專利名稱：一種膠結(jié)生態(tài)磚的生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種膠結(jié)生態(tài)磚的生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
工業(yè)固廢是工業(yè)生產(chǎn)和加工過程中排入環(huán)境的各種廢渣、污泥和粉塵的總稱，主要有冶金廢渣、燃料廢渣(煤渣、粉煤灰)、化工廢渣(煉油廢渣、鹽泥、白泥、橡膠碎屑)等。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，我國工業(yè)固廢的累計存量逐年增長，成為生態(tài)環(huán)境的一大負(fù)擔(dān)。目前，我國建筑業(yè)蓬勃發(fā)展，每年的磚瓦用量持高不下。據(jù)統(tǒng)計，每年我國因燒磚取土造成土地資源減少20萬畝以上，為改變這種狀況，自2002年起，我國在全國70多個大中城市開始禁止使用實心粘土磚，利用工業(yè)廢棄物制備結(jié)構(gòu)用磚以替代目前廣泛使用的粘土磚是解決粘土磚替代產(chǎn)品不足的有效途徑。目前已進行了大量的研究，如利用粉煤灰制備粉煤灰磚，利用煤矸石制備燒結(jié)煤矸石磚等各種工業(yè)固廢制磚。但目前這些工業(yè)固廢制磚基本都是利用火山灰效應(yīng)(即活性效應(yīng))利用粉煤灰或其他廢渣中的Si02、Al2O3等硅酸鹽玻璃，與水泥、石灰拌水后產(chǎn)生堿性激發(fā)劑Ca(OH)2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成水化硅酸鈣等凝膠，對砂漿起到增強作用。火山灰效應(yīng)水化反應(yīng)的產(chǎn)物在粉煤灰玻璃微珠表層交叉連接，對促進砂漿或混凝土強度增長(尤其是抗拉強度的增長)起了重要的作用。但基于火山灰效應(yīng)，各物質(zhì)之間通過結(jié)晶水以氫鍵形式連接，連接力很弱，因此磚體強度不夠大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對以上不足，提供一種膠結(jié)生態(tài)磚的生產(chǎn)工藝。本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是
一種膠結(jié)生態(tài)磚的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟
1)將基體材料粉碎混勻，加適量水?dāng)嚢?，制成原料料漿；
2)將膠凝劑分組A組份氯化鋁、硅膠；B組份鋁酸鈉、硅酸鈉；可選的C組份氯化鎂；和可選的D組份磷酸氫二銨；
3)將膠凝劑A、B組份及可選的C、D組份分別溶于水，依次加入原料料漿中，攪拌混勻，注入磚模；
4)靜置硬化后，脫模，并對磚塊進行養(yǎng)護；
5)將鋁酸鈉、氯化鋁溶液施于磚體表面，干燥后，灼燒磚體表面形成保護層，得到膠結(jié)生態(tài)磚。上述基體材料選自粉煤灰、煤砰石、陶瓷泥、礦洛、建筑廢洛、娃藻土、娃灰中的至少一種。優(yōu)選的，膠凝劑A組份中氯化鋁與硅膠的質(zhì)量比為(20 60) : (30 60);膠凝劑B組份中鋁酸鈉與硅酸鈉的質(zhì)量比為(20 60) : (20 60)。優(yōu)選的,膠凝劑C、D組份的質(zhì)量比為(3 4) :5。
優(yōu)選的，膠凝劑A組份還包括硝酸銨。優(yōu)選的，膠凝劑A組份中氯化鋁、硅膠、硝酸銨的質(zhì)量比為(20 60) : (30 60):(10 20)。優(yōu)選的，膠凝劑B組份還包括木質(zhì)素。 優(yōu)選的，膠凝劑B組份中鋁酸鈉、硅酸鈉、木質(zhì)素的質(zhì)量比為(20 60 ):(20 60 ):(5 10)。優(yōu)選的，步驟3)中，膠凝劑A、B組份及可選的C、D組份與原料料漿的質(zhì)量比為(2 10) :(10 35) : (3 4) :5 :100。優(yōu)選的，步驟4)中，磚塊以150 250°C蒸壓6 15小時進行養(yǎng)護。本發(fā)明的有益效果是
本發(fā)明利用膠凝劑膠結(jié)工業(yè)固廢，并對磚塊進行表面處理，生產(chǎn)出達到高強度、表面硬度和光潔度要求的生態(tài)磚，不僅可以將工業(yè)固廢再生利用、變廢為寶，生產(chǎn)的膠結(jié)生態(tài)磚還可替代市售灰砂磚等建材，大大降低建材成本。


