電石膏磚的製造方法
2023-05-14 04:37:56 2
專利名稱：電石膏磚的製造方法
技術領域：
本發明涉及一種建築材料的製造方法，尤指一種用電石膏製成的電石膏磚製造方法。
背景技術：
隨著經濟發展，城鎮化水平的提高，建築業業已成為各地經濟發展的重要支柱。作為牆體建築材料的磚，市場需求愈來愈大，用粘土燒制的紅磚，由於能耗大、破壞大量耕地，國家早已明令限制生產，規定2005年底前，所有省會城市禁止使用。各種粘土磚的替代品，如礦渣磚、粉煤灰渣磚、石灰渣磚、建築渣磚相繼問世。
電石膏是電石法生產PVC所產生的化工廢料，每1噸電石經反應產生1.2噸電石膏，對生態環境造成嚴重汙染。而電石膏可循環利用的空間較小，這不僅給企業造成巨大的環保壓力並且限制了企業擴大生產。如何利用電石膏，變廢為寶，是長期擺在電石法生產PVC的企業面前的重要課題。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是，針對目前電石法生產聚氯乙烯所存在的大量電石膏廢料問題，而提供一種用電石膏為主要原料的電石膏磚的製造方法。
本發明的電石膏磚的製造方法的技術方案如下一種電石膏磚的製造方法，其特徵在於一、配料 將主料一電石膏和粉煤灰、骨料和添加劑按一定配比稱量待用；二、輪碾混合 將所稱量的電石膏、粉煤灰、骨料和添加劑石膏在輪碾攪拌機中進行輪碾混合、均化、增塑，加水產生水化產物；三、壓製成型 用壓磚機半乾法壓製成磚坯；四、蒸壓護養 將磚坯放入蒸壓釜內養護形成電石膏蒸壓磚；五、成品堆放 電石膏蒸壓磚出釜後在堆場停放時效穩定成成品。
所述的電石膏磚的製造方法，其特徵在於所述的骨料為石屑或爐渣。
所述的電石膏磚的製造方法，其特徵在於電石膏、粉煤灰和骨料的重量比分別為10～30％、39～59％、30～40％；所述的添加劑為石膏，加入量為1～3％。
所述的電石膏磚的製造方法，其特徵在於所述的電石膏、粉煤灰和骨料的最佳重量比分別為15～20％、44～49％、35～40％；添加劑石膏的最佳加入量為1～2％。
所述的電石膏磚的製造方法，其特徵在於在輪碾混合步驟中，先將電石膏、粉煤灰和添加劑石膏在輪碾攪拌機中進行輪碾混合均勻後，再加入骨料輪碾混合，在加入骨料輪碾混合的過程中加入水使成半乾狀。
所述的電石膏磚的製造方法，其特徵在於在輪碾混合過程中所用輪碾攪拌機為行星式輪碾攪拌機。
所述的電石膏磚的製造方法，其特徵在於在壓製成型步驟中，所用壓磚機是全自動壓磚機。
所述的電石膏磚的製造方法，其特徵在於在壓製成型步驟中，成型壓力為10～40MPa。
所述的電石膏磚的製造方法，其特徵在於在壓製成型步驟中，成型壓力為10～40MPa，荷載下靜停24h。
所述的電石膏磚的製造方法，其特徵在於所述的蒸壓護養分為升溫、恆溫、降溫三個階段在飽和蒸汽中養護，蒸壓養護時間為10～12h，蒸汽壓力不小於0.8Mpa，最佳養護條件為1.0～1.2MPa、184～191℃飽和蒸汽蒸壓養護12h。
所述的電石膏磚的製造方法，其特徵在於所述的成品堆放時間至少為1周。
本發明的優點在於由電石膏製成的電石膏磚是理想的實心粘土磚的替代產品，具有保護耕地，節約能源，利用廢渣，治理環境汙染、改善建築功能等重大社會效益。
為對本發明的電石膏磚及其製造方法的組成、特點、功效有進一步了解，子列舉具體實施例並結合附圖詳細說明如下
圖1是本發明電石膏磚製造方法的工藝流程圖。
具體實施例方式
本發明提供一種電石膏磚的製造方法，其製造工藝流程如下配料→輪碾混合→壓製成型→蒸壓護養→成品堆放。
一、配料 將電石膏、粉煤灰、骨料和添加劑石膏按一定配比稱量待用；
所述的骨料為石屑或爐渣。電石膏、粉煤灰和骨料的重量比分別為10～30％、39～59％、30～40％；所述的添加劑為石膏，加入量為1～3％。所述的電石膏、粉煤灰和骨料的最佳重量比分別為15～20％、44～49％、35～40％；添加劑石膏的最佳加入量為1～2％。配料要計量準確，要根據原材料摻量的波動變化及時調整。
