蒸壓瀝青尾礦渣磚及其製備方法
2023-12-06 16:10:36 3
蒸壓瀝青尾礦渣磚及其製備方法
【專利摘要】本發明涉及蒸壓瀝青尾礦渣磚及其製備方法，屬於新型建築材料領域。本發明解決的技術問題是提供利用瀝青尾礦渣製備的蒸壓瀝青尾礦渣磚。該蒸壓瀝青尾礦渣磚由生石灰和水泥中的至少一種、瀝青尾礦渣和含矽骨料組成；其中，按重量百分比計，各組分的含量為：生石灰0～12％，水泥0～20％，含矽骨料30～40％，其餘為瀝青尾礦渣。該蒸壓瀝青尾礦渣磚具有良好的建築性能，其生產工藝只需高壓蒸汽養護，不需燒結，節省了能源，降低了生產成本，且採用瀝青尾礦渣為主要原料，為瀝青尾礦渣的回收利用提供了一條新的途徑；既可替代燒結粘土磚用於建築物，又減少了瀝青尾礦渣對環境的汙染，有利於資源的綜合利用，節地、節能、節土和保護生態環境。
【專利說明】蒸壓瀝青尾礦渣磚及其製備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及蒸壓浙青尾礦渣磚及其製備方法，屬於新型建築材料領域。
【背景技術】
[0002] 浙青礦為一種非金屬礦產，它是包括天然產出的固體和半固體的地浙青、軟浙青、 石浙青、碳質浙青、碳浙青、高氮浙青和含浙青質在內的巖石。我國目前工業用浙青的主要 來源為浙青礦用溶劑提取法提煉而得。浙青礦提煉浙青後，不可避免的會產生大量的細粉 狀固體顆粒殘渣，即浙青尾礦渣。目前，浙青尾礦渣大都作為廢渣被丟棄或填埋。但隨著我 國工業的迅速發展，浙青尾礦渣的排量與日俱增，已給我國環境保護和科學發展帶來嚴峻 挑戰。如何充分利用浙青尾礦渣生產新型建築材料，是本領域科研人員亟需解決的重要課 題。
[0003] 用浙青尾礦渣製成的磚由於具有良好的建築性能，可以廣泛的用於工業和民用建 築，以替代燒結粘土磚。不但是廢物綜合利用，變廢為寶；而且節地、節能節土和保護環境。 目前，浙青尾礦渣磚在國內外尚無報導。
【發明內容】
[0004] 本發明解決的技術問題是提供一種利用浙青尾礦渣製備的蒸壓浙青尾礦渣磚。
[0005] 本發明蒸壓浙青尾礦渣磚，由生石灰和水泥中的至少一種、浙青尾礦渣和含矽骨 料組成；其中，按重量百分比計，各組分的含量為：生石灰〇?12%，水泥0?20%，含娃骨 料30?40%，其餘為浙青尾礦渣，所述浙青尾礦渣為浙青礦提煉浙青後的固體殘渣；所述 含矽骨料為二氧化矽含量高於65wt %的砂。
[0006] 其中，所述生石灰優選為有效氧化鈣質量分數高於65%，氧化鎂質量分數小於 5%的生石灰，其消化速度在10分鐘以內，消化溫度> 65°C。
[0007] 所述含矽骨料優選為中砂和細砂中的至少一種,更優選為細砂。
[0008] 生石灰的細度優選為0. 08MM篩餘量小於10%。
[0009] 所述水泥優選為普通矽酸鹽水泥，更優選為P042. 5水泥。
[0010] 所述浙青尾礦渣優選由以下重量百分比的組分組成：SiO2 3?10%，Al2O3 1? 5%，MgO 0.1?1%，其餘為CaCO3 ;更優選由以下重量百分比的組分組成：Si02 9.1 %， Al2O3 2.47%，Mg0 0.55%，其餘為〇已〇)3。 toon] 進一步的，本發明蒸壓浙青尾礦渣磚優選由以下重量百分比的組分組成：生石灰 8?12%，含矽骨料35?40%，其餘為浙青尾礦渣；或者由以下重量百分比的組分組成： 水泥18?20 %，含矽骨料40 %，其餘為浙青尾礦渣；或者由以下重量百分比的組分組成： 生石灰8 %，水泥5 %，含矽骨料40 %，其餘為浙青尾礦渣。更優選由以下重量百分比組成： 生石灰12%，含矽骨料40%，其餘為浙青尾礦渣；或者由以下重量百分比的組分組成：水泥 20 %，含矽骨料40 %，其餘為浙青尾礦渣。