圖1、圖2為實施例1所得膠結(jié)生態(tài)磚斷口的SEM照片。
具體實施例方式一種膠結(jié)生態(tài)磚的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟
1)將基體材料粉碎混勻，加適量水?dāng)嚢?，制成原料料漿；
2)將膠凝劑分組A組份氯化鋁、硅膠；B組份鋁酸鈉、硅酸鈉；可選的C組份氯化鎂；和可選的D組份磷酸氫二銨；
3)將膠凝劑A、B組份及可選的C、D組份分別溶于水，依次加入原料料漿中，攪拌混勻，注入磚模；
4)靜置硬化后，脫模，并對磚塊進行養(yǎng)護；
5)將鋁酸鈉、氯化鋁溶液施于磚體表面，干燥后，灼燒磚體表面形成保護層，得到膠結(jié)生態(tài)磚。上述基體材料選自粉煤灰、煤砰石、陶瓷泥、礦洛、建筑廢洛、娃藻土、娃灰中的至少一種。其中硅藻土、硅灰能起到進一步增強磚體的作用，但考慮到它們是有價產(chǎn)品，為了降低生態(tài)磚的制備成本，可根據(jù)情況不采用這兩種成分。優(yōu)選的，膠凝劑A組份中氯化鋁與硅膠的質(zhì)量比為(20 60) : (30 60);膠凝劑B組份中鋁酸鈉與硅酸鈉的質(zhì)量比為(20 60) : (20 60)。膠凝劑C、D組份的磷酸氫二銨和氯化鎂起到補充增強和協(xié)助磚體成型的作用，優(yōu)選的，膠凝劑C、D組份的質(zhì)量比為(3 4) :5。優(yōu)選的，膠凝劑A組份還包括硝酸銨，起到成孔作用。膠凝劑A組份中氯化鋁、硅膠、硝酸銨的質(zhì)量比為(20 60) : (30 60) : (10 20)。優(yōu)選的，膠凝劑B組份還包括木質(zhì)素，發(fā)揮減水分散的作用，提高磚體強度。膠凝劑B組份中鋁酸鈉、硅酸鈉、木質(zhì)素的質(zhì)量比為(20 60) : (20 60) : (5 10)。優(yōu)選的，步驟3)中，膠凝劑A、B組份及可選的C、D組份與原料料漿的質(zhì)量比為(2 10) :(10 35) :(3 4) :5 :100。優(yōu)選的，步驟4)中，磚塊以150 250°C蒸壓6 15小時進行養(yǎng)護。本發(fā)明不同于其他工業(yè)固廢制磚的固化原理，采用膠凝劑侵蝕基體材料，然后重新結(jié)晶形成不定型的鋁硅酸鹽骨架，該鋁硅酸鹽物質(zhì)類似巖石，物質(zhì)相互之間以離子、共價鍵等強化學(xué)鍵連接，具有很大的強度。以下結(jié)合實施例，進一步闡述本發(fā)明。實施例1
1)選用煤矸石、陶瓷泥、礦渣作為基體材料，將基體材料粉碎混勻，加適量水?dāng)嚢?，制成原料料漿；
2)將膠凝劑分組A組份氯化鋁、硅膠、硝酸銨，其質(zhì)量比為2050 10 ;B組份鋁酸鈉、硅酸鈉，其質(zhì)量比為30 40 ；
3)稱取膠凝劑A、B組份，使其與原料料漿的質(zhì)量比為825 :100，將其分別溶于水，依次加入原料料漿中，攪拌混勻，注入磚模；
4)靜置5小時初步硬化后，脫模，將磚塊送入蒸壓釜內(nèi)，200°C蒸壓養(yǎng)護10小時；
5)將鋁酸鈉和氯化鋁分別配 成溶液，同時以噴霧器均勻噴淋至磚體表面，靜置I小時干燥后，用1000攝氏度乙炔噴槍快速灼燒磚塊表面，直至磚塊表面形成一層致密氧化鋁保護層，得到膠結(jié)生態(tài)磚。經(jīng)檢測，該膠結(jié)生態(tài)磚的抗壓強度達到12MPa，表面硬度為4，密度為1. 8g/cm3。實施例2
1)選用陶瓷泥、建筑廢渣作為基體材料，將基體材料粉碎混勻，加適量水?dāng)嚢?，制成原料料漿；
2)將膠凝劑分組A組份氯化鋁、硅膠、硝酸銨，其質(zhì)量比為4040 15 ；B組份鋁酸鈉、硅酸鈉、木質(zhì)素，三者質(zhì)量比為20 50 5 ；C組份氯化鎂；D組份磷酸氫二銨；
3)稱取膠凝劑A、B、C、D組份，使其與原料料漿的質(zhì)量比為210 :3. 5 5 :100，將其分別溶于水，依次加入原料料漿中，攪拌混勻，注入磚模；
4)靜置5小時初步硬化后，脫模，將磚塊送入蒸壓釜內(nèi)，150°C蒸壓養(yǎng)護15小時；
5)將鋁酸鈉和氯化鋁分別配成溶液，同時以噴霧器均勻噴淋至磚體表面，靜置I小時干燥后，用1000攝氏度乙炔噴槍快速灼燒磚塊表面，直至磚塊表面形成一層致密氧化鋁保護層，得到膠結(jié)生態(tài)磚。經(jīng)檢測，該膠結(jié)生態(tài)磚的抗壓強度達到15MPa，表面硬度為4. 3，密度為1. 7g/cm3。實施例3
