本发明涉及制浆造纸污泥的再利用技术领域，尤其涉及一种利用制浆绿泥制备灰砂砖的方法及其制备的灰砂砖。
背景技术：
造纸工业作为轻工行业的重要组成部分，也是国家的支柱产业之一，在国家、社会和经济生活中发挥着重要的作用。随着科技进步发展，造纸工业近年来在节能减排、清洁生产及环境保护方面取得了较大的进步，但在固体废弃物资源化利用方面的问题却依然比较突出。
制浆造纸在碱回收苛化工艺中产生大量固体废渣绿泥，其主要成份为CaCO3、SiO2、有机物、少量碱及含铁无机物。由于绿泥中含有少量碱，使得对其处理的方法至今仍是业界的难题。目前，国内行业中80％仍是传统填埋方式，但是这种填埋法不但会占用宝贵的土地资源，还可能会对地下水体、环境造成严重的污染。同时还需要设置厂内堆场用于转运，存在堆放和搬运造成的污染，并且严重影响清洁生产。因此，寻求其他方法循环利用绿泥具有重要意义。将绿泥运用于混凝土、砂浆、砖块等建筑材料中，既可以实现绿泥循环利用的目的，也可以降低建筑材料的生产成本和环境负荷。例如，部分企业试图将其送水泥厂制作水泥或送制砖厂制作空心砖和灰砂砖等，但是效果均不理想，究其原因只要是其处理量小且其制备出来的砖产品的抗压强度较差、稳定性不佳、极易风化并且其制作成本非常高。
技术实现要素：
针对现有技术的上述问题，本发明提供一种利用制浆绿泥制备灰砂砖的方法及其制备的灰砂砖，该方法不仅可以有效的处理制浆绿泥，而且生产出的灰砂砖性能优良，其抗压强度高、稳定性高而且生产成本低，达到环保和经济适用的双重效果。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种利用制浆绿泥制备灰砂砖的方法，该方法包括以下步骤：
(1)取下列重量配比的原料：制浆绿泥：40～50％，砂料：5～7％，炉底灰：4～7％，水泥：35～45％；
(2)将步骤(1)中所述的重量配比的原料添加到搅拌装置中搅拌混合；
(3)逐步向搅拌装置中添加碱性冷凝水，继续搅拌至形成浆体，所述碱性冷凝水与步骤(1)中所述的重量配比的原料的重量配比为：100:15～100:25；
(4)步骤(3)中所述的浆体进行一段时间的静置消解，得到待用混合物料；
(5)将步骤(4)得到的待用混合物料加入模具中，震动除泡，形成均匀的胚料；
(6)步骤(5)中所述胚料放置一段时间后脱模制得试样；
(7)将步骤(6)中所述试样在20～50℃的条件下养护，得到一种利用制浆绿泥制备的灰砂砖成品。
进一步的，所述制浆绿泥的粒径为15.8μm，所述制浆绿泥中CaCO3的重量百分含量为90％以上，Al的重量百分含量为1.6％以上，Si的重量百分含量为2.1％以上。
进一步的，所述砂料为河砂，所述河砂的重量配比为：粒径0.15mm以下占18％～30％，粒径0.15～0.4mm占30％～40％，粒径0.4～2.5mm占52％～70％。
进一步的，所述炉底灰的粒径为0.34mm，所述炉底灰中Al2O3的重量百分含量为10～20％，SiO2的重量百分含量为35～40％。
进一步的，所述碱性冷凝水的pH值为10～13。
优选的，所述步骤(1)中原料优化重量配比为：制浆绿泥46％，砂料7％，炉底灰7％，水泥40％。
优选的，所述步骤(1)中原料优化重量配比为：制浆绿泥48％，砂料7％，炉底灰7％，水泥38％。
优选的，所述步骤(1)中原料优化重量配比为：制浆绿泥45％，砂料5％，炉底灰5％，水泥45％。
优选的，所述步骤(7)中将步骤(6)中所述试样在30℃的条件下养护。
本发明还提供一种根据上述利用制浆绿泥制备灰砂砖的方法制备的灰砂砖，所述灰砂砖包括以下重量配比的原料：制浆绿泥：40～50％，砂料：5～7％，炉底灰：4～7％，水泥：35～45％。
本发明的一种利用制浆绿泥制备灰砂砖的方法及其制备的灰砂砖，具有如下有益效果：
1、本发明所制备的灰砂砖抗压强度高，抗压强度级别可达到《蒸压灰砂砖》(GB11945-1999)中MU10级别，且长时间暴露在户外，其表面也无缺棱掉角、风化和裂缝现象出现，表明采用本发明的方法制备的灰砂砖其稳定性高。
