本发明涉及古建筑恢复技术领域，特别涉及一种煤矸石仿古砖及其制备方法。
背景技术：
煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石。包括巷道掘进过程中的掘进矸石、采掘过程中从顶板、底板及夹层里采出的矸石以及洗煤过程中挑出的洗矸石。其主要成分是al2o3、sio2，另外还含有数量不等的fe2o3、cao、mgo、na2o、k2o、p2o5、so3和微量稀有元素(镓、钒、钛、钴)。在我国，因煤矸石大量的占用土地，污染环境，所以国家把煤矸石作为工业垃圾的首位。目前，全国每年使用粘土砖约7000亿块，要毁地40万亩，要浪费约8000万吨煤，这对保护土地资源极为不利，为此各地均想禁止使用粘土砖，但无很好的替代产品。
目前，有一种利用煤矸石生产的烧结砖，虽然消灭了一些煤矸石，但生产过程中对煤矸石进行了燃烧，仍对环境造成了较大的污染，且使用煤矸石的量较少，成本高。并且国内很多地方正在开展特色小镇和古镇古村落建设，需要大量青灰色的仿古砖，国家又严禁烧制黏土砖，这为煤矸石的资源化利用提供了很好的政策背景和巨大的社会需求。
技术实现要素：
针对上述技术上存在的不足，本发明提供了一种煤矸石仿古砖及其制备方法，该制备方法简单易行，成本低，节能环保，易于推广使用。
为实现上述技术目的，本发明是通过如下技术方案来实现：
一种煤矸石仿古砖，按重量份计由下述原料制备而成：煤矸石45～55份、硅酸钾25～35份、盐石膏3～5份、白水泥3～5份、改性植物纤维2～4份、氢氧化钙0.5～1.0份、氯化钾0.5～1.0份、六偏磷酸钠0.5～1.0份。
其中，优选地，所述硅酸钾球磨至180～260目。
其中，优选地，所述污泥为进行除臭处理过的市政污泥，并控制其含水量在50％～60％之间。
其中，优选地，所述改性植物纤维由通过下述方法制备而成：将植物纤维粉碎，然后进行气爆疏松处理；将气曝疏松处理后的植物纤维加入改性剂中浸泡3～5小时，过滤，干燥，即得。
其中，优选地，所述改性剂由下述重量份的组分组成：乙酸15～20份、乙酸钠5～10份、乙醇50～100份。
其中，优选地，所述植物纤维为麦秸纤维或玉米秸纤维。
一种煤矸石仿古砖的制备方法，包括下述步骤：
(1)将煤矸石经过筛选除杂后，送入破碎机粉碎，水洗去除杂物和漂浮物后，备用；
(2)将硅酸钾球磨至180～260目，备用；
(3)将污泥加入强制搅拌机中，再加入edta二钠，强制搅拌5～10分钟后，静置30～60min；按配比称取煤矸石、硅酸钾、污泥、盐石膏、白水泥、改性植物纤维、edta二钠、氢氧化钙、氯化钾和六偏磷酸钠，加入强制搅拌机中，加水强制搅拌30～45min，得混合料；
(4)将通过步骤(3)搅拌均匀后的混合料送入液压制砖机成型，成型压力为20～40mpa，24小时后开样；
(5)养护：成型的仿古砖洒水养护7天。
其中，优选地，所述步骤(3)所得混合料的含水率为8～12％。
本发明的有益效果：
1.本发明以煤矸石、污泥为主要原料制备仿古砖，为煤矸石、污泥的回收利用提供了新的途径，利用污泥代替部分粘土，不仅减少了对耕地的破坏，而且污泥是污水处理厂处理污水后留下的对环境有严重影响的固体废弃物，加入edta二钠主要用来络合污泥中的重金属离子，化害为利，变废为宝。加入硅酸钾，避免了仿古砖在养护过程中出现收缩；加改性植物纤维，进一步的提高了煤矸石砖的抗震性能，也减轻了重量。加入氢氧化钙、氯化钾和六偏磷酸钠，提高了仿古砖的早期强度。
2.采用本发明方法制备的仿古砖具有良好的抗压强度和抗冻性，符合gb/t8239-2014标准要求，且砖体颜色为青灰色，颜色更加逼真，仿古效果自然。
