一种陶粒保温砖及其制备方法

摘要

本发明涉及建筑材料及其制造工艺，尤其涉及一种含有陶粒的保温砖及其制备方法。本发明的技术方案为提供一种陶粒保温砖，包括如下重量份比原料组成：陶粒：20-40份；钢铁炉渣：20-40份；萤石矿尾砂：5-10份；粉煤灰：8-9份；白泥：5-10份；水泥：5-10份；活化剂：1-3份。本发明的有益效果为：1、建筑使用该砖块做墙体，比采用传统粘土砖减轻自重约30％，减少地基基础建筑费用，降低工程造价；2、抗压强度高；3、保温隔热隔音性能好；4、具有耐火抗震性能、耐久性好；6、不爆裂、抗冻性能好。该保温砖在使用中实用性强，由于质轻、强度高，所以施工效率高并适用于各种建筑结构。

权利要求

1.一种陶粒保温砖，其特征在于：包括如下重量份比的原料：陶粒：20-40份；钢铁炉渣：20-40份；萤石矿尾砂：5-10份；粉煤灰：8-9份；白泥：5-10份；水泥：5-10份；活化剂：1-3份；

所述陶粒以珍珠岩、凝灰岩、凝灰质砂页岩为原料，经过粉碎，焙烧，筛分而成；

所述活化剂为苹果酸。

说明书

一种陶粒保温砖及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及建筑材料及其制造工艺，尤其涉及一种含有陶粒的保温砖及其制备方法。

背景技术

[0002] 用粘土配料、制胚、焙烧而成的普通红砖虽然能用于承重墙体，但是己属严禁范围，而且保温性能差，不符合节能要求。普通和轻质混凝土空心砌块已经被广泛应用。其中普通混凝土空心砌块主要以卵石和碎石等粗集料、工程砂为细集料、普通硅酸盐水泥为胶结料，加水搅拌，经振动成型及养护而成。它表观密度仍然较大，且保温性能差，不能有效的取代普通红砖。

[0003] 普通轻混凝土空心砌块多以煤渣、煤矸石、浮石、陶粒为粗集料，粉煤灰、矿渣、工程砂为细集料，普通硅酸盐水泥为胶结料，加水搅拌，经振动成型及养护而成。虽然表观密度比普通混凝土砌块小，保温性能也比普通混凝土砌块好，但是仍然达不到建设部规定的比红砖节能的技术标准。更主要的不足在于，大多只能用作为保温砌块或结构保温砌块，而无法作为承重砌块使用。其抗压强度大都在3.5-9Mpa左右，所以在承重墙体的使用上，它无法取代普通红砖。

[0004] 虽然普通轻混凝土建筑砌块因其具有重量轻、隔热、隔音、防火、不渗透和施工适应性强等优点而受到广泛关注、且国内也都在积极推广和投入使用，但是普通轻混凝土建筑砌块不能承重的缺点限制了它的应用领域。由于砌块具有重量轻、强度高，因此可以部分取代粘土砖和加气混凝土砌块，降低建筑工程造价等。但是它的耐久性和抗水性不可能达到理想取代普通红砖的技术水平，它的抗压强度也还是达不到承重墙体的要求。

[0005] 中国发明申请200810062179.8公开了一种陶粒加气混凝土砌块的配方及其制造方法，其配方组成成份的重量比是:水泥12-26,粉煤灰26-46,陶粒16-28,矿渣2-6,煤渣2-6,水16-26,添加剂2;此配方制出的陶粒加气混凝土砌块容重较大，收缩率高而且抗压强度较低，小于12MPa。

