一种煤基固废静压成型古长城修复仿古砖及其制备方法

摘要

本发明涉及古城墙修复技术领域，特别是涉及一种煤基固废静压成型古长城修复仿古砖及其制备方法，仿古砖由下列组分的原料组成：煤矸石10‑80份、页岩8‑20份、建筑垃圾6‑15份、麻刀3‑6份、普通硅酸盐水泥4‑10份、固体掺和剂10‑20份、液态催化剂2‑8份、水3‑10份，所述固体掺和剂和所述液态催化剂用于与其余材料结合后实现仿古砖的胶结和长久固硬。本发明利用煤基固废通过合理配比和科学方法生产成古长城修复仿古砖，使煤基固废循环利用，减少煤基固废堆放场地，减少煤基固废对土壤、水空气的污染，同时生产的仿古砖利用与古长城修复让煤基固废得到充分利用。

说明书

技术领域

本发明涉及古城墙修复技术领域，特别是涉及一种煤基固废静压成型古长城修复仿古砖及其制备方法。

背景技术

煤基固废是煤炭开采和洗选过程中产生的一种固体废弃物，是成煤过程中的伴生产物，其含碳量较低，主要包括采煤过程中选出的普矸、剥离及掘进过程中排出的白矸以及选煤过程中产生的选矸，其所占比列分别为35％、45％及20％。

到目前为止，煤基固废的利用力度还不够大，技术完善，地区发展不平衡，对环境的影响依然很严重，煤矸石堆场多位于井口附近，大多紧邻居民区，煤矸石的大量堆放一方面占用大量的土地面积，另一方面还在影响着比堆放面积更大的土地资源，使得周围的耕地变得贫瘠，不能被利用。

针对粉煤灰煤矸石等煤炭大宗废物综合利用，推动利用方式由传统建工建材利用为主向多组分协同制备复合材料、控制污染与生态利用等技术方向发展，废物多产业循环利用技术模式。

发明内容

本发明的目的是提供一种煤基固废静压成型古长城修复仿古砖及其制备方法，利用煤基固废通过合理配比和科学方法生产成古长城修复仿古砖，使煤基固废循环利用，减少煤基固废堆放场地，减少煤基固废对土壤、水空气的污染，同时生产的仿古砖利用与古长城修复让煤基固废得到充分利用。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种煤基固废静压成型古长城修复仿古砖，按照重量份数计，所述煤基固废静压成型古长城修复仿古砖由下列组分的原料组成：煤矸石10-80份、页岩8-20份、建筑垃圾6-15份、麻刀3-6份、普通硅酸盐水泥4-10份、固体掺和剂10-20份、液态催化剂2-8份、水3-10份，所述固体掺和剂和所述液态催化剂用于与其余材料结合后实现仿古砖的胶结和长久固硬。

在上述的煤基固废静压成型古长城修复仿古砖中，作为优选方案，按照重量份数计，所述的煤基固废静压成型古长城修复仿古砖由下列组分的原料组成：煤矸石56份、页岩11份、建筑垃圾8份、麻刀3.5份、普通硅酸盐水泥5份、固体掺和剂14份、液态催化剂5份、水7份。

在上述的煤基固废静压成型古长城修复仿古砖中，作为优选方案，按照重量份数计，所述的煤基固废静压成型古长城修复仿古砖由下列组分的原料组成：煤矸石40份、页岩18份、建筑垃圾10份、麻刀5份、普通硅酸盐水泥8份、固体掺和剂16份、液态催化剂6份、水7份。

在上述的煤基固废静压成型古长城修复仿古砖中，作为优选方案，按照重量份数计，所述固体掺和剂由下列组分的原料组成：飞灰10-80份、赤泥6-12份、活性激发剂6-22份、水玻璃3-6份、稳定剂10-28份、沸石6-10份、硅粉3-9份。

在上述的煤基固废静压成型古长城修复仿古砖中，作为优选方案，按照重量份数计，所述固体掺和剂由下列组分的原料组成：飞灰65份、赤泥6份、活性激发剂9份、水玻璃3份、稳定剂10份、沸石7份、硅粉5份，其中飞灰细度600m2/kg，赤泥细度600m2/kg，沸石细度1500m2/kg，硅粉细度2000m2/kg。