3.本发明的仿古砖采用压制成型，避免烧结过程中生产工艺繁琐、耗能高、生产成本高、易产大量的二氧化碳等温室气体的问题。
具体实施方式
下面将结合本发明具体实施例，对本发明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。
下述实施例中，采用盐石膏的细度为200目，采用的白水泥的细度为200目；采用的污泥为进行除臭处理过的市政污泥，并控制其含水量在50％～60％之间。
实施例1
本实施提供一种煤矸石仿古砖，按重量份计由下述原料制备而成：煤矸石50份、硅酸钾30份、污泥20份、盐石膏4份、白水泥3～5份、改性植物纤维3份、edta二钠0.8份、氢氧化钙0.7份、氯化钾0.8份、六偏磷酸钠0.6份。
其中，所述改性植物纤维由通过下述方法制备而成：将植物纤维粉碎，然后进行气爆疏松处理；将气曝疏松处理后的植物纤维加入改性剂中浸泡4小时，过滤，干燥，即得。所述改性剂由下述重量份的组分组成：乙酸18份、乙酸钠8份、乙醇80份。
其中，所述植物纤维为麦秸纤维或玉米秸纤维。
本实施例的煤矸石仿古砖的制备方法，包括下述步骤：
(1)将煤矸石经过筛选除杂后，送入破碎机粉碎，水洗去除杂物和漂浮物后，备用；
(2)将硅酸钾球磨至200目，备用；
(3)将污泥加入强制搅拌机中，再加入edta二钠，强制搅拌8分钟后，静置45min；按配比称取煤矸石、硅酸钾、盐石膏、白水泥、改性植物纤维、氢氧化钙、氯化钾和六偏磷酸钠，加入强制搅拌机中，加水强制搅拌40min，得混合料，混合料的含水率为10％；
(4)将通过步骤(3)搅拌均匀后的混合料送入液压制砖机成型，成型压力为30mpa，24小时后开样；
(5)养护：成型的仿古砖洒水养护7天。
实施例2
本实施提供一种煤矸石仿古砖，按重量份计由下述原料制备而成：煤矸石45份、硅酸钾35份、污泥15份、盐石膏5份、白水泥3份、改性植物纤维4份、edta二钠0.5份、氢氧化钙1.0份、氯化钾0.5份、六偏磷酸钠1.0份。
其中，所述改性植物纤维由通过下述方法制备而成：将植物纤维粉碎，然后进行气爆疏松处理；将气曝疏松处理后的植物纤维加入改性剂中浸泡3小时，过滤，干燥，即得。所述改性剂由下述重量份的组分组成：乙酸20份、乙酸钠5份、乙醇100份。
其中，所述植物纤维为麦秸纤维或玉米秸纤维。
本实施例的煤矸石仿古砖的制备方法，包括下述步骤：
(1)将煤矸石经过筛选除杂后，送入破碎机粉碎，水洗去除杂物和漂浮物后，备用；
(2)将硅酸钾球磨至180目，备用；
(3)将污泥加入强制搅拌机中，再加入edta二钠，强制搅拌10分钟后，静置30min；按配比称取煤矸石、硅酸钾、盐石膏、白水泥、改性植物纤维、氢氧化钙、氯化钾和六偏磷酸钠，加入强制搅拌机中，加水强制搅拌45min，得混合料，混合料的含水率为12％；
(4)将通过步骤(3)搅拌均匀后的混合料送入液压制砖机成型，成型压力为20mpa，24小时后开样；
(5)养护：成型的仿古砖洒水养护7天。
实施例3
本实施提供一种煤矸石仿古砖，按重量份计由下述原料制备而成：煤矸石55份、硅酸钾25份、污泥25份、盐石膏3份、白水泥5份、改性植物纤维2份、edta二钠1.0份、氢氧化钙0.5份、氯化钾1.0份、六偏磷酸钠0.5份。
其中，所述改性植物纤维由通过下述方法制备而成：将植物纤维粉碎，然后进行气爆疏松处理；将气曝疏松处理后的植物纤维加入改性剂中浸泡5小时，过滤，干燥，即得。所述改性剂由下述重量份的组分组成：乙酸15份、乙酸钠10份、乙醇50份。
其中，所述植物纤维为麦秸纤维或玉米秸纤维。
本实施例的煤矸石仿古砖的制备方法，包括下述步骤：
