耐用且无需燃烧的煤灰砖块制造方法技术

本发明专利技术涉及制造耐用且无需燃烧的煤灰砖块、石块、空心砖以及其他建筑产品。通过使用本发明专利技术中的特定方法，可将煤灰制成耐用砖块和其他产品，而不必在高温下加热砖窑内的毛坯产品，从而减少了传统粘土砖制造中所需的能耗与成本。用来制造砖块和其他建筑产品的煤灰，通常是作为固体废弃物来处理掉的，因而降低了燃煤发电厂所产生的废弃物。而且，往后采用这种无需燃烧（无烧结）的煤灰产品会减少烧结粘土产品的使用，这些粘土产品需要使用矿物燃料对砖窑内物品进行加热，从而产生空气污染和二氧化碳，而后者更会导致温室效应和全球变暖。

Durable and non burning coal ash brick manufacturing method

The present invention relates to the manufacture of durable, ash free bricks, stones, hollow bricks, and other building products. By using a specific method of the invention can be made of durable, ash bricks and other products, without heating the brick kiln at high temperature of the blank products, so as to reduce the energy consumption and cost for the traditional clay brick manufacturing process. Coal ash used to make bricks and other building materials is usually treated as solid waste, thereby reducing the waste generated by coal-fired power plants. Moreover, after using this without burning (no sintering) the ash products will reduce the use of sintered clay products, these products need to clay brick kiln heating articles for use of fossil fuels, resulting in air pollution and carbon dioxide, while the latter can cause the greenhouse effect and global warming.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】 参考资料本专利申请书所参考的出版资料和专利书，全部罗列于下。(参考号均列于方括 弧[]内。参考资料的顺序依照其在申请书上出现的先后次序排列)。 美国煤灰协会(2004) , w. acaa-"sa. org/jr力a力t瓜美国煤灰协会(2004),"煤灰来源、处置、用途以及潜在的健康问题，"加 州帕拉亚图"电力研究所""环境部门"发表报告。 R. S. Hii (2001),"蔬力屋裙^^成碧赏#教，"密苏里大学土木系87页硕士 论文， (指导教授刘亨立)。Y.D. Li和Y.Y.Lin(2002),"压縮密苏里州固体废料成有y^产/^ ,"密苏里大 学"运煤管道研究中心"向"密苏里天然资源局固体管理处"提出的最后一份专业报告。(报告在运煤管道研究中心主任刘亨立指导下完成)美国测试与材料协会C62(1997) , "j^^V^辟炎^^^±^水泥/#^^ 好炎>> ^^天/^^潜"，美国测试与材料协会，36-39页。 H.Liu (2004),"压縮煤灰成砖块，""美国国家科学基金会""小型企业革 新研究基金"提出的15页研究提案。 H.Liu (2005) ,"^^"^^^^"^^炎，"2005年3月向"美国国家科学基金会" 提出的15页最后一份专业报告。 H. Liu, W.J.Burkett和K. Haynes (2005),,"增加煤灰砖块抗高温耐低寒的特 性"17页报告，发表于2005年4月14日肯德基州列辛顿;^^会议度界会讯沐论 文在大会上因其"最佳专业报告"赢得"巴腾汤玛士奖".)论文内容上"煤灰图书 馆"网址查询》w- J."/b)。 M.S. Riddle , (1995) ," 威纷与薪议劍欲成^游过淳"，美国专利申请号 5, 374， 307. M.S. Riddle, (1995) ， 美国专利申请号 5， 405, 441. H. Logger, (1988),"议包#吝辨建筑原料的,灰潔会激劍成碧贫#教游方兹 ,"美国专利申请号 4 , 780 , 144。 T.P. Philip, (1988)，"将废弃物制成水泥粘浆的过程"，美国专利申请号4 , 756 , 761。 N.G. Costopoulos， (1987),"以煤灰制成的建筑材料"，美国专利申请号4, 659 ， 385。 R.W. Styron， (1986),"重量很轻的细沙",美国专利申请号4 , 624 , 711。 Jr. Wills和H. Milton(1981),"水泥混合物",美国专利申请号4 , 268 , 316。 M. I.Chou (2003),"以伊利诺州煤灰制成商业用砖块，"肯德基州列辛顿资^会议澄界会^/,论文内容上"煤灰图书馆"网址査询/7yaW. //7/b。 0. Kayali, (2005),"煤灰制成的高效能砖块，"肯德基州列辛顿;^^会议赵界会^,论文内容上"煤灰图书馆"网址查询J'"/b。 FHWA(2003),"库鄉継册应滅f微游一微微辨"'"就麟遂蘑,潘必"，夷腐^T遞叙
