CN111438796A - 一种基于石材边角料制备荷兰砖的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于石材边角料制备荷兰砖的生产工艺，包括：S1、筛选矿渣，将矿石研磨，取3mm‑10mm粒径的矿渣粉末；S2、配备原料，所述原料由底料和面料组成，其中底料中各物质的重量份数为：11‑14份水泥、70‑80份矿渣、5‑10份黄沙；面料中各物质的重量份数为：70‑80份水泥、25‑30份黄沙；S3、搅拌，将底料与面料分开进行干式搅拌；S4、压制成型：在专用的压制设备的料盘内传送搅拌后的底料，压制设备对料盘内的底料进行振动使底料均匀分散，然后对底料进行压制；再在料盘内传送搅拌后的面料，使面料铺设在底料上方，压制设备对料盘内的面料进行振动使面料均匀分散，然后对面料进行压制，从而制得荷兰砖。本发明具有如下优点：实现荷兰砖的高吸水性及高强度。
Description
技术领域：
本发明涉及制备荷兰砖领域，具体地说是一种基于石材边角料制备荷兰砖的生产工艺。
背景技术：
荷兰砖因其具有良好的透水、透气、保水性，以及降温、降噪、调节空气质量等优点，被广泛应用于车站、机场、城市道路等工程的改造中，已经成为人们普遍关注、受欢迎的铺路石。
然而现有的荷兰砖在生产过程中，需要大量的水泥、石子和黄沙，成本 耗费较大，因此需要提出一种采用石材边角料来制备荷兰砖的生产工艺，势 在必行。
其次，由于荷兰砖的结构特殊性，需要砖体内部保证均匀性的高气孔率，荷兰砖的高气孔率保证其具有良好的吸水型，分布均匀的小孔径气孔则保证荷兰砖的密实度和高强度，因此传统的湿式制砖法无法保证高气孔率，而干式制砖则对干式粉末进行压制成型，压制过程中无法保证粉末之间气孔分散的均匀性，则同批次制得的荷兰砖的吸水率无法保证一致性，荷兰砖的质量得不到有效控制。因此，如何实现荷兰砖的高吸水性以及高强度，是本发明需要解决的技术难题。
发明内容：
本发明的目的是为了克服以上的不足，提供一种基于石材边角料制备荷兰砖的生产工艺，实现荷兰砖的高吸水性及高强度。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种基于石材边角料制备荷兰砖的生产工艺，包括：
S1、筛选矿渣，将矿石研磨，过200目筛，取3mm-10mm粒径的矿渣粉末；
S2、配备原料，所述原料由底料和面料组成，其中底料中各物质的重量份数为：11-14份水泥、70-80份矿渣、5-10份黄沙；面料中各物质的重量份数为：70-80份水泥、25-30份黄沙；
S3、搅拌，将底料与面料分开进行干式搅拌，搅拌速度为500r/min-600r/min；
S4、压制成型：在专用的压制设备的料盘内传送搅拌后的底料，压制设备对料盘内的底料进行振动使底料均匀分散，振动频率为2000-2400Hz，然后对底料进行压制，压制压力为3MPa-5MPa；再在料盘内传送搅拌后的面料，使面料铺设在底料上方，压制设备对料盘内的面料进行振动使面料均匀分散，振动频率为3200-3500Hz，然后对面料进行压制，压制压力为3MPa-5MPa，从而制得荷兰砖。
本发明的进一步改进在于：步骤S4中的压制为真空压制。
本发明的进一步改进在于：步骤S4中制得的荷兰砖吸水率为3%-3.4%、孔隙率为90%-95%，强度为580-650MPa。
本发明的进一步改进在于：步骤S4中专用的压制设备包括底料入料机构、底料真空压制机构、面料入料机构以及面料真空压制机构，贯穿底料入料机构、底料真空压制机构、面料入料机构以及面料真空压制机构，底料入料机构、底料真空压制机构、面料入料机构以及面料真空压制机构内分别设有输送组件，输送组件上的料盘依次在底料入料机构内进行入底料、底料真空压制机构内进行底料真空压制、面料入料机构内进行入面料以及面料真空压制机构内进行面料真空压制。
