一种基于赤泥原料的免蒸砖及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种建筑材料墙体砖及其制备方法，尤其涉及一种基于赤泥原料的免 蒸砖及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 2003年以来，国内170个城市限时禁用实心粘土砖，研宄实心粘土砖的替代品迫 在眉睫，其中免烧砖因其生产成本低廉、性能优越、环境效益好等特点而大力发展起来。对 此前人做了很多研宄，例如，岳云龙等人利用赤泥和粉煤灰作为原料、水泥为固化剂来制作 免烧砖，配料为：碱矿渣水泥60 %，赤泥30 %，粉煤灰10 %，通过加压成型制作，得到的免烧 砖的力学性能达到国家粉煤灰砖的标准。王梅等人研制了赤泥粉煤灰砖，试验的最佳配比 为：赤泥25 - 40%，粉煤灰18 - 28%，骨料30 - 35%，水泥1%，石灰8 - 10%，石霄2 - 3%，含水率15 - 17%，陈化8 - 12h，采用40MPa的压力成型，所制作的免烧砖的力学性能 达到国标中对蒸压灰砂砖MU15的要求。生雷等人对赤泥陶粒粉煤灰免蒸免烧砖做了一些 研宄，试验的最佳配比为：赤泥18%，陶粒46%，粉煤灰21 %，水泥15%，通过制砖机压力成 型，所得的砖达到国家对免烧砖的标准。上述给出赤泥制砖的技术方案存在以下缺点：①成 型压力高或加入骨料，故砖的容重大，不满足轻质高强的要求；②要求的含水率低，对成型 工艺要求高，若生产控制不好，易使免烧砖的水稳定性和大气稳定性差；③均使用水泥等原 材料势必会加大免烧砖的生产成本，也会影响该技术的推广。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种基于赤泥原料的免蒸砖及其制备方法，解决赤泥、矿 渣、脱硫灰和脱硫石膏工业废渣利用率低的问题。
[0004] 本发明的目的是这样实现的：以工业废渣赤泥为主要原料，以工业废渣脱硫灰、矿 渣、石灰、脱硫石膏为辅料，以水玻璃为碱性激发剂；其质量百分比组成为：赤泥70 - 80%; 脱硫灰0 - 10% ;矿渣0 - 10% ;石灰5% ;脱硫石膏8 - 10% ;水玻璃0 - 5%。
[0005] 制备方法包括：烘干工艺、称量配料及粉磨混合工艺，具体方法过程如下：
[0006] (1)烘干工艺：用烘干机将赤泥、脱硫灰、矿渣、石灰、脱硫石膏烘干，脱除其中的 自由水分；
[0007] (2)粉磨工艺：将赤泥放入球磨机中粉磨至比表面积多600m2/kg ;
[0008] (3)称量配料及混合工艺：按上述原料配方进行称量配料，然后将上述三种原料 放入球磨机中混合粉磨至比表面积彡600m 2/kg ;
[0009] (4)原料配比以及成型：赤泥70 - 80% ;脱硫灰0 - 10% ;矿渣0 - 10% ;石灰 5% ;脱硫石霄8 - 10% ;水玻璃0 - 5%，另加水，加水量占配料物料总量的30 - 40% ;在 搅拌机中充分搅拌，浇筑入模，放在振动台密实成型；
[0010](5)标准养护：用塑料薄膜包裹后进行标准养护，待充分固化1-3天后脱模放在托 架上，运送至养护场地；
[0011] (6)自然养护：在自然条件下进行养护，即可；也可用热空气循环养护，缩短养护 时间和生产周期。
[0012] 所述的赤泥为烧结法生产氧化铝中产生的工业废渣，烘干破碎至其粒径小于 0. 15mm ;所述的矿渣为粒化高炉矿渣微粉，符合GB/T 18046-2008标准规定的粒化高炉矿 渣微粉，为粒化高炉矿渣经磁选除铁处理后粉磨使其达到比表面积多400m2/kg制得，其中 粒径小于50 ym的超细粒化高炉矿渣微粉占总质量的80%以上；所述的石灰为生石灰；球 磨细度过180目筛的数量多98% ;所述的石膏为对含硫原料煤、油等燃烧后产生的烟气进 行脱硫净化处理而得到的工业副产品脱硫石膏或者天然二水石膏，所述的二水石膏的品位 大于90% ;所述的碱激发剂为模数1. 5-2. 5的钠水玻璃，水剂和粉剂均可。
