蒸压沥青尾矿渣砖及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及蒸压沥青尾矿渣砖及其制备方法，属于新型建筑材料领域。本发明解决的技术问题是提供利用沥青尾矿渣制备的蒸压沥青尾矿渣砖。该蒸压沥青尾矿渣砖由生石灰和水泥中的至少一种、沥青尾矿渣和含硅骨料组成；其中，按重量百分比计，各组分的含量为：生石灰0～12％，水泥0～20％，含硅骨料30～40％，其余为沥青尾矿渣。该蒸压沥青尾矿渣砖具有良好的建筑性能，其生产工艺只需高压蒸汽养护，不需烧结，节省了能源，降低了生产成本，且采用沥青尾矿渣为主要原料，为沥青尾矿渣的回收利用提供了一条新的途径；既可替代烧结粘土砖用于建筑物，又减少了沥青尾矿渣对环境的污染，有利于资源的综合利用，节地、节能、节土和保护生态环境。
【专利说明】蒸压沥青尾矿渣砖及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及蒸压浙青尾矿渣砖及其制备方法，属于新型建筑材料领域。
【背景技术】
[0002] 浙青矿为一种非金属矿产，它是包括天然产出的固体和半固体的地浙青、软浙青、 石浙青、碳质浙青、碳浙青、高氮浙青和含浙青质在内的岩石。我国目前工业用浙青的主要 来源为浙青矿用溶剂提取法提炼而得。浙青矿提炼浙青后，不可避免的会产生大量的细粉 状固体颗粒残渣，即浙青尾矿渣。目前，浙青尾矿渣大都作为废渣被丢弃或填埋。但随着我 国工业的迅速发展，浙青尾矿渣的排量与日俱增，已给我国环境保护和科学发展带来严峻 挑战。如何充分利用浙青尾矿渣生产新型建筑材料，是本领域科研人员亟需解决的重要课 题。
[0003] 用浙青尾矿渣制成的砖由于具有良好的建筑性能，可以广泛的用于工业和民用建 筑，以替代烧结粘土砖。不但是废物综合利用，变废为宝；而且节地、节能节土和保护环境。 目前，浙青尾矿渣砖在国内外尚无报导。
【发明内容】
[0004] 本发明解决的技术问题是提供一种利用浙青尾矿渣制备的蒸压浙青尾矿渣砖。
[0005] 本发明蒸压浙青尾矿渣砖，由生石灰和水泥中的至少一种、浙青尾矿渣和含硅骨 料组成；其中，按重量百分比计，各组分的含量为：生石灰〇?12%，水泥0?20%，含娃骨 料30?40%，其余为浙青尾矿渣，所述浙青尾矿渣为浙青矿提炼浙青后的固体残渣；所述 含硅骨料为二氧化硅含量高于65wt %的砂。
[0006] 其中，所述生石灰优选为有效氧化钙质量分数高于65%，氧化镁质量分数小于 5%的生石灰，其消化速度在10分钟以内，消化温度> 65°C。
[0007] 所述含硅骨料优选为中砂和细砂中的至少一种,更优选为细砂。
[0008] 生石灰的细度优选为0. 08MM筛余量小于10%。
[0009] 所述水泥优选为普通硅酸盐水泥，更优选为P042. 5水泥。
[0010] 所述浙青尾矿渣优选由以下重量百分比的组分组成：SiO2 3?10%，Al2O3 1? 5%，MgO 0.1?1%，其余为CaCO3 ;更优选由以下重量百分比的组分组成：Si02 9.1 %， Al2O3 2.47%，Mg0 0.55%，其余为〇已〇)3。 toon] 进一步的，本发明蒸压浙青尾矿渣砖优选由以下重量百分比的组分组成：生石灰 8?12%，含硅骨料35?40%，其余为浙青尾矿渣；或者由以下重量百分比的组分组成： 水泥18?20 %，含硅骨料40 %，其余为浙青尾矿渣；或者由以下重量百分比的组分组成： 生石灰8 %，水泥5 %，含硅骨料40 %，其余为浙青尾矿渣。更优选由以下重量百分比组成： 生石灰12%，含硅骨料40%，其余为浙青尾矿渣；或者由以下重量百分比的组分组成：水泥 20 %，含硅骨料40 %，其余为浙青尾矿渣。
