本发明涉及新型建材技术领域，具体涉及一种改性铝矾土空心砖及其制备方法。
背景技术：
随着国民经济的快速发展，人民生活水平的不断提高，对能源的消耗也越来越大，能源短缺问题日益突出，因此，节能环保型的建筑材料逐渐被人们所重视，空心砖作为新型建筑材料中的一种，应用广泛，通常下空心砖是以粘土、页岩等为主要原料，经过原料处理、成型、烧结制成。空心砖的孔洞总面积占其所在砖面积的百分率，称为空心砖的孔洞率，一般应在40％以上。空心砖和实心砖相比，可节省大量的土地用土和烧砖燃料，减轻运输重量，减轻制砖和砌筑时的劳动强度，加快施工进度，减轻建筑物自重，加高建筑层数，降低造价。但是目前现有的空心砖存在抗压强度低的不足，以至于用空心砖制成的建筑体抗震性差，存在一定的倒塌隐患，另外，现有的空心砖生产过程繁杂，能耗高，导致生产成本增加。因此，研制出一种能够解决上述性能问题的空心砖及其制备工艺非常有必要。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种改性铝矾土空心砖及其制备方法，该种空心砖制备简单方便，生产能耗低，成品空心砖干密度值小，运输施工方便，相比市售的砖材具有更高的抗压强度，安全可靠，适宜推广应用。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：
一种改性铝矾土空心砖，包括以下按重量份计的原料：改性铝矾土50-70份、煤矸石20-30份、页岩陶砂15-25份、钠沸石10-20份、火山岩纤维10-20份、废玻璃骨料5-15份、硅酸锆6-10份、木素磺酸钙4-8份、发泡剂1-5份、减水剂1-3份、早强剂1-5份和激发剂1-3份；
所述改性铝矾土通过以下步骤制得：先将铝矾土在380-420℃下焙烧2-3h，再用8-12％盐酸溶液浸泡1-2h，再用去离子水洗涤至中性，烘干，之后加入相当于铝矾土重量2-4％的月桂醇硫酸钠、相当于铝矾土重量1-3％的氯化石蜡、相当于铝矾土重量2-4％的聚异丁烯和相当于铝矾土重量3-5％氧化镁粉，经搅拌混匀、烘干、粉碎至粒径小于等于500μm的粉末即得。
进一步地，所述空心砖包括以下按重量份计的原料：改性铝矾土60份、煤矸石25份、页岩陶砂20份、钠沸石15份、火山岩纤维15份、废玻璃骨料10份、硅酸锆8份、木素磺酸钙6份、发泡剂3份、减水剂2份、早强剂3份和激发剂2份。
进一步地，所述改性铝矾土通过以下步骤制得：先将铝矾土在400℃下焙烧2.5h，再用10％盐酸溶液浸泡1.5h，再用去离子水洗涤至中性，烘干，之后加入相当于铝矾土重量3％的月桂醇硫酸钠、相当于铝矾土重量2％的氯化石蜡、相当于铝矾土重量3％的聚异丁烯和相当于铝矾土重量4％氧化镁粉，经搅拌混匀、烘干、粉碎至粒径小于等于300μm的粉末即得。
优选地，所述发泡剂为碳酸氢钠、过氧化氢或偶氮二甲酰胺中一种。
优选地，所述减水剂为木质素磺酸钙、聚丙烯酸钠或氨基磺酸钠中一种。
优选地，所述早强剂为硝酸钙、氯化铝或三乙醇胺中一种。
优选地，所述激发剂为硫铝酸盐、硫酸盐或水洗浆中一种。
上述的一种改性铝矾土空心砖的制备方法，按照以下步骤进行：
(1)按所述重量份配比预备原料；
(2)将煤矸石、页岩陶砂、钠沸石、火山岩纤维、废玻璃骨料和硅酸锆共同输送至鄂式粉碎机中粉碎至粒径≤500μm，得粉料；将粉料、改性铝矾土和木素磺酸钙共同输送至搅拌机中混合搅拌均匀，设定搅拌转速70-80r/min，搅拌时间为2-3h，并控制物料的含水量在7-9wt％，得混料；
(3)将物料输送至陈化室内陈化处理2-4天，且该陈化室的室内温度为22-26℃，室内相对空气湿度保持在60-80％，结束得陈化料；再将剩余原料加入到陈化料中混匀，得物料；
