一种高强度古建修复用青砖的制备方法

1.本发明属于高强度古建修复用青砖的制备技术领域，尤其涉及一种高强度古建修复用青砖的制备方法。


背景技术：

2.青砖是粘土烧制的，粘土是某些铝硅酸矿物长时间风化的产物，具有很强的粘性而得名。将粘土用水调和后制成砖坯，放在砖窑中煅烧(900℃-1100℃,并且要持续8-15天)便制成砖。粘土中含有铁，烧制过程中完全氧化时生成三氧化二铁呈红色，即最常用的红砖；而如果在烧制过程中加水冷却，使粘土中的铁不完全氧化(fe3o4)则呈青色，即青砖。然而，现有高强度古建修复用青砖的制备方法采用的阻燃材料性能差，阻燃效果差；同时，采用的增强剂增强效果差。
3.综上所述，现有技术存在的问题是：现有高强度古建修复用青砖的制备方法采用的阻燃材料性能差，阻燃效果差；同时，采用的增强剂增强效果差。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种高强度古建修复用青砖的制备方法。
5.本发明是这样实现的，一种高强度古建修复用青砖的制备方法包括以下步骤：
6.步骤一，按重量称取河沙20份、粘土15份、污泥5份、蛭石6份、红页岩30份、黑页岩25份、红砂25份、稀释剂1份，加入球磨机，加水到原材料含水36％，进行球磨，粒度至250目筛余6.0％，滤出混合粉料在浆池中搅拌24小时后备用；
7.步骤二，将混合粉料喷入干燥塔进行干燥，干燥后水分按重量占7.8～8.2％，对泥粉进行筛选分级，20目:40目:60目:80目:100目，按重量比10:40:35:10:5混合，在粉料混中加入阻燃材料10份、偶联剂1份、增强剂1份、分散剂3份、消泡剂1份、憎水剂3份、防腐剂3份、消光剂1份，继续加入适量水搅拌，混合均匀后得到混合粉料；
8.步骤三，将混合粉料注入挤压机，经过挤压机挤压成型，得到砖坯；将制备得到的砖坯置入晾架里，风晾40小时后，得到半成型砖坯；将制备得到的半成型砖坯整齐有序的放入砖窑中，排列完毕后进入下道工序：
9.步骤四，将砖坯进行焙烧，控制焙烧温度为1300摄氏度，焙烧时间13小时；
10.步骤五，焙烧后，砖体基本成型，此时将窑炉密封，并引入清水，利用自然水对砖体进行渗水冷却，获得青砖砖体。
11.进一步，所述阻燃材料的制备方法如下：
12.(1)将质量称取聚烯烃20份、相容剂5份、抗氧剂0.3份、阻燃剂50份，在161℃温度下混合获得的阻燃材料。
13.进一步，所述增强剂的制备方法如下：
14.1)按重量份计将焦亚硫酸钠1份溶解于6份水中，加入液碱6份后，升温至86℃，搅
拌4小时，再加入亲水性气相白炭黑5份和乙二醇10份，并降温至30～40℃反应，得到中间反应物；其中，将焦亚硫酸钠加入常温水中，搅拌10～30分钟，使焦亚硫酸钠充分溶解于水中；将亲水性气相白炭黑加入焦亚硫酸钠与液碱的反应溶液中，搅拌30～60分钟后，再加入乙二醇；
15.2)将中间反应物与异丙醇8份和三乙醇胺1份混合后，再与六偏磷酸钠1份混合，得到增强剂。
16.进一步，挤压机挤压成型，得到砖坯中，对挤压机压力随压力传感器上返到压力监测终端的数据，结合压力学模型得到的挤压机压力计算值进行多项式拟合法处理，建立挤压机压力修正模型，实现挤压机压力随压力机测量数据准确性的自动判断。
17.进一步，挤压机挤压成型，得到砖坯中，挤压机压力监测方法包括：根据压力监测终端测量仪表结合压力学模型，对挤压机环空压力要初步的推算，使用的是根据范宁-达西公式：
18.推导计算的得循环压耗计算模型：
[0019][0020]
式中p
l
——循环压耗pa；
[0021]
d——压力机挤压筒内径m；
[0022]dp
——压力机挤压筒外径m；
[0023]
d——挤压眼直径m；
[0024]
ρ——混合粉料密度kg/m3；
[0025]
l——压力机挤压筒路长度m；
[0026]
f——压力组合系数；
[0027]
——混合粉料在压力机挤压筒路的平均挤压速度，m/s；
[0028]
对环空压力进行估算，模型实时得出挤压机压力的计算值。
[0029]
