利用工业废渣制作免烧多孔承重墙体砖及其成型技术制造技术

一种建材领域用工业废渣制作免烧多孔承重墙体砖及其成型技术，为用户提供了多面体墙体砖、孔型、配方、成型模具及制作技术。配方中工业废渣为４０～７５％，粗骨料１５～３５％，粘结剂１０～２５％，外加剂２～５％和适量的水。由胎模［１］、模芯、支承和上压盖所组成的成型模具，在１５～２０ＭＰａ压力下成型后进行自然或蒸气养护。其优点是①充分利用工业废渣，②价格便宜１／３，③重量轻保温好，可使墙厚减少２０％，减重１０％以上，④由于重量轻可加大体积，从而可提高施工速度３０％。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到免烧多孔承重墙体砖及其成型模具和制作方法，属于建筑材料领域。随着基本建设的发展，墙体材料及其承重砖的用量逐年增加。但我国的墙体材料一直以烧结红砖为主，约占90%以上。致使占用大量农田，浪费能源，甚至破坏生态平衡。近年来，废渣墙体砖(尺寸240×115×175，390×190×190mm)的出现，已成为墙体改革的重点。免烧非承重空心砖其结构特征是空心率占42%左右，二孔，它只作为墙体框架充填材料，其成分主要采用炉渣和水泥制成，这种砖其原料，优其是炉渣来源较紧张，对进一步推广生产受到限制，而实心工业废渣墙体砖，特别是免烧标准砖，虽然是利废项目，但其干缩性大(大于0.5mm/m)，抗冻性差(-18℃冷冻2小时，然后+20℃水中20小时反复15次仍脱皮)和砌体强度低。这些问题目前没有很好解决，使之生产和全面应用受到限制。本专利技术的目的是利用工业废渣制作具有多孔、轻质、节能效果的免烧多孔承重墙体砖，并提供这种墙体砖的成分配方和成型模具及其制作工艺技术。本专利技术的基本构思是，生产原料应丰富、便宜，充分利用工业废渣，成分配方可靠，制作工艺简单，并且有一套成型模具用以使这种免烧多孔承重墙体砖成型，这种模具即可单独使用进行手工操作，又可进行机械化操作，(如利用现有摩擦压力制砖机等)，还可利用这种模具另行设计连续生产的设备来制作这种墙体砖。本专利技术所利用工业废渣制作免烧多孔承重墙体砖及其成型技术，其砖形特征是，在多面体墙体砖的两个对称大面贯穿有1至多个呈单排列或多排列的梅花状分布的孔。本专利技术的配方(重量百分数，下同)特征是，工业废渣为40～75%，粗骨料为15～35%，粘结剂为10～25%，另加2～5%的外加剂和适量的易于使砖体成型的水。本专利技术技术的成型是在由胎模部分、模心(包括孔杆、加压板)部分、支承(包括孔杆底坐、加力杆、加力杆底坐和支撑架)部分和上压盖部分所组成的成型模具上进行的。这种成型模具结构特征是，其加压板、孔杆底坐和加力杆底坐相互保持平行，加力杆通过孔杆底坐上的滑孔，其两端分别垂直固接在加压板与加力杆底坐的两个端头，孔杆其一端通过加压板上的排孔，相互平行地垂直固接通在孔杆底坐上，当胎模安装在孔杆底坐上时，模芯正好处于胎模的空腔之中，并且，加压板可沿孔杆在胎模的空腔内上下移动。胎模是用螺丝通过其上两端的凹槽与孔杆底坐上的孔眼紧固在孔杆底坐上。支撑架处于加力杆底坐和孔杆底坐之间的两个端头，上压盖处于胎模的上方。制作工艺特征是，将配比好的原料，倒入搅拌釜中，再加入能使其成型的适量的水后，进行搅拌混料不少于30分钟，然后，倒出进行轮碾30分钟以上，取出放在成型模具中，把上压盖放在胎模上方，此时，撤掉支撑架，对上压盖与加力杆底坐同时相对加15～20MPa的压力，使其成型，然后，除掉上压盖，固定孔杆底坐继续对加力杆底坐施力，推出成型砖体，最后，将该砖体进行自然养护28天或采用蒸气养护，其方法是在50℃～300℃饱和蒸气压力下，加热2小时，保温8小时，再随炉冷却2小时即可成为成品待用。利用工业废渣制作免烧多孔承重墙体砖及其成型技术，其进一步的特征在于，多面体墙体砖的两个对称大面可以是矩形、方形、菱形、多角形、圆形和椭圆形;通过两个相对称大面所贯穿的孔，数目少于3孔时，可呈单排列一字形分布，多于3孔时应呈多排梅花状分布，该孔的断面形状，根据砖体孔的数目，最后由孔杆的断面形状来决定，它可以是圆形、椭圆形、三角形、菱形和方形及长方形、一般为圆形。非圆形及非椭圆形的孔必须加有圆角。本专利技术配方中的粘结剂，可以采用无机材料或有机材料，无机材料包括水泥、石灰、水玻璃、磷酸盐、苦土等，有机材料包括聚丁二烯、硅烷、脲醛、酚醛树脂、丙烯酰胺等。为成型方便或提高力学性能指标而加入的粗骨料为，包括砂子、矿粉、各种尾矿等。工业废渣的粒度较粗时也可不加粗骨料，而直接用较粗的工业废渣、粘结剂、外加剂配料。使用本专利技术配方时，其进一步的特征在于，工业废渣的加入量的多少，视其废渣的质量而定，如果工业废渣质量不高，碳含量过大(这时，可用来制作低标号砖)时，则应取下限，此时，相应的其他成分即粗骨料和粘结剂则应取上限，如果工业废渣中含碳量少，则配料中工业废渣的加入量应取上限，此时，粗骨料、粘结剂的加入量则取下限。