[发明专利]一种利用煅烧提高活性制备淤积泥沙成高强度建筑材料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用煅烧提高活性制备淤积泥沙成高强度建筑材料的方法。

背景技术

目前江河淤积泥沙主要通过传统烧成方法生产建筑材料，如黄河泥沙烧结内燃砖、黄河泥沙灰砂实心砖、黄河泥沙烧结空心砖、黄河泥沙烧结多孔砖(承重空心砖)、黄河泥沙建筑瓦和琉璃瓦等建筑材料。如中国知识产权局2008年9月3日公开的公开号CN 1948204为发明专利申请《一种黄河泥沙节能砖及其生产方法》。所公开的方法由以下重量百分比的原料组成：黄河泥沙50-64％，煤矸石35-45％，添加剂0-10％。将混合后的原材料送入挤砖机挤出成型，成型体干燥后送入轮窑烧成得到成品。传统方法中烧成温度比较高，一般在800℃以上，而且烧结时间比较长，一般在24小时以上，故耗能高，成本高。又如中国知识产权局2008年9月3日公开的公开号CN 101255045为发明专利申请《一种利用黄河泥沙制成的免烧砖及其生产方法》，所公开的方法是由如下重量配比的原料混合后，用压机挤压而成的免烧砖，黄河泥沙：50～70％，氟石膏粉：20～30％，水泥：5～10％，硫酸铝钾：3～5％，丙烯酸类建筑用胶粉：2～5％。这种方法生产免烧砖需添加水泥等多种添加物，而且免烧砖强度不强，制约大规模工业化应用。中国知识产权局专利号为ZL 2005 1 0096205.5的发明专利《将江河淤积泥沙固化成陶瓷建筑材料的方法》虽然在制备温度以及产品的强度上有了很大改进，但是由于江河淤积泥沙中含有有机质，阻碍了泥沙颗粒间的接触，影响其反应，以及有机质的挥发等原因制约了制品强度的进一步提高。

本申请是在《将江河淤积泥沙固化成陶瓷建筑材料的方法》专利的基础上，通过对泥沙进行煅烧预处理去除泥沙中的有机物，而且煅烧使泥沙中某些矿物脱去层间水，使其成为不稳定的状态，增大了泥沙的活性，提高了反应速度，进而得到了高强度建筑材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用煅烧提高活性制备淤积泥沙成高强度建筑材料的方法。

本发明提出的利用煅烧提高活性制备淤积泥沙成高强度建筑材料的方法，具体步骤如下：

(1)泥沙的前处理

将所取淤积泥沙在300℃～1000℃温度下进行煅烧，煅烧时间为1-6小时，冷却后的泥沙即可作为水热处理的始料；

(2)成型

向步骤(1)所得的泥沙中添加消石灰组成混合料，使混合物料中CaO与SiO₂的摩尔比为0.2∶1～1.2∶1，然后加入混合料总重量5％～20％的水，混合均匀后，放入模具中成型，控制成型压强为10～40MPa；

(3)水热处理

将脱模后的成型品放入水热反应釜内，在温度为70～200℃、压强为0.1～1.55MPa的饱和蒸汽压下水热处理1～36h，即得所需产品。

本发明中，煅烧的目的是除去泥沙中所含的有机物、去除矿物中的结合水和结晶水或使某些矿物分解、结构达不稳态，以提高泥沙的反应活性。

本发明的方法为水热固化法，与传统烧成工艺相比，水热固化温度低，节约能源。煅烧处理可以去除淤积泥沙中吸附水和有机物，使其结构为不稳定状态，所以反应活性提高，进而增强产品的强度。

附图说明

图1水热固化未煅烧和800℃煅烧后泥沙样品的抗弯强度比较。

图2800℃煅烧时间对水热固化样品抗弯强度的影响。

图3300℃泥沙煅烧后水的加入量对水热固化样品抗弯强度的影响。

图4300℃泥沙煅烧后成型压强对水热固化样品抗弯强度的影响。

图5泥沙未煅烧和煅烧后消石灰的添加量对样品抗弯强度的影响。

图6泥沙未煅烧和500℃煅烧后不同Ca/Si对样品生成物相的影响。

图6泥沙未煅烧和煅烧后水热固化时间对样品抗弯强度的影响。

图7泥沙未煅烧和500℃煅烧后水热固化样品的SEM图。

图8泥沙在500℃煅烧前后经水热固化后的样品微观形貌。

具体实施方式

下面通过实施例进一步说明本发明。

实施例1：

选取300℃煅烧6小时后的江河淤积泥沙作为主原料，消石灰为添加料。将上述原料按一定比例混合，使其CaO/SiO₂摩尔比为0.2∶1。然后，向上述混合料中加入混合料总重量5％的水，混合均匀后，在压机上成型(成型压强为20MPa)。最后，将脱模后的样品放入反应釜内，在条件为温度：70℃、时间：1小时下水热固化，待水热反应结束后，将样品取出，即得到最终的产品。

实施例2：