本发明的进一步改进在于：输送组件包括两对应设置的输送带，输送带的两端分别设有主动轮和从动轮，输送带的主动轮上连接有电机，两输送带的主动轮通过连接轴连接；
底料入料机构、底料真空压制机构、面料入料机构以及面料真空压制机构内的输送组件依次对应设置。
输送带由多个输送链节，相邻两输送链节之间活动连接，输送链节的上端面具有“工”字型连接件，料盘的下端具有与两输送带上的连接件嵌合的“C”型状卡合件。
本发明的进一步改进在于：底料入料机构与面料入料机构均包括入料箱以及置于入料箱上方的入料槽，料盘的底部具有振动电机，入料箱内具有倒料筛组件；
倒料筛组件置于入料槽的下方，倒料筛组件包括置于入料箱内的两对应设置的导杆以及设置在两导杆上的倒料网，倒料网的两端与导杆可移动式连接，还包括与倒料网的一侧固定连接的连接杆，连接杆横向贯穿入料箱设置，所述连接杆置于入料箱外部的一端连接有“Z”型状的转动杆，转动杆的一端与连接杆活动连接，转动杆的另一端连接有转动电机，转动电机带动转动杆转动，从而拉动与连接杆固定的倒料网在导杆上做线性往复移动。
本发明的进一步改进在于：底料真空压制机构与面料真空压制机构包括压制箱以及置于压制箱内的真空室，压制箱的两侧具有容料盘进出的通道，所述压制箱的上端具有第一液压缸，第一液压缸的下端连接有压块，压块的下端延伸至真空室内并连接有压模，压模由多个横杆以及多个竖杆连接形成的格栅状结构；
真空室的两侧具有可上下活动的卷门板，压制箱的外部设有真空泵，真空泵通过导管与真空室连接，导管的一端贯穿卷门板下侧置于真空室内部，压制箱的侧壁上具有驱动卷门板上下移动的第二液压缸，第二液压缸的一端连接有与卷门板连接的吸盘，卷门板的上下端均向真空室方向延伸有凸条，真空室与凸条配合的位置设有橡胶条a，卷门板的前后两端具有圆弧凸条，真空室侧面与圆弧凸条配合的位置具有向内凹陷的圆弧槽，圆弧槽内嵌有橡胶条b。
本发明的进一步改进在于：压块的侧端面与真空室的连接处通过橡胶密封，导管与真空室的连接处通过橡胶密封。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明的荷兰砖原料采用底料与面料分层压制而形成，其中底料中采用石材边角料的矿渣作为原料，利用废弃资源制得荷兰砖，实现废物利用，节约资源以及提高环保性，大大降低生产成本。
2、干式物料通过搅拌实现混合均匀，而振动具有排空物料之间的空气的作用，使物料分子之间更为紧密，再经过真空压制，从而实现荷兰砖内部的高气孔率以及均匀分散的小孔径气孔，真空压制使气泡在荷兰砖内部分布更为均匀，从而保证荷兰砖的高吸水性以及高强度。
3、采用专用的压制设备，底料与面料在入料时经过倒料组件水平方向的移动，实现均匀下落，再经过振动，进一步实现物料的均匀性，从而为后续真空压制实现荷兰砖内部的高气孔率以及均匀分散的小孔径气孔提供保障；真空箱的卷门板设计使既便于料盘的传输，又能保证真空箱内部的密封性，为后续真空压制提供基础。
附图说明：
图1为本发明一种用于基于石材边角料制备荷兰砖的生产工艺的压制设备的结构示意图。
图2为本发明一种用于基于石材边角料制备荷兰砖的生产工艺的输送组件与料盘的连接剖视图；
图3为本发明一种用于基于石材边角料制备荷兰砖的生产工艺的输送组件的结构示意图。
图4为本发明一种用于基于石材边角料制备荷兰砖的生产工艺的倒料组件的结构示意图。
图5为本发明一种用于基于石材边角料制备荷兰砖的生产工艺的卷门板的位置示意图。
图6为图5的A-A向剖视拆分图。
图7为图5的B-B向剖视图。
图8为本发明一种用于基于石材边角料制备荷兰砖的生产工艺的压模的结构示意图。
图中标号：
1-底料入料机构、2-底料真空压制机构、3-面料入料机构、4-面料真空压制机构、5-输送组件、6-料盘；
11-入料箱、12-入料槽、13-倒料组件、131-导杆、132-倒料网、133-连接杆、134-转动杆；
