一種生產建築圍護材料製品的生產工藝的製作方法
2024-04-08 08:25:05
專利名稱：一種生產建築圍護材料製品的生產工藝的製作方法
技術領域：
本發明屬於土木工程領域，具體地說，是指一種生產建築圍護材料製品的生產工藝。
背景技術：
我國目前大量使用的建築圍護材料(包括磚瓦、砌塊、板材等)大多是以水泥作為膠凝材料，添加各種集料並加水攪拌，經成型、切割、養護等工藝製成。其中所用的膠凝材料水泥在生產過程中需要高溫煅燒，煅燒溫度為1450°c。輕燒氧化鎂粉和生石灰分別是由菱苦土(一種以碳酸鎂為主要成分的礦物)和石灰石煅燒製得的膠凝材料，其煅燒溫度遠低於水泥，分別為750°C和900°C，因此其生產能耗比水泥大大降低。我國菱鎂礦資源豐富，儲量佔世界總儲量的1/4，但由於其自身性質的原因，其應用範圍還很有限。尋求菱鎂礦具有工業應用價值的新用途，更為有效的、高附加值的利用菱鎂礦資源，對於促進我國鎂產品工業的發展具有重要意義。輕燒氧化鎂粉水化後生成氫氧化鎂(Mg0+H20 = = Mg (OH) 2),氫氧化鎂經過碳化(與 CO2 反應)後可生成鎂的碳酸鹽(Mg (OH) 2+C02+H20 == MgCO3 · 3H20)。MgCO3 · 3H20 又稱為水碳鎂石，試驗表明，其強度能夠達到甚至高於水泥水化生成的水化矽酸鈣(C-S-H)的強度。氧化鈣也具有與輕燒氧化鎂粉類似的性質，其碳化後生成堅硬的石灰石(CaCO3)。將粉煤灰、粒化高爐礦渣、矽灰、鋼渣等礦物摻合料加入到輕燒氧化鎂粉或輕燒氧化鎂粉和氧化鈣的混合物中，這些礦物摻合料在輕燒氧化鎂粉或氧化鈣水化過程中能夠起到類似「晶核效應」的作用，能夠增加凝膠生成數量，促進凝膠向「晶核」聚集。這些礦物摻合料中的粉煤灰和鋼渣屬於工業廢渣，目前我國工業廢渣的利用率僅為50%，工業廢棄物資源化利用是國家政策倡導和支持的。因此，利用工業廢渣生產建築圍護材料能夠拓寬工業廢渣的再利用途徑，有益於環境保護。我國是世界第二大CO2排放國，年排放CO2量約佔世界總排放量的近30%。在2009年12月的哥本哈根氣候會議上，我國政府許下了到2020年單位GDP減排40 45%的承諾。因此，我國承擔著很重的CO2減排任務。將工業生產排放的CO2用於生產建築圍護材料，拓展CO2的再利用途徑，有益於環境保護和國家的可持續發展。採用輕燒氧化鎂粉或輕燒氧化鎂粉和生石灰的混合物與粒化高爐礦渣、粉煤灰、矽灰等礦物摻合料混合代替水泥作為膠凝材料，與水及粗細集料拌和後在CO2環境中硬化，用以生產建築圍護材料製品，可以大幅降低建築維護材料製品的生產能耗、利用工業廢渣和CO2,既節能又環保。
發明內容
本發明提供一種生產建築圍護材料製品的生產工藝。本發明採用輕燒氧化鎂粉或輕燒氧化鎂粉和生石灰的混合物與礦物摻合料按一定比例混合代替水泥作為膠凝材料，將所述的膠凝材料與集料混合作為生產建築圍護材料的基體材料，經過攪拌、成型、預養護等工藝並最終在CO2環境中硬化製成砌塊、板材、瓦等建築圍護材料製品。所述的輕燒氧化鎂粉中活性氧化鎂的質量百分比應在60%以上，生石灰中氧化鈣的質量百分比應不低於75% ;所述輕燒氧化鎂粉和生石灰的混合物中輕燒氧化鎂粉的質量百分比不低於50%。所述的礦物摻合料為顆粒粒徑小於100 μ m的人工或天然的礦物材料，如粒化高爐礦渣、粉煤灰、矽灰、鋼渣、赤泥尾礦粉、石灰石粉等滿足粒徑要求的礦物摻合料，可以是其中的一種或幾種的混合物。輕燒氧化鎂粉與礦物摻合料的質量比例，或輕燒氧化鎂粉和氧化鈣的混合物與礦物摻合料的質量比例為30% 70% : 70% 30%。所述的集料根據不同的建築圍護材料製品可以採用滿足國家現行的混凝土規範中規定的粗集料、細集料或輕集料，其中粗集料為粒徑大於4. 75mm的碎石、卵石顆粒，細集料為粒徑在O. 15mm至4. 75mm之間的普通砂，輕集料可以採用堆積密度不大於1200kg/m3的膨脹珍珠巖、浮石、陶粒等。所述集料質量佔基體材料質量的百分比為[70% O % ]。拌合用水宜採用飲用水。在本發明的建築圍護材料製品中可以設置抗拉增強材料，所述的抗拉增強材料可以是纖維、片材或筋材。