二、輪碾混合 將所稱量的電石膏、粉煤灰、骨料和添加劑石膏在輪碾攪拌機中進行輪碾混合、均化、增塑，加水產生水化產物；先將電石膏、粉煤灰和添加劑石膏在輪碾攪拌機中進行輪碾混合均勻後，再加入骨料輪碾混合，在加入骨料輪碾混合的過程中加入水使成半乾狀。所用輪碾攪拌機為行星式輪碾攪拌機。目的是通過生產工藝過程使各原材料相互作用，生成一定水化產物和結構，使電石膏基材蒸壓磚達到要求的強度及其它性能，輪碾對拌合料起到壓實(容重提高20％～35％)、均化和增塑的作用，可提高磚坯的極限成型壓力。
三、壓製成型 用壓磚機半乾法壓製成磚坯；所用壓磚機可以是全自動壓磚機。成型壓力為10～40MPa，水固比為0.17～0.22。可採用荷載靜停與不靜停兩種成型方式，荷載靜停時間為20～40s；坯體靜停時間為24h，靜停的目的是使坯體在蒸壓養護前能達到一定強度，以便在蒸壓養護時能抵禦因溫度變化產生的應力，防止發生裂紋。經驗表明，靜停24h的坯體強度比不靜停的強度高15％～20％。
四、蒸壓護養 磚坯在蒸壓釜內養護分為升溫、恆溫、降溫三個階段。電石膏、粉煤灰等原料的活性激發主要在蒸壓階段完成，電石膏磚的強度也在此階段形成。因此採用合理的蒸壓制度關係到產品的各項性能指標。在飽和蒸汽(蒸汽溫度不低於176℃，壓力不低於0.8MPa)中養護，最佳養護條件1.0～1.2MPa、184～191℃飽和蒸汽蒸壓養護12h。
五、成品堆放 電石膏磚出釜後應在堆場停放時效穩定成成品。停放時間不少與1周，1周後磚的收縮基本穩定，可投入使用。
電石膏制磚的基本原理如下電石膏是電石CaC2經過水解後生成的以Ca(OH)2(含量大於60％)為主要成分一種物料。電石膏中的Ca(OH)2在蒸壓工藝條件下與粉煤灰中的SiO2、Al2O3及添加劑石膏反應生成了強度較高、結晶較穩定的水化矽酸鈣、水化硫鋁酸鈣，主要以託勃莫來石晶相存在，及少量的水石榴石，從而產生強度。電石膏磚的抗壓強度可達到10MPa或15MPa，甚至可達到20MPa，其他性能要求也能達到甚至超過標準要求。
電石膏所制蒸壓粉煤灰磚強度形成機理可以從物理作用和化學作用兩個方面進行分析。
從物理作用角度看第一，在輪碾混合工藝及高壓成型條件下，原料高度分散性和高度密實性有利於鈣矽的水熱合成反應；第二，由於摻入添加劑，其部分組分對粉煤灰等低活性物質起活性激發的作用，激發了粉煤灰的活性與電石膏中的Ca(OH)2形成膠結料，並與骨料一起形成堅硬實體。第三，原料中配入一定量的骨料，骨料不僅有利於提高製品的耐久性，更重要的是加入骨料後調整了整個物料級配，使結構更加緻密，有利於水熱合成反應的進行，使製品強度提高。
從化學作用角度看，電石膏磚的強度主要來源於以下幾個方面其一，電石膏中Ca(OH)2產生膠凝性；其二，電石膏中的Ca(OH)2及加入的石膏和其他添加劑激發粉煤灰的活性產生膠凝性；其三，與鋁酸鹽反應生成水化硫鋁酸鈣。
在蒸壓初期，由於Ca/Si比較高，首先形成水化產物C2SH，隨著蒸壓過程的進行，玻璃相SiO2不斷溶解，加之激發劑的促進作用，集料中SiO2也開始不斷解離。溶液中Ca/Si比開始降低，一部分活性SiO2與Ca(OH)2或C2SH反應，形成更緻密，強度更好的CSH晶體。隨著水化產物CSH和水化硫鋁酸鈣的數量也會逐步增加，從而使製品的宏觀強度明顯增加。
電石膏對強度的貢獻主要Ca(OH)2，隨著用量的增加，溶液中的OH-濃度不斷增加，一方面可加速玻璃相SiO2的分解和解離，另一方面，可促進材料中SiO2解離，加速水化反應的進行，生成大量CSH相，從而使製品強度增大。同時Ca(OH)2還使坯體中長時間保持較高鹼度，對粉煤灰的火山灰活性的進一步激發，使製品強度增加。
石膏緩慢溶出的SO42-形成的硫酸鹽也有一定的激發作用。隨著SO42-溶液中濃度的提高，形成的硫鋁酸鹽也越來越多，這些硫鋁酸鹽填充於形成的水化產物中，對水化產物的結構起密實作用，從而提高粉煤灰磚的抗壓強度等各項性能。如果是高溫鍛燒的石膏，CaO的活性更大，鍛燒後的結構更疏鬆，對粉煤灰的激發性能更強，所以反應速度更快，生成的反應產物也較多。
