一种正交圆角条形孔黄河淤泥模数多孔砖制造技术

本实用新型专利技术提供了一种正交圆角条形孔黄河淤泥模数多孔砖。该多孔砖以黄河淤泥为主要原料制成，包括砖体和孔洞，在砖体上有至少５排５列纵横交错排列的矩形孔洞，砖体的中心处为一个方形孔洞，在所有孔洞的拐角处均做圆角处理。解决了矩形多孔砖废品率高、裂纹多的问题，减少矩形孔洞砖应力集中的现象，改善砖材的承重性能；通过孔洞排列方式的改进，进一步提升了砖块的热工性能；通过砖块尺寸的合理设计适应模数化的发展的需要，从而进一步普及矩形孔洞砖在我国的应用，发展新型墙体材料。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于粘土或其它陶瓷成分、熔渣或含有其它材料的混合物技术 领域，具体涉及一种由黄河淤泥为主要原料制成的多孔砖。技术背景-我国原有建筑用砖大多都是实心粘土砖。实心粘土砖主要是由田间耕地的 粘土经过烧结而成的，它作为传统墙材已有数千年的历史，在我国传统建筑材 料当中占据着十分重要的地位。然而，实心粘土砖毁坏耕地、吞噬良田。为了 保护耕地，节省资源，实心粘土砖将最终被全面禁止。因此，近年来出现了有 其他材料制成的砖，如粉煤灰、熔渣、淤泥等。从节能的角度改变砖块的内部结构，己经成为制砖的基本要求。对于实心 砖而言，其导热介质为单一的砖块体材料，对于多孔砖而言，其导热介质除了砖块体之外，还有砖块内部孔洞中的空气。空气的导热系数在0.03W/(m《)，砖 块材的导热系数在0.8W/(nrK)左右，因此空气的导热系数要远远低于砖块材料。 另外，从导热路经上分析，多孔砖的导热路径也较实心砖复杂的多。根据热工 学原理，多孔砖要比实心砖有着更好的保温隔热性能。但从多孔砖的孔洞形式上来说，目前国内多孔砖的孔洞形状种类繁多，有 圆形、正方形、矩形、菱形等。其中以圆形孔洞的多孔砖最为常见，孔洞大都 为19孔或21孔，孔径18 22mm，砖块的尺寸一般为240mmxll5mmx90mm，该 类多孔砖称为KP1型多孔砖。KP1型多孔砖虽然和实心砖相比在节能效果上有明 显优势，但是，它并不能满足现在我国的建筑节能65%的要求，因此还要对其 构造，尤其是其孔洞的形状作改进以进一步改善其节能性能。为了探索哪种形式的热工性能更好，中国建筑科学研究院物理所对孔型的 合理选择作了专门研究。实验结果表明:在规定的边壁与孔壁条件下，不同的孔 型对多孔砖导热系数有很大的影响，合理孔型的多孔砖比不合理孔型的多孔砖，其导热系数可降低30%以上。电模拟试验表明:当多孔砖外形尺寸为矩形时，在 相同的边壁与孔壁厚度条件下，矩形孔多孔砖孔洞率最大，导热系数最小。其 中，矩形孔多孔砖的导热系数要比圆形孔多孔砖的导热系数小50%以上。试验 测得的各孔洞形式的导热系数如表l所示。表l 不同孔型的多孔砖导热系数<table>table see original document page 4</column></row><table>一般情况下，增加砖块的孔洞率能提高其保温隔热性能，但孔型与孔洞率 相同的多孔砖其保温性能也不尽相同，多孔砖的导热性能还受到孔洞排列形式 的影响。专利号为98202637.4的专利是一种模数多孔砖，其砖块的长宽面上的中心 处有一大通孔，周围分布有排列成行的若干小通孔。大通孔的孔口为长方形或 方形，小通孔的孔口为方口形或长口形。专利号为98247197.1的专利是一种非粘土多孔砖，在砖体上设有3—20个 孔，该孔可以是单一的孔，也可以包括有大孔和小孔，在砖体上至少有二条肋， 形成至少三排孔。从排列方式上看，上述两个专利的产品的孔洞排列方式均属于平行排列， 即属于"齐排孔"。国内外学者所做的大量试验研究表明，在同样的孔形下增加 砖体的传热路径会显著降低砖体的导热系数，尤其是矩形正交孔多孔砖(雷勇 敏，朱雅丽，烧结空心砖孔形及排布方式对热工性能的影响，《砖瓦》1999年)。 "齐排孔"与"错排孔"多孔砖的导热系数比较情况如图1所示。此外，用黄河淤泥制成的多孔砖，很容易在矩形孔的拐角处产生应力集中 现象，这种应力集中现象严重影响着砖坯体的成型率和砖块的承重性能。一方面，黄河淤泥本身的物理成分决定了其可塑性，由此带来的成型问题 对提高砖坯体的成型率至关重要。