[0012] 本發明解決的第二個技術問題是提供本發明蒸壓浙青尾礦渣磚的製備方法。
[0013] 製備本法蒸壓浙青尾礦渣磚的方法，包括如下步驟：按蒸壓浙青尾礦渣磚的重 量百分比組成稱取各組分，加水攪拌成均勻的溼物料，吸水消解後，壓製成磚坯，在表壓 彡I. 5MPa的飽和蒸汽的蒸壓釜中養護，即得蒸壓浙青尾礦渣磚。
[0014] 其中，優選為1. 5?I. 8MPa的飽和蒸汽的蒸壓釜中養護。
[0015] 其中，所述飽和蒸汽養護溫度彡200°C，在此溫度下養護時間為5?6h。
[0016] 進一步的，所述飽和蒸汽養護溫度為200?210°C，優選為204°C。
[0017] 其中，所述飽和蒸汽養護周期為：升溫I. 5h，恆溫5?6h，1?2h降溫至室溫。
[0018] 與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：
[0019] 1)本發明的蒸壓浙青尾礦渣磚採用浙青尾礦渣為主要原料，為浙青尾礦渣的回收 利用提供了一條新的途徑；既可替代燒結粘土磚用於建築物，又減少了浙青尾礦渣對環境 的汙染，有利於資源的綜合利用，節地、節能、節土和保護生態環境。
[0020] 2)本發明的蒸壓浙青尾礦渣磚具有良好的建築性能，其生產工藝只需高壓蒸汽養 護，不需燒結，節省了能源，降低了生產成本。
[0021] 3)本發明的蒸壓浙青尾礦渣磚，抗壓強度可達MUlO及以上，幹縮值為0. 3? 0. 5mm/M，抗凍性能符合牆體材料的標準要求，具有良好的物理力學性能和耐久性，是用於 工業和民用建築較好的砌體材料。
【具體實施方式】
[0022] 本發明蒸壓浙青尾礦渣磚，由生石灰和水泥中的至少一種、浙青尾礦渣和含矽骨 料組成；其中，按重量百分比計，各組分的含量為：生石灰〇?12%，水泥0?20%，含娃骨 料30?40%，其餘為浙青尾礦渣，所述浙青尾礦渣為浙青礦提煉浙青後的固體殘渣；所述 含矽骨料為二氧化矽含量高於65wt%的砂，如江河砂、山砂、人造砂及各種尾礦砂等。
[0023] 其中，浙青尾礦渣為本發明蒸壓浙青尾礦渣磚的主要原料，由它製成的磚不僅具 有蒸壓建築磚的性能，而且還能資源綜合利用，保護生態環境。
[0024] 所述生石灰中，有效氧化鈣質量分數高於65%，氧化鎂質量分數小於5%，生石灰 消化速度在10分鐘以內，消化溫度> 65°c。其中，有效氧化鈣是指具有水化活性、能與酸性 氧化物反應的CaO。有效氧化I丐含量是衡量生石灰質量的主要指標。
[0025] 進一步的，為了提高本發明蒸壓浙青尾礦渣磚的品質，含矽骨料的細度優選為中 砂和細砂中的至少一種，更優選為細砂。生石灰的細度為0.08MM篩餘量小於10%。物料細 度過大，比表面積小，反應面積相應減小，將會影響蒸壓浙青尾礦渣磚的抗壓強度；而細度 過細,會造成生產能耗大,成本高。
[0026] 所述水泥優選為普通矽酸鹽水泥，更優選為P042. 5水泥。
[0027] 本領域常用的浙青尾礦渣均適用於本發明。作為優選方案，所述浙青尾礦渣由以 下重量百分比的組分組成：SiO2 3?10%，Al2O3 1?5%，MgO 0. 1?1%，其餘為CaCO3 ; 優選由以下重量百分比的組分組成=SiO2 9.1%，Al2O3 2. 47%，MgO 0.55%，其餘為CaC03。
