专利名称：一种生产建筑围护材料制品的生产工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于土木工程领域，具体地说，是指一种生产建筑围护材料制品的生产工艺。
背景技术：
我国目前大量使用的建筑围护材料(包括砖瓦、砌块、板材等)大多是以水泥作为胶凝材料，添加各种集料并加水搅拌，经成型、切割、养护等工艺制成。其中所用的胶凝材料水泥在生产过程中需要高温煅烧，煅烧温度为1450°c。轻烧氧化镁粉和生石灰分别是由菱苦土(一种以碳酸镁为主要成分的矿物)和石灰石煅烧制得的胶凝材料，其煅烧温度远低于水泥，分别为750°C和900°C，因此其生产能耗比水泥大大降低。我国菱镁矿资源丰富，储量占世界总储量的1/4，但由于其自身性质的原因，其应用范围还很有限。寻求菱镁矿具有工业应用价值的新用途，更为有效的、高附加值的利用菱镁矿资源，对于促进我国镁产品工业的发展具有重要意义。轻烧氧化镁粉水化后生成氢氧化镁(Mg0+H20 = = Mg (OH) 2),氢氧化镁经过碳化(与 CO2 反应)后可生成镁的碳酸盐(Mg (OH) 2+C02+H20 == MgCO3 · 3H20)。MgCO3 · 3H20 又称为水碳镁石，试验表明，其强度能够达到甚至高于水泥水化生成的水化硅酸钙(C-S-H)的强度。氧化钙也具有与轻烧氧化镁粉类似的性质，其碳化后生成坚硬的石灰石(CaCO3)。将粉煤灰、粒化高炉矿渣、硅灰、钢渣等矿物掺合料加入到轻烧氧化镁粉或轻烧氧化镁粉和氧化钙的混合物中，这些矿物掺合料在轻烧氧化镁粉或氧化钙水化过程中能够起到类似“晶核效应”的作用，能够增加凝胶生成数量，促进凝胶向“晶核”聚集。这些矿物掺合料中的粉煤灰和钢渣属于工业废渣，目前我国工业废渣的利用率仅为50%，工业废弃物资源化利用是国家政策倡导和支持的。因此，利用工业废渣生产建筑围护材料能够拓宽工业废渣的再利用途径，有益于环境保护。我国是世界第二大CO2排放国，年排放CO2量约占世界总排放量的近30%。在2009年12月的哥本哈根气候会议上，我国政府许下了到2020年单位GDP减排40 45%的承诺。因此，我国承担着很重的CO2减排任务。将工业生产排放的CO2用于生产建筑围护材料，拓展CO2的再利用途径，有益于环境保护和国家的可持续发展。采用轻烧氧化镁粉或轻烧氧化镁粉和生石灰的混合物与粒化高炉矿渣、粉煤灰、硅灰等矿物掺合料混合代替水泥作为胶凝材料，与水及粗细集料拌和后在CO2环境中硬化，用以生产建筑围护材料制品，可以大幅降低建筑维护材料制品的生产能耗、利用工业废渣和CO2,既节能又环保。
发明内容
本发明提供一种生产建筑围护材料制品的生产工艺。本发明采用轻烧氧化镁粉或轻烧氧化镁粉和生石灰的混合物与矿物掺合料按一定比例混合代替水泥作为胶凝材料，将所述的胶凝材料与集料混合作为生产建筑围护材料的基体材料，经过搅拌、成型、预养护等工艺并最终在CO2环境中硬化制成砌块、板材、瓦等建筑围护材料制品。所述的轻烧氧化镁粉中活性氧化镁的质量百分比应在60%以上，生石灰中氧化钙的质量百分比应不低于75% ;所述轻烧氧化镁粉和生石灰的混合物中轻烧氧化镁粉的质量百分比不低于50%。所述的矿物掺合料为颗粒粒径小于100 μ m的人工或天然的矿物材料，如粒化高炉矿渣、粉煤灰、硅灰、钢渣、赤泥尾矿粉、石灰石粉等满足粒径要求的矿物掺合料，可以是其中的一种或几种的混合物。轻烧氧化镁粉与矿物掺合料的质量比例，或轻烧氧化镁粉和氧化钙的混合物与矿物掺合料的质量比例为30% 70% : 70% 30%。所述的集料根据不同的建筑围护材料制品可以采用满足国家现行的混凝土规范中规定的粗集料、细集料或轻集料，其中粗集料为粒径大于4. 75mm的碎石、卵石颗粒，细集料为粒径在O. 15mm至4. 75mm之间的普通砂，轻集料可以采用堆积密度不大于1200kg/m3的膨胀珍珠岩、浮石、陶粒等。所述集料质量占基体材料质量的百分比为[70% O % ]。拌合用水宜采用饮用水。在本发明的建筑围护材料制品中可以设置抗拉增强材料，所述的抗拉增强材料可以是纤维、片材或筋材。