2、现有技术中的灰砂砖制备工艺中需要进行高压蒸汽养护，设备投资大，能耗高而且操作过程复杂。本发明利用制浆绿泥制作灰砂砖的方法无需经过高温的烧结或蒸汽养护，只需在20～50℃温度下养护即可，节能环保。
3、本发明的生产步骤简单，成本低，可广泛应用于建材领域，如用于公路地基材料、非承重墙体等。
4、本发明不仅减少了制浆造纸行业委外处理制浆绿泥的费用、节省了大量的土地资源，而且减少了固废对环境污染，符合我国固体废物处理的无害化、减量化和资源化原则，具有显著的经济效益和社会效益。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1是本发明实施例的一种利用制浆绿泥制备灰砂砖的方法的流程框图；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1所示，本实施例1公开的一种利用制浆绿泥制备灰砂砖的方法，具体包括以下步骤：
(1)取下列重量配比的原料：制浆绿泥：46％，河砂：7％，炉底灰：7％，水泥：40％；
(2)将步骤(1)中所述的重量配比的原料添加到搅拌装置中搅拌混合；
(3)逐步向搅拌装置中添加pH值为12的碱性冷凝水，继续搅拌10min至形成浆体，所述碱性冷凝水与步骤(1)中所述的重量配比的原料的重量配比为：100:17；
(4)步骤(3)中所述的浆体进行10min的静置消解，得到待用混合物料；
(5)将步骤(4)得到的待用混合物料加入模具中，震动除泡30s，形成均匀的胚料；
(6)步骤(5)中所述胚料放置2天后脱模制得试样A1；
(7)将步骤(6)中所述试样A1在30℃的条件下养护10天，得到灰砂砖成品。
本实施例1的上述步骤(1)中所述制浆绿泥的粒径为15.8μm，所述制浆绿泥中CaCO3的重量百分含量为90％以上，Al的重量百分含量为1.6％以上，Si的重量百分含量为2.1％以上；所述河砂经过分级筛选，各个粒径的重量配比为：粒径0.15mm以下占18％～30％，粒径0.15～0.4mm占30％～40％，粒径0.4～2.5mm占52％～70％；所述炉底灰的粒径为0.34mm，所述炉底灰中Al2O3的重量百分含量为10～20％，SiO2的重量百分含量为35～40％。
采用上述方法制得的灰砂砖成品包括以下重量配比的原料：制浆绿泥46％，砂料7％，炉底灰：7％，水泥40％。
取部分上述灰砂砖成品测试其抗压强度，另外取部分成品放置在户外3个月观察其稳定性。
经测试，用本实施例1的方法制得的新型灰砂砖其单块砖抗压强度为8.6Mpa，达到了《蒸压灰砂砖》(GB11945-1999)中MU10级别规定的单块抗压强度值不小于8.0Mpa的要求，符合国家标准。此外，3个月的稳定性观察结果显示，用本实施例1的方法制得的新型灰砂砖表面无缺棱掉角、无风化和裂缝现象出现，稳定性高。
实施例2
如图1所示，本实施例2公开的一种利用制浆绿泥制备灰砂砖的方法，具体包括以下步骤：
(1)取下列重量配比的原料：制浆绿泥：48％，河砂：7％，炉底灰：7％，水泥：38％；
(2)将步骤(1)中所述的重量配比的原料添加到搅拌装置中搅拌混合；
(3)逐步向搅拌装置中添加pH值为13的碱性冷凝水，继续搅拌10min至形成浆体，所述碱性冷凝水与步骤(1)中所述的重量配比的原料的重量配比为：100:18；
(4)步骤(3)中所述的浆体进行10min的静置消解，得到待用混合物料；
(5)将步骤(4)得到的待用混合物料加入模具中，震动除泡30s，形成均匀的胚料；
(6)步骤(5)中所述胚料放置2天后脱模制得试样A2；
(7)将步骤(6)中所述试样A2在30℃的条件下养护10天，得到灰砂砖成品。
本实施例2的上述步骤(1)中所述制浆绿泥的粒径为15.8μm，所述制浆绿泥中CaCO3的重量百分含量为90％以上，Al的重量百分含量为1.6％以上，Si的重量百分含量为2.1％以上；所述河砂经过分级筛选，各个粒径的重量配比为：粒径0.15mm以下占18％～30％，粒径0.15～0.4mm占30％～40％，粒径0.4～2.5mm占52％～70％；所述炉底灰的粒径为0.34mm，所述炉底灰中Al2O3的重量百分含量为10～20％，SiO2的重量百分含量为35～40％。
