一种生态空心砌块及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种生态空心砌块及制备方法，属于建筑材料领域，包括如下质量份的各物质：预处理余浆40‑80份、预处理镍铁渣10‑40份、预处理钢渣或（和）炉渣或（和）电石渣共5‑30份、拌和水5‑10份；制备方法包括配料、轮碾、成型、码坯、养护、出釜、检验、成品堆放等。本发明专利技术所用固体原材料为工业建筑废弃物，利用燃煤锅炉尾气养护坯料。生产中不仅不排放温室气体，还有效利用了废气。同时，本发明专利技术不仅具有非承重普通混凝土小型砌块保温、隔热、隔声等性能，还具有耐水性好、抗碳化性能与抗侵蚀性能优越、干燥收缩小等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种生态空心砌块及制备方法
本专利技术涉及建筑材料领域，特别是一种生态空心砌块及制备方法。
技术介绍
管桩、离心方桩余浆是在离心工艺中排出的余浆，是一种废料。据统计，1m3管桩混凝土经离心后产生约0.05m3的余浆。我国是管桩生产大国，2018年混凝土管桩的产量达3.21亿米，余浆约1600万m3。新产生的余浆中主要组成为水泥、少量的水化产物、细集料中的粉料和水；密封放置一定时间后，余浆组成主要是硬化水泥石、未水化的水泥颗粒、未参与反应的粉料、水。目前，余浆处理方法主要有三种：(1)先储存，待余浆凝固后，作为建筑垃圾处理。(2)企业自行回收后，处理后，掺入混凝土中，替代部分胶凝材料、掺和料等。(3)由其它建材企业加以利用，如砌块厂利用余浆。上述第(2)种和第(3)种余浆处理方法，余浆资源化利用率均不高，由于余浆中完全水化的水泥颗粒作为惰性组分，起到填充作用，因而，余浆中能够有效使用的是余浆中未水化的水泥颗粒。然而，余浆放置越久，完全水化的水泥颗粒就越多，即能作为资源利用的未水化的水泥颗粒就越少。另外，管桩、离心方桩通常采用常压蒸汽养护(蒸养)或者高压蒸汽养护(蒸压)，蒸汽来源主要是燃煤锅炉。燃煤锅炉燃烧1t标准煤，约向大气中排放2.6-2.7tCO2气体。镍铁渣是我国是继铁渣、钢渣、赤泥之后的第四大工业废弃物。国内冶炼镍铁合金的企业大多将渣堆存、填埋处理，不仅占用了越来越多的土地，还会造成严重的环境破坏。镍铁渣主要成分为SiO2、MgO、Fe2O3、CaO等。由于镍矿来源和冶炼工艺不同，排放出的镍铁渣各组分含量也不相同，SiO含量较多，CaO含量很低。钢渣是炼钢排出的废渣，主要由钙、铁、硅、镁和少量铝、锰、磷等的氧化物组成，主要矿物相为C3S、C2S、钙镁橄榄石、钙镁蔷薇辉石、铁铝酸钙以及硅、镁、铁、锰、磷的氧化物形成的固熔体，还含有少量游离氧化钙以及金属铁、氟磷灰石等。钢渣中各种成分的含量因炼钢炉型、钢种以及每炉钢冶炼阶段的不同，有较大的差异。炉渣为燃煤锅炉排出的锅炉灰渣，填埋处理是应用得最多的处理方法。随着环境保护意识的增强、环保法规的完善，炉渣的处理费用不断增加。电石渣是化工厂乙炔发生车间消解石灰排出的含水85％-90％消石灰浆体。1t电石约产生1.15t干渣。我国是水泥生产和消耗大国。2018年，全球水泥产量约39.5亿吨，我国水泥总产量为21.77亿吨。每生产1t水泥熟料，约向大气中排放1tCO2气体。普通混凝土小型砌块是以水泥、矿物掺合料、砂、石、水为原材料，经搅拌、振动成型、养护等工艺制成的小型砌块，其强度来源主要是水泥、矿物掺合料的水化产物C-S-H凝胶、羟钙石、水化硫铝酸钙等物相，水化产物将砂、石材料粘结为整体。砂、石与水化产物之间无化学键力，是一薄弱区域。水泥水化存在化学收缩，内部水分蒸发会导致干燥收缩。因此，普通混凝土小型砌块砌筑的墙体有开裂的风险，必须加强养护。水化产物C-S-H凝胶、羟钙石、水化硫铝酸钙等物相必须在高碱性环境下才能稳定存在，羟钙石微溶于水造成砌块内部碱度减低，为了维持高碱度，高碱性的水化产物会脱钙分解，胶结性逐渐降低，砌块性能劣化、最终破坏。建材行业可持续发展要求之一是在生产中减少原材料消耗，降低能耗，降低对环境的负荷。