[0006] 总之，一直困扰学术界多年所不能解决的具有承重、高强，就难以保温、轻质；而具有轻质、保温，就难以高强、承重的这个大难题至今也没有解决。

发明内容

[0007] 本发明的目的是提供一种产品所使用的原材料，采用的是工矿企业的工业废弃填料，变废为宝，充分利用了自然资源，使废料优用，并使废料杜绝了二次污染，也彻底介决了造纸废料的出路；此外由该产品替代粘土砖，从而减少了泥土用量，保护了耕地。还具有较高抗压强度，自身密度低，隔热、隔音、防潮性能好的陶粒保温砖。

[0008] 本发明的技术方案为提供一种陶粒保温砖，包括如下重量份比的原料组成：

[0009] 陶粒：20-40份；钢铁炉渣：20-40份；萤石矿尾砂：5-10份；粉煤灰：8-9份；白泥：5-10份；水泥：5-10份；活化剂：1-3份。

[0010] 优选的，作为本发明的改进，所述原料重量份比为：陶粒：30份；钢铁炉渣：30份；萤石矿尾砂：30份；粉煤灰：8份；白泥：8份；水泥：8份；活化剂：1份。

[0011] 优选的，作为本发明的改进，所述陶粒以珍珠岩、凝灰岩、凝灰质砂页岩为原料，经过粉碎、焙烧，筛分而成。

[0012] 优选的，作为本发明的改进，所述活化剂为苹果酸。

[0013] 本发明还提供了另一技术方案为提供一种陶粒保温砖的制备方法，包括以下步骤：

[0014] a、按以下重量份比称取原料，陶粒：20-40份；钢铁炉渣：20-40份；萤石矿尾砂：5-10份；粉煤灰：8-9份；白泥：5-10份；水泥：5-10份；活化剂：1-3份；

[0015] b、先将钢铁炉渣去铁质，然后将陶粒，钢铁炉渣，萤石矿尾砂，粉煤灰，白泥，水泥，活化剂，混合细磨成混合物；

[0016] c、将上述混合物进行搅拌，搅拌均匀后，浇注在模具内成型，成型后进行脱模，最后进行养护。

[0017] 优选的，作为本发明的改进，上述陶粒保温砖的制备方法包括以下步骤：

[0018] a、按以下重量份比称取原料，陶粒：30份；钢铁炉渣：30份；萤石矿尾砂：30份；粉煤灰：8份；白泥：8份；水泥：8份；活化剂：1-3份；

[0019] b、先将钢铁炉渣去铁质，然后将钢铁炉渣，萤石矿尾砂，粉煤灰，白泥，水泥，活化剂，混合细磨成混合物；

[0020] c、将上述混合物和陶粒进行搅拌，搅拌均匀后，浇注在模具内成型，成型后进行脱模，最后进行养护。

[0021] 优选的，作为本发明的改进，上述陶粒保温砖的制备方法中所述步骤c中养护方式为自然养护、蒸汽养护或养护机养护。

[0022] 本发明的有益效果为本发明陶粒保温砖：1、绝对干容量为900-1000kg/m3，重量是普通混凝土产品的三分之一到四分之一，建筑使用该砌块做墙体，比采用传统粘土砖减轻自重约30%，减少地基基础建筑费用，降低工程造价。2、抗压强度高≥12MPa，比水泥制品高2倍（普通民用建筑用砖7.5MV）。3、保温隔热隔音性能好。由于陶粒的特殊结构形式及原材料的特殊性能，该产品保温、隔热隔音性能较普通粘土砖和混凝土砖好很多。4、具有耐火抗震性能。本发明产品采用的原材料均是不燃性材料，在高温下不会降低强度，在火焰中不会释放有毒气体，不会燃烧，耐火（最高使用温度可达1000-1150℃左右，使用该产品由于质轻而减轻了建筑物的自重，提高建筑物的抗震性能。并适合用于高烟囱、烟道的耐火砌体材料。5、耐久性好。由于所用原材料的特殊性，使产品能长期强度稳定、耐老化、耐酸碱、耐腐蚀。6、不爆裂、抗冻性能好。该产品在使用中实用性强，由于质轻、强度高，所以施工效率高并适用于各种建筑结构。