(1)将煤矸石经过筛选除杂后，送入破碎机粉碎，水洗去除杂物和漂浮物后，备用；
(2)将硅酸钾球磨至260目，备用；
(3)将污泥加入强制搅拌机中，再加入edta二钠，强制搅拌5分钟后，静置60min；按配比称取煤矸石、硅酸钾、盐石膏、白水泥、改性植物纤维、氢氧化钙、氯化钾和六偏磷酸钠，加入强制搅拌机中，加水强制搅拌30min，得混合料，混合料的含水率为8％；
(4)将通过步骤(3)搅拌均匀后的混合料送入液压制砖机成型，成型压力为40mpa，24小时后开样；
(5)养护：成型的仿古砖洒水养护7天。
实施例4
本实施提供一种煤矸石仿古砖，按重量份计由下述原料制备而成：煤矸石48份、硅酸钾32份、污泥18份、盐石膏4份、白水泥4份、改性植物纤维3份、edta二钠0.8份、氢氧化钙0.6份、氯化钾0.9份、六偏磷酸钠0.8份。
其中，所述改性植物纤维由通过下述方法制备而成：将植物纤维粉碎，然后进行气爆疏松处理；将气曝疏松处理后的植物纤维加入改性剂中浸泡4小时，过滤，干燥，即得。所述改性剂由下述重量份的组分组成：乙酸18份、乙酸钠8份、乙醇90份。
其中，所述植物纤维为麦秸纤维或玉米秸纤维。
本实施例的煤矸石仿古砖的制备方法，包括下述步骤：
(1)将煤矸石经过筛选除杂后，送入破碎机粉碎，水洗去除杂物和漂浮物后，备用；
(2)将硅酸钾球磨至200目，备用；
(3)将污泥加入强制搅拌机中，再加入edta二钠，强制搅拌9分钟后，静置50min；按配比称取煤矸石、硅酸钾、盐石膏、白水泥、改性植物纤维、氢氧化钙、氯化钾和六偏磷酸钠，加入强制搅拌机中，加水强制搅拌35min，得混合料，混合料的含水率为9％；
(4)将通过步骤(3)搅拌均匀后的混合料送入液压制砖机成型，成型压力为35mpa，24小时后开样；
(5)养护：成型的仿古砖洒水养护7天。
实施例5
本实施提供一种煤矸石仿古砖，按重量份计由下述原料制备而成：煤矸石52份、硅酸钾28份、污泥18份、盐石膏4份、白水泥3份、改性植物纤维3份、edta二钠0.9份、氢氧化钙0.6份、氯化钾0.8份、六偏磷酸钠0.8份。
其中，所述改性植物纤维由通过下述方法制备而成：将植物纤维粉碎，然后进行气爆疏松处理；将气曝疏松处理后的植物纤维加入改性剂中浸泡5小时，过滤，干燥，即得。所述改性剂由下述重量份的组分组成：乙酸18份、乙酸钠7份、乙醇80份。
其中，所述植物纤维为麦秸纤维或玉米秸纤维。
本实施例的煤矸石仿古砖的制备方法，包括下述步骤：
(1)将煤矸石经过筛选除杂后，送入破碎机粉碎，水洗去除杂物和漂浮物后，备用；
(2)将硅酸钾球磨至200目，备用；
(3)将污泥加入强制搅拌机中，再加入edta二钠，强制搅拌8分钟后，静置45min；按配比称取煤矸石、硅酸钾、盐石膏、白水泥、改性植物纤维、氢氧化钙、氯化钾和六偏磷酸钠，加入强制搅拌机中，加水强制搅拌35min，得混合料，混合料的含水率为10％；
(4)将通过步骤(3)搅拌均匀后的混合料送入液压制砖机成型，成型压力为25mpa，24小时后开样；
(5)养护：成型的仿古砖洒水养护7天。
将实施例1至5制得的仿古砖制按照《普通混凝土小型砌块》gb/t8239-2014进行检测，测试时砖块的规格为480mm×240mm×100mm，测试结果如下表1所示：
由上表内容可知，采用本发明制备方法制得的仿古砖具有良好的抗压强度和抗冻性，符合gb/t8239-2014标准要求。
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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。