[0012] 本发明解决的第二个技术问题是提供本发明蒸压浙青尾矿渣砖的制备方法。
[0013] 制备本法蒸压浙青尾矿渣砖的方法，包括如下步骤：按蒸压浙青尾矿渣砖的重 量百分比组成称取各组分，加水搅拌成均匀的湿物料，吸水消解后，压制成砖坯，在表压 彡I. 5MPa的饱和蒸汽的蒸压釜中养护，即得蒸压浙青尾矿渣砖。
[0014] 其中，优选为1. 5?I. 8MPa的饱和蒸汽的蒸压釜中养护。
[0015] 其中，所述饱和蒸汽养护温度彡200°C，在此温度下养护时间为5?6h。
[0016] 进一步的，所述饱和蒸汽养护温度为200?210°C，优选为204°C。
[0017] 其中，所述饱和蒸汽养护周期为：升温I. 5h，恒温5?6h，1?2h降温至室温。
[0018] 与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
[0019] 1)本发明的蒸压浙青尾矿渣砖采用浙青尾矿渣为主要原料，为浙青尾矿渣的回收 利用提供了一条新的途径；既可替代烧结粘土砖用于建筑物，又减少了浙青尾矿渣对环境 的污染，有利于资源的综合利用，节地、节能、节土和保护生态环境。
[0020] 2)本发明的蒸压浙青尾矿渣砖具有良好的建筑性能，其生产工艺只需高压蒸汽养 护，不需烧结，节省了能源，降低了生产成本。
[0021] 3)本发明的蒸压浙青尾矿渣砖，抗压强度可达MUlO及以上，干缩值为0. 3? 0. 5mm/M，抗冻性能符合墙体材料的标准要求，具有良好的物理力学性能和耐久性，是用于 工业和民用建筑较好的砌体材料。
【具体实施方式】
[0022] 本发明蒸压浙青尾矿渣砖，由生石灰和水泥中的至少一种、浙青尾矿渣和含硅骨 料组成；其中，按重量百分比计，各组分的含量为：生石灰〇?12%，水泥0?20%，含娃骨 料30?40%，其余为浙青尾矿渣，所述浙青尾矿渣为浙青矿提炼浙青后的固体残渣；所述 含硅骨料为二氧化硅含量高于65wt%的砂，如江河砂、山砂、人造砂及各种尾矿砂等。
[0023] 其中，浙青尾矿渣为本发明蒸压浙青尾矿渣砖的主要原料，由它制成的砖不仅具 有蒸压建筑砖的性能，而且还能资源综合利用，保护生态环境。
[0024] 所述生石灰中，有效氧化钙质量分数高于65%，氧化镁质量分数小于5%，生石灰 消化速度在10分钟以内，消化温度> 65°c。其中，有效氧化钙是指具有水化活性、能与酸性 氧化物反应的CaO。有效氧化I丐含量是衡量生石灰质量的主要指标。
[0025] 进一步的，为了提高本发明蒸压浙青尾矿渣砖的品质，含硅骨料的细度优选为中 砂和细砂中的至少一种，更优选为细砂。生石灰的细度为0.08MM筛余量小于10%。物料细 度过大，比表面积小，反应面积相应减小，将会影响蒸压浙青尾矿渣砖的抗压强度；而细度 过细,会造成生产能耗大,成本高。
[0026] 所述水泥优选为普通硅酸盐水泥，更优选为P042. 5水泥。
[0027] 本领域常用的浙青尾矿渣均适用于本发明。作为优选方案，所述浙青尾矿渣由以 下重量百分比的组分组成：SiO2 3?10%，Al2O3 1?5%，MgO 0. 1?1%，其余为CaCO3 ; 优选由以下重量百分比的组分组成=SiO2 9.1%，Al2O3 2. 47%，MgO 0.55%，其余为CaC03。
