專利名稱：高強度粉煤灰自燃燒結(jié)磚及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于建筑用燒結(jié)磚技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及粉煤灰燒結(jié)磚及其制造方法。
進入九十年代，我國的電力工業(yè)得到迅速發(fā)展，尤以燃煤的火力發(fā)電為主，致使粉煤灰的排放量急劇增長，預計到2000年，我國粉煤灰排放量將超過1.5億噸/年。如不加以利用，將占用大量的儲灰場地，還污染環(huán)境。尤其是含碳量超過8％的高碳粉煤灰更被視為不可利用的廢物。
用粉煤灰作主原料取代粘土生產(chǎn)粉煤灰磚，可節(jié)約大量的耕地和能源，又有利于環(huán)境保護。我國1997年12月7日公開的發(fā)明專利說明書CN1167671A記載了高摻量粉煤灰粘土燒結(jié)磚的生產(chǎn)工藝，其粉煤灰摻量為60-85％，粘土為15-40％，從理論和生產(chǎn)實踐可知，粘土的塑性指數(shù)IP≤25，我國大部分地區(qū)粘土的IP＜20，其摻入粉煤灰的極限量應≤60％。而且，從保護我國有限的耕地資源出發(fā)，若以15-40％的粘土摻入量來生產(chǎn)燒結(jié)磚不符合我國國情。1996年5月8日中國專利公開說明書CN1121902A記載了無粘土粉煤灰燒結(jié)磚及其制法，其組合物配比為粉煤灰80-97％，鈣質(zhì)膨潤土3-20％，工藝條件是將混合料熟化，用半干壓法成型坯體，干燥入窯，燒結(jié)為成品。該工藝對粉煤灰和鈣質(zhì)膨潤土化學成分有特殊要求，即其中Al2O3≤30％，這在一定程度上限制了粉煤灰的利用。此外，該工藝選用的粘結(jié)劑為塑性指數(shù)較低IP≤30的鈣質(zhì)膨潤土，在粉煤灰高摻合量的條件下，只能適應于生產(chǎn)力低，成本高的半干壓法成型，生產(chǎn)的燒結(jié)磚強度較低，強度平均值為12.23Mpa。
本發(fā)明的目的是針對上述存在的問題，提出了一種粉煤灰摻量高，對其化學成分無特殊要求，充分利用自燃發(fā)熱燒結(jié)，產(chǎn)品強度高的粉煤灰自燃燒結(jié)磚及其制造方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案
高強度粉煤灰自燃燒結(jié)磚，其組分及含量(重量％)為粉煤灰 60-90％鈉基膨潤土 5-20％骨料 5-20％。
其優(yōu)選的配比為粉煤灰 65-75％鈉基膨潤土 15-20％骨料10-15％。
所述的粉煤灰為發(fā)熱量4000-5000KJ/kg的高碳粉煤灰，所述骨料為煤矸石渣和煉鐵爐渣任選一種。
該高強度粉煤灰自燃燒結(jié)磚的制造方法，包括原料制備→混料→困料→制坯→干燥→燒成→出窯，粉煤灰運至料場堆放，自然脫水至水分≤23％，鈉基膨潤土粉碎至≤0.088mm，骨料顆粒配比為1-5mm，中間顆粒(2-4mm)＞50％；將原料按比例輸入配料機進行摻配，再輸入高速雙軸攪拌機拌合，然后輸入一次輪碾中進行壓合攪拌，水分控制在＜25％，時間＞10分鐘，再對混合料進行困料，時間≥20小時，再輸入二次輪碾壓合攪拌，時間＞5分鐘，坯料水分＜20％進行制坯；磚坯干燥溫度＞200℃，干燥周期＞20小時，入窯燒成前磚坯水分＜6％；燒成溫度控制在1050-1200℃，燒成時間≥24小時。
制坯可采用壓制成型法，坯料的塑性指數(shù)要求≥8，壓制成型的壓力為12-16Mpa；也可采用擠制成型法，坯料的塑性指數(shù)要求≥10，擠制成型的壓力≥2.5Mpa。
粉煤灰為細小無膠結(jié)性的松散顆粒，在不用粘土的情況下，必須選用高塑性指數(shù)的粘結(jié)材料，才能使其成型。本發(fā)明選用高塑性指數(shù)(IP＞33)的鈉基膨潤土為粘結(jié)劑，以實現(xiàn)粉煤灰和骨料的高摻配量。
殘?zhí)剂枯^高的粉煤灰顆粒由細小的玻璃珠、多孔玻璃體和多孔碳粒組成，當摻和量較大，采用壓制或擠制成型時，坯料有明顯的反彈力，極易使磚坯斷面產(chǎn)生分層，導致磚坯及最終制品的強度降低。為獲得制品的高強度，本發(fā)明適應主原料粉煤灰的這一特性，通過添加一定組分的細顆粒骨料，來抑制制坯時坯料的反彈力，減少磚坯斷面分層。此外，在坯體中，骨料還能起到骨架的作用，可增加磚的強度。本發(fā)明所用的骨料選用煤矸石渣或煉鐵爐渣，其化學性質(zhì)與粉煤灰相近，在高溫燃燒中能夠與粉煤灰基體燒結(jié)結(jié)合，使制品產(chǎn)生良好的力學性能。
本發(fā)明要求主原料粉煤灰的發(fā)熱量為4000-5000KJ/kg，這樣可充分利用粉煤灰中的殘?zhí)甲匀紵Y(jié)。