[0013] 有益效果，由于采用了上述方案，采用工业废弃物赤泥为主要原料，添加适量的石 灰、脱硫石膏等钙质校正原料，在碱性介质水玻璃的激发下可以有效提高赤泥的胶凝活性， 可以变废为宝，逐步消除工业废渣赤泥带来的种种环境污染问题。本发明制备过程没有高 温、高压工艺条件，无需煅烧和蒸汽养护，仅通过机械振动浇注成型和自然养护即可制得赤 泥墙体砖；另外，本发明采用碱激发赤泥代替水泥作为胶凝材料，不仅有利于环保，而且成 本低廉，生产过程几乎不排放C02、S02、NOx等有害气体，总体上是一种绿色环保的清洁工 〇
[0014] 本发明的优点在于：
[0015] (1)早期强度明显，后期强度也能达到国家标准。
[0016] (2)制作耗能低，生产和工艺养护条件简单，而且产品的容重低。
[0017] 仅在粉磨工艺和混合工艺的时候需要用到球磨机磨细和混合材料，整个生产过程 耗能低。产品容重低，降低运输耗能，而且使用方面。
[0018] (3)表面形成一种薄膜，能有效提高的抗风化和抗水性。
[0019] 免烧砖表面的薄膜能有效抗风化和抗水性，延长使用寿命，克服了产品的吸潮、返 卤和泛霜的缺点。
[0020] (4)无毒副作用，无毒、无味、无放射性，对人体无害，不污染环境。
[0021] (5)利用的材料90%以上都是工业废料，所制造的免烧砖成本低廉。
[0022] 该方法提高了赤泥、矿渣、脱硫灰和脱硫石膏工业废渣的利用率，有明显的经济效 益、环境效益和社会效益。
【附图说明】
[0023] 图1为本发明的一种以赤泥为主要原料的免蒸砖及其制备方法的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0024] 以工业废渣赤泥为主要原料，以工业废渣脱硫灰、矿渣、石灰、脱硫石膏为辅料，以 水玻璃为碱性激发剂；其质量百分比组成为：赤泥70 - 80% ;脱硫灰0 - 10% ;矿渣0 - 10% ;石灰5% ;脱硫石霄8 - 10% ;水玻璃0 - 5%。
[0025] 制备方法包括：烘干工艺、称量配料及粉磨混合工艺，具体方法过程如下：
[0026] (1)烘干工艺：用烘干机将赤泥、脱硫灰、矿渣、石灰、脱硫石膏烘干，脱除其中的 自由水分；
[0027] (2)粉磨工艺：将赤泥放入球磨机中粉磨至比表面积多600m2/kg ;
[0028] (3)称量配料及混合工艺：按上述原料配方进行称量配料，然后将上述三种原料 放入球磨机中混合粉磨至比表面积彡600m 2/kg ;
[0029] (4)原料配比以及成型：赤泥70 - 80% ;脱硫灰0 - 10% ;矿渣0 - 10% ;石灰 5% ;脱硫石霄8 - 10% ;水玻璃0 - 5%，另加水，加水量占配料物料总量的30 - 40% ;在 搅拌机中充分搅拌，浇筑入模，放在振动台密实成型；
[0030] (5)标准养护：用塑料薄膜包裹后进行标准养护，待充分固化1-3天后脱模放在托 架上，运送至养护场地；
[0031] (6)自然养护：在自然条件下进行养护，即可；也可用热空气循环养护，缩短养护 时间和生产周期。
[0032] 所述的赤泥为烧结法生产氧化铝中产生的工业废渣，烘干破碎至其粒径小于 0. 15mm ;所述的矿渣为粒化高炉矿渣微粉，符合GB/T 18046-2008标准规定的粒化高炉矿 渣微粉，为粒化高炉矿渣经磁选除铁处理后粉磨使其达到比表面积多400m2/kg制得，其中 粒径小于50 ym的超细粒化高炉矿渣微粉占总质量的80%以上；所述的石灰为生石灰；球 磨细度过180目筛的数量多98% ;所述的石膏为对含硫原料煤、油等燃烧后产生的烟气进 行脱硫净化处理而得到的工业副产品脱硫石膏或者天然二水石膏，所述的二水石膏的品位 大于90% ;所述的碱激发剂为模数1. 5-2. 5的钠水玻璃，水剂和粉剂均可。