所述的纤维可以是不定向分布的纤维短切丝，也可以是定向分布的连续的纤维丝；所述的纤维可以采用矿物纤维、化学纤维或植物纤维等，包括但不限于碳纤维、芳纶纤维、聚酯纤维、玄武岩纤维、玻璃纤维、竹纤维等；所述的片材为采用上述的纤维编织而成的编织物；筋材可以使用由上述纤维制作的纤维增强塑料筋材。本发明提供一种生产建筑围护材料制品的生产工艺，主要包括以下步骤(I)原材料混合和搅拌；所述的原材料混合和搅拌可以采用现有公知的原材料混合和搅拌的设备和工艺。(2)混合料成型若采用纤维短切丝作为抗拉增强材料，则将其与各种原材料混合搅拌均匀后直接成型；若采用定向分布的连续的纤维丝或预制的纤维片材作为抗拉增强材料，则在混合料成型过程中在设计位置逐层布设；若采用筋材作为抗拉增强材料，则应在成型前向模具内放入预制的筋材骨架，并绑扎在模具上；(3)预养护；(4)碳化养护制成成品。步骤(2)中所述的混合料成型可以采用现有公知的成型工艺和成型设备；步骤(3)中所述的预养护目的在于使MgO和CaO水化生成Mg (OH) 2和Ca (OH)2,并初步具有一定强度。预养护可以采用普通养护(温度20 40°C、相对湿度60 100% )，也可以采用常压蒸汽养护(常压、蒸汽温度高于100°C )或高压蒸汽养护(蒸汽温度高于176°C，压力O. 8 I. 5MPa)以加速MgO和CaO的水化，用于预养护的密闭容器可以采用养护窑、蒸养釜、蒸压釜等公知的养护设备；步骤(4)中所述的碳化养护是桩体经过预养护具有一定强度并脱模后进行的后续养护步骤，目的在于使MgO和CaO水化生成Mg (OH) 2和Ca (OH) 2，Mg (OH) 2和Ca (OH) 2与CO2反应生成MgCO3 ·3Η20和CaCO3，从而使桩体硬化制成成品。碳化养护可以采用普通养护(温度20 40°C、相对湿度60 100% )、常压蒸汽养护(常压、蒸汽温度高于100°C )或高压蒸汽养护(蒸汽温度高于176°C，压力O. 8 I. 5MPa)，碳化养护过程中向用于养护的密闭容器(养护窑、蒸养釜、蒸压釜等)中通入一定量的CO2气体实现碳化养护，CO2气体的量宜控制在占CO2与空气混合气体体积的10% 90%。通入的CO2可以采用市售的CO2气体产品或回收利用工业生产企业(如啤酒厂、氧化镁厂、水泥厂等)排放的C02。本发明提供的生产建筑围护材料制品的生产工艺，可以用于生产砌块、板材、瓦等建筑围护材料制品。本发明的优点在于(I)本发明利用轻烧氧化镁粉或轻烧氧化镁粉和氧化钙的混合物作为胶凝材料组分，与水泥相比，其煅烧温度大大降低，从而节约了生产能耗。(2)本发明利用粉煤灰、钢渣等工业废渣作为矿物掺合料生产建筑围护材料制品，有效的利用了工业废渣。(3)本发明可以利用其它工业企业排放的CO2用以生产建筑围护材料，能够减少CO2向大气中的排放量，是一类节能环保的新产品。
具体实施例方式下面结合具体的应用本发明生产的不同建筑围护材料的种类以及实施例对本发明作进一步的说明。本发明提供一种生产建筑围护材料制品的生产工艺及其应用。本发明采用轻烧氧化镁粉或轻烧氧化镁粉和生石灰的混合物与粒化高炉矿渣、粉煤灰、硅灰、钢渣、赤泥尾矿粉、石灰石粉等矿物掺合料按一定比例混合代替水泥作为胶凝材料，将所述的胶凝材料与砂石等各种集料混合作为生产建筑围护材料的基体材料，经过搅拌、成型、预养护等工艺并最终在CO2环境中硬化制成砌块、板材、瓦等建筑围护材料制品。对本发明中所采用的新型胶凝材料进行净浆试验，试验过程及结果如下采用轻烧氧化镁粉与粉煤灰(质量比为I : I)混合后制备成净浆试块在CO2环境中养护(CO2体积占CO2与空气混合气体体积的20% )，以及水泥与粉煤灰(质量比为I : I)混合后制备成净衆试块在空气环境中养护，其各龄期的强度如表I所不。表I胶凝材料强度(MPa)结果对比
权利要求
1.一种生产建筑围护材料制品的生产工艺，其特征在于所述工艺的流程如下①原材料混合和搅拌所述的原材料包括轻烧氧化镁粉或轻烧氧化镁粉和生石灰的混合物、矿物掺合料和水；②混合料成型预养护所述的预养护采用普通养护、常压蒸汽养护或高压蒸汽养护；④碳化养护制成成品；所述的碳化养护采用普通养护、常压蒸汽养护或高压蒸汽养护，养护过程中向用于养护的密闭容器中通入CO2气体，通入CO2气体的量控制在保证用于养护的密闭容器中CO2气体体积占混合气体体积的10 90%。
