却后研磨至粒径为200目，得到高粘凹凸棒石粘土。
其中，步骤（4）中加压成型为两次加压的方法，其中第一次加压压力为40mpa，第二次加压的压力为50mpa。
其中，步骤（4）中干燥的条件为温度90℃，干燥7h。
实施例2：
本实施例涉及一种新型烧结砖及制备方法；
所述新型烧结砖，由如下重量份数的各组分制备而成：
建筑垃圾45份、城市污泥30份、粉煤灰10份、煤矸石8份、高岭土12份、硅藻土7份、高粘凹凸棒石粘土15份、添加剂17份。
其中，所述高粘凹凸棒石粘土为天然凹凸棒土经提纯后，再经过热活化处理后得到的产物。
其中，所述添加剂为聚对苯二甲酸乙二醇酯。
本发明制备新型烧结砖的方法，包括如下步骤：
（1）按照配比分别称取建筑垃圾，置于粉碎机中粉碎，并过30目筛，备用；
（2）按照配比称取城市污泥，然后将其置于污泥搅拌池中，加水搅拌均匀，然后出去混合物中的有机质，然后加入配比量的粉煤灰、煤矸石，再将混合物陈化，得到处理后的城市污泥，备用；
（3）将步骤（1）中得到的建筑垃圾和步骤（2）得到的处理后的城市污泥加入到搅拌机中，混合均匀，然后加入配比量的高岭土、硅藻土、高粘凹凸棒石粘土和添加剂，充分搅拌均匀，得到混合物；
（4）将步骤（3）得到的混合物输送到制砖成型机上进行加压成型，干燥，得到砖胚体；
（5）将干燥后的坯体转入熔炉中进行煅烧，熔炉的最终烧成温度控制在1000℃，整个烧成过程时间为3.5小时，即得所述烧结砖。
其中，步骤（2）中向污泥搅拌池中加入的水的量使得城市污泥的含水量为70%。
其中，步骤（3）中高粘凹凸棒是粘土的制备方法为：
取天然凹凸棒石粘土进行粉碎并过200目筛，加水，搅拌形成悬浮泥浆，取上层悬浊液于3000转/min的离心机中离心处理10min，真空抽滤；将滤饼烘干，然后置于马弗炉中以20℃/min的速度程序升温至800℃，然后恒温焙烧6h，冷却后研磨至粒径为200目，得到高粘凹凸棒石粘土。
其中，步骤（4）中加压成型为两次加压的方法，其中第一次加压压力为30mpa，第二次加压的压力为50mpa。
其中，步骤（4）中干燥的条件为温度80℃，干燥8h。
实施例3：
本实施例涉及一种新型烧结砖及制备方法；
所述新型烧结砖，由如下重量份数的各组分制备而成：
建筑垃圾60份、城市污泥50份、粉煤灰15份、煤矸石16份、高岭土28份、硅藻土13份、高粘凹凸棒石粘土30份、添加剂32份。
其中，所述高粘凹凸棒石粘土为天然凹凸棒土经提纯后，再经过热活化处理后得到的产物。
其中，所述添加剂为聚碳酸酯。
本发明制备新型烧结砖的方法，包括如下步骤：
（1）按照配比分别称取建筑垃圾，置于粉碎机中粉碎，并过50目筛，备用；
（2）按照配比称取城市污泥，然后将其置于污泥搅拌池中，加水搅拌均匀，然后出去混合物中的有机质，然后加入配比量的粉煤灰、煤矸石，再将混合物陈化，得到处理后的城市污泥，备用；
（3）将步骤（1）中得到的建筑垃圾和步骤（2）得到的处理后的城市污泥加入到搅拌机中，混合均匀，然后加入配比量的高岭土、硅藻土、高粘凹凸棒石粘土和添加剂，充分搅拌均匀，得到混合物；
（4）将步骤（3）得到的混合物输送到制砖成型机上进行加压成型，干燥，得到砖胚体；
（5）将干燥后的坯体转入熔炉中进行煅烧，熔炉的最终烧成温度控制在1100℃，整个烧成过程时间为2.5小时，即得所述烧结砖。
其中，步骤（2）中向污泥搅拌池中加入的水的量使得城市污泥的含水量为80%。
其中，步骤（3）中高粘凹凸棒是粘土的制备方法为：
取天然凹凸棒石粘土进行粉碎并过200目筛，加水，搅拌形成悬浮泥浆，取上层悬浊液于3500转/min的离心机中离心处理5min，真空抽滤；将滤饼烘干，然后置于马弗炉中以20℃/min的速度程序升温至900℃，然后恒温焙烧4h，冷却后研磨至粒径为200~300目，得到高粘凹凸棒石粘土。
其中，步骤（4）中加压成型为两次加压的方法，其中第一次加压压力为40mpa，第二次加压的压力为60mpa。
其中，步骤（4）中干燥的条件为温度90℃，干燥7h。
综上所述，本发明所述的新型烧结砖，不仅有效解决了城市垃圾包括建筑垃圾、城市污泥等的处理，还能将其再利用来制备烧结砖，实现了废弃物的再利用，同时解决了烧结砖原料短缺问题，此外制备得到的烧结砖具有较好的强度、耐冲击性能和质轻的特点。此外，本发明所述的新型烧结砖的制备方法简单、操作方便，工艺条件温和，适合工业化推广生产。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。