21-压制箱、22-真空泵、23-第一液压缸、24-液控、25-压模、251-横杆、252-竖杆、26-卷门板、27-真空泵、28-导管、29-第二液压缸、210-吸盘、211-凸条、212-橡胶条a、213-圆弧凸条、214-圆弧槽、215-橡胶条b；
51-输送带、52-主动轮、53-从动轮、54-电机、55-连接轴、511-输送链节、512-连接件；
61-卡合件、62-振动电机；
具体实施方式：
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
本实施例一种基于石材边角料制备荷兰砖的生产工艺，包括：
S1、筛选矿渣，将矿石研磨，过200目筛，取3mm-10mm粒径的矿渣粉末；
S2、配备原料，所述原料由底料和面料组成，其中底料中各物质的重量份数为：11-14份水泥、70-80份矿渣、5-10份黄沙；面料中各物质的重量份数为：70-80份水泥、25-30份黄沙；
S3、搅拌，将底料与面料分开进行干式搅拌，搅拌速度为500r/min-600r/min；
S4、压制成型：在专用的压制设备的料盘内传送搅拌后的底料，压制设备对料盘内的底料进行振动使底料均匀分散，振动频率为2000-2400Hz，然后对底料进行压制，压制压力为3MPa-5MPa；再在料盘内传送搅拌后的面料，使面料铺设在底料上方，压制设备对料盘内的面料进行振动使面料均匀分散，振动频率为3200-3500Hz，然后对面料进行压制，压制压力为3MPa-5MPa，从而制得荷兰砖。
进一步的，步骤S4中的压制为真空压制。
进一步的，步骤S4中制得的荷兰砖吸水率为3%-3.4%、孔隙率为90%-95%，强度为580-650MPa。
本发明的荷兰砖原料采用底料与面料分层压制而形成，其中底料中采用石材边角料的矿渣作为原料，利用废弃资源制得荷兰砖，实现废物利用，节约资源以及提高环保性，大大降低生产成本。干式物料通过搅拌实现混合均匀，而振动具有排空物料之间的空气的作用，使物料分子之间更为紧密，再经过真空压制，从而实现荷兰砖内部的高气孔率以及均匀分散的小孔径气孔，真空压制使气泡在荷兰砖内部分布更为均匀，从而保证荷兰砖的高吸水性以及高强度。
进一步的，如图1所示，步骤S4中专用的压制设备包括底料入料机构1、底料真空压制机构2、面料入料机构3以及面料真空压制机构4，贯穿底料入料机构1、底料真空压制机构2、面料入料机构3以及面料真空压制机构4，底料入料机构1、底料真空压制机构2、面料入料机构3以及面料真空压制机构4内分别设有输送组件5，输送组件5上的料盘6依次在底料入料机构1内进行入底料、底料真空压制机构2内进行底料真空压制、面料入料机构3内进行入面料以及面料真空压制机构4内进行面料真空压制。
进一步的，如图2、图3所示，输送组件5包括两对应设置的输送带51，输送带51的两端分别设有主动轮52和从动轮53，输送带51的主动轮52上连接有电机54，两输送带51的主动轮52通过连接轴55连接；
底料入料机构1、底料真空压制机构2、面料入料机构3以及面料真空压制机构4内的输送组件5依次对应设置。
进一步的，输送带51由多个输送链节511，相邻两输送链节511之间活动连接，输送链节511的上端面具有“工”字型连接件512，料盘6的下端具有与两输送带51上的连接件512嵌合的“C”型状卡合件61。
进一步的，底料入料机构1与面料入料机构3均包括入料箱11以及置于入料箱11上方的入料槽12，料盘6的底部具有振动电机62，入料箱12内具有倒料筛组件13；
