本發(fā)明涉及建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種免燒輕質(zhì)磚及其制備方法。
背景技術(shù)：
目前，建筑中使用的砌墻磚，種類繁多。其中，傳統(tǒng)的紅磚是以粘土為主要原料，經(jīng)燒結(jié)而成，紅磚雖然價(jià)格便宜、經(jīng)久耐用，但是同時(shí)存在磚塊小、自重大、耗土多、燒結(jié)過(guò)程中消耗過(guò)多能源等問(wèn)題。而免燒磚是利用廢料作為主要原料，不經(jīng)高溫煅燒而制造的一種新型砌墻磚，節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境。除此之外，由于該種磚強(qiáng)度高、耐久性好、尺寸標(biāo)準(zhǔn)、外形完整、色澤均一，具有古樸自然的外觀，可做清水墻也可以做任何外裝飾，逐漸成為一種取代粘土磚的更新?lián)Q代產(chǎn)品，極有發(fā)展前景。
中國(guó)專利CN201610277542.2公開了一種建筑免燒磚，是將水泥、外混料、水、砂、尼龍纖維、高效減水劑投入到攪拌機(jī)攪拌均勻，將水泥混合物澆筑到模具中，固化后脫模，進(jìn)行表面養(yǎng)護(hù)；得到建筑免燒磚。但是該專利制備的建筑免燒磚中含有尼龍纖維，使免燒磚的耐高溫性能降低。
因此，為解決上述問(wèn)題，需要一種節(jié)省能源、保護(hù)環(huán)境、質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、耐火的免燒輕質(zhì)磚。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明針對(duì)上述問(wèn)題，提供一種節(jié)省能源、保護(hù)環(huán)境、質(zhì)量輕、強(qiáng)度高的免燒輕質(zhì)磚及其制備方法。
本發(fā)明解決上述問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種免燒輕質(zhì)磚，制備免燒輕質(zhì)磚的原料及其質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為：高爐渣40％～60％、赤泥20％～30％、菱鎂礦10％～15％、白云石5％～10％、氧化鋁纖維3％～8％；其中，高爐渣的粒徑為15μm～20μm；赤泥的粒徑為20μm～30μm；菱鎂礦的粒徑為1μm～3μm；白云石的粒徑為1μm～3μm；氧化鋁纖維的長(zhǎng)度為3mm～5mm；
其中，工業(yè)廢料高爐渣和赤泥作為免燒輕質(zhì)磚的主要原料，節(jié)省能源、保護(hù)環(huán)境；同時(shí)，高爐渣含有很多孔隙，降低了免燒輕質(zhì)磚的密度；菱鎂礦和白云石具有很好的水硬性，增加了免燒輕質(zhì)磚分子間的結(jié)合力；氧化鋁纖維的添加增加了免燒輕質(zhì)磚的強(qiáng)度。
進(jìn)一步地，赤泥中不含有放射性元素。
進(jìn)一步地，氧化鋁纖維的直徑為4μm～7μm。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種上述免燒輕質(zhì)磚的制備方法，包括以下步驟：
步驟S1，赤泥預(yù)處理：先在所述質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的赤泥中加入其質(zhì)量百分比為40％～60％的稀鹽酸，靜置陳化6h～8h，然后將赤泥下層沉淀和上層溶液分離，將下層沉淀烘干備用；
步驟S2，菱鎂礦和白云石預(yù)燒：將所述質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的菱鎂礦和白云石混合預(yù)燒，預(yù)燒制度為：從室溫升溫至600℃～700℃，保溫60min～90min后隨爐冷卻，得到混合預(yù)燒料，將混合預(yù)燒料磨細(xì)備用；
步驟S3，混料：將經(jīng)步驟S1預(yù)處理后的赤泥、步驟S2得到的磨細(xì)的混合預(yù)燒料和所述質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的高爐渣、氧化鋁纖維混合，得到混合原料，在混合原料中加入其質(zhì)量百分比為6％～8％的水，攪拌后得到免燒輕質(zhì)磚的備用料；
步驟S4，壓制成型：將步驟S3得到的備用料轉(zhuǎn)移至制磚模具中，在40MPa～60MPa壓力下壓制5min～8min至成型，得到成形磚；
步驟S5，養(yǎng)護(hù)：在步驟S4得到的成形磚表面噴灑鹽水，然后將其在60℃～80℃溫度下干燥90min～120min，繼續(xù)在100℃～120℃溫度下干燥30min～60min，得到一次養(yǎng)護(hù)磚，將一次養(yǎng)護(hù)磚在水中浸泡60min～90min后，轉(zhuǎn)移至自然條件下存放，即得免燒輕質(zhì)磚。
進(jìn)一步地，步驟S1中，稀鹽酸的濃度為：2mol/L～4mol/L。
進(jìn)一步地，步驟S2中，升溫的速率為：5℃～8℃。