1)選用陶瓷泥、建筑廢渣、硅膠作為基體材料，將基體材料粉碎混勻，加適量水?dāng)嚢?，制成原料料漿；
2)將膠凝劑分組A組份氯化鋁、硅膠、硝酸銨，其質(zhì)量比為5030 20 ;B組份鋁酸鈉、硅酸鈉、木質(zhì)素，三者質(zhì)量比為30 20 7 ；C組份氯化鎂；D組份磷酸氫二銨；
3)稱取膠凝劑A、B、C、D組份，使其與原料料漿的質(zhì)量比為515 3 5 :100，將其分別溶于水，依次加入原料料漿中，攪拌混勻，注入磚模；
4)靜置5小時初步硬化后，脫模，將磚塊送入蒸壓釜內(nèi)，250°C蒸壓養(yǎng)護6小時；
5)將鋁酸鈉和氯化鋁分別配成溶液，同時以噴霧器均勻噴淋至磚體表面，靜置I小時干燥后，用1000攝氏度乙炔噴槍快速灼燒磚塊表面，直至磚塊表面形成一層致密氧化鋁保護層，得到膠結(jié)生態(tài)磚。經(jīng)檢測，該膠結(jié)生態(tài)磚的抗壓強度達到20MPa，表面硬度為4. 6，密度為2. Og/cm3。實施例4
1)選用建筑廢渣、硅藻土作為基體材料，將基體材料粉碎混勻，加適量水?dāng)嚢?，制成原料料漿；
2)將膠凝劑分組A組份氯化鋁、硅膠，其質(zhì)量比為6030 ;B組份鋁酸鈉、硅酸鈉、木質(zhì)素，其質(zhì)量比為60 40 8 ；C組份氯化鎂；D組份磷酸氫二銨；
3)稱取膠凝劑A、B、C、D組份，使其與原料料漿的質(zhì)量比為1035 :3. 5 5 :100，將其分別溶于水，依次加入原料料漿中，攪拌混勻，注入磚模；
4)靜置5小時初步硬化后，脫模，將磚塊送入蒸壓釜內(nèi)，200°C蒸壓養(yǎng)護9小時；
5)將鋁酸鈉和氯化鋁分別配成溶液，同時以噴霧器均勻噴淋至磚體表面，靜置I小時干燥后，用1000攝氏度乙炔噴槍快速灼燒磚塊表面，直至磚塊表面形成一層致密氧化鋁保護層，得到膠結(jié)生態(tài)磚。經(jīng)檢測，該膠結(jié)生態(tài)磚的抗壓強度達到33MPa，表面硬度為5. 4，密度為2. 2g/cm3。實施例5
1)選用建筑廢渣、硅藻土作為基體材料，將基體材料粉碎混勻，加適量水?dāng)嚢?，制成原料料漿；
2)將膠凝劑分組A組份 氯化鋁、硅膠、硝酸銨，其質(zhì)量比為3060 15 ;B組份鋁酸鈉、硅酸鈉、木質(zhì)素，其質(zhì)量比為40 60 10 ；C組份氯化鎂；D組份磷酸氫二銨；
3)稱取膠凝劑A、B、C、D組份，使其與原料料漿的質(zhì)量比為620 4 5 :100，將其分別溶于水，依次加入原料料漿中，攪拌混勻，注入磚模；
4)靜置5小時初步硬化后，脫模，將磚塊送入蒸壓釜內(nèi)，230°C溫度蒸壓養(yǎng)護8小時；
5)將鋁酸鈉和氯化鋁分別配成溶液，同時以噴霧器均勻噴淋至磚體表面，靜置I小時干燥后，用1000攝氏度乙炔噴槍快速灼燒磚塊表面，直至磚塊表面形成一層致密氧化鋁保護層，得到膠結(jié)生態(tài)磚。經(jīng)檢測，該膠結(jié)生態(tài)磚的抗壓強度達到23MPa，表面硬度為5. 1，密度為2. Og/cm3。實施例6
1)選用建筑廢渣、陶瓷泥作為基體材料，將基體材料粉碎混勻，加適量水?dāng)嚢?，制成原料料漿；
2)將膠凝劑分組A組份氯化鋁、硅膠，其質(zhì)量比為4050 ;B組份鋁酸鈉、硅酸鈉，其質(zhì)量比為35 35 ；C組份氯化鎂；D組份磷酸氫二銨；
3)稱取膠凝劑A、B、C、D組份，使其與原料料漿的質(zhì)量比為830 :3. 5 5 :100，將其分別溶于水，依次加入原料料漿中，攪拌混勻，注入磚模；
4)靜置5小時初步硬化后，脫模，將磚塊送入蒸壓釜內(nèi)，200°C蒸壓養(yǎng)護10小時；
5)將鋁酸鈉和氯化鋁分別配成溶液，同時以噴霧器均勻噴淋至磚體表面，靜置I小時干燥后，用1000攝氏度乙炔噴槍快速灼燒磚塊表面，直至磚塊表面形成一層致密氧化鋁保護層，得到膠結(jié)生態(tài)磚。經(jīng)檢測，該膠結(jié)生態(tài)磚的抗壓強度達到27MPa，表面硬度為5. 9，密度為2. 5g/cm3。