如何在砌块生产中，少用或者不用水泥，少用或者不用不可再生的天然矿物资源，生产过程零污染、零排放等是当下的热点问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种生态空心砌块及制备方法，该生态空心砌块及制备方法所用固体原材料为工业建筑废弃物，利用燃煤锅炉尾气养护坯料。生产中不仅不排放温室气体，还有效利用了废气。同时，实现了管桩企业余浆、管桩企业蒸汽养护所配置的燃煤锅炉灰渣和其它工业废弃物(镍铁渣、钢渣、电石渣)的高效资源化利用，有效降低不可再生矿石资源的消耗。同时，本专利技术不仅具有非承重普通混凝土小型砌块保温、隔热、隔声等性能，还具有耐水性好、抗碳化性能与抗侵蚀性能优越、干燥收缩小等特点。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种生态空心砌块，包括如下质量份的各物质：预处理余浆40-80份；预处理镍铁渣10-40份；预处理工业废渣5-30份；拌和水5-10份。所述预处理余浆包括水化完全的水泥和未参与水化反应的粉料；其中，水化完全的水泥含量不低于60％；预处理余浆的勃氏比表面积在400m2/kg以上；预处理镍铁渣包括MgO、CaO和Fe2O3，且MgO、CaO、Fe2O3的总含量在35％以上；预处理镍铁渣的粒径不超过0.630mm；预处理工业废渣为预处理钢渣、炉渣和电石渣中的一种、两种或组合；预处理工业废渣的勃氏比表面积在400m2/kg以上。生态空心砌块的孔洞率不低于25％。一种生态空心砌块的制备方法，包括如下步骤。步骤1、称料：按照设定配比，依次称取预处理余浆、预处理镍铁渣、预处理工业废渣和拌和水，并加入轮碾搅拌机。步骤2、轮碾。步骤3、成型：将轮碾混合后的原料，压制成型，形成具有空心的砌块坯料。其中，成型压力为20-30MPa，并保压。步骤4、静置：将成型后的砌块坯料整齐码放，并在相对湿度RH50％-70％、温度不低于15℃的室内环境中静置。步骤5、养护：将静置后的砌块坯料送入反应釜中进行养护。其中，反应釜内气体压力为0.5-1.5MPa，反应釜内气体温度为50-100℃。步骤5中，反应釜内气体压力以0.25-0.5MPa/h的速度升至设定压力。步骤5中，反应釜内通入的气体为燃煤锅炉尾气经过除尘后的气体。步骤3中，压制成型时，通过对成型模具的设置，使得压制成型的砌块坯料的孔洞率不低于25％。步骤1中，预处理余浆在称料前，预处理方法，包括如下步骤：步骤A1、收集：收集余浆，新产生的余浆常温下密封存放7d以上。步骤A2、湿磨：将流态余浆按水固比0.6-1进行湿磨。步骤A3、干燥：脱水、干燥。将此步骤中脱出的水分，作为步骤1中待称取的拌和水。一种生态空心砌块的制备方法，包括如下步骤。步骤1、称料：称取40份预处理余浆、40份预处理镍铁渣、20份电石渣和10份拌和水，并依次加入轮碾搅拌机。其中，预处理余浆和电石渣的勃氏比表面积均为400m2/kg。步骤2、轮碾10min。步骤3、成型：将轮碾混合后的原料，压制成型，形成具有空心的砌块坯料。其中，成型压力为20MPa，并保压60s。成型的砌块坯料的孔洞率为25％。步骤4、静置：将成型后的砌块坯料整齐码放，并在相对湿度RH50％、温度20℃的室内环境中静置2h。步骤5、养护：将静置后的砌块坯料送入反应釜中进行养护。其中，反应釜中通入燃煤锅炉尾气经过除尘后的气体，进入反应釜的气体温度100℃，反应釜内气体压力1h升至0.5MPa，砌块坯料在反应釜内放置4h后，降压，出釜本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生态空心砌块，其特征在于：包括如下质量份的各物质：/n预处理余浆40-80份；/n预处理镍铁渣10-40份；/n预处理工业废渣5-30份；/n拌和水5-10份；/n所述预处理余浆包括水化完全的水泥和未参与水化反应的粉料；其中，水化完全的水泥含量不低于60%；预处理余浆的勃氏比表面积在400m