倒料筛组件13置于入料槽12的下方，如图4所示，倒料筛组件13包括置于入料箱12内的两对应设置的导杆131以及设置在两导杆131上的倒料网132，倒料网132的两端与导杆131可移动式连接，还包括与倒料网132的一侧固定连接的连接杆133，连接杆133横向贯穿入料箱11设置，连接杆133置于入料箱11外部的一端连接有“Z”型状的转动杆134，转动杆134的一端与连接杆133活动连接，转动杆134的另一端连接有转动电机135，转动电机135带动转动杆134转动，从而拉动与连接杆133固定的倒料网132在导杆131上做线性往复移动。
本申请中，料盘6与输送带51卡合连接，料盘6在振动电机62的振动下使内部物料进行充分混合，连接件512与卡合件61之间具有一定间隙，在振动电机62进行振动过程中，既保证对料盘6产生一定震感，又能避免料盘6脱离输送带51，当然料盘6可在输送带上实现左右方向的移动振动，关于振动电机62如何对料盘6实现振动以及具体连接关系，为本领域技术人员公知的现有常识，故不作赘述及说明书附图。
本申请中，底料与面料在入料时经过倒料组件13水平方向的移动，实现均匀下落，再经过振动，进一步实现物料的均匀性，从而为后续真空压制实现荷兰砖内部的高气孔率以及均匀分散的小孔径气孔提供保障。
倒料组件13的工作原理：转动电机135带动“Z”型状结构的转动杆134作圆周方向转动，转动杆134转动，从而带动连接杆133拉动倒料网132，实现倒料网132沿着导杆131左右往复移动，倒料网132上的物料在往复移动的过程中使物料均匀落至料盘6内。
本申请中，连接杆133的一端与转动杆134的一端活动连接，连接杆133的一端随着转动杆134转动而转动，倒料网12的两端与两导杆131可卡合式活动连接，倒料网132随着转动杆134的转动而在导杆131上左右移动，由于连接杆133与转动杆134连接的一端随着转动杆134的转动而发生转动，因此需要在入料箱11的侧壁上开设容连接杆133的一端转动的开孔。
进一步的，底料真空压制机构2与面料真空压制机构4包括压制箱21以及置于压制箱21内的真空室22，压制箱21的两侧具有容料盘6进出的通道，压制箱21的上端具有第一液压缸23，第一液压缸23的下端连接有压块24，压块24的下端延伸至真空室22内并连接有压模25，如图8所示，压模25由多个横杆251以及多个竖杆252连接形成的格栅状结构；
如图5所示，真空室22的两侧具有可上下活动的卷门板26，压制箱21的外部设有真空泵27，真空泵27通过导管28与真空室22连接，导管28的一端贯穿卷门板26下侧置于真空室22内部，压制箱21的侧壁上具有驱动卷门板26上下移动的第二液压缸29，第二液压缸29的一端连接有与卷门板26连接的吸盘210，如图7所示，卷门板26的上下端均向真空室22方向延伸有凸条211，真空室22与凸条211配合的位置设有橡胶条a212，如图6所示，卷门板26的前后两端具有圆弧凸条213，真空室22侧面与圆弧凸条213配合的位置具有向内凹陷的圆弧槽214，圆弧槽214内嵌有橡胶条b215。
进一步的，压块24的侧端面与真空室22的连接处通过橡胶密封，导管28与真空室22的连接处通过橡胶密封。
实施例1
一种基于石材边角料制备荷兰砖的生产工艺，包括：
S1、筛选矿渣，将矿石研磨，过200目筛，取3mm粒径的矿渣粉末；
S2、配备原料，所述原料由底料和面料组成，其中底料中各物质的重量份数为：11份水泥、70份矿渣、5份黄沙；面料中各物质的重量份数为：70份水泥、25份黄沙；
S3、搅拌，将底料与面料分开进行干式搅拌，搅拌速度为500r/min
S4、压制成型：在专用的压制设备的料盘内传送搅拌后的底料，压制设备对料盘内的底料进行振动使底料均匀分散，振动频率为2000Hz，然后对底料进行真空压制，压制压力为3MPa；再在料盘内传送搅拌后的面料，使面料铺设在底料上方，压制设备对料盘内的面料进行振动使面料均匀分散，振动频率为3200Hz，然后对面料进行真空压制，压制压力为3MPa，从而制得荷兰砖。
本实施例中制得的荷兰砖吸水率为3%、孔隙率为90%，强度为580MPa。
实施例2
