高強度粉煤灰自燃燒結磚及其制造方法技術

本發明專利技術涉及一種高強度粉煤灰自燃燒結磚及其制造方法，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。該燒結磚的制造方法是根據要求將粉煤灰、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。本發明專利技術大量利用粉煤灰，生產成本低，綜合利用效益顯著。產品達到ＧＢ５１０１－９３燒結普通磚Ｍｕ１５強度等級。（*該技術在2018年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于建筑用燒結磚
，尤其涉及粉煤灰燒結磚及其制造方法。進入九十年代，我國的電力工業得到迅速發展，尤以燃煤的火力發電為主，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粉煤灰磚，可節約大量的耕地和能源，又有利于環境保護。我國1997年12月7日公開的專利技術專利說明書CN1167671A記載了高摻量粉煤灰粘土燒結磚的生產工藝，其粉煤灰摻量為60-85％，粘土為15-40％，從理論和生產實踐可知，粘土的塑性指數IP≤25，我國大部分地區粘土的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，若以15-40％的粘土摻入量來生產燒結磚不符合我國國情。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磚及其制法，其組合物配比為粉煤灰80-97％，鈣質膨潤土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，燒結為成品。該工藝對粉煤灰和鈣質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，該工藝選用的粘結劑為塑性指數較低IP≤30的鈣質膨潤土，在粉煤灰高摻合量的條件下，只能適應于生產力低，成本高的半干壓法成型，生產的燒結磚強度較低，強度平均值為12.23Mpa。本專利技術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，充分利用自燃發熱燒結，產品強度高的粉煤灰自燃燒結磚及其制造方法。本專利技術的技術方案高強度粉煤灰自燃燒結磚，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，坯料的塑性指數要求≥10，擠制成型的壓力≥2.5Mpa。粉煤灰為細小無膠結性的松散顆粒，在不用粘土的情況下，必須選用高塑性指數的粘結材料，才能使其成型。本專利技術選用高塑性指數(IP＞33)的鈉基膨潤土為粘結劑，以實現粉煤灰和骨料的高摻配量。殘碳量較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，本專利技術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。本專利技術所用的骨料選用煤矸石渣或煉鐵爐渣，其化學性質與粉煤灰相近，在高溫燃燒中能夠與粉煤灰基體燒結結合，使制品產生良好的力學性能。本專利技術要求主原料粉煤灰的發熱量為4000-5000KJ/kg，這樣可充分利用粉煤灰中的殘碳自燃燒結。本專利技術生產的粉煤灰燒結磚不用粘土，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，該粉煤灰燒結磚生產成本低，綜合利用效益顯著。經遼寧省建材產品質量監督檢驗站檢驗，該產品已達到GB5101-93燒結普通磚Mu15強度等級，檢驗結果如下平均抗壓強度 R＝17.2Mpa凍融后平均抗壓強度R＝14.8Mpa凍融后干質損失P損＝0.21％吸水率平均值 18.4％容重 1493kg/m3。附圖為本專利技術粉煤灰燒結磚的生產工藝流程圖。下面通過實施例結合附圖對本專利技術作進一步說明。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。權利要求1.一種高強度粉煤灰自燃燒結磚，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.根據權利要求1所述的粉煤灰自燃燒結磚，其特征在于其優選的配比為粉煤灰 65-75％鈉基膨潤土 15-20％骨料 10-15％。3.根據權利要求1或2所述的粉煤灰自燃燒結磚，其特征在于所述的粉煤灰為發熱量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。4.一種權利要求1所述的高強度粉煤灰自燃燒結磚的制造方法，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.根據權利要求4所述的高強度粉煤灰自燃燒結磚的制造方法，其特征在于所述的制坯采用壓制成型法，坯料的塑性指數要求≥8，壓制成型的壓力為12-16Mpa。6.根據權利要求4所述的高強度粉煤灰自燃燒結磚的制造方法，其特征在于所述的制坯采用擠制成型法，坯料的塑性本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高強度粉煤灰自燃燒結磚，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％。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：張立宏，崔燕虎，張永金，付強，徐恒海，
申請(專利權)人：鞍鋼實業一煉鋼綜合總廠，
類型：發明
國別省市：21[中國|遼寧]