煤矸石无熟料水泥红壤(粘土)砖及其制作工艺

煤矸石无熟料水泥红壤(粘土)砖及其制作工艺

本发明涉及化学技术领域，具体地说是一种无熟料水泥红壤(粘土)砖及其制作工艺。

我国红壤资源十分丰富，据有关资料统计，红壤占整个土地面积的38％，利用红壤荒山坡土与胶凝材料蒸制建材产品，可节约能耗，避免毁田烧砖等。现在，用红壤、水泥和石灰生产免烧砖已取得成功，但是这种砖容量大，强度低，不能用于高层建筑，而且生产时需较大堆场，周转期也太长；采用石灰和红壤制蒸养砖，其蒸养时间长，煤、电能耗高，这种砖吸水后，强度会明显下降，实用性差；用85％的硅砂和15％石灰并加水经混合搅拌→消化→搅拌→压制成型→饱和蒸气养护工艺制成的灰砂砖，虽然其强度较上述砖高，但强度仍然偏低，而且硅砂分布范围较窄，采集与运输困难，生产成本偏高。

本发明的任务是提供一种强度高，容重小，生产成本低，而且取料广泛的无熟料水泥红壤(粘土)砖及其制作工艺。

实现本发明目的产品配方比是：无熟料水泥为20—30％，红壤为70—80％，两组份重量和为100％，其中的无熟料水泥的配方比是：煅烧的煤矸石渣或粉煤灰、或高炉矿渣为52—72％、生石灰为24—42％，石膏为4—6％。

红壤的SiO2含量大于60％，Al2O3含量大于12％，MgO含量小于5％；煤矸石渣的SiO2和Al2O3含量大于60％，MgO含量小于5％；生石灰的CaO含量在40％以上，MgO的含量在5％以下；石膏的CaSO4·2H2O含量大于7％，含水量小于2.5％。

实现上述发明产品的制作方法是采用改进的制灰砂砖蒸压养护(以下简称蒸养)工艺，改进的部分工艺是：1、烘干红壤，使之水份低于2％，研磨至粒度小于1毫米；2、烘干煅烧的煤矸石渣，使之水份低于2％；3、按比例计量并混磨煤矸石、生石灰、石膏至细度4900孔/厘米2筛余15％以下制成水硬性无熟料水泥；4、于一次搅拌中按混合料重量的13—18％一次加足水；5、混料的消化时间长于35分钟，短于1小时(自停止配料开始计算)；6、蒸养中，恒温时间短于8小时，长于6.5小时。放气降温时间短于3小时、长于1.5小时。

本发明的产品较用红壤、水泥和石灰生产的免烧砖容重小，生产周期短，强度高；较红壤和石灰蒸养砖强度高，吸水后强度无明显下降；较灰砂砖重量轻，取料广泛，生产成本低；本发明可避免毁田制砖现象的发生。经检测，本发明产品抗折强度平均值为3.46兆帕，抗压强度平均值为17.5兆帕，自然存放42个月其强度可增长5％且无风化现象，并具有较好的抗冻性；使用它，不需采用框架结构可筑于6—7层建筑物中，从而可节省大量的水泥和钢材等。

以下结合本发明的几种实施例进一步说明。

实施例1：取SiO2含量大于60％、Al2O3含量大于12％、MgO含量小于5％、烧失量小于1％的红壤，将其烘干至水份含量小于2％，并于轮辗机中辗至粒度小于1毫米；分别取SiO2和Al2O3含量大于60％、MgO含量小于5％、粒度小于30毫米、水份含量低于2％煅烧过的煤矸石渣，CaO含量在40％以上，MgO的含量在5％以下，粒度小于30毫米的生石灰和CaSO4·2H2O的含量在70％以上，粒度小于30毫米、含水量小于2.5％的石膏。

按下列重量配比：煤矸石渣：60％，生石灰：35％，石膏：5％，各组份总和为100％，将其混磨并制备成出磨细度为4900目筛余量为15％以下的水硬性胶凝无熟料水泥。