[0028] 作為優選方案，本發明蒸壓浙青尾礦渣磚，由以下重量百分比的組分組成：生石灰 8?12%，含矽骨料35?40%，其餘為浙青尾礦渣；或者由以下重量百分比的組分組成：水 泥18?20%，含矽骨料40%，其餘為浙青尾礦渣；或者由以下重量百分比的組分組成：生 石灰8 %，水泥5 %，含矽骨料40 %，其餘為浙青尾礦渣。優選由以下重量百分比組成：生 石灰12%，含矽骨料40%，其餘為浙青尾礦渣；或者由以下重量百分比的組分組成：水泥 20 %，含矽骨料40 %，其餘為浙青尾礦渣。
[0029] 製備本法蒸壓浙青尾礦渣磚的方法，包括如下步驟：按蒸壓浙青尾礦渣磚的重量 百分比組成稱取各組分，加水攪拌成均勻的溼物料，進入消化倉吸水消解，用壓磚機壓製成 磚坯，經人工或機械碼磚坯於蒸壓小車上，在表壓彡I. 5MPa的飽和蒸汽的蒸壓釜中養護， 即得蒸壓浙青尾礦渣磚。
[0030] 其中，優選為表壓為1. 5?I. 8MPa飽和蒸汽的蒸壓釜中養護。
[0031] 其中，所述飽和蒸汽養護的溫度彡200°C，在此溫度下養護時間為5?6h。
[0032] 進一步的，所述飽和蒸汽養護的溫度優選為200?210°C，更優選為204°C。
[0033] 在飽和蒸汽養護過程中，氧化鈣和含矽骨料中的二氧化矽將會發生如下反應：
[0034] CaCHSiO2 - CaSiO3
[0035] 只有飽和蒸汽養護後，蒸壓浙青尾礦渣磚的抗壓強度和使用性能才能達到標準要 求。而養護溫度優選200?210°C，溫度過低，蒸壓浙青尾礦渣磚的抗壓強度和使用性能較 差，達不到標準要求；溫度過高會造成生產設備費用增高、生產能耗加大，從而增大生產成 本。
[0036] 具體的，飽和蒸汽養護的蒸壓荃養護周期優選為：升溫I. 5h，恆溫5?6h，1?2h 降溫至室溫。
[0037] 本發明的蒸壓浙青尾礦渣磚以浙青尾礦渣為主要原料，以生石灰、水泥為膠結材 料，以中砂、細砂或其混合砂為骨料，加水成溼物料，經吸水消解、加水攪拌混合後壓製成磚 坯，再經高壓蒸汽養護而成。可採用如下具體工藝：
[0038] a、準備原料：生石灰應粉碎至0. 08MM篩餘量小於10% ;含矽骨料為中砂或細砂； 水泥為普通娃酸鹽水泥，優選P042. 5水泥。
[0039] b、製備坯料：按蒸壓浙青尾礦渣磚的重量百分比組成稱取浙青尾礦渣、生石灰、含 矽骨料和水泥，在高速攪拌機內加水攪拌成一定溼度的物料，進入消化倉內消解後，經二次 加水攪拌混合成含水量8?IOwt %的坯料；
[0040] c、製備磚坯：將製備好的坯料送入雙面多次加壓的大噸位自動液壓壓磚機的模具 內壓製成所需磚坯（可以是標準磚或其它磚型）；
[0041] d、蒸汽養護：將c步驟製備好的磚坯送入蒸壓釜內，抽盡釜內空氣，通入表壓 L 5?L 8MPa的飽和水蒸汽，L 5h升溫至200?210°C，恆溫5?6h，1?2h降溫至室溫， 得到蒸壓浙青尾礦渣磚。
[0042] 下面結合實施例對本發明的【具體實施方式】做進一步的描述，並不因此將本發明限 制在所述的實施例範圍之中。
[0043] 實施例1
[0044] 原料：生石灰800kg，水泥500kg，細河砂4000kg，浙青尾礦漁4700kg