2.根据权利要求I所述的一种生产建筑围护材料制品的生产工艺，其特征在于所述的原材料还包括集料。
3.根据权利要求I所述的一种生产建筑围护材料制品的生产工艺，其特征在于轻烧氧化镁粉中活性氧化镁质量百分比含量在60%以上，生石灰中氧化钙的质量百分比含量应不低于75% ;所述轻烧氧化镁粉和生石灰的混合物中轻烧氧化镁粉的质量百分比不低于50% ;轻烧氧化镁粉或轻烧氧化镁粉和生石灰的混合物与矿物掺合料的质量比例为30% 70% 70% 30% ;轻烧氧化镁粉、生石灰与矿物掺合料的混合物与集料的质量比例为30% 100% 70% 0%。
4.根据权利要求I所述的一种生产建筑围护材料制品的生产工艺，其特征在于所述的矿物掺合料为颗粒粒径小于100 μ m的人工或天然的矿物材料；所述的集料包括粗集料、细集料或轻集料，其中粗集料为粒径大于4. 75mm的碎石、卵石；细集料为粒径在O. 15mm至4.75_之间的砂；轻集料为密度不大于1200kg/m3的膨胀珍珠岩、矿渣、浮石或陶粒。
5.根据权利要求I所述的一种生产建筑围护材料制品的生产工艺，其特征在于所述的矿物掺合料为粒化高炉矿渣、粉煤灰、硅灰、钢渣、赤泥尾矿粉或石灰石粉中的一种或几种的混合物。
6.根据权利要求书I所述的一种生产建筑围护材料制品的生产工艺，其特征在于所述的建筑围护材料中加入抗拉增强材料，所述的抗拉增强材料是纤维、片材或筋材。
7.根据权利要求书I所述的一种生产建筑围护材料制品的生产工艺，其特征在于所述的纤维是不定向分布的纤维短切丝，或者是定向分布的连续的纤维丝；所述的片材为采用上述的纤维编织而成的编织物；所述的筋材使用由上述纤维制作的筋材。
8.根据权利要求书I所述的一种生产建筑围护材料制品的生产工艺，其特征在于所述的普通养护条件为温度15°C 40°C、相对湿度60% 100% ;所述的常压蒸汽养护条件为常压、蒸汽温度高于10(TC;所述的高压蒸汽养护条件为蒸汽温度高于176°C，压力O. 8 I.5MPa0
9.根据权利要求I所述的一种生产建筑围护材料制品的生产工艺，其特征在于所述的用于通入用于养护的密闭容器中的CO2采用市售的CO2气体或回收利用工业生产企业排放的CO2废气。
10.根据权利要求I所述的一种生产建筑围护材料制品的生产工艺，其特征在于所述的建筑围护材料制品是砌块、板材或瓦，其中砌块和板为实心形式、空心形式或多孔形式。生产砌块制品的原材料配比按重量份计算包括轻烧氧化镁粉100 550份；生石灰0 200份；矿物掺合料55 500份；粗集料0 1500份；细集料0 900份；轻集料0 800份；发泡剂O 20份；水90 500份。生产板材的原材料配比按重量份计算包括轻烧氧化镁粉150 350份；生石灰0 100份；矿物掺合料90 200份；粗集料0 600份；细集料0 500份；轻集料0 900份；纤维0. 5 2份；发泡剂0 15份；水90 400份。生产瓦的原材料配比按重量份计算包括轻烧氧化镁粉50 150份；生石灰0 60份；矿物掺合料25 150份；细集料:150 600份；纤维0. 5 I. 5份；水30 180份。
全文摘要
本发明公开了一种生产建筑围护材料制品的生产工艺，属于土木工程领域。本发明采用轻烧氧化镁粉或轻烧氧化镁粉和生石灰的混合物与粒化高炉矿渣、粉煤灰、硅灰、赤泥尾矿粉、钢渣等矿物掺合料按一定比例混合作为胶凝材料，将其与集料和水混合用以生产建筑围护材料，经过搅拌、成型、预养护等工艺并最终在CO2环境中硬化制成砌块、板材、瓦等建筑围护材料制品。本发明提供的生产工艺生产能耗低，且有效的利用了工业废渣和工业生产中排放的CO2是一类节能环保的新产品。
文档编号C04B28/10GK102909783SQ20121042196
公开日2013年2月6日 申请日期2012年10月29日 优先权日2012年10月29日
发明者于浩 申请人:于浩