CN103524099A - 磷渣硅酸盐砌块及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磷渣硅酸盐砌块及其生产工艺,该工艺包括以下步骤:先准备主原料,包括700~900份磷渣、60~90份水泥、100~130份粉煤灰和1~10份化学添加剂;将准备的各种原料送入料斗,采用配料***按照设定配比进行自动配料;配料后送入搅拌***,在搅拌***中加水进行充分搅拌混合;再输送至成型***的贮料仓,混合料在成型***的模具中经加压成型后,形成的中间产品由装载转运***进行装车,并送至蒸汽养护装置;在蒸汽养护装置中进行常温常压蒸汽养护,直至砖坯的早期强度满足要求;养护后的产品被送到输送装置上,推砖机将产品推至包装区,完成生产。本发明具有节能、环保、降耗、产品功能多样、产品质量好等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种建筑工程材料及其制备工艺,尤其涉及一种节能环保的建筑墙体砌块及其生产制作工艺。
背景技术
墙体是建筑物的重要组成部分之一,它起承重、围护和分隔的作用。墙体材料主要有砖、块、板三类,占整个建筑材料的70%以上,它对建筑物的功能、节能、利废、环保等起着至关重要的作用。
二十世纪五十年代中期,我国建筑科研人员利用工业灰渣研究、生产粉煤灰砌块。进入六十年代,又有蒸压灰砂加气混凝土砌块、煤矸石砖、中型混凝土空心砌块等绿色墙材。二十世纪八十年代,随着我国基建任务增加,大中城市高层建筑的增多,以及大中城市地震级别的提高,原有的几种新型墙体材料被淘汰。如中型粉煤灰砌块、中型混凝土空心砌块和中型煤渣混凝土空心砌块等。随着我国建筑科技的发展,新的绿色墙体材料也随之研制成功并投入生产和使用,如普通混凝土小型空心砌块、轻骨料砼小砌块、加气混凝土砌块、石膏空心板材、GRC板等。
现有的墙体材料在能耗上比传统墙体材料要少很多,如混凝土小型空心砌块,水泥生产能耗和生产砌块能耗相加后,其总能耗只有实心粘土砖能耗的1/4;加气混凝土砌块能耗只有实心粘土砖的60%~70%;不少品种的墙体材料是利用工业灰渣生产,如水泥煤渣混凝土砌块,其符合废弃物利用、加快推进资源综合利用、发展节能环保的原则要求。这些现有的墙体材料符合国家建筑节能标准要求,属于新型的绿色墙体材料,代表着21世纪建筑材科的发展方向,这在未来的建材行业中占主导地位,是建材工业发展的重点。
建筑墙体砌块是用于砌筑的形体大于砌墙砖的人造块体,属于新型的墙体材料,通称建筑砌块。按产品主规格的尺寸,一般可分为大型砌块、中型砌块和小型砌块。目前我国应用较多的是小型普通混凝土墙体砌块和加气混凝土墙体砌块等。经过墙体材料革新“十五”规划的结构调整和技术创新,正把砌块作为主导的墙体材料逐步代替“秦砖汉瓦”。砌块从原材料、制造、使用到拆除整个生命周期具有以下特点:
(1)节约资源:混凝土小砌块和轻骨料混凝土小砌块不用粘土,不涉及破坏耕地和土地资源;
(2)节约能源:生产1m3小砌块用标煤30kg左右,而生产传统墙材实心粘土砖1m3用标煤114kg左右,实心页岩砖1m3用标煤136kg左右;
(3)可利用工业灰渣:利用煤渣、粉煤灰、自然矸石等工业灰渣都可以生产轻骨料砼小砌块,也可以将粉煤灰、磨细的矿渣取代部分水泥,加入极少量的外加剂,生产高性能砌块;
(4)减少环境污染,保护生态平衡,增强和保持自然界的绿色含量;
(5)可持续发展:既能满足我们当代人的需要,又不危害后代人经济发展和社会进步。
国外混凝土砌块经历了一百多年的发展,其生产和应用技术已较成熟,目前,混凝土砌块已成为世界各国的主导墙体材料,发达国家其应用比例已占墙体材料的70%。国内建筑墙体砌块发展相对较慢,其主要存在以下问题:
(1)建筑墙体砌块的生产工艺还不够先进,导致劣质建筑砌块充斥市场,建筑墙体砌块的质量还得不到有效保证,降低了砌块在人们心目中的品牌形象;
(2)受传统消费习惯对新型墙体材料的抵制作用,新型建筑墙体砌块的推广应用还存在一定阻力;
(3)建筑墙体砌块的生产价格整体偏高;
(4)日后的维护操作和砌块处理技术也相对薄弱;