所述的纖維可以是不定向分布的纖維短切絲，也可以是定向分布的連續的纖維絲；所述的纖維可以採用礦物纖維、化學纖維或植物纖維等，包括但不限於碳纖維、芳綸纖維、聚酯纖維、玄武巖纖維、玻璃纖維、竹纖維等；所述的片材為採用上述的纖維編織而成的編織物；筋材可以使用由上述纖維製作的纖維增強塑料筋材。本發明提供一種生產建築圍護材料製品的生產工藝，主要包括以下步驟(I)原材料混合和攪拌；所述的原材料混合和攪拌可以採用現有公知的原材料混合和攪拌的設備和工藝。(2)混合料成型若採用纖維短切絲作為抗拉增強材料，則將其與各種原材料混合攪拌均勻後直接成型；若採用定向分布的連續的纖維絲或預製的纖維片材作為抗拉增強材料，則在混合料成型過程中在設計位置逐層布設；若採用筋材作為抗拉增強材料，則應在成型前向模具內放入預製的筋材骨架，並綁紮在模具上；(3)預養護；(4)碳化養護製成成品。步驟(2)中所述的混合料成型可以採用現有公知的成型工藝和成型設備；步驟(3)中所述的預養護目的在於使MgO和CaO水化生成Mg (OH) 2和Ca (OH)2,並初步具有一定強度。預養護可以採用普通養護(溫度20 40°C、相對溼度60 100% )，也可以採用常壓蒸汽養護(常壓、蒸汽溫度高於100°C )或高壓蒸汽養護(蒸汽溫度高於176°C，壓力O. 8 I. 5MPa)以加速MgO和CaO的水化，用於預養護的密閉容器可以採用養護窯、蒸養釜、蒸壓釜等公知的養護設備；步驟(4)中所述的碳化養護是樁體經過預養護具有一定強度並脫模後進行的後續養護步驟，目的在於使MgO和CaO水化生成Mg (OH) 2和Ca (OH) 2，Mg (OH) 2和Ca (OH) 2與CO2反應生成MgCO3 ·3Η20和CaCO3，從而使樁體硬化製成成品。碳化養護可以採用普通養護(溫度20 40°C、相對溼度60 100% )、常壓蒸汽養護(常壓、蒸汽溫度高於100°C )或高壓蒸汽養護(蒸汽溫度高於176°C，壓力O. 8 I. 5MPa)，碳化養護過程中向用於養護的密閉容器(養護窯、蒸養釜、蒸壓釜等)中通入一定量的CO2氣體實現碳化養護，CO2氣體的量宜控制在佔CO2與空氣混合氣體體積的10% 90%。通入的CO2可以採用市售的CO2氣體產品或回收利用工業生產企業(如啤酒廠、氧化鎂廠、水泥廠等)排放的C02。本發明提供的生產建築圍護材料製品的生產工藝，可以用於生產砌塊、板材、瓦等建築圍護材料製品。本發明的優點在於(I)本發明利用輕燒氧化鎂粉或輕燒氧化鎂粉和氧化鈣的混合物作為膠凝材料組分，與水泥相比，其煅燒溫度大大降低，從而節約了生產能耗。(2)本發明利用粉煤灰、鋼渣等工業廢渣作為礦物摻合料生產建築圍護材料製品，有效的利用了工業廢渣。(3)本發明可以利用其它工業企業排放的CO2用以生產建築圍護材料，能夠減少CO2向大氣中的排放量，是一類節能環保的新產品。
具體實施例方式下面結合具體的應用本發明生產的不同建築圍護材料的種類以及實施例對本發明作進一步的說明。本發明提供一種生產建築圍護材料製品的生產工藝及其應用。本發明採用輕燒氧化鎂粉或輕燒氧化鎂粉和生石灰的混合物與粒化高爐礦渣、粉煤灰、矽灰、鋼渣、赤泥尾礦粉、石灰石粉等礦物摻合料按一定比例混合代替水泥作為膠凝材料，將所述的膠凝材料與砂石等各種集料混合作為生產建築圍護材料的基體材料，經過攪拌、成型、預養護等工藝並最終在CO2環境中硬化製成砌塊、板材、瓦等建築圍護材料製品。對本發明中所採用的新型膠凝材料進行淨漿試驗，試驗過程及結果如下採用輕燒氧化鎂粉與粉煤灰(質量比為I : I)混合後製備成淨漿試塊在CO2環境中養護(CO2體積佔CO2與空氣混合氣體體積的20% )，以及水泥與粉煤灰(質量比為I : I)混合後製備成淨眾試塊在空氣環境中養護，其各齡期的強度如表I所不。表I膠凝材料強度(MPa)結果對比
權利要求
1.一種生產建築圍護材料製品的生產工藝，其特徵在於所述工藝的流程如下①原材料混合和攪拌所述的原材料包括輕燒氧化鎂粉或輕燒氧化鎂粉和生石灰的混合物、礦物摻合料和水；②混合料成型預養護所述的預養護採用普通養護、常壓蒸汽養護或高壓蒸汽養護；④碳化養護製成成品；所述的碳化養護採用普通養護、常壓蒸汽養護或高壓蒸汽養護，養護過程中向用於養護的密閉容器中通入CO2氣體，通入CO2氣體的量控制在保證用於養護的密閉容器中CO2氣體體積佔混合氣體體積的10 90%。
