[发明专利]纯工业废渣免烧免蒸建筑承重砖和非承重砖及其制备方法

说明书

本发明属于一种建筑用砖，特别涉及一种利用纯工业废渣，包括利用目前国内外电厂、热电厂大量排放的等外级湿排法粉煤灰、炼钢、铁转炉、平炉、高炉排放的钢渣，生产乙炔、纯碱排放的电石渣、碱渣等为主要原料的纯工业废渣制备的免烧免蒸建筑承重砖和非承重砖。

本发明同时涉及一种上述建筑用砖的制备方法。

现有技术中已有很多利用粉煤灰或利用其它工业废渣制造免烧砖的方法，如CN1049490A中公开的“用工业废渣制造免烧砖的方法及其粘合剂”，但该方法尚须在配方中加入至少5%的水泥以及2～10%的石灰，不能用纯工业废渣达到制砖的目的。在东北某地实施的一种“免烧免蒸不掺水泥低温养护粉煤灰砖”，则主要利用干排法含15～25%钙的一级粉煤灰、炉前渣，并须加入白灰、石膏等混合搅拌，压制成型后送入养护窑内，通过燃煤煤气发生炉所产生的一氧化碳，使粉煤灰与白灰水化反应，养护48小时方能成为成品砖。该方法虽不掺水泥，但需低温养护。以年产1000万块砖为例，需建100平方米养护窑2座，投资大，而生产效率低，特别是煤气发生炉所产生的一氧化碳只能与外围层砖发生水化反应，内层砖水化反应不完全，致使多数砖抗冻性、吸水率、干缩值、强度等达不到《JC239-91》粉煤灰砖的标准。

本发明的目的在于解决工业废渣利用率低及工艺技术存在的问题，提供一种不掺水泥、白灰，又不需设养护窑而利用纯工业废渣制备的免烧免蒸建筑承重和非承重砖及其制备方法，以降低制砖成本，提高生产效率和成品砖的质量。

本发明的建筑用砖是以35～60%（wt）的粉煤灰，20～50%（wt）的钢渣和15～30%（wt）的电石渣为基本材料，再加入电石渣重量1.5～2.7%的化学固化早强剂，加入少量的水进行搅拌混合，经免烧砖专用压砖机压制成型后，室内或露天自然养护后制成。

本发明的机理是，粉煤灰中含有的SiO₂、Al₂O₃、CaO、FeO所组成的微珠、漂珠、磁铁珠（即玻璃体、莫来石、石英、磁珠、不规则多孔体）等与电石渣或碱渣所含有的CaO、Ca（OH）₂产生水化反应，在固化剂存在下，经搅拌轮碾后可在常温潮湿环境中反应成C-S-H，C-A-H胶凝体（钙矾石），无论在空气中或水中都能硬化，以产生明显强度，形成内膨胀力，钢渣不参与上述反应，而在其中起到骨架作用，它的特点是含硅、钙高（达70～80%），无土、抗水浸、抗风化、骨料应力强、承重后不变型、不粉化。但是仅靠上述物料水化反应形成的胶凝钙矾石体不能保证砖的抗冻性、干缩值、吸水率、抗折、抗压强度等，所以施加外压力是关键。为此，本发明选用一台一次提升1立方米料斗的行星式混料机，该混料机将搅拌、碾压、供水集为一体，并通过一条皮带输送机输送、分料到二台120T8孔、单位压力435Kg/cm²（43.5MPa）的盘式压砖机，由于砖机单位压力高，外压力确保了粉煤灰、电石渣的水化反应，再加上钢渣的骨架作用，使该砖各项指标均符合《JZ239-91》粉煤灰砖标准。

在选用上述设备的基础上，本发明的制备方法是，将按各组分含量筛选出的粉煤灰、钢渣和电石渣以及用水稀释后的固化早强剂同时投入1立方米行星式混料机内，同时搅拌、碾压、供水3～5分钟，水份控制在8～20%，然后将物料通过一条皮带输送机分别输送至二台，单位压力为43.5MPa的盘式8孔压砖机压制成型，出机后室内或露天码垛养护，养护温度10～30℃，养护时间7～10天，在养护中，第二天开始少量洒水，第三天洒水使砖吸水饱和，再自然养护4～7天，即可成为成品砖。

本发明的优点是：

1、不毁田烧砖，不设蒸汽或一氧化碳煤气养护窑，因而节土、节煤，以年产1000万双免砖为例，节省总投资50万元以上，节电50千瓦/时以上。

2、本发明采用纯工业废渣，且可采用等外级粉煤灰，不加水泥，亦不加白灰等，因而成本低，为工业废渣扩大综合利用率开辟了新途径。

3、由于采用磷酸三钠和无水硫酸钠做胶凝早强固化剂，以及采用单位压力高（43.5MPa）的砖机，并使强制搅拌、碾压、供水合为一体，保证了成品砖的合格率，提高了生产效率。其各项技术指标实测值与标准要求比较如下：