【技术特征摘要】
1.一种生态空心砌块，其特征在于：包括如下质量份的各物质：
预处理余浆40-80份；
预处理镍铁渣10-40份；
预处理工业废渣5-30份；
拌和水5-10份；
所述预处理余浆包括水化完全的水泥和未参与水化反应的粉料；其中，水化完全的水泥含量不低于60%；预处理余浆的勃氏比表面积在400m2/kg以上；
预处理镍铁渣包括MgO、CaO和Fe2O3，且MgO、CaO、Fe2O3的总含量在35%以上；预处理镍铁渣的粒径不超过0.630mm；
预处理工业废渣为预处理钢渣、炉渣和电石渣中的一种、两种或组合；预处理工业废渣的勃氏比表面积在400m2/kg以上。


2.根据权利要求1所述的生态空心砌块，其特征在于：生态空心砌块的孔洞率不低于25%。


3.一种生态空心砌块的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1、称料：按照设定配比，依次称取预处理余浆、预处理镍铁渣、预处理工业废渣和拌和水，并加入轮碾搅拌机；
步骤2、轮碾；
步骤3、成型：将轮碾混合后的原料，压制成型，形成具有空心的砌块坯料；其中，成型压力为20-30MPa，并保压；
步骤4、静置：将成型后的砌块坯料整齐码放，并在相对湿度RH50%-70%、温度不低于15℃的室内环境中静置；
步骤5、养护：将静置后的砌块坯料送入反应釜中进行养护；其中，反应釜内气体压力为0.5-1.5MPa，反应釜内气体温度为50-100℃。


4.根据权利要求3所述的生态空心砌块的制备方法，其特征在于：步骤5中，反应釜内气体压力以0.25-0.5MPa/h的速度升至设定压力。


5.根据权利要求3所述的生态空心砌块的制备方法，其特征在于：步骤5中，反应釜内通入的气体为燃煤锅炉尾气经过除尘后的气体。


6.根据权利要求3所述的生态空心砌块的制备方法，其特征在于：步骤3中，压制成型时，通过对成型模具的设置，使得压制成型的砌块坯料的孔洞率不低于25%。


7.根据权利要求3所述的生态空心砌块的制备方法，其特征在于：步骤1中，预处理余浆在称料前，预处理方法，包括如下步骤：
步骤A1、收集：收集余浆，新产生的余浆常温下密封存放7d以上；
步骤A2、湿磨：将流态余浆按水固比0.6-1进行湿磨；
步骤A3、干燥：脱水、干燥；将此步骤中脱出的水分，作为步骤1中待称取的拌和水。


8.根据权利要求3所述的生态空心砌块的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1、称料：称取40份预处理余浆、40份预处理镍铁渣、20份电石渣和10份拌和水，并依次加入轮碾搅拌机；其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张风臣，张坤，周靖靖，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32