在上述的煤基固废静压成型古长城修复仿古砖中，作为优选方案，按照重量份数计，所述液态催化剂由下列组分的原料组成：淀粉40-50份、木质素20-30份、氢氧化钠12-15份、膨润土15-20份、水20-30份。

在上述的煤基固废静压成型古长城修复仿古砖中，作为优选方案，按照重量份数计，所述液态催化剂由下列组分的原料组成：淀粉45份、木质素25份、氢氧化钠14份、膨润土18份、水30份。

本发明还提供一种煤基固废静压成型古长城修复仿古砖，包括有仿古砖本体，所述仿古砖砖体呈长方体状、由上述任一的材料制成，所述仿古砖本体表面设有仿古纹路。

本发明还提供一种仿古砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、分别制备固体掺和剂和液态催化剂，备用；

步骤S2、对煤矸石、页岩和建筑垃圾进行粉碎，经过筛分风选得到所需要的颗粒度，其中，煤矸石为粉料，页岩颗粒度为5mm-12mm，建筑垃圾颗粒度为3mm-6mm；

步骤S3、按照重量比取煤矸石10-80份、页岩8-20份、建筑垃圾6-15份、麻刀3-6份、普通硅酸盐水泥4-10份、固体掺和剂10-20份，混合后进行搅拌，搅拌时间5分钟；

步骤S4、按照重量比取液态催化剂2-8份、水3-10份，加入步骤S3所得到的混合料，搅拌5分钟；

步骤S5、将步骤S4中拌合好、含水率为7％-10.5％的混合料，送入静压工程砌块机模具内，静压成型；

步骤S6、将静压成型的仿古砖自然养护5-14天即可。

在上述仿古砖的制备方法中，作为优选方案，所述步骤S1中固体掺和剂的制备方法具体包括：

步骤S111、对飞灰、赤泥、沸石和硅粉进行研磨，研磨至所需细度，其中，飞灰细度600m

步骤S112、按照重量比取飞灰10-80份、赤泥6-12份、活性激发剂6-22份、水玻璃3-6份、稳定剂10-28份、沸石6-10份、硅粉3-9份，混合后送入搅拌机，搅拌15分钟；

步骤S113、将步骤S112中得到的混合物密封装袋备用；

所述步骤S1中液态催化剂的制备方法具体包括：

步骤S121、按照重量比取淀粉40-50份、木质素20-30份、氢氧化钠12-15份、膨润土15-20份，混合后送入搅拌机，搅拌5分钟；

步骤S122、向步骤S121得到的混合物中加入12-20份的水，搅拌5分钟，得到糊状物；

步骤S123、向步骤S122得到的糊状物中加入8-10份的水，搅拌5分钟，得到悬浊液，其中，步骤122和步骤123所加入水的总量为20-30份。

本发明与现有技术相比，具有以下技术效果：

本发明提供了一种煤基固废静压成型古长城修复仿古砖及其制备方法，利用煤基固废通过合理配比和科学方法生产成古长城修复仿古砖，使煤基固废循环利用，减少煤基固废堆放场地，减少煤基固废对土壤、水空气的污染，同时生产的仿古砖利用与古长城修复让煤基固废得到充分利用。

本发明还提供了一种含有上述材料的仿古砖和一种上述的仿古砖的制备方法，其有益效果与一种煤基固废静压成型古长城修复仿古砖，不再赘述。

具体实施方式

现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。

应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。

除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。

在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见的。本申请说明书和实施例仅是示例性的。

关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。

在没有特别解释的情况下，本发明中出现的与中医、中药相关的词的含义是本领域技术人员所公知的含义，例如闷润、润透等。

本发明中所述的“份”如无特别说明，均按质量份计。

本发明所述重量份主要包括公开的数值范围，公开范围内的任一数值(包括整数和小数)或任两数值的区间，或不连续的多个区间，还包括接近数值范围端值可以预期其效果近似的数值或数值范围，比如，5-10份，不仅仅包括5份，6份，7份，8份，9份，10份以及任两个份数的区间，对于其他数值范围，不一一举例，均包含在本发明当中。因此，本发明还包括已经直接公开的任意数值范围的子范围或其中任意具体数值。