具体实施方式

[0023] 为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式详予说明。

[0024] 本发明可用的材料：

[0025] 1）陶粒：

[0026] 陶粒是以精选的天然岩石如珍珠岩、凝灰岩、凝灰质砂页岩等为原料，经破碎、筛分、成形、由回转窗焙烧而成。

[0027] 陶粒外部具有坚硬的外表，内部具有封闭式的微孔结构，具有体轻、高强、隔热、耐火、耐水、耐化学及细菌腐蚀以及抗冻、抗震、隔音等优良性能。

[0028] 陶粒原料的化学成分主要是SiO2和AL2O3，在原料中占约3/4，是成陶的主要成分；另外Na2O、K2O、CaO、MgO等熔剂氧化物，生产陶粒过程中起助熔作用；FeS2、白云石、方解石、CaSO4（石膏）、C碳等是发气物质，能使主体物质发泡形成微孔结构。

[0029] 从耐火保温方面来看，目前比较通用的材料除了页岩外，还有石棉、玻璃棉。但玻璃棉由于随着湿度的增大，热导本随之上升，耐高温及保温效果较差，不适合在此产品中应用。而从环保角度考虑，石棉材料对人体有害，目前在欧美被禁止使用，我国对此也有使用限制。而以天然岩石为材料制成的陶粒原料，具有不燃无毒、导热系数低，吸音性能好、绝缘、化学稳定性能好，使用时间长等特点，是国外公认的理想保温耐火材料。最高使用温度可达1000-1150℃左右，耐火性能很好。由于在常温条件下（25℃左右），陶粒的热导本通常在0.03-0.047W/(mok)之间，所以产品的绝热性能好。由于产品具有多孔性结构，当声波通过时，由于流阻的作用产生磨擦，使声能一部分为材料吸收。阻碍了声波的传递达到隔音和吸声性能优良的效果。

[0030] 我公司生产的这种新型砖，原材料虽大部分是利用工矿企业生产过程中的废弃的废料，但原料中又加入有特殊性能的优良陶粒，使该新型砖充分体现了陶粒的优良特性，使此新型砖具有节能、环保、耐火、隔热、隔音、保温、耐酸碱等优良功能。

[0031] （2）钢铁炉渣：

[0032] 钢铁炉渣中含有少量铁渣及大量矿物质原料、如炭、二氧化硅等。钢铁炉渣中先得铁屑等金属物质经过筛选、清理除净、剩余部分都是二氧化硅SiO2、灰分、及少量氧化钙CaO等物质，而这些物质又是制造砖瓦的优质原料，与采用粘土生产的粘土砖瓦相比，其优质粘土中所含有的物质与此相近。

[0033] （3）萤石矿尾矿：

[0034] 萤石（也称氟石）是一种溶点较低的矿物。萤石的化学成分为氟化钙（CaF2），并且常含有氯、稀土元素、赤铁矿、铅、锌、沥青等杂质。此外，萤石是一种多成因的矿物，在伴生有用矿产中，常伴生有重晶石、石膏、方解石、白云石及铅锌硫化物等。萤石矿床中的萤石，往往需要经过机械选矿后方能满足工业要求。我们所采用的原料之一就是萤石矿选矿过后的废料——尾矿。

[0035] 在萤石矿的尾矿中含有大量的方解石、白云石、石灰石、叶腊石、粘土等物质，并含有少量的萤石矿粉、稀土元素等物质。尾矿是萤石矿选矿后的废料弃物，而该工艺中把这项废料用作制环保砖的原料之一，具有重要作用。因为叶腊石、方解石、石灰石、萤石原本是陶瓷工业的重要原料及配料，在此项制造环保砖的技术中，由于叶腊石具有耐火性能，使我厂的环保砖与其他砖类产品比有很高的耐火性。由于氟元素的特殊化学性能，使此环保砖具有超强度的特性。由于稀土元素具有与气体的作用，用作“去气剂”，减少砖块中的气体；具有与杂质的作用，可以脱硫，用以防脆，此外，少量的稀土元素还可以大大提高抗氧化性。所以，由于萤石矿尾矿作为原料使用，使产品具有超强、耐久、稳定、防火的优良特性。

