一种以煤矸石为原料的空心砖配方及生产工艺组成比例

本发明专利技术公开了一种以煤矸石为原料的空心砖配方及生产工艺，该空心砖配方包括如下组分：煤矸石、粉煤灰、秸秆粉、页岩、钢渣、粘接剂、乳化剂、石墨烯、水。通过在配方中引入改性石墨烯，带正电荷的壳聚糖改性氧化石墨烯通过静电作用与层状结构的滑石粉发生静电自组装形成为微纳米杂化结构，并分散到砖坯中，使得砖坯在焙烧过程中收缩均匀，从而降低砖坯烧制后的变形，能保持孔洞的完整性，提高空心砖的保温性能，并且分散均匀的改性石墨烯的纳米结构提升了空心砖的力学性能。升了空心砖的力学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种以煤矸石为原料的空心砖配方及生产工艺


[0001]本专利技术涉及建材
，尤其涉及一种以煤矸石为原料的空心砖配方及生产工艺。

技术介绍

[0002]我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，煤矸石是煤炭开采和洗选过程中排放的固体废弃物，是煤的共生资源，煤矸石按主要矿物含量分为黏土岩类、砂石岩类、碳酸盐类、铝质岩类；按来源及最终状态，煤矸石可分为掘进矸石、选煤矸石和自然矸石三大类。相比于普通煤炭，其具有含碳量低、热值低、质地坚硬的特点，是矿山固体废弃物的一种，煤矸石是我国目前排放量最大的矿山固体废弃物之一，其排放和堆存造成了资源浪费、环境污染等问题。
[0003]空心砖由于有节省大量的土地用土、烧砖的燃料、减轻运输、减轻建筑物自重等优点，已成为建筑行业首推的产品。空心砖包括水泥空心砖、粘土空心砖、页岩空心砖、煤矸石空心砖等。近年来研究发现煤矸石空心砖具有较好的使用性能，不但具有隔声隔热、保温、防震功效，更重要的是煤矸石空心砖使用的原材料为煤矸石，能够节约大量资源，变废为宝，具有较高的经济效益。煤矸石空心砖的强度较高，同时具有较好的使用性能，其制成的墙体符合现代建筑的要求，能够作为各种承重墙与非承重墙的施工材料，且由于孔洞率很高，煤矸石空心砖具有较好的保温效果，同时煤矸石空心砖具有较高的热阻，对于建筑节能具有积极影响，能够进一步提高墙体表面温度的稳定性，有助于改善室内环境，提高室内空间的舒适性，因此煤矸石空心砖可以作为墙体施工的首选材料。
[0004]随着建筑行业的发展，我国对空心砖的需求也越来越高，煤矸石砖便是主要的新墙体材料，虽然煤矸石砖的硬度是普通黏土砖两倍左右，但是在实际的城市建设中，空心砖墙体强度低、脆性大、抗震性能差，所以提高空心砖的力学性能是非要必要的。
[0005]CN107445590A公开了一种烧结空心砖的制备方法，包括如下步骤：本专利技术首先将稻壳、活性污泥和复配煤矸石混合发酵，再经灭菌处理制得发酵混合料，随后将发酵混合料与有机粘结剂和无机粘结剂混合，并辅以乳化剂，高速搅拌混合均匀后注模压制成型，再经真空冷冻干燥，得砖坯，并将砖坯用硅酸钠溶液浸泡改性，再一次经炭化、高温烧结和碳化处理，即得烧结空心砖。本专利技术所得烧结空心砖的抗压强度得到了有效的提高，解决了传统烧结空心砖力学性能不佳，抗压强度低的问题。但是该专利技术存在力学性能仍有待加强，并在烧结中容易变形的缺陷，从而降低空心砖的保温性能。