(4)将物料注入模具中成型，经切条机切成砖坯，再将砖坯通过烘干以及日晒养护即可。
本发明具有如下的有益效果：本发明的空心砖通过对生产原料及工艺的改进优化，采用改性铝矾土、煤矸石、页岩陶砂、钠沸石、火山岩纤维和废玻璃骨料作为空心砖砖体主料，一方面，代替了传统昂贵的混凝土或者水泥，降低了原料成本，提高了成品砖料的抗压强度；另一方面，也简化了传统空心砖制备工艺，改用日晒养护代替焙烧，即可达到砖料硬化、致密的目的，既节省了生产能耗，也实现了节能环保的效果；
通过研发技术人员的检测，本发明的空心砖抗压强度性能及干密度值均优于国家标准《烧结空心砖和空心砌块》(gb/t13545-2014)的要求，具体表现如下：
(1)抗压强度：本发明的空心砖抗压强度平均值≥15.1mpa，单块最小值为12.4mpa；
(2)干密度值：本发明的空心砖干密度平均值≤643kg/m3。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
一种改性铝矾土空心砖，预备以下原料待用：改性铝矾土50kg、煤矸石20kg、页岩陶砂15kg、钠沸石10kg、火山岩纤维10kg、废玻璃骨料5kg、硅酸锆6kg、木素磺酸钙4kg、发泡剂1kg、减水剂1kg、早强剂1kg和激发剂1kg；
上述的改性铝矾土通过以下步骤制得：称取50kg的铝矾土输送至煅烧炉中，在温度为380℃下焙烧2h，取出冷却再用8％盐酸溶液浸泡1h，接着用去离子水洗涤至中性，烘干，之后加入相当于铝矾土重量2％的月桂醇硫酸钠、相当于铝矾土重量1％的氯化石蜡、相当于铝矾土重量2％的聚异丁烯和相当于铝矾土重量3％氧化镁粉，经搅拌混匀、烘干、粉碎至粒径小于等于500μm的粉末即制得本发明原料所需的改性铝矾土。
其中，上述的发泡剂采用碳酸氢钠；减水剂采用木质素磺酸钙；早强剂采用硝酸钙；激发剂采用硫铝酸盐。
上述的一种改性铝矾土空心砖的制备方法，按照以下步骤进行：
(1)先将煤矸石、页岩陶砂、钠沸石、火山岩纤维、废玻璃骨料和硅酸锆共同输送至鄂式粉碎机中粉碎至粒径≤500μm，得粉料；再将粉料、改性铝矾土和木素磺酸钙共同输送至搅拌机中混合搅拌均匀，设定搅拌转速70r/min，搅拌时间为2h，并控制物料的含水量在7wt％，得混料；
(2)之后将物料输送至陈化室内陈化处理2天，且该陈化室的室内温度为22℃，室内相对空气湿度保持在60％，结束得陈化料；再将剩余原料加入到陈化料中混匀，得物料；
(3)然后将物料注入模具中成型，经切条机切成砖坯；最后将砖坯通过烘干以及日晒养护即制得本发明的改性铝矾土空心砖。
实施例2
一种改性铝矾土空心砖，预备以下原料待用：改性铝矾土60kg、煤矸石25kg、页岩陶砂20kg、钠沸石15kg、火山岩纤维15kg、废玻璃骨料10kg、硅酸锆8kg、木素磺酸钙6kg、发泡剂3kg、减水剂2kg、早强剂3kg和激发剂2kg；
上述的改性铝矾土通过以下步骤制得：称取60kg的铝矾土输送至煅烧炉中，在温度为400℃下焙烧2.5h，取出冷却再用10％盐酸溶液浸泡1.5h，接着用去离子水洗涤至中性，烘干，之后加入相当于铝矾土重量3％的月桂醇硫酸钠、相当于铝矾土重量2％的氯化石蜡、相当于铝矾土重量3％的聚异丁烯和相当于铝矾土重量4％氧化镁粉，经搅拌混匀、烘干、粉碎至粒径小于等于300μm的粉末即制得本发明原料所需的改性铝矾土。
其中，上述的发泡剂采用过氧化氢；减水剂采用聚丙烯酸钠；早强剂采用氯化铝；激发剂采用硫酸盐。
上述的一种改性铝矾土空心砖的制备方法，按照以下步骤进行：
(1)先将煤矸石、页岩陶砂、钠沸石、火山岩纤维、废玻璃骨料和硅酸锆共同输送至鄂式粉碎机中粉碎至粒径≤500μm，得粉料；再将粉料、改性铝矾土和木素磺酸钙共同输送至搅拌机中混合搅拌均匀，设定搅拌转速75r/min，搅拌时间为2.5h，并控制物料的含水量在8wt％，得混料；