再将上述红壤和无熟料水泥按下列重量配比：红壤：75％，无熟料水泥25％、将此配料按一次搅拌→消化→二次搅拌→成型→蒸养制成本发明产品。

本实施例发明产品生产工艺全流程如图1所示：将备用的红壤、煅烧过的煤矸石渣分别烘干，并将红壤置于轮辗机中辗至所要求的粒度，再将备用的生石灰、石膏分别破碎，计量并置于球磨机中磨碎至所要求的粒度。将上述加工后的配料按配比混合，加入适量水进行一次搅拌，搅拌后消化，再进一次搅拌后按单块砖的一般规格成型后蒸养，蒸养一定时间后即将砖制成，最后经过检验才符合质量要求的产品出厂。

其中：烘干红壤，使含水份量低于2％，研磨粒度小于1毫米；烘干煤矸石渣使之水份低于2％；按比例计量并混磨煤矸石、生石灰、石膏至细度4900目筛余15％以下，制成无熟料水泥按比例与红壤配料，在一次搅拌中按混合料重量的18％一次加水；消化60分钟再进行一次搅拌；按单块240×115×53成型后蒸养，即升温2小时，在8个大气压和174.5℃中恒温7小时后放气降温2小时。

本实施例产品标号可达100号以上，其检测结果如下：①外观颜色：灰褐色；②外观质量：壹等；③成品合格率：98％；④吸水率：10％以下；⑤单块质量：1800g；⑥抗折强度：平均值3.0兆帕，单块最低2.1兆帕。

⑦抗压强度：平均值16兆帕，单块最低13.4兆帕。

⑧抗冻性：15次循环合格。

⑨耐久性：自然存放叁年六个月，强度增长5％，无风化现象。

本实施例1的产品性能较佳。

实施例2：本实施例的工艺流程与实施例1完全相同，不同的是：按下列重量配比：煅烧的煤矸石渣：72％，生石灰：24％，石  膏：4％，各组份总和为100％，将其混磨制成无熟料水泥。再将红壤和上述无熟料水泥按下列重量配比：红壤：    80％，

无熟料水泥：20％，各组份总和为100％。

工艺流程中，在一次搅拌中按混合料重量的13％加水；消化35分钟再进行一次搅拌，升温6.5小时，在8个大气压和174.5℃中恒温6.5小时后放气降温1.5小时。其它工艺完全与实施例1相同并蒸制成本发明产品。

本实施例产品的抗折，抗压强度较实施例1均低，其它性能也稍差。

实施例3：本实施例的工艺流程与实施例1相同，不同的是：按下列重量配比：煅烧的煤矸石渣：52％，生石灰：42％，石  膏6％，各组份总和为100％，将其混磨制成无熟料水泥。再将红壤和上述无熟料水泥按下列重量配比：红      壤：70％，无熟料水泥：30％，各组份总和为100％。

工艺流程中，在一次搅拌中按混合料重量的18％加水，消化40分钟再进行一次搅拌，升温8小时后放气降温3小时。其它工艺与实施例1相同并蒸制成本发明产品。

本实施例产品标号可达150号以上，其检测结果如下：①外观颜色：灰褐色；②外观质量：壹等；

③成品合格率：98％；④吸水率：10％以下；⑤单块质量：1800g；⑥抗折强度：平均值3.46兆帕，单块最低2.45兆帕。

⑦抗压强度：平均值17.5兆帕，单块最低14.4兆帕。

⑧抗冻性：15次循环合格。

⑨耐久性：自然存放叁年六个月，强度增长5％，无风化现象。

本实施例产品性能最佳。

本发明的上述实施例中，还可选用相同化学成份的粘土取代红壤，选用粉煤灰或者高炉矿渣取代煤矸石，采用同样的蒸制工艺，所制成的产品有同样的性能。