采用上述方法制得的灰砂砖成品包括以下重量配比的原料：制浆绿泥48％，砂料7％，炉底灰：7％，水泥38％。
取部分上述灰砂砖成品测试其抗压强度，另外取部分成品放置在户外3个月观察其稳定性。
经测试，用本实施例2的方法制得的新型灰砂砖其单块砖抗压强度为9.1Mpa，优于《蒸压灰砂砖》(GB11945-1999)中MU10级别规定的单块抗压强度值不小于8.0Mpa的要求，符合国家标准。此外，3个月的稳定性观察结果显示，用本实施例2的方法制得的新型灰砂砖表面无缺棱掉角、无风化和裂缝现象出现，稳定性高。
实施例3
如图1所示，本实施例3公开的一种利用制浆绿泥制备灰砂砖的方法，具体包括以下步骤：
(1)取下列重量配比的原料：制浆绿泥：45％，河砂：5％，炉底灰：5％，水泥：45％；
(2)将步骤(1)中所述的重量配比的原料添加到搅拌装置中搅拌混合；
(3)逐步向搅拌装置中添加pH值为10的碱性冷凝水，继续搅拌10min至形成浆体，所述碱性冷凝水与步骤(1)中所述的重量配比的原料的重量配比为：100:19；
(4)步骤(3)中所述的浆体进行10min的静置消解，得到待用混合物料；
(5)将步骤(4)得到的待用混合物料加入模具中，震动除泡30s，形成均匀的胚料；
(6)步骤(5)中所述胚料放置2天后脱模制得试样A3；
(7)将步骤(6)中所述试样A3在40℃的条件下养护10天，得到灰砂砖成品。
本实施例3的上述步骤(1)中所述制浆绿泥的粒径为15.8μm，所述制浆绿泥中CaCO3的重量百分含量为90％以上，Al的重量百分含量为1.6％以上，Si的重量百分含量为2.1％以上；所述河砂经过分级筛选，各个粒径的重量配比为：粒径0.15mm以下占18％～30％，粒径0.15～0.4mm占30％～40％，粒径0.4～2.5mm占52％～70％；所述炉底灰的粒径为0.34mm，所述炉底灰中Al2O3的重量百分含量为10～20％，SiO2的重量百分含量为35～40％。
采用上述方法制得的灰砂砖成品包括以下重量配比的原料：制浆绿泥：45％，河砂：5％，炉底灰：5％，水泥：45％。
取部分上述灰砂砖成品测试其抗压强度，另外取部分成品放置在户外3个月观察其稳定性。
经测试，用本实施例3的方法制得的新型灰砂砖其单块砖抗压强度为10.1Mpa，优于《蒸压灰砂砖》(GB11945-1999)中MU10级别规定的单块抗压强度值不小于8.0Mpa的要求，符合国家标准。此外，3个月的稳定性观察结果显示，用本实施例3的方法制得的新型灰砂砖表面无缺棱掉角、无风化和裂缝现象出现，稳定性高。
实施例4
如图1所示，本实施例4公开的一种利用制浆绿泥制备灰砂砖的方法，具体包括以下步骤：
(1)取下列重量配比的原料：制浆绿泥：40％，河砂：5％，炉底灰：4％，水泥：35％；
(2)将步骤(1)中所述的重量配比的原料添加到搅拌装置中搅拌混合；
(3)逐步向搅拌装置中添加pH值为11的碱性冷凝水，继续搅拌10min至形成浆体，所述碱性冷凝水与步骤(1)中所述的重量配比的原料的重量配比为：100:15；
(4)步骤(3)中所述的浆体进行10min的静置消解，得到待用混合物料；
(5)将步骤(4)得到的待用混合物料加入模具中，震动除泡30s，形成均匀的胚料；
(6)步骤(5)中所述胚料放置2天后脱模制得试样A4；
(7)将步骤(6)中所述试样A4在20℃的条件下养护10天，得到灰砂砖成品。
本实施例4的上述步骤(1)中所述制浆绿泥的粒径为15.8μm，所述制浆绿泥中CaCO3的重量百分含量为90％以上，Al的重量百分含量为1.6％以上，Si的重量百分含量为2.1％以上；所述河砂经过分级筛选，各个粒径的重量配比为：粒径0.15mm以下占18％～30％，粒径0.15～0.4mm占30％～40％，粒径0.4～2.5mm占52％～70％；所述炉底灰的粒径为0.34mm，所述炉底灰中Al2O3的重量百分含量为10～20％，SiO2的重量百分含量为35～40％。