進(jìn)一步地，步驟S2中，混合預(yù)燒料磨細(xì)后的粒徑為：1μm～3μm。
進(jìn)一步地，步驟S3中，攪拌的時(shí)間為：30min～50min。
進(jìn)一步地，步驟S5中，鹽水的濃度為：20g/L～30g/L。
進(jìn)一步地，步驟S5中，噴灑鹽水為持續(xù)噴灑鹽水10h～15h。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：
1.本發(fā)明制備的免燒輕質(zhì)磚具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、耐高溫的優(yōu)點(diǎn)；其中，工業(yè)廢料高爐渣和赤泥作為免燒輕質(zhì)磚的主要原料，節(jié)省能源、保護(hù)環(huán)境；同時(shí)，高爐渣含有很多孔隙，降低了免燒輕質(zhì)磚的質(zhì)量；菱鎂礦和白云石具有很好的水硬性，增加了免燒輕質(zhì)磚分子間的結(jié)合力；氧化鋁纖維的添加增加了免燒輕質(zhì)磚的強(qiáng)度；
2.本發(fā)明中免燒輕質(zhì)磚制備工藝簡(jiǎn)單、易于操作，制備得免燒輕質(zhì)磚的結(jié)構(gòu)均勻，機(jī)械性能強(qiáng)，符合建筑用磚要求。
具體實(shí)施方式
以下對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。
實(shí)施例1
一種免燒輕質(zhì)磚，制備免燒輕質(zhì)磚的原料及其質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為：高爐渣40％、赤泥30％、菱鎂礦15％、白云石10％、氧化鋁纖維5％；其中，高爐渣的粒徑為15μm；赤泥的粒徑為20μm；菱鎂礦的粒徑為1μm；白云石的粒徑為1μm；氧化鋁纖維的長(zhǎng)度為3mm；氧化鋁纖維的直徑為4μm。
實(shí)施例2
一種免燒輕質(zhì)磚，制備免燒輕質(zhì)磚的原料及其質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為：高爐渣50％、赤泥25％、菱鎂礦12％、白云石5％、氧化鋁纖維8％；其中，高爐渣的粒徑為20μm；赤泥的粒徑為30μm；菱鎂礦的粒徑為3μm；白云石的粒徑為3μm；氧化鋁纖維的長(zhǎng)度為5mm；氧化鋁纖維的直徑為7μm。
實(shí)施例3
一種免燒輕質(zhì)磚，制備免燒輕質(zhì)磚的原料及其質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為：高爐渣60％、赤泥20％、菱鎂礦10％、白云石7％、氧化鋁纖維3％；其中，高爐渣的粒徑為18μm；赤泥的粒徑為25μm；菱鎂礦的粒徑為2μm；白云石的粒徑為2μm；氧化鋁纖維的長(zhǎng)度為4mm；氧化鋁纖維的直徑為6μm。
實(shí)施例4
一種免燒輕質(zhì)磚的制備方法，包括以下步驟：
步驟S1，赤泥預(yù)處理：先在所述質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的赤泥中加入其質(zhì)量百分比為40％的稀鹽酸，靜置陳化8h，然后將赤泥下層沉淀和上層溶液分離，將下層沉淀烘干備用；其中，稀鹽酸的濃度為4mol/L；
步驟S2，菱鎂礦和白云石預(yù)燒：將所述質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的菱鎂礦和白云石混合預(yù)燒，預(yù)燒制度為：從室溫升溫至600℃，保溫90min后隨爐冷卻，得到混合預(yù)燒料，將混合預(yù)燒料磨細(xì)備用；其中，升溫的速率為：5℃；混合預(yù)燒料磨細(xì)后的粒徑為1μm；
步驟S3，混料：將經(jīng)步驟S1預(yù)處理后的赤泥、步驟S2得到的磨細(xì)的混合預(yù)燒料和所述質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的高爐渣、氧化鋁纖維混合，得到混合原料，在混合原料中加入其質(zhì)量百分比為6％～8％的水，攪拌后得到免燒輕質(zhì)磚的備用料；其中，攪拌的時(shí)間為30min；
步驟S4，壓制成型：將步驟S3得到的備用料轉(zhuǎn)移至制磚模具中，在40MPa壓力下壓制8min至成型，得到成形磚；
步驟S5，養(yǎng)護(hù)：在步驟S4得到的成形磚表面噴灑鹽水，然后將其在60℃溫度下干燥120min，繼續(xù)在120℃溫度下干燥30min，得到一次養(yǎng)護(hù)磚，將一次養(yǎng)護(hù)磚在水中浸泡60min后，轉(zhuǎn)移至自然條件下存放，即得免燒輕質(zhì)磚；其中，鹽水的濃度為：20g/L；噴灑鹽水為持續(xù)噴灑鹽水15h。
實(shí)施例5
一種免燒輕質(zhì)磚的制備方法，包括以下步驟：
步驟S1，赤泥預(yù)處理：先在所述質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的赤泥中加入其質(zhì)量百分比為60％的稀鹽酸，靜置陳化6h，然后將赤泥下層沉淀和上層溶液分離，將下層沉淀烘干備用；其中，稀鹽酸的濃度為2mol/L；