经测定，黄河淤泥的颗粒粒径分布情况，其 结果如表2所示表2黄河淤泥的颗粒粒径粒径(mm)>0.90.9 0.450.45 0.3<0.3含量(％)1.652.2026.6069.43从上表可以看出，黄河淤泥的颗粒粒径比较集中，颗粒粒径浮动范围较小，且主要集中在0.3111111以下，这种情况不利于成型，若要降低砖坏体的废品率， 必须采取措施来弥补其这方面的不足。实际上，在机器挤出时，挤出阻力不均匀易使坯体产生裂纹，当泥料从泥 缸挤出时，通过机头变成矩形，边角阻力较大，且孔洞边角难于成型。接触机 头四壁的泥料在挤出时除了要克服颗粒间的阻力外，还要克服泥料和机头内壁 的摩擦阻力，速度又要减慢，而四角的阻力更大，从而进一步拉大了中部泥流 的速度差(李保德，杨频.DMl型模数多孔砖力学性能研究，《国外建材科技》 2001年第1期)，产生了因泥速不均匀造成的几种典型裂纹(如图2所示)。同时， 由于孔形、芯头不合理造成孔角应力集中产生放射性裂纹，这种情况多出现在 矩形多孔砖上，因为孔洞小，四角为直角因此应力集中严重，因此在成型时容 易使湿坯开裂，干燥使用时容易产生裂纹。另一方面，由带有细微裂纹的砖坏烧制得到的砖块在受荷载作用时，极易 从细小裂纹处开裂，从而大大降低砖块的承重性能，最终导致砖砌体的过早开 裂和整体承载能力的下降。研究表明，经过圆角处理后，边角处应力集中系数 会有很大程度的降低，砖体的应力集中现象将大大减少，砌体承重性能将得到 大大改善。圆角和直角孔的应力集中现象如图3所示。
技术实现思路
本专利的目的是利用黄河淤泥设计一种既承重又节能的新型烧结多孔砖。 解决矩形多孔砖废品率高、裂纹多的问题，减少矩形孔洞砖应力集中的现象， 改善砖材的承重性能；通过孔洞排列方式的改进，进一步提升砖块的热工性能; 通过砖块尺寸的合理设计适应模数化的发展的需要，从而进一步普及矩形孔洞 砖在我国的应用，发展新型墙体材料。本技术的技术方案如下。一种正交圆角条形孔黄河淤泥模数多孔砖，以黄河淤泥为主要原料制成，包括砖体和孔洞，在砖体上有至少5排5列纵横交错排列的矩形孔洞，砖体的中 心处为一个方形孔洞，在所有孔洞的拐角处均做圆角处理。上述多孔砖，砖体的尺寸为l卯xl90x90士2mm,中心方形孔洞边长为40 42mm，优选42mm，圆角半径为2 3mm，优选3mm;矩形孔洞的短边长为 10 12mm，优选12mm，长边与短边的比为2 4，优选3 4，圆角半径为2 3mm，优选3mm;孔洞与孔洞之间的距离为10 12mm，优选10mm，砖体外 壁厚大于15mm，优选15mm。本技术的原材料主要成分为黄河淤泥和少量外掺料。从对黄河淤 泥主要成分的粒径分析可知，单独利用其制取坏体，成型率较低，因此， 除了在孔洞形式上采取措施外，还通过掺合料来提高坏体的成型率。主要 掺合料有粉煤灰和少量粘合剂。煤灰的特点是颗粒比重小，内摩擦角伊值 大，具有随时间渐增的硬凝性，同时在较高的含水量变化范围内，使用较 为简易碾压机具即可达到较高的压实度，将其掺入黄河淤泥中，可提高坯 料的压实性，提高半成品强度，保证其外形规整，降低砖坯的废品率。粘 合剂含有高分子化合物，而这些物质通过表面物理化学吸附，使瘠性料表 面改性，从而提高坯料的可塑性。为缓和应力集中现象，改善砖体裂纹，达到即节能又承重的双重目标，我 们进行了大量的试验和研究。产品尺寸的模数化设计。从产品的尺寸上讲，本专利设计的M型多孔砖构 造尺寸190mmx190 mmx90 mm，加上灰缝后的标志尺本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种正交圆角条形孔黄河淤泥模数多孔砖，以黄河淤泥为主要原料制成，包括砖体和孔洞，其特征在于：在砖体上有至少５排５列纵横交错排列的矩形孔洞，砖体的中心处为一个方形孔洞，所有孔洞的拐角均为圆角。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：童丽萍，冯志杰，赵自东，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：实用新型
国别省市：41[中国|河南]