采用上述方法制得的灰砂砖成品包括以下重量配比的原料：制浆绿泥：40％，河砂：5％，炉底灰：4％，水泥：35％。
取部分上述灰砂砖成品测试其抗压强度，另外取部分成品放置在户外3个月观察其稳定性。
经测试，用本实施例4的方法制得的新型灰砂砖其单块砖抗压强度为8.3Mpa，优于《蒸压灰砂砖》(GB11945-1999)中MU10级别规定的单块抗压强度值不小于8.0Mpa的要求，符合国家标准。此外，3个月的稳定性观察结果显示，用本实施例4的方法制得的新型灰砂砖表面无缺棱掉角、无风化和裂缝现象出现，稳定性高。
实施例5
如图1所示，本实施例5公开的一种利用制浆绿泥制备灰砂砖的方法，具体包括以下步骤：
(1)取下列重量配比的原料：制浆绿泥：50％，河砂：7％，炉底灰：4％，水泥：45％；
(2)将步骤(1)中所述的重量配比的原料添加到搅拌装置中搅拌混合；
(3)逐步向搅拌装置中添加pH值为11的碱性冷凝水，继续搅拌10min至形成浆体，所述碱性冷凝水与步骤(1)中所述的重量配比的原料的重量配比为：100:25；
(4)步骤(3)中所述的浆体进行10min的静置消解，得到待用混合物料；
(5)将步骤(4)得到的待用混合物料加入模具中，震动除泡30s，形成均匀的胚料；
(6)步骤(5)中所述胚料放置2天后脱模制得试样A5；
(7)将步骤(6)中所述试样A5在50℃的条件下养护10天，得到灰砂砖成品。
本实施例5的上述步骤(1)中所述制浆绿泥的粒径为15.8μm，所述制浆绿泥中CaCO3的重量百分含量为90％以上，Al的重量百分含量为1.6％以上，Si的重量百分含量为2.1％以上；所述河砂经过分级筛选，各个粒径的重量配比为：粒径0.15mm以下占18％～30％，粒径0.15～0.4mm占30％～40％，粒径0.4～2.5mm占52％～70％；所述炉底灰的粒径为0.34mm，所述炉底灰中Al2O3的重量百分含量为10～20％，SiO2的重量百分含量为35～40％。
采用上述方法制得的灰砂砖成品包括以下重量配比的原料：制浆绿泥：50％，河砂：7％，炉底灰：4％，水泥：45％。
取部分上述灰砂砖成品测试其抗压强度，另外取部分成品放置在户外3个月观察其稳定性。
经测试，用本实施例5的方法制得的新型灰砂砖其单块砖抗压强度为8.5Mpa，优于《蒸压灰砂砖》(GB11945-1999)中MU10级别规定的单块抗压强度值不小于8.0Mpa的要求，符合国家标准。此外，3个月的稳定性观察结果显示，用本实施例5的方法制得的新型灰砂砖表面无缺棱掉角、无风化和裂缝现象出现，稳定性高。
综上所述，本发明的一种利用制浆绿泥制备灰砂砖的方法及其制备的灰砂砖，具有如下有益效果：
1、本发明所制备的灰砂砖抗压强度高，抗压强度级别可达到《蒸压灰砂砖》(GB11945-1999)中MU10级别，且长时间暴露在户外，其表面也无缺棱掉角、风化和裂缝现象出现，表明采用本发明的方法制备的灰砂砖其稳定性高。
2、现有技术中的灰砂砖制备工艺中需要进行高压蒸汽养护，设备投资大，能耗高而且操作过程复杂。本发明利用制浆绿泥制作灰砂砖的方法无需经过高温的烧结或蒸汽养护，只需在20～50℃温度下养护即可，节能环保。
3、本发明的生产步骤简单，生产成本低，可广泛应用于建材领域，如用于公路地基材料、非承重墙体等。
4、本发明不仅减少了制浆造纸行业委外处理制浆绿泥的费用、节省了大量的土地资源，而且减少了固废对环境污染，符合我国固体废物处理的无害化、减量化和资源化原则，具有显著的经济效益和社会效益。
上述说明已经充分揭露了本发明的具体实施方式。需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本发明的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本发明的权利要求书的范围。相应地，本发明的权利要求的范围也并不仅仅局限于前述具体实施方式。