一种免烧墙体材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于建筑材料领域，涉及利用工业或／和建筑废料生产的免烧墙体材料及其制备方法。本发明专利技术免烧墙体材料的各原料组分和按质量百分比含量为：高硫石油焦灰渣：含量为１０％～４０％；骨料：含量为３０％～７０％；粉煤灰：含量为１５％～４０％；激发剂：含量为０．５％～５％。本发明专利技术为合理、清洁地利用建筑垃圾和粉煤灰、高硫石油焦灰渣等工业废料提供了一种新的途径，其制备方法操作简单，切实可行，生产过程采用免烧工艺，更加节能环保，经济性好；本发明专利技术的墙体建材产品既可用于维护结构墙体，也可用于承重结构墙体，应用范围十分广泛，具有显著的经济和社会意义，应用前景非常广阔。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于建筑材料领域，涉及一种墙体材料，特别是一种利用工业或/和建筑废料生产 的免烧墙体材料及其制备方法。
技术介绍
随着资源和环境保护意识的提高，传统建材以资源的大量消耗和生态环境的严重破坏为 代价换取的非持续性发展已越来越不能满足社会的要求，新型绿色建材是新形势、新理念下 建筑业的发展方向。石油焦是炼油厂延迟焦化装置的产品，具有热值高、灰分低、氮硫含量高和挥发分低等 特点。根据含硫量的不同，可分高硫焦(硫含量3%以上)和低硫焦(含硫量3%以下)。上 世纪90年代以前，我国炼油行业主要加工低硫含量的原油，生产的石油焦具有良好的工业应 用性能，可代替焦炭用于生产优质钢材，也可以生产电解铝、电解铜等行业中使用的电极。 由于国内的原油不足，近年来大量增加了进口原油数量，在沿海地区所建的炼油厂主要加工 中东高硫原油。随着世界石油的大量开采，原油的品质越来越差，延迟焦化装置生产的石油 焦的含硫量高达5 8%，用于钢铁行业会降钢铁质量，用于电解铝行业会降低生产效率，不 适合用于要求较高的化工和冶金工业，目前高硫石油焦主要用作工业锅炉的燃料。据统计，2008年我国原油进口量达到了 17888万吨，比上年增长9.6%，而且将会逐年增 加。高硫石油焦产量约为焦化原料油的25%-30%，每年将达到4000-5000万吨，目前主要用 作循环流化床锅炉(CFB)的燃料。循环流化床燃烧技术是近年来迅速发展的高效、低污染的 清洁燃烧技术，其主要特点在于燃料及脱硫剂石灰石经多次循环低温燃烧和脱硫反应，脱硫 效率超过90%，能达到环保标准。但循环流化床锅炉燃烧高硫石油焦的优点和缺点都很明显。 其优点是在燃烧的同时完成脱硫过程，不需要煤粉制备过程，其缺点是钙硫摩尔比高，以高 硫石油焦含硫量为5% 6%为例，石灰石用量约为石油焦的40% 50%，需要配套建设石灰 石制粉、输送系统，排渣量与石灰石用量大体相同，镇海炼化公司两台CFB锅炉年耗高硫石 油焦296kT，年消耗石灰石130kT，排渣量约130kT，目前排渣的利用价值不高。随着这种清 洁燃烧技术的推广，循环流化床锅炉(CFB)燃烧产物一一高硫石油焦灰渣的产量也越来越大， 如何清洁合理地利用这些新生工业废料，避免新的环境污染，成为一个新的问题。此外，近些年来，随着全国各地城市化进程的推进，城市建设中的旧房改造、楼房拆迁、 改建、扩建工程所带来的建筑垃圾已成为各地建筑部门和城管部门十分头痛的问题。除了需要缴纳大量的征地费用及运输费用外，还会污染环境和破坏人文景观。建筑垃圾作为一种新 型污染源，其治理工作正日益受到人们的重视。如何才能更好地实现高硫石油焦灰渣的清洁利用，如何避免建筑垃圾带来的环境污染， 如何变废为宝，将这些工业及建筑废料变成有效的再生资源，创造更多的经济效益和社会效 益，是一个亟待解决的社会难题。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于克服上述缺陷，提供一种高性能的、可以综合利用高硫石油焦灰 渣和多种废料的免烧墙体材料。研究分析表明，循环流化床锅炉(CFB)燃烧产生的高硫石油焦灰渣的主要矿物相为ct-石英、硬石膏和石灰等，并含有少量的赤铁矿、长石，以及粘土矿物，甚至含有硅酸二钙、 铁酸钙等矿物，具有很好的活性，具有良好的胶凝性能，完全可以用于建筑材料的生产。