进一步，挤压机压力监测方法还包括：由挤压机压力随压力传感器得到挤压机压力的实时测量数据。
[0030]
进一步，挤压机压力监测方法还包括：对压力监测终端实时测量得到挤压机压力的计算值与挤压下测量实时数据进行多项式拟合，修正压力监测终端测量实时计算挤压机压力模型。
[0031]
进一步，挤压机压力监测方法还包括：利用修正后的压力监测终端测量实时计算挤压机压力模型结合压力监测终端测量进行挤压机压力的实时跟踪，并与挤压机压力随压力机测量实时数据进行比对，进而自动判断挤压机压力随压力机测量数据的准确性。
[0032]
进一步，所述压力学模型：挤压机压力为pa，影响pa的参数有：压力机杆内摩擦系数fa，压力机杆内平均挤压速度va，压力机挤压液密度ρ，挤压深l，挤压筒内径d2，压力机柱外径d1，摩擦系数fa，挤压深l，挤压筒内径d2，压力机柱外径d1在现场直接读出，而压力机杆内平均挤压速度va，压力机挤压液密度ρ需要在现场实时测量。
[0033]
进一步，所述自动判断挤压机压力随压力机测量数据的真实性包括：
[0034]
拟合函数为将挤压机压力估计值，以及历史测量值整理，共修正n个数据，确定拟合次数k，将要修正的历史数据(li,pai)代入，列表计算得线性方程组：
[0035][0036]
该线性方程组为正定矩阵，因此存在唯一解，求出a0,a1,a2....ak；
[0037][0038]
式中pa为挤压机压力，l为挤压深；
[0039]
测得压力机挤压液粘度，压力机挤压液密度，泵排量，以及现场的挤压筒，与压力机柱的尺寸参数，通过压力学模型计算出当前的挤压机压力，然后采用多项式拟合的方法实现自动识别压力测量数据的准确性。
[0040]
本发明的优点及积极效果为：本发明通过阻燃材料的制备方法制备的阻燃材料性能强，大大提高青砖阻燃效果；同时，通过增强剂的制备方法制备的增强剂增强效果好，大大提高青砖强度效果。
[0041]
本发明挤压机挤压成型，得到砖坯中，对挤压机压力随压力传感器上返到压力监测终端的数据，结合压力学模型得到的挤压机压力计算值进行多项式拟合法处理，建立挤压机压力修正模型，实现挤压机压力随压力机测量数据准确性的自动判断。测得压力机挤压液粘度，压力机挤压液密度，泵排量，以及现场的挤压筒，与压力机柱的尺寸参数，通过压力学模型计算出当前的挤压机压力，然后采用多项式拟合的方法实现自动识别压力测量数据的准确性。
附图说明
[0042]
图1是本发明实施提供的高强度古建修复用青砖的制备方法流程图。
[0043]
图2是本发明实施提供的阻燃材料的制备方法流程图。
[0044]
图3是本发明实施提供的增强剂的制备方法流程图。
具体实施方式
[0045]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0046]
下面结合附图对本发明的应用原理作进一步描述。
[0047]
如图1所示，本发明提供一种高强度古建修复用青砖的制备方法包括以下步骤：
[0048]
s101，按重量称取河沙20份、粘土15份、污泥5份、蛭石6份、红页岩30份、黑页岩25
份、红砂25份、稀释剂1份，加入球磨机，加水到原材料含水36％，进行球磨，粒度至250目筛余6.0％，滤出混合粉料在浆池中搅拌24小时后备用；
[0049]
s102，将混合粉料喷入干燥塔进行干燥，干燥后水分按重量占7.8～8.2％，对泥粉进行筛选分级，20目:40目:60目:80目:100目，按重量比10:40:35:10:5混合，在粉料混中加入阻燃材料10份、偶联剂1份、增强剂1份、分散剂3份、消泡剂1份、憎水剂3份、防腐剂3份、消光剂1份，继续加入适量水搅拌，混合均匀后得到混合粉料；
[0050]
s103，将混合粉料注入挤压机，经过挤压机挤压成型，得到砖坯；将制备得到的砖坯置入晾架里，风晾40小时后，得到半成型砖坯；将制备得到的半成型砖坯整齐有序的放入砖窑中，排列完毕后进入下道工序：
[0051]
s104，将砖坯进行焙烧，控制焙烧温度为1300摄氏度，焙烧时间13小时；
[0052]
s105，焙烧后，砖体基本成型，此时将窑炉密封，并引入清水，利用自然水对砖体进行渗水冷却，获得青砖砖体。
