一种利用火山灰生产的无机聚合环保免烧砖及其制备工艺

摘要

本发明涉及建筑砖块技术领域，具体涉及一种利用火山灰生产的无机聚合环保免烧砖，以及它的制备工艺。该无机聚合环保免烧砖的原料包括：火山灰和13‑15mol/L的NaOH溶液；其制备工艺为：以火山灰为原料，用13‑15mol/L的NaOH溶液调节湿度，使免烧砖的含水量为15‑17％，90℃条件下养护7天，即得产品。本发明提供的无机聚合环保免烧砖，密实度好，抗压强度高；且创造性的充分利用了火山灰资源，有助于节约粘土资源和热量能源，降低制砖成本；此外，本发明免烧砖的生产工艺简单，劳动强度低。可广泛应用于建筑承重的填充砌块。

说明书

技术领域

本发明涉及建筑砖块技术领域，具体涉及一种利用火山灰生产的无机聚合环保免烧砖及其制备工艺。

背景技术

传统的建筑行业中多以粘土和页岩为原料，进行高温(900-1000℃)烧结，制成实心/空心砖，其不足之处在于烧结粘土砖既破坏了宝贵的耕地资源，又会在烧结过程中产生污染气体，与可持续发展的要求相违背；为解决这一问题，免烧砖逐渐发展起来。现有技术中免烧砖多以废弃铜尾矿、铁尾矿、铅锌尾矿和磷石膏等作为主要原材料，以火山灰为活性辅料进行制备，生产过程无需烧结，节能环保，同时能将废弃资源再次利用，但是废弃的铜尾矿、铁尾矿、铅锌尾矿和磷石膏数量有限，不能满足日益增长的建筑需求，降低了免烧砖的实际应用价值。

我国是一个多火山的国家，东北的长白山地区蕴藏着大量的火山灰资源，且火山灰的主要成分与铜尾矿、铁尾矿的成分相似，如何充分利用丰富的火山灰资源制造出环保型免烧砖是一个亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种密实度好，抗压强度高，成本低廉，节能环保的利用火山灰生产的无机聚合环保免烧砖，以及它的制备工艺。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种利用火山灰生产的无机聚合环保免烧砖，该无机聚合环保免烧砖的原料包括：火山灰和13-15mol/L的NaOH溶液。

进一步的，所述火山灰按照重量百分比包括如下粒度的火山灰： 粒度>1mm的火山灰含量为0-5wt％、粒度为0.25-1mm的火山灰含量为10-15wt％、粒度为0.18-0.25mm的火山灰含量为40-50％、粒度<0.18mm的火山灰含量为30-40％。

进一步的，所述火山灰由如下质量份的组分组成：SiO₂：62-66％、Al₂O₃：13-16％、TFe₂O₃：4-6％、CaO：1-2％、MgO：0-0.5％、K₂O：4-6％、Na₂O：4-6％、TiO₂：0.2-0.8％、P₂O₃：0-0.2％、MnO：0-0.2％和其他不可避免的杂质。

进一步的，所述火山灰由如下质量份的组分组成：SiO₂：65.51％、Al₂O₃：15.45％、TFe₂O₃：5.81％、CaO：1.27％、MgO：0.38％、K₂O：4.66％、Na₂O：5.13％、TiO₂：0.59％、P₂O₃：0.1％、MnO：0.15％和其他不可避免的杂质。

一种利用火山灰生产的无机聚合环保免烧砖的制备工艺，步骤如下：以所述粒度的火山灰为原料，用13-15mol/L的NaOH溶液调节湿度，使免烧砖的含水量为15-17％，90℃条件下养护7天，即得无机聚合环保免烧砖。

进一步的，所述利用火山灰生产的无机聚合环保免烧砖的制备工艺，步骤如下：以所述粒度的火山灰为原料，用14mol/L的NaOH溶液调节湿度，使免烧砖的含水量为16％，90℃条件下养护7天，即得无机聚合免烧砖。

本发明提供的无机聚合环保免烧砖，密实度好，抗压强度高；且创造性的充分利用了火山灰资源，有助于节约粘土资源和热量能源，降低制砖成本；此外，本发明免烧砖的生产工艺简单，劳动强度低。可广泛应用于建筑承重的填充砌块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造 性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施例所用火山灰，取自长白山和平电站、光明电站和黄松蒲林场。