本发明提供一种煤基固废静压成型古长城修复仿古砖，按照重量份数计，所述煤基固废静压成型古长城修复仿古砖由下列组分的原料组成：煤矸石10-80份(例如10份、15份、20份、26份、30份、32份、35份、38份、40份、50份、54份、60份、70份、75份等，可取小数)、页岩8-20份(例如8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份、20份等，可取小数)、建筑垃圾6-15份(例如6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份等，可取小数)、麻刀3-6份(例如3份、4份、5份、6份等，可取小数)、普通硅酸盐水泥4-10份(例如4份、5份、6份、7份、8份、9份、10份等，可取小数)、固体掺和剂10-20份(例如10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份、20份等，可取小数)、液态催化剂2-8份(例如3份、4份、5份、6份、7份、8份等，可取小数)、水3-10份(例如3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份、10份等，可取小数)，所述固体掺和剂和所述液态催化剂用于与其余材料结合后实现仿古砖的胶结和长久固硬。

在上述的煤基固废静压成型古长城修复仿古砖中，作为优选方案，按照重量份数计，所述的煤基固废静压成型古长城修复仿古砖由下列组分的原料组成：煤矸石56份、页岩11份、建筑垃圾8份、麻刀3.5份、普通硅酸盐水泥5份、固体掺和剂14份、液态催化剂5份、水7份。

在上述的煤基固废静压成型古长城修复仿古砖中，作为优选方案，按照重量份数计，所述的煤基固废静压成型古长城修复仿古砖由下列组分的原料组成：煤矸石40份、页岩18份、建筑垃圾10份、麻刀5份、普通硅酸盐水泥8份、固体掺和剂16份、液态催化剂6份、水7份。

在上述的煤基固废静压成型古长城修复仿古砖中，作为优选方案，按照重量份数计，所述固体掺和剂由下列组分的原料组成：飞灰10-80份(例如10份、15份、20份、26份、30份、32份、35份、38份、40份、50份、54份、60份、70份、75份等，可取小数)、赤泥6-12份(例如6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份等，可取小数)、活性激发剂6-22份(例如6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份、20份、21份、22份等，可取小数)、水玻璃3-6份(例如3份、4份、5份、6份等，可取小数)、稳定剂10-28份(例如10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份、20份、21份、22份、23份、24份、25份、26份、27份、28份等，可取小数)、沸石6-10份(例如6份、7份、8份、9份、10份等，可取小数)、硅粉3-9份(例如3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份等，可取小数)。

在上述的煤基固废静压成型古长城修复仿古砖中，作为优选方案，按照重量份数计，所述固体掺和剂由下列组分的原料组成：飞灰65份、赤泥6份、活性激发剂9份、水玻璃3份、稳定剂10份、沸石7份、硅粉5份，其中飞灰细度600m

在上述的煤基固废静压成型古长城修复仿古砖中，作为优选方案，按照重量份数计，所述液态催化剂由下列组分的原料组成：淀粉40-50份(例如40份、41份、42份、43份、44份、45份、46份、47份、48份、49份、50份等，可取小数)、木质素20-30份(例如20份、21份、22份、23份、24份、25份、26份、27份、28份、29份、30份等，可取小数)、氢氧化钠12-15份(例如12份、13份、14份、15份等，可取小数)、膨润土15-20份(例如15份、16份、17份、18份、19份、20份等，可取小数)、水20-30份(例如20份、21份、22份、23份、24份、25份、26份、27份、28份、29份、30份等，可取小数)。

在上述的煤基固废静压成型古长城修复仿古砖中，作为优选方案，按照重量份数计，所述液态催化剂由下列组分的原料组成：淀粉45份、木质素25份、氢氧化钠14份、膨润土18份、水30份。