技术介绍
1.专利技术简介发电厂燃烧煤炭所产生的煤烟还没排放至大气层前，都会产生细尘，此细尘即为 煤灰(flyash)。每年，美国消耗大约ll亿吨的煤炭，产生大约6,000万吨的煤灰。 中国的用煤量和产生的煤灰比美国更多，为世界第一。目前煤灰在美国的使用率很低， 以2005年为例，只有大约三分之一的煤灰获得利用；这些煤灰要不是与水泥混合一起 成为添加剂，就是铺在路面下做为^基或其它用途。其它三分之二未获利用的煤灰都被 当作垃圾，或挖洞掩埋，或填到沼泽塘里，不仅花费金钱，也可能造成水土污染。为煤 灰找到适当用途，显然刻不容缓，唯有如此，未来才不会出现大量煤灰垃圾。本专 利申请书采用新技术，以煤灰制成建筑及相关领域所需的砖块、板块和其它类似物一一 本文一并称为"砖块"。煤灰混合了少量水分后，籍着此一新技术，在室温中压縮成坚 固又耐用的砖块。最后，砖块还需在室温中，采用类似养护(curing)混凝土砖块的方式， 完成养护。不同于以粘土制成的砖块，以新技术制成的煤灰砖块不需经历高温燃烧，因 此，既结省了燃烧粘土砖块所需的石化燃料，也免除了燃烧过程所造成的污染，于是， 既环保又节省能源的制造砖块方式便出现了。2000至2002年间，本专利技术人尚未自密苏里大学退休。在其带领下，密苏里 大学的研究团队发现，如果将电厂燃煤所产生的C系列(高钙质)煤灰，加上少量水，可 以在模型中压縮出紧密的砖块、板块或圆柱块。经过室温养护后，紧密的块状物还会变 得像混凝土那幺强硬。不过，测试结果发现，此煤灰产品却无法经历结冻/解冻(结解)(freeze/thaw)的变化。它们只能经历8次结解实验，远低于"美国测试与材料协会" (ASTM)要求的50次。无法达到该协会要求的砖块标准，几年内就会在酷寒的天气里 龟裂，品质因此大打折扣，在美国这个冬天倒处结冰的国家里，也毫无市场价值。因此, 密苏里大学的研究团队没有为其新技术申请专利。如今，距离他们发表研究报告已经超 过三年，也丧失了申请专利的条件。(注根据美国法令，专利申请必须在发表 后12个月内提出，否则无效)。2004年，本专利技术人向"美国国家科学基金会""小型企业革新研究基金"(SBIR) 递交第一阶段研究提案，想要解决前述煤灰砖块的结解问题。在提案中，本专利技术人 提出5种方法，企图解决结解问题，并希望5种方法中，至少有一种可制出能够符合"美 国测试与材料协会"50次抗结解的砖块。此5种方法分别如下1)在煤灰内加入少量 纤维，增加砖的抗结解性；2)在煤灰内加入少量波德兰水泥(Portland cement)或石灰 等黏结剂，使砖块更坚固耐用；3)在煤灰砖块外表加上防水剂，以减少或避免水分吸收， 降低结解可能带来的损害；4)修正砖块压縮模子的形状，使煤灰砖块更坚固，更能抗结 解；5)使用两片式的模子改善砖块品质。这份提案顺利申请到经费赞助，测试工作也于 2004年7月1日开始进行。测试中，总共享了两种C系列煤灰含有少量(少于0.5%) 未燃尽炭(unburned carbon或LOI)的高品质煤灰，以及含有较大量(大约16%)未燃尽 炭的低品质煤灰。前者取自粉状煤锅炉(pulverized coal burners)所燃烧的煤炭，后 者取自旋转式锅炉(cyclone burners)所燃烧的煤炭，后者煤炭种类虽与前者一样，颗 粒却大些。测试中又将两种煤灰按照不同比例混合一起，以得到0. 5%至16%之间不同比 例的未燃尽炭。正如2005年3月向"国家科学基金会"提出的最后一份专业报告所指出，5种 方法中，只有加入纤维的第一种方法能够帮助煤灰砖块有更佳抗结解性。在结解实验时， 没有加入纤维的高品质煤灰砖块在第四次结解就出现裂痕，在第十五次就裂成碎片。不 过，在加入5单位一般混凝土使用的尼龙纤维后，煤灰砖块到了第七次才出现裂缝，而 且，直至第五十次结解，煤灰砖块都没有裂成碎片----裂开部分都被纤维拉住了。需要 一提的是，每单位纤维相当于制作砖块所需干燥煤灰0.15%的重量。至于低品质的煤灰 砖块，如果不加纤维，第二十五次实验时就出现裂缝，第三十一次本文档来自技高网...

【技术保护点】
以煤灰制造耐用（抗结解）且无需燃烧的砖块的方法，其中步骤包括（１）决定煤灰中所需的氧化钙及未燃尽炭，并视情况予以增减，同时在必要时加入色素，（２）决定制造前述耐用煤灰砖块所需水量，（３）选择气泡剂，并混合入煤灰及水中，（４）将煤灰混合物倒入或注射入一单位或多单位的造形器（模子或挤压机），使其增密成形，（５）以压缩或挤压方式加压于煤灰混合物，（６）将初步成形的砖块放入含有潮湿空气或蒸气的养护室，加以养护，增加砖块硬度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘亨立，
申请(专利权)人：货运管道公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]