[0045] 將上述原料送入高速攪拌機內邊攪拌邊加入750kg水，攪拌均勻後送入消化倉 中消解2?3小時，再按入倉先後次序放入高速攪拌機內進行二次攪拌混合併加水，使 混合物料成為含水量8?10%的坯料，把坯料送入HF1280型自動液壓壓磚機內壓製成 240 X 115 X 53mm磚述，再由MD76型自動碼述機從壓磚機上取下按規定瑪法堆碼在蒸壓小 車上。將已堆碼好磚坯的蒸壓小車編組成一列，由牽引機拉入蒸壓釜內，關閉釜蓋，抽盡釜 內空氣（30分鐘），按已定蒸壓養護制度（升溫I. 5小時，200°C恆溫5小時，降溫I. 5小時） 向蒸壓釜內送入表壓I. 5MPa的飽和水蒸汽，養護硬化完畢後緩緩打開釜蓋，即得蒸壓浙青 尾礦渣磚。
[0046] 實施例2
[0047] 原料：生石灰1200kg，細河砂3000kg，中河砂1000kg，浙青尾礦漁4800kg
[0048] 將上述原料送入高速攪拌機內邊攪拌邊加入750kg水，攪拌均勻後送入消化 倉中消解2 - 3小時，再按入倉先後次序放入高速攪拌機內進行二次攪拌混合併加水，使 混合物料成為含水量8?10%的坯料，把坯料送入HF1280型自動液壓壓磚機內壓製成 240 X 115 X 53mm磚述，再由MD76型自動碼述機從壓磚機上取下按規定瑪法堆碼在蒸壓小 車上。將已堆碼好磚坯的蒸壓小車編組成一列，由牽引機拉入蒸壓釜內，關閉釜蓋，抽盡釜 內空氣（30分鐘），按已定蒸壓養護制度（升溫1. 5小時，204°C恆溫5. 5小時，降溫1. 5小 時）向蒸壓釜內送入表壓I. 6MPa的飽和水蒸汽，養護硬化完畢後緩緩打開釜蓋，即得蒸壓 浙青尾礦漁磚。
[0049] 實施例3
[0050] 原料：生石灰800kg，細河砂3500kg，浙青尾礦漁5700kg
[0051] 將上述原料送入高速攪拌機內邊攪拌邊加入510kg水，攪拌均勻後送入消化 倉中消解2-3小時，再按入倉先後次序放入高速攪拌機內進行二次攪拌並加水，使混 合物料成為含水量8?10%的坯料，把坯料送入HF1280型自動液壓壓磚機內壓製成 240 X 115 X 53mm磚述，再由MD76型自動碼述機從壓磚機上取下按規定瑪法堆碼在蒸壓小 車上。將已堆碼好磚坯的蒸壓小車編組成一列，由牽引機拉入蒸壓釜內，關閉釜蓋，抽盡釜 內空氣（30分鐘），按已定蒸壓養護制度（升溫1. 5小時，200°C恆溫5小時，降溫1. 5小時） 向蒸壓釜內送入表壓I. 5MPa的飽和水蒸汽，養護硬化完畢後緩緩打開釜蓋，即得蒸壓浙青 尾礦渣磚。
[0052] 實施例4
[0053] 原料：水泥2000kg，中河砂2000kg，細河砂2000kg，浙青尾礦漁4000kg
[0054] 將上述原料送入攪拌機內邊攪拌邊加入1000kg水，攪拌均勻後使混合物料成為 含水量8?10 %的坯料，把坯料送入HF1280型自動液壓壓磚機內壓製成240 X 115 X 53mm 磚坯，再由MD76型自動碼坯機從壓磚機上取下按規定瑪法堆碼在蒸壓小車上。將已堆碼好 磚坯的蒸壓小車編組成一列，由牽引機拉入蒸壓釜內，關閉釜蓋，抽盡釜內空氣（30分鐘）， 按已定蒸壓養護制度（升溫1. 5小時，200°C恆溫5. 5小時，降溫1. 5小時）向蒸壓荃內送 入表壓I. 5MPa的飽和水蒸汽，養護硬化完畢後緩緩打開釜蓋，即得蒸壓浙青尾礦渣磚。
[0055] 實施例5
[0056] 原料：水泥1800kg，中河砂2000kg，細河砂2000kg，浙青尾礦漁4200kg
[0057] 將上述原料送入高速攪拌機內邊攪拌邊加入900kg水，使混合物料成為均勻含水 8?10 %的坯料，把坯料送入HF1280型自動液壓壓磚機內壓製成240 X 115 X 53mm磚坯，再 由MD76型自動碼坯機從壓磚機上取下按規定瑪法堆碼在蒸壓小車上。將已堆碼好磚坯的 蒸壓小車編組成一列，由牽引機拉入蒸壓釜內，關閉釜蓋，抽盡釜內空氣（30分鐘），按已定 蒸壓養護制度（升溫1. 5小時，恆溫5. 5小時，降溫1. 5小時）向蒸壓荃內送入表壓I. 5MPa 的飽和水蒸汽，養護硬化完畢後緩緩打開釜蓋，即得蒸壓浙青尾礦渣磚。