本發明製成的電石膏磚經反覆試驗後得到結論如下各表。
表1-1電石膏磚電石膏試驗方案(w％)
表1-2電石膏磚實驗結果
由表1-2實驗結果分析中可知，所研製的電石膏磚在抗壓、抗折性、乾燥收縮性能、抗碳化性能達到抗壓≥18.97MPa、抗折≥3.89MPa、乾燥收縮值≤0.65mm/m、碳化係數Kc≥0.8。
電石膏磚抗凍性能的研究對MU20、MU10強度等級的電石膏進行抗凍性實驗，其結果如表1-3所示。
表1-3電石膏磚抗凍性實驗結果
由表1-3可看出，電石膏磚的抗凍性能幹質量損失≤2.0、抗壓≥17.89MPa、抗折≥1.5Mpa。
綜上所述，此電石膏制磚工藝具有不需要加工製備，可直接配料使用，工藝流程簡短，設備配備較少等特性，並且產品具有良好的社會效益、經濟效益和環境效益。
權利要求
1.一種電石膏磚的製造方法，其特徵在於一、配料 將主料--電石膏和粉煤灰、骨料和添加劑按一定配比稱量待用；二、輪碾混合 將所稱量的電石膏、粉煤灰、骨料和添加劑石膏在輪碾攪拌機中進行輪碾混合、均化、增塑，加水產生水化產物；三、壓製成型 用壓磚機半乾法壓製成磚坯；四、蒸壓護養 將磚坯放入蒸壓釜內養護形成電石膏蒸壓磚；五、成品堆放 電石膏蒸壓磚出釜後在堆場停放時效穩定成成品。
2.根據權利要求1所述的電石膏磚的製造方法，其特徵在於所述的骨料為石屑或爐渣。
3.根據權利要求1所述的電石膏磚的製造方法，其特徵在於電石膏、粉煤灰和骨料的重量比分別為10～30％、39～59％、30～40％；所述的添加劑為石膏，加入量為1～3％。
4.根據權利要求1所述的電石膏磚的製造方法，其特徵在於所述的電石膏、粉煤灰和骨料的最佳重量比分別為15～20％、44～49％、35～40％；添加劑石膏的最佳加入量為1～2％。
5.根據權利要求1所述的電石膏磚的製造方法，其特徵在於在輪碾混合步驟中，先將電石膏、粉煤灰和添加劑石膏在輪碾攪拌機中進行輪碾混合均勻後，再加入骨料輪碾混合，在加入骨料輪碾混合的過程中加入水使成半乾狀。
6.根據權利要求1所述的所述的電石膏磚的製造方法，其特徵在於在輪碾混合過程中所用輪碾攪拌機為行星式輪碾攪拌機。
7.根據權利要求1所述的所述的電石膏磚的製造方法，其特徵在於在壓製成型步驟中，所用壓磚機是全自動壓磚機。
8.根據權利要求1所述的電石膏磚的製造方法，其特徵在於在壓製成型步驟中，成型壓力為10～40MPa。
9.根據權利要求1所述的電石膏磚的製造方法，其特徵在於在壓製成型步驟中，成型壓力為10～40MPa，荷載下靜停24h。
10.根據權利要求1所述的所述的電石膏磚的製造方法，其特徵在於所述的蒸壓護養分為升溫、恆溫、降溫三個階段在飽和蒸汽中養護，蒸壓養護時間為10～12h，蒸汽壓力不小於0.8Mpa，最佳養護條件為1.0～1.2MPa、184～191℃飽和蒸汽蒸壓養護12h。
11.根據權利要求1所述的所述的電石膏磚的製造方法，其特徵在於所述的成品堆放時間至少為1周。
全文摘要
本發明涉及一種電石膏磚的製造方法，其特徵在於1.配料將主料－電石膏和粉煤灰、骨料和添加劑按一定配比稱量待用；2.輪碾混合將所稱量的電石膏、粉煤灰、骨料和添加劑石膏在輪碾攪拌機中進行輪碾混合、均化、增塑，加水產生水化產物；3.壓製成型用壓磚機半乾法壓製成磚坯；4.蒸壓護養將磚坯放入蒸壓釜內養護形成電石膏蒸壓磚；5.成品堆放電石膏蒸壓磚出釜後在堆場停放時效穩定成成品。由電石膏製成的電石膏磚是理想的實心粘土磚的替代產品，具有保護耕地，節約能源，利用廢渣，治理環境汙染、改善建築功能等重大社會效益。
文檔編號C04B18/04GK1931546SQ20051010313
公開日2007年3月21日 申請日期2005年9月16日 優先權日2005年9月16日
發明者陶立新, 軒書琴, 劉珍玉, 吳雅娟, 劉立成 申請人:青島海晶化工集團有限公司