CN102408208A - 利用工业废弃物制备的蒸压/蒸养砖及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及工业废弃物回收利用技术领域一种利用工业废弃物制备的蒸压/蒸养砖，原料重量百分比如下：废弃水泥浆15-25%，炉渣40-60%，中砂10-30%，碎石5-20%，炉渣中含有0.2-0.5wt%的激发剂，激发剂为硅酸钠、硫酸钠与甲酸钠重量比1：1：0.5。制备工艺包括以下步骤：配料搅拌；压制成型，成型压力8-10MPa，成型时间25-30s；蒸汽养护。生产工艺简单，生产周期短，不但节省了处理费用，避免了废弃物对环境的污染，降低了制砖的成本；加入激发剂，激发剂配方简单，可以起到激发和胶凝的作用，对废弃水泥浆的密度及流动性无具体要求，减少了工艺环节，制备的蒸压/蒸养砖，各项性能优异。
Description
技术领域
本发明涉及工业废弃物回收利用技术领域，特别涉及一种利用工业废弃物制备的蒸压/蒸养砖，还涉及所述蒸压/蒸养砖的制备工艺。
背景技术
随着城市化进程的飞速发展，工业及民用建筑日益增加，粘土红砖需要消耗大量粘土，现已被国家明令禁止采用。各个造砖企业纷纷采用不同的方法生产砖块。其中比较有代表性的免烧砖为水泥混凝土砖和粉煤灰蒸养砖，这些品种的砖采用水泥、粉煤灰、砂石、石灰及部分外加剂加水混合的方法压制成型。然而，随着免烧砖的推广应用，生产企业及数量不断增加，竞争激烈。同时，由于水泥等原材料的价格不断上涨，使得水泥混凝土砖成本增加。
预应力混凝土管桩是体现当代混凝土技术进步与混凝土制品高新工艺水平的一种预制混凝土桩，由于单桩承载力高、设计选用范围广、对地理条件适应性强、接桩快捷及造价便宜等优点，预应力混凝土管桩得到了快速发展。但在生产预应力混凝土管桩时会产生大量的废弃物，一方面在高速离心成型过程中会甩出大量废弃液，即主要含有水泥和减水剂的碱性水泥浆，这种水泥浆如不能在短时间内快速利用，就会水化硬化。现在通常处理的方法是待其凝固成型，人工破碎后堆放填埋，这种方法成本较高且污染环境。另一方面，为提供预应力混凝土管桩养护所需要蒸压条件，需要消耗大量的煤，这就势必产生大量的炉渣，炉渣的堆放不仅污染环境，而且是对资源的一种浪费。
早在上世纪九十年代，就有将煤渣和水泥用于砖的制造，如申请号为92104144.6的中国发明专利申请，就公开了一种使用炉渣、水泥、生石灰制造的空心砖。
申请号201010152472.0的中国发明专利公开了一种利用管桩余浆生产混凝土砖的方法，但砖的制备采取自然或水养护的方式，生产周期长，砖性能只是达到了一般的使用要求，并且所述的管桩余浆在使用时需要测定密度和流动度，给生产造成了制造周期长、增加成本的困扰。
专利号为00113848.0的中国发明专利公开了一种由轻质水玻璃、烧石膏、烧石灰及元明粉混合而成的复合激发剂，可提高水泥生产过程中工业废渣的加入量，提高竞争力，但复合激发剂的配方复杂，作用机理复杂，使用局限性比较大。
专利号为98125624.4的中国发明专利申请，公开了一种含有水泥、炉渣、氧化钙、硫酸钙、硫酸钠、硅酸钠、氟硅酸钠的垃圾粉煤灰轻质免烧砖，添加剂种类复杂，不利于生产。
因此，综合利用管桩厂废弃物制造出各方面性能都比较优异且成本低、生产周期短、工艺简单的砖是一项亟待解决的课题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种利用管桩废弃水泥浆和炉渣的各方面性能都比较优异且成本低、生产周期短的蒸压/蒸养砖。