本發(fā)明生產(chǎn)的粉煤灰燒結(jié)磚不用粘土，大量利用粉煤灰、煤矸石或爐渣，使其變廢為寶，鈉基膨潤土資源豐富，該粉煤灰燒結(jié)磚生產(chǎn)成本低，綜合利用效益顯著。經(jīng)遼寧省建材產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗站檢驗，該產(chǎn)品已達到GB5101-93燒結(jié)普通磚Mu15強度等級，檢驗結(jié)果如下平均抗壓強度 R＝17.2Mpa凍融后平均抗壓強度R＝14.8Mpa凍融后干質(zhì)損失P損＝0.21％吸水率平均值 18.4％容重 1493kg/m3。
附圖
為本發(fā)明粉煤灰燒結(jié)磚的生產(chǎn)工藝流程圖。
下面通過實施例結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
實施例1按粉煤灰∶骨料∶鈉基膨潤土＝80％∶8％∶12％的重量配比。如附圖所示，首先，粉煤灰自然脫水，混料前水分≤23％，鈉基膨潤土粉碎至≤0.088mm，骨料顆粒配比為1-5mm，中間顆粒(2-4mm)＞50％；將原料按比例輸入箱式配料機進行摻配，拌合后的混合料再輸入高速雙軸攪拌機拌合，然后輸入一次輪碾中進行壓合攪拌，水分控制在＜25％，時間＞10分鐘，再對混合料進行困料，時間≥20小時，再輸入二次輪碾壓合攪拌，時間＞5分鐘，通過輪碾能使坯料中各組分與水分迅速均化，從而有效地縮短困料的時間；當坯料水分＜20％，塑性指數(shù)達到要求，即IP＝8-12時，即可進行制坯；制坯可采用壓制成型，坯料的塑性指數(shù)要求≥8，壓制成型的壓力為12-16Mpa；也可采用擠制成型，坯料的塑性指數(shù)要求≥10，真空擠制成型的壓力≥2.5Mpa；磚坯采用窯溫余熱干燥，干燥溫度＞200℃，干燥周期＞20小時；入窯燒成前磚坯水分＜6％；燒成溫度控制在1050-1200℃，燒成時間≥24小時，冷卻出窯即為粉煤灰燒結(jié)磚成品。
實施例2按粉煤灰∶骨料∶鈉基膨潤土＝70％∶15％∶15％重量配比，工藝條件同實施例1。
權(quán)利要求
1.一種高強度粉煤灰自燃燒結(jié)磚，其組分及含量(重量％)為粉煤灰 60-90％鈉基膨潤土5-20％骨料 5-20％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉煤灰自燃燒結(jié)磚，其特征在于其優(yōu)選的配比為粉煤灰 65-75％鈉基膨潤土 15-20％骨料 10-15％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的粉煤灰自燃燒結(jié)磚，其特征在于所述的粉煤灰為發(fā)熱量4000-5000KJ/kg的高碳粉煤灰，所述骨料為煤矸石渣和煉鐵爐渣任選一種。
4.一種權(quán)利要求1所述的高強度粉煤灰自燃燒結(jié)磚的制造方法，包括原料制備→混料→困料→制坯→干燥→燒成→出窯，其特征在于a、粉煤灰運至料場堆放，自然脫水至水分≤23％，鈉基膨潤土粉碎至≤0.088mm，骨料顆粒配比為1-5mm，中間顆粒(2-4mm)＞50％；b、將原料按比例輸入配料機進行摻配，再輸入高速雙軸攪拌機拌合，然后輸入一次輪碾中進行壓合攪拌，水分控制在＜25％，時間＞10分鐘，再對混合料進行困料，時間≥20小時，再輸入二次輪碾壓合攪拌，時間＞5分鐘；c、坯料水分＜20％進行制坯；d、磚坯干燥溫度＞200℃，干燥周期＞20小時，入窯燒成前磚坯水分＜6％；e、燒成溫度控制在1050-1200℃，燒成時間≥24小時。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高強度粉煤灰自燃燒結(jié)磚的制造方法，其特征在于所述的制坯采用壓制成型法，坯料的塑性指數(shù)要求≥8，壓制成型的壓力為12-16Mpa。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高強度粉煤灰自燃燒結(jié)磚的制造方法，其特征在于所述的制坯采用擠制成型法，坯料的塑性指數(shù)要求≥10，擠制成型的壓力≥2.5Mpa。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高強度粉煤灰自燃燒結(jié)磚及其制造方法,其組分及含量(重量%)為:粉煤灰60—90%,骨料5—20%,鈉基膨潤土5—20%。骨料為煤矸石渣或煉鐵爐渣。該燒結(jié)磚的制造方法是根據(jù)要求將粉煤灰、骨料和鈉基膨潤土按比例摻配,拌合,輸入一次輪碾中壓合攪拌,困料,再輸入二次輪碾,壞料水分< 20%,IP=8—12時,制坯,干燥后入窯燒成,溫度1050—1200℃,時間≥24小時。本發(fā)明大量利用粉煤灰,生產(chǎn)成本低,綜合利用效益顯著。產(chǎn)品達到GB5101—93燒結(jié)普通磚Mu15強度等級。
文檔編號C04B33/135GK1252393SQ9811440
公開日2000年5月10日 申請日期1998年10月23日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月23日
發(fā)明者張立宏, 崔燕虎, 張永金, 付強, 徐恒海 申請人:鞍鋼實業(yè)發(fā)展總公司一煉鋼實業(yè)總廠