本发明还提供一种煤基固废静压成型古长城修复仿古砖，包括有仿古砖本体，所述仿古砖砖体呈长方体状、由上述任一的材料制成，所述仿古砖本体表面设有仿古纹路。

作为具体实施方式，古长城修复仿古砖尺寸为365mmx180mmx90mm。

本发明还提供一种仿古砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、分别制备固体掺和剂和液态催化剂，备用；

步骤S2、对煤矸石、页岩和建筑垃圾进行粉碎，经过筛分风选得到所需要的颗粒度，其中，煤矸石为粉料，页岩颗粒度为5mm-12mm，建筑垃圾颗粒度为3mm-6mm；

步骤S3、按照重量比取煤矸石10-80份、页岩8-20份、建筑垃圾6-15份、麻刀3-6份、普通硅酸盐水泥4-10份、固体掺和剂10-20份，混合后进行搅拌，搅拌时间5分钟；

步骤S4、按照重量比取液态催化剂2-8份、水3-10份，加入步骤S3所得到的混合料，搅拌5分钟；

步骤S5、将步骤S4中拌合好、含水率为7％-10.5％的混合料，送入静压工程砌块机模具内，静压成型；

步骤S6、将静压成型的仿古砖自然养护5-14天即可。

在上述仿古砖的制备方法中，作为优选方案，所述步骤S1中固体掺和剂的制备方法具体包括：

步骤S111、对飞灰、赤泥、沸石和硅粉进行研磨，研磨至所需细度，其中，飞灰细度600m

步骤S112、按照重量比取飞灰10-80份、赤泥6-12份、活性激发剂6-22份、水玻璃3-6份、稳定剂10-28份、沸石6-10份、硅粉3-9份，混合后送入搅拌机，搅拌15分钟；

步骤S113、将步骤S112中得到的混合物密封装袋备用；

所述步骤S1中液态催化剂的制备方法具体包括：

步骤S121、按照重量比取淀粉40-50份、木质素20-30份、氢氧化钠12-15份、膨润土15-20份，混合后送入搅拌机，搅拌5分钟；

步骤S122、向步骤S121得到的混合物中加入12-20份的水，搅拌5分钟，得到糊状物；

步骤S123、向步骤S122得到的糊状物中加入8-10份的水，搅拌5分钟，得到悬浊液，其中，步骤122和步骤123所加入水的总量为20-30份。

实施例1

本实施例所提供的一种煤基固废静压成型古长城修复仿古砖，按照重量份数计，所述的煤基固废静压成型古长城修复仿古砖由下列组分的原料组成：煤矸石56份、页岩11份、建筑垃圾8份、麻刀3.5份、普通硅酸盐水泥5份、固体掺和剂14份、液态催化剂5份、水7份。

本实施例的煤基固废静压成型古长城修复仿古砖中，按照重量份数计，所述固体掺和剂由下列组分的原料组成：飞灰65份、赤泥6份、活性激发剂9份、水玻璃3份、稳定剂10份、沸石7份、硅粉5份，其中飞灰细度600m

本实施例的煤基固废静压成型古长城修复仿古砖中，按照重量份数计，所述液态催化剂由下列组分的原料组成：淀粉45份、木质素25份、氢氧化钠14份、膨润土18份、水30份。