2.根據權利要求I所述的一種生產建築圍護材料製品的生產工藝，其特徵在於所述的原材料還包括集料。
3.根據權利要求I所述的一種生產建築圍護材料製品的生產工藝，其特徵在於輕燒氧化鎂粉中活性氧化鎂質量百分比含量在60%以上，生石灰中氧化鈣的質量百分比含量應不低於75% ;所述輕燒氧化鎂粉和生石灰的混合物中輕燒氧化鎂粉的質量百分比不低於50% ;輕燒氧化鎂粉或輕燒氧化鎂粉和生石灰的混合物與礦物摻合料的質量比例為30% 70% 70% 30% ;輕燒氧化鎂粉、生石灰與礦物摻合料的混合物與集料的質量比例為30% 100% 70% 0%。
4.根據權利要求I所述的一種生產建築圍護材料製品的生產工藝，其特徵在於所述的礦物摻合料為顆粒粒徑小於100 μ m的人工或天然的礦物材料；所述的集料包括粗集料、細集料或輕集料，其中粗集料為粒徑大於4. 75mm的碎石、卵石；細集料為粒徑在O. 15mm至4.75_之間的砂；輕集料為密度不大於1200kg/m3的膨脹珍珠巖、礦渣、浮石或陶粒。
5.根據權利要求I所述的一種生產建築圍護材料製品的生產工藝，其特徵在於所述的礦物摻合料為粒化高爐礦渣、粉煤灰、矽灰、鋼渣、赤泥尾礦粉或石灰石粉中的一種或幾種的混合物。
6.根據權利要求書I所述的一種生產建築圍護材料製品的生產工藝，其特徵在於所述的建築圍護材料中加入抗拉增強材料，所述的抗拉增強材料是纖維、片材或筋材。
7.根據權利要求書I所述的一種生產建築圍護材料製品的生產工藝，其特徵在於所述的纖維是不定向分布的纖維短切絲，或者是定向分布的連續的纖維絲；所述的片材為採用上述的纖維編織而成的編織物；所述的筋材使用由上述纖維製作的筋材。
8.根據權利要求書I所述的一種生產建築圍護材料製品的生產工藝，其特徵在於所述的普通養護條件為溫度15°C 40°C、相對溼度60% 100% ;所述的常壓蒸汽養護條件為常壓、蒸汽溫度高於10(TC;所述的高壓蒸汽養護條件為蒸汽溫度高於176°C，壓力O. 8 I.5MPa0
9.根據權利要求I所述的一種生產建築圍護材料製品的生產工藝，其特徵在於所述的用於通入用於養護的密閉容器中的CO2採用市售的CO2氣體或回收利用工業生產企業排放的CO2廢氣。
10.根據權利要求I所述的一種生產建築圍護材料製品的生產工藝，其特徵在於所述的建築圍護材料製品是砌塊、板材或瓦，其中砌塊和板為實心形式、空心形式或多孔形式。生產砌塊製品的原材料配比按重量份計算包括輕燒氧化鎂粉100 550份；生石灰0 200份；礦物摻合料55 500份；粗集料0 1500份；細集料0 900份；輕集料0 800份；發泡劑O 20份；水90 500份。生產板材的原材料配比按重量份計算包括輕燒氧化鎂粉150 350份；生石灰0 100份；礦物摻合料90 200份；粗集料0 600份；細集料0 500份；輕集料0 900份；纖維0. 5 2份；發泡劑0 15份；水90 400份。生產瓦的原材料配比按重量份計算包括輕燒氧化鎂粉50 150份；生石灰0 60份；礦物摻合料25 150份；細集料:150 600份；纖維0. 5 I. 5份；水30 180份。
全文摘要
本發明公開了一種生產建築圍護材料製品的生產工藝，屬於土木工程領域。本發明採用輕燒氧化鎂粉或輕燒氧化鎂粉和生石灰的混合物與粒化高爐礦渣、粉煤灰、矽灰、赤泥尾礦粉、鋼渣等礦物摻合料按一定比例混合作為膠凝材料，將其與集料和水混合用以生產建築圍護材料，經過攪拌、成型、預養護等工藝並最終在CO2環境中硬化製成砌塊、板材、瓦等建築圍護材料製品。本發明提供的生產工藝生產能耗低，且有效的利用了工業廢渣和工業生產中排放的CO2是一類節能環保的新產品。
文檔編號C04B28/10GK102909783SQ20121042196
公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月29日 優先權日2012年10月29日
發明者於浩 申請人:於浩