步驟S2，菱鎂礦和白云石預(yù)燒：將所述質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的菱鎂礦和白云石混合預(yù)燒，預(yù)燒制度為：從室溫升溫至700℃，保溫60min后隨爐冷卻，得到混合預(yù)燒料，將混合預(yù)燒料磨細(xì)備用；其中，升溫的速率為：8℃；混合預(yù)燒料磨細(xì)后的粒徑為3μm；
步驟S3，混料：將經(jīng)步驟S1預(yù)處理后的赤泥、步驟S2得到的磨細(xì)的混合預(yù)燒料和所述質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的高爐渣、氧化鋁纖維混合，得到混合原料，在混合原料中加入其質(zhì)量百分比為8％的水，攪拌后得到免燒輕質(zhì)磚的備用料；其中，攪拌的時(shí)間為50min；
步驟S4，壓制成型：將步驟S3得到的備用料轉(zhuǎn)移至制磚模具中，在60MPa壓力下壓制5min至成型，得到成形磚；
步驟S5，養(yǎng)護(hù)：在步驟S4得到的成形磚表面噴灑鹽水，然后將其在80℃溫度下干燥90min，繼續(xù)在120℃溫度下干燥30min，得到一次養(yǎng)護(hù)磚，將一次養(yǎng)護(hù)磚在水中浸泡90min后，轉(zhuǎn)移至自然條件下存放，即得免燒輕質(zhì)磚；其中，鹽水的濃度為：30g/L；噴灑鹽水為持續(xù)噴灑鹽水10h。
實(shí)施例6
一種免燒輕質(zhì)磚的制備方法，包括以下步驟：
步驟S1，赤泥預(yù)處理：先在所述質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的赤泥中加入其質(zhì)量百分比為50％的稀鹽酸，靜置陳化7h，然后將赤泥下層沉淀和上層溶液分離，將下層沉淀烘干備用；其中，稀鹽酸的濃度為3mol/L；
步驟S2，菱鎂礦和白云石預(yù)燒：將所述質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的菱鎂礦和白云石混合預(yù)燒，預(yù)燒制度為：從室溫升溫至650℃，保溫80min后隨爐冷卻，得到混合預(yù)燒料，將混合預(yù)燒料磨細(xì)備用；其中，升溫的速率為：6℃；混合預(yù)燒料磨細(xì)后的粒徑為2μm；
步驟S3，混料：將經(jīng)步驟S1預(yù)處理后的赤泥、步驟S2得到的磨細(xì)的混合預(yù)燒料和所述質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的高爐渣、氧化鋁纖維混合，得到混合原料，在混合原料中加入其質(zhì)量百分比為7％的水，攪拌后得到免燒輕質(zhì)磚的備用料；其中，攪拌的時(shí)間為40min；
步驟S4，壓制成型：將步驟S3得到的備用料轉(zhuǎn)移至制磚模具中，在50MPa壓力下壓制6min至成型，得到成形磚；
步驟S5，養(yǎng)護(hù)：在步驟S4得到的成形磚表面噴灑鹽水，然后將其在70℃溫度下干燥100min，繼續(xù)在110℃溫度下干燥45min，得到一次養(yǎng)護(hù)磚，將一次養(yǎng)護(hù)磚在水中浸泡75min后，轉(zhuǎn)移至自然條件下存放，即得免燒輕質(zhì)磚；其中，鹽水的濃度為：25g/L；噴灑鹽水為持續(xù)噴灑鹽水12h。
實(shí)驗(yàn)例1
對(duì)實(shí)施例1～6制備的免燒輕質(zhì)磚進(jìn)行抗壓強(qiáng)度和體積密度測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如表1所示。
抗壓強(qiáng)度：市場(chǎng)上普通粘土燒結(jié)磚作為對(duì)照組，實(shí)施例1～6制備的免燒輕質(zhì)磚作為實(shí)驗(yàn)組，采用GB5101-2003標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組的抗壓強(qiáng)度。
體積密度：將普通粘土燒結(jié)磚和實(shí)施例1～6制備的免燒輕質(zhì)磚烘干，分別測(cè)試其質(zhì)量為M，體積為宏觀體積V，則體積密度為：ρ＝M/V。
表1實(shí)施例1～6制備的免燒輕質(zhì)磚性能測(cè)試數(shù)據(jù)
結(jié)果：實(shí)施例1～6制備的免燒輕質(zhì)磚的抗壓強(qiáng)度為16.8MPa～17.9MPa，略低于燒結(jié)粘土磚抗壓強(qiáng)度，但是高于GB5101-2003標(biāo)準(zhǔn)值的MU15；體積密度為965kg/m3～982kg/m3，遠(yuǎn)低于燒結(jié)粘土磚的體積密度。
結(jié)論：本發(fā)明制備的免燒輕質(zhì)磚質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、耐高溫。
以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。