(5)现有建筑墙体砌块尚未充分利用已有的废弃物资源,其节能环保性还有待进一步提高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足,提供一种节能、环保、降耗、强度高、综合性能好的磷渣硅酸盐砌块,还相应提供一种节能降耗、步骤简单、工艺成本低、产品功能多样、产品质量好的磷渣硅酸盐砌块的生产工艺。
为解决上述技术问题,本发明提出的技术方案为一种磷渣硅酸盐砌块的生产工艺,包括以下步骤:
(1)准备主原料:按以下质量份数准备磷渣、水泥、粉煤灰和化学添加剂;
(2)配料:将准备的各种原料送入各自的料斗,采用配料***按照上述设定质量份数配比进行自动配料;
(3)搅拌混合:经过步骤(2)的原料被送入搅拌***,在搅拌***中加水进行充分搅拌混合;
(4)成型:经过步骤(3)的混合料被输送至成型***的贮料仓,根据混合料的干湿度及骨料变化设定成型***的工作参数;混合料在成型***的模具中经加压成型后,形成的中间产品由装载转运***进行装车,并送至蒸汽养护装置;
(5)养护:经步骤(4)后的中间产品在蒸汽养护装置中进行常温常压蒸汽养护,直至砖坯的早期强度满足机械码垛机堆垛时对产品强度的要求;
(6)卸料包装:经步骤(5)养护后的产品被送到输送装置上,推砖机将产品推至包装区,完成生产。
上述的生产工艺中,优选的,所述磷渣的烧失量为0.2%~0.3%,磷渣中的SiO2含量为35%~38%,磷渣中的Fe2O3含量为0.2%~0.3%,磷渣中的Al2O3含量为4%~8%,磷渣中的CaO含量为42%~48%,磷渣中的MgO含量2%~5%,磷渣的粒度小于5mm。
上述的生产工艺中,优选的,所述化学添加剂包括稳定剂、粘结剂、生石灰、胶凝剂中一种或多种。
上述的生产工艺中,所述配料***的选择性很多,且不同种类的配料***均可市购。但优选的,所述配料***采用电子秤式全自动计量,并选用三组式配料机;所述磷渣由第一组配料机配料,所述水泥由第二组配料机配料,所述粉煤灰和化学添加剂由第三组配料机配料。
上述的生产工艺中,优选的,所述搅拌***的搅拌时间不少于5min,且搅拌机的转速不低于500r/min,搅拌时通入热蒸汽使搅拌物料的温度在40℃以上。所述搅拌***的选择性很多,且均可市购。
上述的生产工艺中,优选的,所述成型***中的成型过程依次包括预压成型和保压成型,预压成型时的压力不超过10000KN,保压成型时的压力在15000KN~18000KN,成型时的温度控制在40℃~50℃。所述成型***同样可通过市购获得,但成型***的前述参数确定及调控需要我们反复调试和实验,较难确定和把控。
上述的生产工艺中,优选的,所述成型***中脱模后的中间产品置于托板上并由送板机经清扫器后送入升板机,升板机上的中间产品再经由传送***送至所述蒸汽养护装置中,所述蒸汽养护的时间为8h~10h。
上述的生产工艺中,优选的,经过养护后的产品再经由降板机降至所述输送装置上,所述输送装置为节距式输送机。
作为一个整的技术构思,本发明还提供一种上述生产工艺制得的磷渣硅酸盐砌块
与现有技术相比,本发明的优点在于:
(1)更加的节约资源。本发明的原材料已尽可能少用、甚至不用天然资源,多用(甚至于全部使用)各种工业废弃物,这不仅解决了现今工业固体废弃物磷渣、粉煤灰等的堆放及污染问题,而且充分利用了现有废弃资源,实现了循环经济。
(2)本发明更加的节能降耗。本发明的生产工艺不仅能够降低材料的生产能耗,而且应用于建筑物墙体后能够降低建筑物的使用能耗。整个生产工艺过程基本都是在常温常压或略高于常温的温度下进行。
(3)节约土地。采用本发明生产工艺制备的产品可以取代现有的粘土砖砌块等,即不用毁地取土作原料,充分保护了现今为数不多的耕地资源。
(4)可清洁生产。本发明的生产工艺过程不排放或极少排放废渣、废水、废气,生产噪声低,自动化程度高,可实现清洁生产。
(5)产品功能多样。本发明制备的砌块产品不仅可作为外墙材料,而且可作为内墙材料;用作外墙材料时具有轻质美观、高强、抗震、保温、隔音、抗渗、抗腐蚀等优点;用作内墙材料时具有轻质,高强、抗冲击、隔音、防霉、等优良性能。