[0033] 实施例1 :参照国家标准《砌墙砖试验方法》GB/T2542 - 92进行实验与性能检测。
[0034] 将试验所用原材料用烘干机烘干后粉磨，之后再称量配料放入球磨机混合。将混 合料放入搅拌机中再加入30 - 40 %的水，充分搅拌后浇筑入模，放在振动台密实成型，然 后再进行标准养护l-3d脱模，最后运送场地进行自然养护至28d即可得到成品转。
[0035] 表1不同掺量对免烧砖力学性能的影响
[0036]
【主权项】
1. 一种基于赤泥原料的免蒸砖及其制备方法，其特征是：以工业废渣赤泥为主要原 料，以工业废渣矿渣、石灰、脱硫石膏为辅料，以水玻璃为碱性激发剂。其质量百分比组成 为：赤泥70 - 80% ;脱硫灰O- 10% ;矿渣O- 10% ;石灰5% ;脱硫石膏8 - 10% ;水玻 璃 0 - 5 % ; 制备方法包括：烘干工艺、称量配料及粉磨混合工艺，具体方法过程如下： (1) 烘干工艺：用烘干机将赤泥、脱硫灰、矿渣、石灰、脱硫石膏烘干，脱除其中的自由 水分； (2)粉磨工艺：将赤泥放入球磨机进行粉磨至比表面积彡600m2/kg; (3)称量配料及混合工艺：按上述原料配方进行称量配料，然后将上述三种原料放入 球磨机中混合粉磨至比表面积彡600m2/kg; (4) 原料配比以及成型：赤泥70 - 80% ;脱硫灰0 - 10% ;矿渣0 - 10% ;石灰5% ; 脱硫石霄8 - 10% ;水玻璃0 - 5%，水占所有物料总量的30 - 40% ;在搅拌机中充分搅 拌，浇筑入模，放在振动台密实成型。 (5)标准养护：用塑料薄膜包裹后进行标准养护，待充分固化后（约l-3d)脱模放在托 架上，运送至养护场地； (6) 自然养护：在自然条件下进行养护，即可；也可用热空气循环养护，缩短养护时间 和生产周期。
2. 根据权利要求1所述的一种以赤泥为主要原料的免蒸砖及其制备方法，其特征是： 所述的赤泥为烧结法生产氧化铝中产生的工业废渣，烘干破碎至其粒径小于〇.15mm;所 述的矿渣为粒化高炉矿渣微粉，符合GB/T18046-2008标准规定的粒化高炉矿渣微粉，为 粒化高炉矿渣经磁选除铁处理后粉磨使其达到比表面积彡400m2/kg制得，其中粒径小于 50ym的超细粒化高炉矿渣微粉占总质量的80%以上；所述的石灰为生石灰；球磨细度过 180目筛的数量多98%;所述的石膏为对含硫原料煤、油等燃烧后产生的烟气进行脱硫净化 处理而得到的工业副产品脱硫石膏或者天然二水石膏，所述的二水石膏的品位大于90% ; 所述的碱激发剂为模数1. 5-2. 5的钠水玻璃，水剂和粉剂均可。
【专利摘要】一种基于赤泥原料的免蒸砖及其制备方法，属于建筑材料墙体砖及其制备方法。该砖及制备方法为：以工业废渣赤泥为主要原料，以粒化高炉矿渣微粉、石灰、石膏为辅料，以水玻璃为碱性激发剂。其质量百分比组成为赤泥70－80％；脱硫灰0－10％；矿渣0－10％；石灰5％；脱硫石膏8－10％；水玻璃0－5％；经烘干、粉磨、称量配料及混合、原料配比以及成型、标准养护和自然养护工艺过程制成；本发明具有成型工艺简单即无需加压、直接浇注振捣成型，常温快速反应固化即自然养护，免烧结、免蒸汽或蒸压养护的优点。其制品抗压强度高、抗干缩性强和抗渗性好，且长期放置不出现泛霜现象。本发明大量利用工业废渣、节约资源和能源，成本低，能耗小。
【IPC分类】C04B18-30, C04B28-26, C04B28-14
【公开号】CN104844141
【申请号】CN201510195880
【发明人】姬永生, 鲍忠正, 胡亦杰, 黄鹏, 吴萌, 朱蕊
【申请人】中国矿业大学
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年4月22日