(2)之后将物料输送至陈化室内陈化处理3天，且该陈化室的室内温度为24℃，室内相对空气湿度保持在70％，结束得陈化料；再将剩余原料加入到陈化料中混匀，得物料；
(3)然后将物料注入模具中成型，经切条机切成砖坯；最后将砖坯通过烘干以及日晒养护即制得本发明的改性铝矾土空心砖。
实施例3
一种改性铝矾土空心砖，预备以下原料待用：改性铝矾土70kg、煤矸石30kg、页岩陶砂25kg、钠沸石20kg、火山岩纤维20kg、废玻璃骨料15kg、硅酸锆10kg、木素磺酸钙8kg、发泡剂5kg、减水剂3kg、早强剂5kg和激发剂3kg；
上述的改性铝矾土通过以下步骤制得：称取70kg的铝矾土输送至煅烧炉中，在温度为420℃下焙烧3h，取出冷却再用12％盐酸溶液浸泡2h，接着用去离子水洗涤至中性，烘干，之后加入相当于铝矾土重量4％的月桂醇硫酸钠、相当于铝矾土重量3％的氯化石蜡、相当于铝矾土重量4％的聚异丁烯和相当于铝矾土重量5％氧化镁粉，经搅拌混匀、烘干、粉碎至粒径小于等于500μm的粉末即制得本发明原料所需的改性铝矾土。
其中，上述的发泡剂采用偶氮二甲酰胺；减水剂采用氨基磺酸钠；早强剂采用三乙醇胺；激发剂采用水洗浆。
上述的一种改性铝矾土空心砖的制备方法，按照以下步骤进行：
(1)先将煤矸石、页岩陶砂、钠沸石、火山岩纤维、废玻璃骨料和硅酸锆共同输送至鄂式粉碎机中粉碎至粒径≤500μm，得粉料；再将粉料、改性铝矾土和木素磺酸钙共同输送至搅拌机中混合搅拌均匀，设定搅拌转速80r/min，搅拌时间为3h，并控制物料的含水量在9wt％，得混料；
(2)之后将物料输送至陈化室内陈化处理4天，且该陈化室的室内温度为26℃，室内相对空气湿度保持在80％，结束得陈化料；再将剩余原料加入到陈化料中混匀，得物料；
(3)然后将物料注入模具中成型，经切条机切成砖坯；最后将砖坯通过烘干以及日晒养护即制得本发明的改性铝矾土空心砖。
实施例4
一种改性铝矾土空心砖，预备以下原料待用：改性铝矾土60kg、煤矸石25kg、页岩陶砂20kg、钠沸石15kg、火山岩纤维15kg、废玻璃骨料10kg、硅酸锆8kg、木素磺酸钙6kg、发泡剂3kg、减水剂2kg、早强剂3kg和激发剂2kg；
上述的改性铝矾土通过以下步骤制得：称取60kg的铝矾土输送至煅烧炉中，在温度为380℃下焙烧3h，取出冷却再用8％盐酸溶液浸泡2h，接着用去离子水洗涤至中性，烘干，之后加入相当于铝矾土重量2％的月桂醇硫酸钠、相当于铝矾土重量3％的氯化石蜡、相当于铝矾土重量2％的聚异丁烯和相当于铝矾土重量5％氧化镁粉，经搅拌混匀、烘干、粉碎至粒径小于等于300μm的粉末即制得本发明原料所需的改性铝矾土。
其中，上述的发泡剂采用碳酸氢钠；减水剂采用氨基磺酸钠；早强剂采用三乙醇胺；激发剂采用硫铝酸盐。
上述的一种改性铝矾土空心砖的制备方法，按照以下步骤进行：
(1)先将煤矸石、页岩陶砂、钠沸石、火山岩纤维、废玻璃骨料和硅酸锆共同输送至鄂式粉碎机中粉碎至粒径≤500μm，得粉料；再将粉料、改性铝矾土和木素磺酸钙共同输送至搅拌机中混合搅拌均匀，设定搅拌转速70r/min，搅拌时间为3h，并控制物料的含水量在7wt％，得混料；
(2)之后将物料输送至陈化室内陈化处理4天，且该陈化室的室内温度为22℃，室内相对空气湿度保持在80％，结束得陈化料；再将剩余原料加入到陈化料中混匀，得物料；
(3)然后将物料注入模具中成型，经切条机切成砖坯；最后将砖坯通过烘干以及日晒养护即制得本发明的改性铝矾土空心砖。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。