(6)本发明制备的产品可再生利用。本发明生产工艺制备的砌块在使用寿命到期后,可再生利用,不会造成环境污染。
综上,本发明的生产工艺具有节能、环保、降耗、产品功能多样、产品质量好等优点,具有较好的工业应用前景。
具体实施方式
以下结合具体优选的实施例对本发明作进一步描述,但并不因此而限制本发明的保护范围。
实施例:
一种本发明的磷渣硅酸盐砌块的生产工艺,包括以下步骤:
(1)准备主原料:按以下质量份数准备磷渣、水泥、粉煤灰和化学添加剂;
本实施例采用的磷渣主要技术指标为:烧失量——0.22%,SiO2含量36.97%,Fe2O3含量0.29%,Al2O3含量5.65%,CaO含量45.965%,MgO含量2.54%,粒度小于5mm,符合重矿渣集料技术要求,并能满足本发明对磷渣的质量标准要求;安全性达到GB6566—2010《建筑材料放射性核素限量》标准要求。
(2)配料:将准备的各种原料送入各自的料斗,采用配料***按照上述设定质量份数配比进行自动配料;本实施例的配料***采用电子秤式全自动计量,并选用三组式配料机;磷渣由第一组配料机配料,水泥由第二组配料机配料,粉煤灰和化学添加剂由第三组配料机配料。装料(磷渣、粉煤灰、水泥、化学原料等)累计自动计量后传送入搅拌***。
(3)搅拌混合:经过步骤(2)的原料被送入搅拌***的搅拌桶内(搅拌***可市购),在搅拌***中加水进行充分搅拌混合;搅拌***的搅拌时间为5min,搅拌机的转速为700r/min,预设好搅拌时间及加水量,搅拌时通入热蒸汽使搅拌物料的温度在40℃以上。
(4)成型:经过步骤(3)的混合料被输送至成型***的成型主机贮料仓,根据混合料的干湿度及骨料变化设定成型***的工作参数;成型***中的成型过程依次包括预压成型和保压成型,预压成型时的压力为8000KN,保压成型时的压力在15000KN,成型时的温度控制在42℃。用于成型的混合料先被送至托板库,经托板承载后再送入成型主机。主机开机前应保证托板库有托板,贮料仓有混合料,按下回位开关以确定各动作复位后,开启自动开关即可循环、往复自动生生产。成型***一般由PLC主控,显示终端预设中文菜单,中文菜单可设根据不同的材料、不同的产品对加料时控、预振时控、振动加料时控、振压时控、预压及保压时控进行调整,对成型***的动作进行实时动态监控,各动作连锁保护。通过成型***对制品的成型进行高度智能化控制,可确保产品的高度(厚度)控制在±1mm以内。如遇材料波动可进行成型参数的实时修改。本实施例选用的成型***同样可以市购,属于常规的砌块成型***。混合料在成型***的模具中经加压成型后,形成的中间产品由装载转运***进行装车,并送至蒸汽养护装置。
(5)养护:上述成型***中脱模后的中间产品先送至装载转运***,具体是指成型主机成型脱模后由送板机将承载中间产品的托板经清扫器砖面清扫后,送入升板机,升板机上的中间产品再经由升降机提升至预定高度,程控子、母车传送***用来接取升板机的产品,至接满十层后由子车接走并将其送至蒸汽养护装置(即养护窑)中;送板机、升板机等采用限位开关、接近开关及光栅装置;传送***经步骤(4)后的中间产品在蒸汽养护装置中进行常温常压蒸汽养护,养护窑主要用来静停养护刚成型的砖坯,直至砖坯的早期强度满足机械码垛机堆垛时对产品强度的要求;蒸汽养护的时间一般为8h~10h。
(6)卸料包装:上述的程控子、母车传送***再从养护窑接取养护好的产品,并送至降板机,程控子、母车传送***的转动平台接转子母车,从升板机到养护窑、从养护窑至降板机,实现生产线的连续式生产。降板机将养护好的带产品的托板降至节距式输送机上以便于码垛和回送托板,其结构与前述升降机相同但运转方向相反。推砖机将制品推至包装区,托板经清扫器清扫,经翻板机送回成型***的托板库,成品运至堆场待售,完成生产。
本实施例制得的磷渣硅酸盐砌块产品适用于各种承重及非承重建筑墙体,其主要特点有轻质、高强、保温、隔音、隔热,但由于该产品在生产过程中的成型生产较为困难,且早期强度比较差,所以在生产过程中须采用磷渣、水泥配合适量的粉煤灰及化学原料作浇凝材料,另外通过高温蒸汽来缩短它的早期强度周期。