本发明还提供了所述蒸压/蒸养砖的准备工艺。
本发明是通过以下措施实现的：
一种利用工业废弃物制备的蒸压/蒸养砖，所用原料的重量百分比如下：
废弃水泥浆15-25%，炉渣40-60%，中砂10-30%，碎石5-20%，
其中废弃水泥浆是在生产预应力混凝土管桩时离心成型过程中甩出的废弃液；
炉渣为煤燃烧的固体残渣，粒径为1-5mm，其中含有0.2-0.5wt%的激发剂，激发剂为硅酸钠、硫酸钠与甲酸钙以重量比1：1：0.5混合得到。
所述中砂为细度模数为2.3-3.0的砂子。
所述碎石粒径不大于15mm。
所述的利用工业废弃物制备的蒸压/蒸养砖的制备工艺，包括以下步骤：
（1）配料：将原料按照炉渣、中砂和碎石的顺序加入，搅拌后加入废弃水泥浆，搅拌；
（2）成型：将混合均匀的原材料利用压制成型机压制成型，成型压力维持在8-10MPa，成型时间控制在25-30s，其中保压10-15s；
（3）蒸汽养护：将成型后的砖坯养护4-8h，养护条件为20±5℃，相对湿度≥65%。
还包括步骤（4）蒸压养护：时间为4-8 h，水蒸气压强为0.5-1.0 MPa，温度为210-230℃。
步骤（1）中将炉渣、中砂和碎石加入后，140r/min搅拌20-30s，加入废弃水泥浆后中速285r/min搅拌90-140s。
本发明的有益效果：
1、本发明的蒸压/蒸养砖的制备工艺综合利用管桩厂的废弃水泥浆和炉渣，生产工艺简单，生产周期短，不但节省了管桩生产企业对废弃水泥浆和炉渣的处理费用，避免了废弃物对环境的污染，而且利用废弃水泥浆和炉渣作为胶凝材料和骨料，降低了制砖的成本；
2、由于在制备过程中加入了激发剂，激发剂配方简单，可以起到激发和胶凝的作用，所以对废弃水泥浆的密度及流动性无具体要求，减少了工艺环节，制备的蒸压/蒸养砖，各项性能优异。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面结合具体实施例来进一步说明。
实施例1
一种利用工业废弃物制备的蒸压/蒸养砖，所用原料的重量配比如下：
废弃水泥浆15%，炉渣35%，中砂30%，碎石20%，
分别从管桩生产车间和锅炉房收集废弃水泥浆和炉渣运送至蒸养砖生产车间，其中废弃水泥浆是在生产预应力混凝土管桩时高速离心成型过程中甩出的废弃液，炉渣为煤燃烧的固体残渣，炉渣经过晾晒处理后，破碎至颗粒直径1-5 mm，加入0.2wt%的激发剂，激发剂为硅酸钠、硫酸钠与甲酸钙以重量比1：1：0.5混合得到，
中砂为细度模数为2.3-3.0的砂子；
碎石的最大粒径不大于10mm。
利用工业废弃物制备的蒸压/蒸养砖的制备工艺，包括以下步骤：
（1）配料：将原料按照炉渣、中砂和碎石的顺序加入，以140r/min慢速搅拌30s后加入废弃水泥浆，中速285r/min搅拌140s；
（2）成型：将混合均匀的原材料利用压制成型机压制成型，成型压力维持在8MPa，成型时间控制在25s，其中保压10s；
（3）蒸汽养护：将成型后的砖坯养护4h，养护条件为25℃，相对湿度65%。
实施例2
一种利用工业废弃物制备的蒸压/蒸养砖，其特征是所用原料的重量配比如下：
废弃水泥浆25%，炉渣60%，中砂10%，碎石5%，