技术实现思路

[0006]有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种力学性能好、并且在烧结中不易变形、保温性能好的以煤矸石为原料的空心砖。
[0007]为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用了如下的技术方案：
[0008]一种以煤矸石为原料的空心砖配方，包括如下组分：煤矸石、粉煤灰、秸秆粉、页
岩、钢渣、粘接剂、乳化剂、石墨烯、水。
[0009]优选的，所述的以煤矸石为原料的空心砖配方，包括如下重量份的组分：40
‑
60份煤矸石、8
‑
10份粉煤灰、10
‑
15份秸秆粉、10
‑
20份页岩、10
‑
20份钢渣、20
‑
30份粘接剂、5
‑
10份乳化剂、20
‑
30份石墨烯、200
‑
300份水。
[0010]优选的，所述粉煤灰为Ⅱ级粉煤灰。
[0011]优选的，所述粘接剂为硅酸盐水泥和香豆胶的混合物；两者的质量比为1
‑
2:2
‑
3。
[0012]优选的，所述乳化剂为吐温
‑
60、十二烷基硫酸钠、聚氧乙烯醚中的一种或多种。
[0013]优选的，所述石墨烯为改性石墨烯，其制备方法如下：
[0014]1)将1
‑
2g壳聚糖加入到50
‑
100mL 10
‑
20wt％的醋酸水溶液中，在600
‑
800rpm转速下搅拌2
‑
3h，然后加入0.5
‑
1g硫代卡巴肼，在500
‑
800rpm转速下搅拌0.5
‑
1h，再加入3
‑
5mL甲醛，在室温下于500
‑
800rpm转速下搅拌10
‑
12h得到凝胶状混合物；过滤，将凝胶状产物至于100
‑
150mL 0.5
‑
1mol/L氢氧化钠水溶液中，有沉淀产生；过滤，收集沉淀物分别用水和无水乙醇洗涤2
‑
3次后，在60
‑
80℃下干燥4
‑
6h，得到硫代卡巴肼改性壳聚糖；
[0015]2)将5
‑
8g马来酸酐加入100
‑
200mL水中，再加入0.5
‑
1g氧化石墨烯，在60
‑
100℃下反应10
‑
12h，反应结束后冷却至室温，过滤收集固体物后水洗2
‑
3次，然后在
‑
25～
‑
15℃下冷冻干燥20
‑
24h，得到羧基化氧化石墨烯；将1
‑
2g羧基化氧化石墨烯、1
‑
2g硫代卡巴肼改性壳聚糖加入到100
‑
200mL 10
‑
20wt％的醋酸水溶液中，在60
‑
100℃下反应6
‑
8h，反应结束后，冷却至室温，过滤收集滤饼，将滤饼置于
‑
25～
‑
15℃下冷冻干燥20
‑
24h，得到硫代卡巴肼改性壳聚糖交联石墨烯；
[0016]3)将0.5
‑
1g滑石粉加入到50
‑
80mLN,N
‑
二甲基甲酰胺中，超声处理30
‑
50min后，加入0.5
‑
1g硫代卡巴肼改性壳聚糖交联石墨烯，搅拌20
‑
30min后，过滤，收集滤饼，将滤饼置于60
‑
80℃下干燥6
‑
8h，得到改性石墨烯。
[0017]煤矸石空心砖，由于原料成分波动大，含有的有机质和细微颗粒的含量较高，而有机质和细微颗粒具有很强的封存水分的能力，同时也易于阻塞砖坯中的水分通道，使得砖坯中的水分的排出速率变低，导致砖坯中的水分不易快速排出，从而使得砖坯在焙烧过程中很容易发生变形。现有技术中，为了降低砖坯的焙烧变性，在焙烧前会对砖坯进行干燥处理，从而降低砖坯的含水率，但是在高燥过程中，砖坯中的部分水分通道因有机质以及细微颗粒存在造成堵塞，使得砖坯中的水分排出不均匀，虽然干燥处理可以降低砖坯的整体含水率，但是排水速率的不均匀，导致干燥后的砖坯中水分分布不均匀，有些部位含水本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种以煤矸石为原料的空心砖配方，其特征在于，包括如下组分：煤矸石、粉煤灰、秸秆粉、页岩、钢渣、粘接剂、乳化剂、石墨烯、水。2.如权利要求1所述的以煤矸石为原料的空心砖配方，其特征在于，包括如下重量份的组分：40
‑
60份煤矸石、8
‑
10份粉煤灰、10
‑
15份秸秆粉、10
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20份页岩、10
‑
20份钢渣、20
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30份粘接剂、5
‑
10份乳化剂、20
‑
30份石墨烯、200
‑
300份水。3.如权利要求1或2所述的以煤矸石为原料的空心砖配方，其特征在于：所述粉煤灰为Ⅱ级粉煤灰。4.如权利要求1或2所述的以煤矸石为原料的空心砖配方，其特征在于：所述粘接剂为硅酸盐水泥和香豆胶的混合物。5.如权利要求1或2所述的以煤矸石为原料的空心砖配方，其特征在于：所述乳化剂为吐温
‑
60、十二烷基硫酸钠、聚氧乙烯醚中的一种或多种。6.如权利要求1或2所述的以煤矸石为原料的空心砖配方，其特征在于：所述石墨烯为改性石墨烯，其制备方法如下：1)将1
‑
2g壳聚糖加入到50
‑
100mL 10
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20wt％的醋酸水溶液中，在600
‑
800rpm转速下搅拌2
‑
3h，然后加入0.5
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1g硫代卡巴肼，在500
‑
800rpm转速下搅拌0.5
‑
1h，再加入3
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5mL甲醛，在室温下于500
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800rpm转速下搅拌10
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12h，得到凝胶状混合物；过滤，将凝胶状产物至于100
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150mL 0.5
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1mol/L氢氧化钠水溶液中，有沉淀产生；过滤，收集沉淀物分别用水和无水乙醇洗涤2
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3次后，在60
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80℃下干燥4
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6h，得到硫代卡巴肼改性壳聚糖；2)将5
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8g马来酸酐加入100
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200mL水中，再加入0.5
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1g氧化石墨烯，在60
‑
100℃下反应10
‑
12h，反应结束后冷却至室温，过滤收集固体物后水洗2
‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶新斌，杜学兵，陶存奇，陶文，陶存庄，陶伟，
申请(专利权)人：长丰县耕耘农工贸有限责任公司，
类型：发明
国别省市：