[0053]
如图2所示，本发明提供的阻燃材料的制备方法如下：
[0054]
s201，将质量称取聚烯烃20份、相容剂5份、抗氧剂0.3份、阻燃剂50份，在161℃温度下混合获得的阻燃材料。
[0055]
如图3所示，本发明提供的增强剂的制备方法如下：
[0056]
s301，按重量份计将焦亚硫酸钠1份溶解于6份水中，加入液碱6份后，升温至86℃，搅拌4小时，再加入亲水性气相白炭黑5份和乙二醇10份，并降温至30～40℃反应，得到中间反应物；其中，将焦亚硫酸钠加入常温水中，搅拌10～30分钟，使焦亚硫酸钠充分溶解于水中；将亲水性气相白炭黑加入焦亚硫酸钠与液碱的反应溶液中，搅拌30～60分钟后，再加入乙二醇；
[0057]
s302，将中间反应物与异丙醇8份和三乙醇胺1份混合后，再与六偏磷酸钠1份混合，得到增强剂。
[0058]
在本发明一优选实施例中，挤压机挤压成型，得到砖坯中，对挤压机压力随压力传感器上返到压力监测终端的数据，结合压力学模型得到的挤压机压力计算值进行多项式拟合法处理，建立挤压机压力修正模型，实现挤压机压力随压力机测量数据准确性的自动判断。
[0059]
在本发明一优选实施例中，挤压机挤压成型，得到砖坯中，挤压机压力监测方法包括：根据压力监测终端测量仪表结合压力学模型，对挤压机环空压力要初步的推算，使用的是根据范宁-达西公式：
[0060]
推导计算的得循环压耗计算模型：
[0061][0062]
式中p
l
——循环压耗pa；
[0063]
d——压力机挤压筒内径m；
[0064]dp
——压力机挤压筒外径m；
[0065]
d——挤压眼直径m；
[0066]
ρ——混合粉料密度kg/m3；
[0067]
l——压力机挤压筒路长度m；
[0068]
f——压力组合系数；
[0069]
——混合粉料在压力机挤压筒路的平均挤压速度，m/s；
[0070]
对环空压力进行估算，模型实时得出挤压机压力的计算值。
[0071]
在本发明一优选实施例中，挤压机压力监测方法还包括：由挤压机压力随压力传感器得到挤压机压力的实时测量数据。
[0072]
在本发明一优选实施例中，挤压机压力监测方法还包括：对压力监测终端实时测量得到挤压机压力的计算值与挤压下测量实时数据进行多项式拟合，修正压力监测终端测量实时计算挤压机压力模型。
[0073]
在本发明一优选实施例中，挤压机压力监测方法还包括：利用修正后的压力监测终端测量实时计算挤压机压力模型结合压力监测终端测量进行挤压机压力的实时跟踪，并与挤压机压力随压力机测量实时数据进行比对，进而自动判断挤压机压力随压力机测量数据的准确性。
[0074]
在本发明一优选实施例中，所述压力学模型：挤压机压力为pa，影响pa的参数有：压力机杆内摩擦系数fa，压力机杆内平均挤压速度va，压力机挤压液密度ρ，挤压深l，挤压筒内径d2，压力机柱外径d1，摩擦系数fa，挤压深l，挤压筒内径d2，压力机柱外径d1在现场直接读出，而压力机杆内平均挤压速度va，压力机挤压液密度ρ需要在现场实时测量。
[0075]
在本发明一优选实施例中，所述中自动判断挤压机压力随压力机测量数据的真实性包括：
[0076]
拟合函数为将挤压机压力估计值，以及历史测量值整理，共修正n个数据，确定拟合次数k，将要修正的历史数据(li,pai)代入，列表计算得线性方程组：
[0077][0078]
该线性方程组为正定矩阵，因此存在唯一解，求出a0,a1,a2....ak；
[0079][0080]
式中pa为挤压机压力，l为挤压深；
[0081]
测得压力机挤压液粘度，压力机挤压液密度，泵排量，以及现场的挤压筒，与压力机柱的尺寸参数，通过压力学模型计算出当前的挤压机压力，然后采用多项式拟合的方法实现自动识别压力测量数据的准确性。
[0082]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精
神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。