分别从管桩生产车间和锅炉房收集废弃水泥浆和炉渣运送至蒸养砖生产车间，炉渣经过晾晒处理后，破碎至颗粒直径1-5 mm。砂子采用中砂，石子采用碎石，碎石的最大粒径不大于15 mm。其中废弃水泥浆是在生产预应力混凝土管桩时高速离心成型过程中甩出的废弃液；
炉渣为煤燃烧的固体残渣，粒径为1-5mm，其中含有0.5wt%的激发剂，激发剂为硅酸钠、硫酸钠与甲酸钙以重量比1：1：0.5混合得到；中砂为细度模数为2.3-3.0的砂子；
碎石粒径不大于15mm。
利用工业废弃物制备的蒸压/蒸养砖的制备工艺，包括以下步骤：
（1）配料：将原料按照炉渣、中砂和碎石的顺序加入140r/min慢速搅拌20-s后加入废弃水泥浆，中速285r/min搅拌90s；
（2）成型：将混合均匀的原材料利用压制成型机压制成型，成型压力维持在10MPa，成型时间控制在30s，其中保压15s；
（3）蒸汽养护：将成型后的砖坯养护8h，养护条件为15℃，相对湿度70%。
（4）蒸压养护：时间为4 h，水蒸气压强为1.0 MPa，温度为230℃。
对比实施例1
对照实施例1，炉渣中不加入激发剂，其他原材料选用同实施例1同批次的产品，用量及制备工艺同实施例1完全相同。
对比实施例2
对照实施例2，炉渣中不加入激发剂，其他原材料选用同实施例2同批次的产品，用量及制备工艺同实施例2完全相同。
性能检测
实施例1、2和对比实施例1、2制备得到的蒸压/蒸养砖性能检测指标见下表1。
表1实施例1、2和对比实施例1、2制备得到的蒸压/蒸养砖性能对比表
上述检测项目均依据GB/T21144-2007混凝土实心砖的检测项目进行检测。
由表1可知，实施例1和实施例2制备的蒸压/蒸养砖，比对比实施例1和对比实施例2的性能无论是从最大吸水率、抗压强度还是抗冻性质量或强度损失方面都有很大的提高，可见，本发明的激发剂对蒸压/蒸养砖的性能改善效果很好。
Claims (6)
1.一种利用工业废弃物制备的蒸压/蒸养砖，其特征是所用原料的重量百分比如下：
废弃水泥浆15-25%，炉渣40-60%，中砂10-30%，碎石5-20%，
其中废弃水泥浆是在生产预应力混凝土管桩时离心成型过程中甩出的废弃液；
炉渣为煤燃烧的固体残渣，粒径为1-5mm，其中含有0.2-0.5wt%的激发剂，激发剂为硅酸钠、硫酸钠与甲酸钙以重量比1：1：0.5混合得到。
2.根据权利要求1所述的蒸压/蒸养砖，其特征在于所述中砂为细度模数为2.3-3.0的砂子。
3.根据权利要求1所述的蒸压/蒸养砖，其特征在于所述碎石粒径不大于15mm。
4.一种权利要求1-3任一项所述的利用工业废弃物制备的蒸压/蒸养砖的制备工艺， 其特征是包括以下步骤：
（1）配料：将原料按照炉渣、中砂和碎石的顺序加入，搅拌后加入废弃水泥浆，搅拌；
（2）成型：将混合均匀的原材料利用压制成型机压制成型，成型压力维持在8-10MPa，成型时间控制在25-30s，其中保压10-15s；
（3）蒸汽养护：将成型后的砖坯养护4-8h，养护条件为20±5℃，相对湿度≥65%。
5.根据权利要求4所述的制备工艺，其特征是还包括步骤（4）蒸压养护：时间为4-8 h，水蒸气压强为0.5-1.0 MPa，温度为210-230℃。
6.根据权利要求4所述的制备工艺，其特征在于步骤（1）中将炉渣、中砂和碎石加入后，140r/min搅拌20-30s，加入废弃水泥浆后中速285r/min搅拌90-140s。
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