对于粘结剂的加入量，除应考虑加入粗骨料和工业废渣的量外，还应考虑粘结剂本身的标号，就是说，粘结剂的牌号大粘结强度高(如600＃水泥、525kg/cm2)则可少加一点，取下限，反之，粘结强度低(如325＃水泥)则可多加一点，取上限。外加剂可视其纯度的高低而定，纯度高则取下限，纯度低则取上限，一般可取其平均值。配方中最好值是工业废渣为50～60%，粗骨料为20～25%，粘结剂为15～20%，外加剂为2～3%，水量应以能使配料粘结成型为宜。如果工业废渣的粒度较粗，则可不加粗骨料，全部用工业废渣和上述数量的粘结剂，外加剂和适量使其成型的水进行配料。配方中所述的外加剂，通常包括CaCl2、NaCl、Na2SO4、Na2CO3、CaSO4、Na2O.nSiO2、NaOH、氯化亚锡、铝酸钠、三乙醇胺、硅酸乙酯、松脂皂、糖密、木质素璜酸钙(本钙)、乙二醛、磷酸、木胺 、铬木素、丙烯酰胺等。在使用这些种类的外加剂时，应有下面的考虑①如果所制作的墙体砖需要早强性(即成型时强度增加的快)，则加入具有早强作用的外加剂，如CaCl2、Na2SO4、Na2O.nSiO2等，②如果所制作的墙体砖需要减水性，则加入减水性的外加剂，如糖密、木胺、木质素等。③如果所制作的墙体砖需提高抗冻性，则应加入NaCl2、三乙醇胺等。本专利技术配方中，不采用CuSO4.2H2O。本专利技术制作工艺应进一步说明的是，采用蒸气养护时，一般在低温(即50℃)蒸气压力下养护即可满足要求，如果砖体耐久性要求特别高时，则应采用高温(即100～300℃)饱和蒸气压力下养护。本专利技术成型模具的进一步特征在于，加压板的尺寸大小，应与胎模的内腔水平断面的尺寸大小相吻合，以保证加压板在胎模内水平上下移动时阻力小，且又不易因有较大的间隙而漏料。而支撑架的高度，不得小于胎模的高度。孔杆的长度，一般应等于胎模的高度，即当上压盖压在胎模的上面时，孔杆的上端(即自由端)，正好与上压盖的下缘外表面(即上压盖的底面)相接触。采用本成型模具，工作时用手工操作其过程如下首先将成型具模组装好，两个支撑架放在孔杆底坐与加力杆底坐之间的两个端头，使将孔杆底坐支承需要的高度，然后，向胎模内填加正好是一块砖数量的配料，将上压盖放在胎模上方，撤掉支撑架(此时，孔杆底坐由于填料使摩擦力增加而不会下落)，之后，向胎模的上压盖和加力杆底坐同时相对加压，这时，加压板在加力杆的作用下便沿孔杆向上移动，当把填料压制规定的厚度(可由标尺或数字显示)时，停止加压，撤掉上压盖，胎模及孔杆底坐固定不动，再向加力杆底坐继续加压，这时，在加压杆的作用下，使加压板继续沿孔杆上移，最后，将砖体从胎模中推出，移到另处进行养护，再重复上述动作，便可制作出另一块墙体砖，如此类推，便可继续对砖体成型加工。如果其过程采用机械化操作，则支撑架和上压盖都不需要单独设立，上述各动作可机械化操作。本专利技术技术的主要优点是①充分利用工业废渣，净化环境，②价格比现有承重砖便宜约1/3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用工业废渣制作免烧多孔承重墙体砖及其成型技术，其特征在于：ａ. 在多面体墙体砖的两个对称大面贯穿有１至多个呈单排列或多排列的梅花状分布的孔，ｂ. 以工业废渣为主要原料的墙体砖，其配方（重量百分比，下同）是：工业废渣为：４０～７ ５％，粗骨料为：１５～３５％，粘结剂为：１０～２５％另加，外加剂为：２～５％，以及适量易于使砖体成型的水，ｃ. 由胎模［１］、模芯（包括孔杆［２］、加压板［３］）、支承（包括孔杆底坐［４］、加力杆［５］、加力杆底坐［６］和 支撑架［７］）和上压盖［８］部分所组成的成型模具，其加压板［３］、孔杆底坐［４］和加力杆底坐［６］相互保持平行，加力杆［５］通过孔杆底坐［４］上的滑孔［１１］，其两端分别垂直固接在加压板［３］与加力杆底坐［６］的两个端头，孔杆［２］其一端通过加压板［３］上的排孔［１２］，相互平行地垂直固接在孔杆底坐［４］上，当胎模［１］安装在孔杆底坐［４］上时，模芯正好处于胎模［１］的空腔之中，并且，加压板［３］可沿孔杆［２］在胎模［１］的空腔内上下移动，支撑架［７］处于加力杆底坐［６］和孔杆底坐［４］之间的两个端头，上压盖［８］处于胎模［１］的上方，ｄ. 制作工艺是，将配比好的原料倒入搅拌釜中，加入适量的水后进行搅拌混料不少于３０分钟，然后，轮碾３０分钟以上，再放入成型模具中，把上压盖［８］放在胎模［１］上方，此时，撤掉支 撑架［７］，对上压盖［８］与加力杆底坐［６］同时相对加力１５～２０ＭＰａ使其成型，然后，除掉上压盖［８］，继续对加力杆底坐［６］施力推出成型砖体，最后，将该砖体放置他处进行自然养护２８天或采用蒸气养护，其方法是在５０～３００℃饱和蒸气压力下，加热２小时，保温８小时，再随炉冷却２小时即可出厂待用。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王立久，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：91[中国|大连]