[0058] 試驗例I
[0059] 測定實施例1?實施例5製備的蒸壓浙青尾礦渣磚的性能，其結果見表1。
[0060] 表 1
【權利要求】
1. 蒸壓浙青尾礦渣磚，其特徵在於：所述蒸壓浙青尾礦渣磚由生石灰和水泥中的至少 一種、浙青尾礦渣和含矽骨料組成；其中，按重量百分比計，各組分的含量為：生石灰0? 12 %，水泥0?20 %，含矽骨料30?40 %，其餘為浙青尾礦渣，所述浙青尾礦渣為浙青礦提 煉浙青後的固體殘渣；所述含矽骨料為二氧化矽含量高於65wt %的砂。
2. 根據權利要求1所述的蒸壓浙青尾礦渣磚，其特徵在於：所述生石灰中，有效氧化鈣 質量分數高於65 %，氧化鎂質量分數小於5 %。
3. 根據權利要求1或2所述的蒸壓浙青尾礦渣磚，其特徵在於：所述含矽骨料為中砂 和細砂中的至少一種，優選為細砂；生石灰的細度為0. 08MM篩餘量小於10%。
4. 根據權利要求1?3任一項所述的蒸壓浙青尾礦渣磚，其特徵在於：所述水泥為 普通矽酸鹽水泥，優選為P042. 5水泥；所述浙青尾礦渣由以下重量百分比的組分組成： Si023?10%，A12031?5%，MgO 0. 1?1%，其餘為CaC03 ;優選由以下重量百分比的組分 組成：Si029. 1%，Al2032. 47%，MgO 0? 55%，其餘為 CaC03。
5. 根據權利要求1?4任一項所述的蒸壓浙青尾礦渣磚，其特徵在於由以下重量百分 比的組分組成：生石灰8?12 %，含矽骨料35?40 %，其餘為浙青尾礦渣； 或者由以下重量百分比的組分組成：水泥18?20 %，含矽骨料40 %，其餘為浙青尾礦 渣； 或者由以下重量百分比的組分組成：生石灰8 %，水泥5 %，含矽骨料40 %，其餘為浙青 尾礦渣。
6. 根據權利要求5所述的蒸壓浙青尾礦渣磚，其特徵在於由以下重量百分比的組分組 成：生石灰12%，含矽骨料40%，其餘為浙青尾礦渣； 或者由以下重量百分比的組分組成：水泥20%，含矽骨料40%，其餘為浙青尾礦渣。
7. 製備權利要求1?6任一項所述的蒸壓浙青尾礦渣磚的方法，其特徵在於包括如下 步驟：按蒸壓浙青尾礦渣磚的重量百分比組成稱取各組分，加水攪拌成均勻的溼物料，吸水 消解後，壓製成磚坯，在彡1. 5MPa的飽和蒸汽中養護，即得蒸壓浙青尾礦渣磚。
8. 根據權利要求7所述的製備蒸壓浙青尾礦渣磚的方法，其特徵在於：在1. 5? 1. 8MPa的飽和蒸汽中養護；所述飽和蒸汽養護溫度彡200°C，在此溫度下恆溫養護時間為 5 ?6h〇
9. 根據權利要求8所述的製備蒸壓浙青尾礦渣磚的方法，其特徵在於：所述飽和蒸汽 養護溫度為200?210°C，優選為204°C。
10. 根據權利要求8所述的製備蒸壓浙青尾礦渣磚的方法，其特徵在於：所述飽和蒸汽 養護的步驟為：1. 5h升溫至養護溫度，恆溫5?6h，1?2h降溫至室溫。
【文檔編號】C04B26/26GK104402313SQ201410570689
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年10月23日 優先權日:2014年10月23日
【發明者】黃華大, 方炎章 申請人:四川方大新型建材科技開發有限責任公司