[0036] （4）粉煤灰：

[0037] 粉煤灰是火电厂的固体废渣，具有火山灰的活性，具质轻（与同类产品比，重量约轻20%），导热系数小，能改善物理性质。

[0038] （5）造纸废弃物（白泥）

[0039] 目前我国造纸生产多采用草浆造纸法，为了减少造纸废液对环境的污染，一般要对废液进行回收处理，但在回收工艺中产生大量残渣（即白泥），会造成二次污染。

[0040] 白泥以CaCO3为主要成分，将造纸工业废料综合利用，作为该生产的主要原料之一。由于白泥呈强碱性，具有很强的固氟效果，对提高产品的质量起一定作用。

[0041] （6）水泥：用作为粘合固化剂

[0042] （7）苹果酸：（少量）

[0043] 苹果酸又名2-羟基丁二酸，分子或C4H6O5在原料配比中加入少量的苹果酸可起到活化的剂的作用，并对于配方中的各种化学成分之间起到固化的作用。

[0044] （8）陶粒：所述陶粒为珍珠岩、凝灰岩、凝灰质砂页岩为原料，经过粉碎，焙烧，筛分而成。具体可为如下步骤：

[0045] 1、选择优质原料，开采舍有粘土矿物成分总量大于40%的以伊利石、蒙托石为主，高岭石、沸石为辅组成的凝灰质砂页岩或珍珠岩、凝灰岩；

[0046] 2、将上述原料加入10%的水，放入搅拌机进行充分搅拌，使物料水份混合均匀，将已搅拌均匀，总含水量在40%的物料送入挤粒机造粒；

[0047] 3、经筛选将合格颗粒送入回转窖经预热带和烧成带进行烧制，预热带温度从120℃开始逐渐升温，预热40分钟进入烧成带，烧成带温度在1300，烧成时间2～5分钟；
回转窖的转速控制在1.5转/分，排风量为27000～31000立方米/分，此时页岩颗粒充分膨胀，制成陶粒；

[0048] 4、烧成后的页岩陶粒流入冷却滚筒，冷却时间为5～8分钟，使页岩陶粒的温度降至100℃以下，经检验即可入库。

[0049] 实施例1

[0050] 一种陶粒保温砖的制备方法，包括以下步骤：

[0051] a、按以下重量份比称取原料，陶粒：20份；钢铁炉渣：20份；萤石矿尾砂：20份；粉煤灰：8份；白泥：5份；水泥：5份；活化剂：1份；

[0052] b、先将钢铁炉渣去铁质，然后将钢铁炉渣，萤石矿尾砂，粉煤灰，白泥，水泥，活化剂，混合细磨成混合物；

[0053] c、将上述混合物和陶粒进行搅拌，搅拌均匀后，浇注在模具内成型，成型后进行脱模，最后进行养护。养护方式为自然养护、蒸汽养护或养护机养护。

[0054] 实施例2

[0055] 一种陶粒保温砖的制备方法，包括以下步骤：

[0056] a、按以下重量份比称取原料，陶粒：40份；钢铁炉渣：40份；萤石矿尾砂：30份；粉煤灰：9份；白泥：10份；水泥：10份；活化剂：3份；

[0057] b、先将钢铁炉渣去铁质，然后将钢铁炉渣，萤石矿尾砂，粉煤灰，白泥，水泥，活化剂，混合细磨成混合物；

[0058] c、将上述混合物和陶粒进行搅拌，搅拌均匀后，浇注在模具内成型，成型后进行脱模，最后进行养护。养护方式为自然养护、蒸汽养护或养护机养护。