上述生產(chǎn)工藝流程采用自動化生產(chǎn)線，以提高生產(chǎn)效率。 圖1、圖2為實施例1所得膠結(jié)生態(tài)磚斷口的SEM照片，從微觀結(jié)構(gòu)可見該生態(tài)磚的結(jié)構(gòu)非常緊密，因此具有很大的強度。經(jīng)檢測，本發(fā)明制備的膠結(jié)生態(tài)磚可達到紅磚的抗壓強度，其抗壓強度高于lOMPa，表面硬度達到4 6，密度為1. 5 2. 5g/cm3。該產(chǎn)品生產(chǎn)成本低、消耗工業(yè)固廢、生產(chǎn)過程環(huán)保節(jié)能。該膠結(jié)生態(tài)磚可替代市售灰砂磚等建材，用作地板磚、承重墻體及非承重墻體磚，適當(dāng)調(diào)整配方還可作為吸音墻板、能夠滲水的路面磚、下水道磚、護坡護堤磚等，大大降低建`材成本。
權(quán)利要求
1.一種膠結(jié)生態(tài)磚的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟 1)將基體材料粉碎混勻，加適量水?dāng)嚢瑁瞥稍狭蠞{； 2)將膠凝劑分組A組份氯化鋁、硅膠；B組份鋁酸鈉、硅酸鈉；可選的C組份氯化鎂；和可選的D組份磷酸氫二銨； 3)將膠凝劑A、B組份及可選的C、D組份分別溶于水，依次加入原料料漿中，攪拌混勻，注入磚模； 4)靜置硬化后，脫模，并對磚塊進行養(yǎng)護； 5)將鋁酸鈉、氯化鋁溶液施于磚體表面，干燥后，灼燒磚體表面形成保護層，得到膠結(jié)生態(tài)磚。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述基體材料選自粉煤灰、煤矸石、陶瓷泥、礦渣、建筑廢渣、硅藻土、硅灰中的至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述膠凝劑A組份中氯化鋁與硅膠的質(zhì)量比為(20 60): (30 60);膠凝劑B組份中鋁酸鈉與硅酸鈉的質(zhì)量比為(20 60):(20 60)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述膠凝劑C、D組份的質(zhì)量比為(3 4) :5。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述膠凝劑A組份還包括硝酸銨。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述膠凝劑A組份中氯化鋁、硅膠、硝酸銨的質(zhì)量比為(20 60) :(30 60) :(10 20)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、5或6所述的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述膠凝劑B組份還包括木質(zhì)素。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述膠凝劑B組份中鋁酸鈉、硅酸鈉、木質(zhì)素的質(zhì)量比為(20 60) :(20 60) (5 10)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)工藝，其特征在于步驟3)中，膠凝劑A、B組份及可選的C、D組份與原料料漿的質(zhì)量比為(2 10) :(10 35) : (3 4) 5 :100。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)工藝，其特征在于步驟4)中，磚塊以150 250°C蒸壓6 15小時進行養(yǎng)護。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種膠結(jié)生態(tài)磚的生產(chǎn)工藝，利用膠凝劑膠結(jié)工業(yè)固廢，并對磚塊進行表面處理，生產(chǎn)出達到高強度、表面硬度和光潔度要求的生態(tài)磚，不僅可以將工業(yè)固廢再生利用、變廢為寶，生產(chǎn)的膠結(jié)生態(tài)磚還可替代市售灰砂磚等建材，用作地板磚、承重墻體及非承重墻體磚，適當(dāng)調(diào)整配方還可作為吸音墻板、能夠滲水的路面磚、下水道磚、護坡護堤磚等，大大降低建材成本。
文檔編號C04B41/50GK103030362SQ201210564390
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月21日
發(fā)明者譚銘卓, 龍德順 申請人:江門市慧信凈水材料有限公司