一种基于石材边角料制备荷兰砖的生产工艺，包括：
S1、筛选矿渣，将矿石研磨，过200目筛，取6mm粒径的矿渣粉末；
S2、配备原料，所述原料由底料和面料组成，其中底料中各物质的重量份数为：12份水泥、75份矿渣、8份黄沙；面料中各物质的重量份数为：75份水泥、28份黄沙；
S3、搅拌，将底料与面料分开进行干式搅拌，搅拌速度为550r/min；
S4、压制成型：在专用的压制设备的料盘内传送搅拌后的底料，压制设备对料盘内的底料进行振动使底料均匀分散，振动频率为2200Hz，然后对底料进行真空压制，压制压力为4MPa；再在料盘内传送搅拌后的面料，使面料铺设在底料上方，压制设备对料盘内的面料进行振动使面料均匀分散，振动频率为3200-3500Hz，然后对面料进行真空压制，压制压力为4MPa，从而制得荷兰砖。
本实施例中制得的荷兰砖吸水率为3.2%、孔隙率为92%，强度为600MPa。
实施例3
一种基于石材边角料制备荷兰砖的生产工艺，包括：
S1、筛选矿渣，将矿石研磨，过200目筛，取10mm粒径的矿渣粉末；
S2、配备原料，所述原料由底料和面料组成，其中底料中各物质的重量份数为： 14份水泥、80份矿渣、10份黄沙；面料中各物质的重量份数为： 80份水泥、30份黄沙；
S3、搅拌，将底料与面料分开进行干式搅拌，搅拌速度为600r/min；
S4、压制成型：在专用的压制设备的料盘内传送搅拌后的底料，压制设备对料盘内的底料进行振动使底料均匀分散，振动频率为2400Hz，然后对底料进行压制，压制压力为5MPa；再在料盘内传送搅拌后的面料，使面料铺设在底料上方，压制设备对料盘内的面料进行振动使面料均匀分散，振动频率为3500Hz，然后对面料进行压制，压制压力为5MPa，从而制得荷兰砖。
本实施例中制得的荷兰砖吸水率为3.4%、孔隙率为95%，强度为650MPa。
因此，实施例3为本发明的最佳实施例，可制得高吸水性及高强度的荷兰砖。
本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (8)
1.一种基于石材边角料制备荷兰砖的生产工艺，其特征在于，包括：
S1、筛选矿渣，将矿石研磨，过200目筛，取3mm-10mm粒径的矿渣粉末；
S2、配备原料，所述原料由底料和面料组成，其中底料中各物质的重量份数为：11-14份水泥、70-80份矿渣、5-10份黄沙；面料中各物质的重量份数为：70-80份水泥、25-30份黄沙；
S3、搅拌，将底料与面料分开进行干式搅拌，搅拌速度为500r/min-600r/min；
S4、压制成型：在专用的压制设备的料盘内传送搅拌后的底料，压制设备对料盘内的底料进行振动使底料均匀分散，振动频率为2000-2400Hz，然后对底料进行压制，压制压力为3MPa-5MPa；再在料盘内传送搅拌后的面料，使面料铺设在底料上方，压制设备对料盘内的面料进行振动使面料均匀分散，振动频率为3200-3500Hz，然后对面料进行压制，压制压力为3MPa-5MPa，从而制得荷兰砖。
2.根据权利要求1所述一种基于石材边角料制备荷兰砖的生产工艺，其特征在于，所述步骤S4中的压制为真空压制。
3.根据权利要求2所述一种基于石材边角料制备荷兰砖的生产工艺，其特征在于，所述步骤S4中制得的荷兰砖吸水率为3%-3.4%、孔隙率为90%-95%，强度为580-650MPa。
4.根据权利要求1所述一种基于石材边角料制备荷兰砖的生产工艺，其特征在于， 所述步骤S4中专用的压制设备包括底料入料机构（1）、底料真空压制机构（2）、面料入料机构（3）以及面料真空压制机构（4），贯穿所述底料入料机构（1）、底料真空压制机构（2）、面料入料机构（3）以及面料真空压制机构（4），所述底料入料机构（1）、底料真空压制机构（2）、面料入料机构（3）以及面料真空压制机构（4）内分别设有输送组件（5），输送组件（5）上的料盘（6）依次在底料入料机构（1）内进行入底料、底料真空压制机构（2）内进行底料真空压制、面料入料机构（3）内进行入面料以及面料真空压制机构（4）内进行面料真空压制。