本实施例的生产工艺中,整个产品生产线主要由配料***、搅拌***、成型***(含成型机控制部分)、装载转运***(含送板机、升板机等)、程控子母车传送***、蒸汽养护装置(含降板机等)、链条输送***、自动码垛***等构成,各个步骤均采用国内较为先进的工艺设备作生产工具,可通过简单投入和组装实现全自动化流水线式生产加工,具有较高的工作效率。
通过我们的实验及市场调查研究表明,本发明的生产工艺具有资源综合利用率高、保护耕地、保护环境等诸多优点,符合国家产业政策,符合循环经济发展战略思路。
另外本实施例生产的产品销售市场范围大、辐射半径合理、市场容量大。拟定项目规模为年产1.5亿块蒸养磷渣硅酸盐砌块或砌砖,实施后不仅能缓解地区新型墙体材料市场的供需矛盾,而且可为当地的磷化工企业解决废弃物排放的一大难题,同时也解决了一部分城镇待业人员的就业问题。通过节能节材计算,本实施例的技术方案实施后每年可以减少采掘粘土原料约33万m3/年(约46.2万吨/年)、减少毁地面积约(按15米取土厚度计算)33亩/年、减少堆积磷渣占地面积约18.7亩/年,减少标煤消耗约15095t/年,减少SO2气体排放约302t/年,减少温室气体CO2排放约37738t/年。可见本发明的实施对项目实施地的资源利用、节土、节能及环保具有十分明显的效果。
Claims (9)
1.一种磷渣硅酸盐砌块的生产工艺,包括以下步骤:
(1)准备主原料:按以下质量份数准备磷渣、水泥、粉煤灰和化学添加剂;
(2)配料:将准备的各种原料送入各自的料斗,采用配料***按照上述设定质量份数配比进行自动配料;
(3)搅拌混合:经过步骤(2)的原料被送入搅拌***,在搅拌***中加水进行充分搅拌混合;
(4)成型:经过步骤(3)的混合料被输送至成型***的贮料仓,根据混合料的干湿度及骨料变化设定成型***的工作参数;混合料在成型***的模具中经加压成型后,形成的中间产品由装载转运***进行装车,并送至蒸汽养护装置;
(5)养护:经步骤(4)后的中间产品在蒸汽养护装置中进行常温常压蒸汽养护,直至砖坯的早期强度满足机械码垛机堆垛时对产品强度的要求;
(6)卸料包装:经步骤(5)养护后的产品被送到输送装置上,推砖机将产品推至包装区,完成生产。
2.根据权利要求1所述的生产工艺,其特征在于:所述磷渣的烧失量为0.2%~0.3%,磷渣中的SiO2含量为35%~38%,磷渣中的Fe2O3含量为0.2%~0.3%,磷渣中的Al2O3含量为4%~8%,磷渣中的CaO含量为42%~48%,磷渣中的MgO含量2%~5%,磷渣的粒度小于5mm。
3.根据权利要求1所述的生产工艺,其特征在于:所述化学添加剂包括稳定剂、粘结剂、生石灰、胶凝剂中一种或多种。
4.根据权利要求1、2或3所述的生产工艺,其特征在于:所述配料***采用电子秤式全自动计量,并选用三组式配料机;所述磷渣由第一组配料机配料,所述水泥由第二组配料机配料,所述粉煤灰和化学添加剂由第三组配料机配料。
5.根据权利要求1、2或3所述的生产工艺,其特征在于:所述搅拌***的搅拌时间不少于5min,且搅拌机的转速不低于500r/min,搅拌时通入热蒸汽使搅拌物料的温度在40℃以上。
6.根据权利要求1、2或3所述的生产工艺,其特征在于:所述成型***中的成型过程依次包括预压成型和保压成型,预压成型时的压力不超过10000KN,保压成型时的压力在15000KN~18000KN,成型时的温度控制在40℃~50℃。
7.根据权利要求1、2或3所述的生产工艺,其特征在于:所述成型***中脱模后的中间产品置于托板上并由送板机经清扫器后送入升板机,升板机上的中间产品再经由传送***送至所述蒸汽养护装置中,所述蒸汽养护的时间为8h~10h。
8.根据权利要求7所述的生产工艺,其特征在于:经过养护后的产品再经由降板机降至所述输送装置上,所述输送装置为节距式输送机。
9.一种如权利要求1~8中任一项所述的生产工艺制备得到的磷渣硅酸盐砌块。
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