本实施例的所述仿古砖是按如下方法制成的：

步骤S1、分别制备固体掺和剂和液态催化剂，备用；

步骤S2、对煤矸石、页岩和建筑垃圾进行粉碎，经过筛分风选得到所需要的颗粒度，其中，煤矸石为粉料，页岩颗粒度为5mm-12mm，建筑垃圾颗粒度为3mm-6mm；

步骤S3、按照重量比取煤矸石56份、页岩11份、建筑垃圾8份、麻刀3.5份、普通硅酸盐水泥5份、固体掺和剂14份混合后进行搅拌，搅拌时间5分钟；

步骤S4、按照重量比取液态催化剂5份、水7份，加入步骤S3所得到的混合料，搅拌5分钟；

步骤S5、将步骤S4中拌合好、含水率为9.8％的混合料，送入静压工程砌块机模具内，静压成型；

步骤S6、将静压成型的仿古砖自然养护5-14天即可。

其中，所述步骤S1中固体掺和剂的制备方法具体包括：

步骤S111、对飞灰、赤泥、沸石和硅粉进行研磨，研磨至所需细度，其中，飞灰细度600m

步骤S112、按照重量比取飞灰65份、赤泥6份、活性激发剂9份、水玻璃3份、稳定剂10份、沸石7份、硅粉5份，混合后送入搅拌机，搅拌15分钟；

步骤S113、将步骤S112中得到的混合物密封装袋备用。

其中，所述步骤S1中液态催化剂的制备方法具体包括：

步骤S121、按照重量比取淀粉45份、木质素25份、氢氧化钠14份、膨润土18份，混合后送入搅拌机，搅拌5分钟；

步骤S122、向步骤S121得到的混合物中加入20份的水，搅拌5分钟，得到糊状物；

步骤S123、向步骤S122得到的糊状物中加入10份的水，搅拌5分钟，得到悬浊液，其中，步骤122和步骤123所加入水的总量为30份。

本实施例所制备的仿古砖强度达到18兆帕。

实施例2

本实施例所提供的一种煤基固废静压成型古长城修复仿古砖，按照重量份数计，所述的煤基固废静压成型古长城修复仿古砖由下列组分的原料组成：煤矸石40份、页岩18份、建筑垃圾10份、麻刀5份、普通硅酸盐水泥8份、固体掺和剂16份、液态催化剂6份、水7份。

本实施例的煤基固废静压成型古长城修复仿古砖中，按照重量份数计，所述固体掺和剂由下列组分的原料组成：飞灰55份、赤泥10份、活性激发剂15份、水玻璃5份、稳定剂15份、沸石10份、硅粉8份，其中飞灰细度600m

本实施例的煤基固废静压成型古长城修复仿古砖中，按照重量份数计，所述液态催化剂由下列组分的原料组成：淀粉40份、木质素22份、氢氧化钠15份、膨润土16份、水25份。

本实施例的所述仿古砖是按如下方法制成的：

步骤S1、分别制备固体掺和剂和液态催化剂，备用；

步骤S2、对煤矸石、页岩和建筑垃圾进行粉碎，经过筛分风选得到所需要的颗粒度，其中，煤矸石为粉料，页岩颗粒度为5mm-12mm，建筑垃圾颗粒度为3mm-6mm；

步骤S3、按照重量比取煤矸石40份、页岩18份、建筑垃圾10份、麻刀5份、普通硅酸盐水泥8份、固体掺和剂16份混合后进行搅拌，搅拌时间5分钟；

步骤S4、按照重量比取液态催化剂6份、水7份，加入步骤S3所得到的混合料，搅拌5分钟；

步骤S5、将步骤S4中拌合好、含水率为8％的混合料，送入静压工程砌块机模具内，静压成型；

步骤S6、将静压成型的仿古砖自然养护5-14天即可。

其中，所述步骤S1中固体掺和剂的制备方法具体包括：

步骤S111、对飞灰、赤泥、沸石和硅粉进行研磨，研磨至所需细度，其中，飞灰细度600m

步骤S112、按照重量比取飞灰55份、赤泥10份、活性激发剂15份、水玻璃5份、稳定剂15份、沸石10份、硅粉8份，混合后送入搅拌机，搅拌15分钟；

步骤S113、将步骤S112中得到的混合物密封装袋备用。

其中，所述步骤S1中液态催化剂的制备方法具体包括：

步骤S121、按照重量比取淀粉40份、木质素22份、氢氧化钠15份、膨润土16份，混合后送入搅拌机，搅拌5分钟；

步骤S122、向步骤S121得到的混合物中加入16份的水，搅拌5分钟，得到糊状物；

步骤S123、向步骤S122得到的糊状物中加入9份的水，搅拌5分钟，得到悬浊液，其中，步骤122和步骤123所加入水的总量为25份。

本实施例所制备的仿古砖强度达到16兆帕。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。