本专利技术免烧墙体材料是这样实现的，其各原料组分和按质量百分比含量为1) 高硫石油焦灰渣为高硫石油焦脱硫燃烧产生的废渣，包括炉底渣和收尘设 备收集下来的飞灰，含量为10%~40%;2) 骨料为建筑垃圾再生骨料、天然骨料、工业废渣骨料中的任一种或者是一种以上的混合料，含量为30%~70%，所述天然骨料包括碎石、卵石或砂，建筑垃圾再生骨料包括废弃混凝土、砂浆、砖瓦或石材的粉碎料及其组合，工业废渣骨料包括高炉矿渣、锅炉渣以及金矿、铜矿、铁矿或石墨矿的尾矿砂；3) 粉煤灰包括干排灰、湿排灰或两者的混合料，含量为15% 40%;4) 激发剂为水泥、石膏、元明粉、食盐中的任一种或者是一种以上的混合料， 含量为0.5%~5%;根据实际需要，产品的最终外观形式可以是标准砖，也可以是砌块或墙板。按照目 前的生产工艺，高硫石油焦脱硫燃烧产生的高硫石油焦灰渣，包括炉底渣和收尘设备收集下 来的飞灰，都可以直接用于本专利技术免烧墙体材料的生产，应用于生产时，炉底渣和飞灰可以 分别单独使用，也可以混合使用。为了进一步提高产品的性能，还可以将炉底渣磨细后再使用。此外，本专利技术免烧墙体材料中的骨料，以粒径不超过10mm为宜。本专利技术的另一个目的在于提供一种免烧墙体材料的制备方法，包括如下步骤1)骨料制备粒径不超过10mm的建筑垃圾再生骨料、天然骨料、工业废渣骨 料可直接作为生产用骨料使用；对于尺寸较大的建筑垃圾再生骨料，需将建筑垃圾中的无机硬质材料一一包括废弃混凝土、砂浆、砖瓦、石材，通过破碎、筛分制备成粒径不超过10mm的颗粒作为生产用骨料；对于尺寸较大的 天然骨料或工业废渣骨料，需将天然骨料或工业废渣骨料通过破碎、筛分制 备成粒径不超过10rnm的颗粒作为生产用骨料；或者将粒径不超过10mm的 建筑垃圾再生骨料、天然骨料或工业废渣骨料中至少两种材料混合后作为生 产用骨料；2) 称料将各原料组分按质量配合比称量备用；3) 搅拌将称量好的各种原料混合，加入的水搅拌均匀，根据原料的种类和含量不同，所需水的质量为固体物料质量的10%~25%;4) 成型利用成型设备压制成型，成型压力为10MPa-30MPa;5) 养护养护工艺采用蒸压养护或蒸汽养护；6) 出釜将养护好的制品取出，即为成品。在生产本专利技术墙体材料的过程中，采用蒸压养护时，如果使用饱和蒸汽，其工艺参数为 升压/温不少于2小时，恒压/温4-10小时，降压/温不少于2小时，恒定蒸汽压力为 0.8MPa-1.6MPa;采用蒸汽养护时，应在80'C-100'C蒸汽下养护6-24小时。在搅拌过程中， 为了使各种原料搅拌均匀，可以按原料用量多少的顺序加入。此外，由于本专利技术免烧墙体 材料中激发剂含量较小，因此，为使其充分发挥效用，保证产品性能，在搅拌时一定要将其 搅拌均匀，保证激发剂均匀地分散在混合料中。再有，根据使用的骨料、粉煤灰及高硫石油 焦灰渣的种类及配比不同，搅拌时需水量也有所差别， 一般情况下要加入质量为固体物料质 量10%~25%的水。另外，成型后的制品在养护前可以静停放置一段时间，目的是使制品具有 一定强度，以抵御在养护升温时由于温度变化和水分迁移引起的应力，防止制品产生裂缝。 静停消化期间，混合料中的CaO和水H20发生反应后变成熟石灰，制品产生初始强度。所述 静停一般采用自然静停，避光放置，该阶段的环境温度不宜低于5'C，根据制品的尺寸不同， 静停所需时间不等。利用蒸压釜对成型后的制品进行蒸压养护时，蒸压釜的压力表上反映出的压力是蒸汽和 空气两个分压力之和，在蒸养之前需要排冷空气或抽真空。若采用排冷空气方式，应保证有 大量蒸汽喷出至少20分钟后再关闭排气阀；若采用抽真空方式，优选的将真空度控制在一 0.06 一0.07MPa。降温阶段是高温生成矿物向低温稳定矿物转变的过程，这一阶段的物理及 化学动力，对于制品最终的矿物组成与结构构造至关重要，需要缓慢进行，所以降温一般不 少于2h。建筑垃圾、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种免烧墙体材料，其特征在于各原料组分和质量百分比含量为：　１）高硫石油焦灰渣：为高硫石油焦脱硫燃烧产生的废渣，包括炉底渣和收尘设备收集下来的飞灰，含量为１０％～４０％；　２）骨料：为建筑垃圾再生骨料、天然骨料、工业废渣骨料中的 任一种或者是一种以上的混合料，含量为３０％～７０％，所述天然骨料包括碎石、卵石或砂粒，建筑垃圾再生骨料包括废弃混凝土、砂浆、砖瓦或石材的粉碎料及其组合，工业废渣骨料包括高炉矿渣、锅炉渣以及金矿、铜矿、铁矿或石墨矿的尾矿砂；　３）粉煤灰 ：包括干排灰、湿排灰或两者的混合料，含量为１５％～４０％；　４）激发剂：为水泥、石膏、元明粉、食盐中的任一种或者是一种以上的混合料，含量为０．５％～５％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李秋义，
申请(专利权)人：李秋义，
类型：发明
国别省市：95[中国|青岛]