实施例1：

一种利用火山灰生产的无机聚合环保免烧砖，原料包括：火山灰和13mol/L的NaOH溶液。火山灰的粒度分布范围为：粒度为0.25-1mm的火山灰含量为15wt％、粒度为0.18-0.25mm的火山灰含量为50％、粒度<0.18mm的火山灰含量为35％；其组成成分为：SiO₂：62％、Al₂O₃：16％、TFe₂O₃：6％、CaO：1％、K₂O：6％、Na₂O：6％、TiO₂：0.8％、P₂O₃：0.2％、MnO：0.2％和其他不可避免的杂质。

其生产工艺为：将火山灰和13mol/L的NaOH溶液用搅拌机搅拌混合均匀，调节湿度，使免烧砖的含水量为15％。将搅拌好的试样放入70.7mm×70.7mm×70.7mm的混凝土立方体标准试模，人工振捣充分后，放入烘箱，并控制养护温度保持90℃。养护7d后拆模，用10t万能压力机测试其抗压强度，对反应后部分试样取样。

实施例2：

一种利用火山灰生产的无机聚合环保免烧砖，原料包括：火山灰和14mol/L的NaOH溶液。火山灰的粒度分布范围为：粒度>1mm的火山灰含量为5wt％、粒度为0.25-1mm的火山灰含量为15wt％、粒度为0.18-0.25mm的火山灰含量为40％、粒度<0.18mm的火山灰含量为40％；其组成成分为：SiO₂：65.51％、Al₂O₃：15.85％、TFe₂O₃：5.81％、CaO：1.27％、MgO：0.38％、K₂O：4.66％、Na₂O：5.13％、TiO₂：0.59％、P₂O₃：0.1％、MnO：0.15％和其他不可避免的杂质。

其生产工艺为：将火山灰和14mol/L的NaOH溶液用搅拌机搅拌混合均匀，调节湿度，使免烧砖的含水量为16％。将搅拌好的试样放入70.7mm×70.7mm×70.7mm的混凝土立方体标准试模，人工振捣充分后，放入烘箱，并控制养护温度保持90℃。养护7d后拆模，用10t 万能压力机测试其抗压强度，对反应后部分试样取样。

实施例3：

一种利用火山灰生产的无机聚合环保免烧砖，料包括：火山灰和15mol/L的NaOH溶液。火山灰的粒度分布范围为：粒度>1mm的火山灰含量为5wt％、粒度为0.25-1mm的火山灰含量为10wt％、粒度为0.18-0.25mm的火山灰含量为45％、粒度<0.18mm的火山灰含量为40％；其组成成分为：SiO₂：66％、Al₂O₃：13％、TFe₂O₃：4％、CaO：，2％、MgO：0.5％、K₂O：4％、Na2O：4％、TiO2：0.2％和其他不可避免的杂质。

其生产工艺为：将火山灰和15mol/L的NaOH溶液用搅拌机搅拌混合均匀，调节湿度，使免烧砖的含水量为17％。将搅拌好的试样放入70.7mm×70.7mm×70.7mm的混凝土立方体标准试模，人工振捣充分后，放入烘箱，并控制养护温度保持90℃。养护7d后拆模，用10t万能压力机测试其抗压强度，对反应后部分试样取样。

实施例4：

一种利用火山灰生产的无机聚合环保免烧砖，原料包括：火山灰和14mol/L的NaOH溶液。火山灰的粒度分布范围为：粒度>1mm的火山灰含量为5wt％、粒度为0.25-1mm的火山灰含量为15wt％、粒度为0.18-0.25mm的火山灰含量为50％、粒度<0.18mm的火山灰含量为30％；其组成成分为：SiO₂：64.83％、Al₂O₃：15.52％、TFe₂O₃：4.23％、CaO：1.58％、K₂O：4.88％、Na₂O：4.02％、TiO₂：0.42％、P₂O₃：0.12％、MnO：0.14％和其他不可避免的杂质。

其生产工艺为：将火山灰和14mol/L的NaOH溶液用搅拌机搅拌混合均匀，调节湿度，使免烧砖的含水量为16％。将搅拌好的试样放入70.7mm×70.7mm×70.7mm的混凝土立方体标准试模，人工振捣充分后，放入烘箱，并控制养护温度保持90℃。养护7d后拆模，用10t万能压力机测试其抗压强度，对反应后部分试样取样。

根据GB/T2542《砌墙砖试验方法》，对实施例1-4中提供的免烧砖 进行测试，测试结果表明抗压强度符合MU15国家标准的强度等级，为一等品，可广泛应用于建筑承重的填充砌块。

本发明提供的无机聚合环保免烧砖，密实度好，抗压强度高；且创造性的充分利用了火山灰资源，有助于节约粘土资源和热量能源，降低制砖成本；此外，本发明免烧砖的生产工艺简单，劳动强度低。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。