5.根据权利要求4所述一种基于石材边角料制备荷兰砖的生产工艺，其特征在于，所述输送组件（5）包括两对应设置的输送带（51），所述输送带（51）的两端分别设有主动轮（52）和从动轮（53），所述输送带（51）的主动轮（52）上连接有电机（54），两输送带（51）的主动轮（52）通过连接轴（55）连接；
所述底料入料机构（1）、底料真空压制机构（2）、面料入料机构（3）以及面料真空压制机构（4）内的输送组件（5）依次对应设置。
所述输送带（51）由多个输送链节（511），相邻两输送链节（511）之间活动连接，所述输送链节（511）的上端面具有“工”字型连接件（512），所述料盘（6）的下端具有与两输送带（51）上的连接件（512）嵌合的“C”型状卡合件（61）。
6.根据权利要求5所述一种基于石材边角料制备荷兰砖的生产工艺，其特征在于，所述底料入料机构（1）与面料入料机构（3）均包括入料箱（11）以及置于入料箱（11）上方的入料槽（12），所述料盘（6）的底部具有振动电机（62），所述入料箱（12）内具有倒料筛组件（13）；
所述倒料筛组件（13）置于入料槽（12）的下方，所述倒料筛组件（13）包括置于入料箱（12）内的两对应设置的导杆（131）以及设置在两导杆（131）上的倒料网（132），所述倒料网（132）的两端与导杆（131）可移动式连接，还包括与倒料网（132）的一侧固定连接的连接杆（133），所述连接杆（133）横向贯穿入料箱（11）设置，所述连接杆（133）置于入料箱（11）外部的一端连接有“Z”型状的转动杆（134），所述转动杆（134）的一端与连接杆（133）活动连接，所述转动杆（134）的另一端连接有转动电机（135），所述转动电机（135）带动转动杆（134）转动，从而拉动与连接杆（133）固定的倒料网（132）在导杆（131）上做线性往复移动。
7.根据权利要求6所述一种基于石材边角料制备荷兰砖的生产工艺，其特征在于：所述底料真空压制机构（2）与面料真空压制机构（4）包括压制箱（21）以及置于压制箱（21）内的真空室（22），所述压制箱（21）的两侧具有容料盘（6）进出的通道，所述压制箱（21）的上端具有第一液压缸（23），所述第一液压缸（23）的下端连接有压块（24），所述压块（24）的下端延伸至真空室（22）内并连接有压模（25），所述压模（25）由多个横杆（251）以及多个竖杆（252）连接形成的格栅状结构；
所述真空室（22）的两侧具有可上下活动的卷门板（26），所述压制箱（21）的外部设有真空泵（27），所述真空泵（27）通过导管（28）与真空室（22）连接，所述导管（28）的一端贯穿卷门板（26）下侧置于真空室（22）内部，所述压制箱（21）的侧壁上具有驱动卷门板（26）上下移动的第二液压缸（29），所述第二液压缸（29）的一端连接有与卷门板（26）连接的吸盘（210），所述卷门板（26）的上下端均向真空室（22）方向延伸有凸条（211），所述真空室（22）与凸条（211）配合的位置设有橡胶条a（212），所述卷门板（26）的前后两端具有圆弧凸条（213），所述真空室（22）侧面与圆弧凸条（213）配合的位置具有向内凹陷的圆弧槽（214），所述圆弧槽（214）内嵌有橡胶条b（215）。
8.根据权利要求7所述一种基于石材边角料制备荷兰砖的生产工艺，其特征在于，所述压块（24）的侧端面与真空室（22）的连接处通过橡胶密封，所述导管（28）与真空室（22）的连接处通过橡胶密封。
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