[0028] 作为优选方案，本发明蒸压浙青尾矿渣砖，由以下重量百分比的组分组成：生石灰 8?12%，含硅骨料35?40%，其余为浙青尾矿渣；或者由以下重量百分比的组分组成：水 泥18?20%，含硅骨料40%，其余为浙青尾矿渣；或者由以下重量百分比的组分组成：生 石灰8 %，水泥5 %，含硅骨料40 %，其余为浙青尾矿渣。优选由以下重量百分比组成：生 石灰12%，含硅骨料40%，其余为浙青尾矿渣；或者由以下重量百分比的组分组成：水泥 20 %，含硅骨料40 %，其余为浙青尾矿渣。
[0029] 制备本法蒸压浙青尾矿渣砖的方法，包括如下步骤：按蒸压浙青尾矿渣砖的重量 百分比组成称取各组分，加水搅拌成均匀的湿物料，进入消化仓吸水消解，用压砖机压制成 砖坯，经人工或机械码砖坯于蒸压小车上，在表压彡I. 5MPa的饱和蒸汽的蒸压釜中养护， 即得蒸压浙青尾矿渣砖。
[0030] 其中，优选为表压为1. 5?I. 8MPa饱和蒸汽的蒸压釜中养护。
[0031] 其中，所述饱和蒸汽养护的温度彡200°C，在此温度下养护时间为5?6h。
[0032] 进一步的，所述饱和蒸汽养护的温度优选为200?210°C，更优选为204°C。
[0033] 在饱和蒸汽养护过程中，氧化钙和含硅骨料中的二氧化硅将会发生如下反应：
[0034] CaCHSiO2 - CaSiO3
[0035] 只有饱和蒸汽养护后，蒸压浙青尾矿渣砖的抗压强度和使用性能才能达到标准要 求。而养护温度优选200?210°C，温度过低，蒸压浙青尾矿渣砖的抗压强度和使用性能较 差，达不到标准要求；温度过高会造成生产设备费用增高、生产能耗加大，从而增大生产成 本。
[0036] 具体的，饱和蒸汽养护的蒸压荃养护周期优选为：升温I. 5h，恒温5?6h，1?2h 降温至室温。
[0037] 本发明的蒸压浙青尾矿渣砖以浙青尾矿渣为主要原料，以生石灰、水泥为胶结材 料，以中砂、细砂或其混合砂为骨料，加水成湿物料，经吸水消解、加水搅拌混合后压制成砖 坯，再经高压蒸汽养护而成。可采用如下具体工艺：
[0038] a、准备原料：生石灰应粉碎至0. 08MM筛余量小于10% ;含硅骨料为中砂或细砂； 水泥为普通娃酸盐水泥，优选P042. 5水泥。
[0039] b、制备坯料：按蒸压浙青尾矿渣砖的重量百分比组成称取浙青尾矿渣、生石灰、含 硅骨料和水泥，在高速搅拌机内加水搅拌成一定湿度的物料，进入消化仓内消解后，经二次 加水搅拌混合成含水量8?IOwt %的坯料；
[0040] c、制备砖坯：将制备好的坯料送入双面多次加压的大吨位自动液压压砖机的模具 内压制成所需砖坯（可以是标准砖或其它砖型）；
[0041] d、蒸汽养护：将c步骤制备好的砖坯送入蒸压釜内，抽尽釜内空气，通入表压 L 5?L 8MPa的饱和水蒸汽，L 5h升温至200?210°C，恒温5?6h，1?2h降温至室温， 得到蒸压浙青尾矿渣砖。
[0042] 下面结合实施例对本发明的【具体实施方式】做进一步的描述，并不因此将本发明限 制在所述的实施例范围之中。
[0043] 实施例1
[0044] 原料：生石灰800kg，水泥500kg，细河砂4000kg，浙青尾矿渔4700kg
[0045] 将上述原料送入高速搅拌机内边搅拌边加入750kg水，搅拌均匀后送入消化仓 中消解2?3小时，再按入仓先后次序放入高速搅拌机内进行二次搅拌混合并加水，使 混合物料成为含水量8?10%的坯料，把坯料送入HF1280型自动液压压砖机内压制成 240 X 115 X 53mm砖述，再由MD76型自动码述机从压砖机上取下按规定玛法堆码在蒸压小 车上。将已堆码好砖坯的蒸压小车编组成一列，由牵引机拉入蒸压釜内，关闭釜盖，抽尽釜 内空气（30分钟），按已定蒸压养护制度（升温I. 5小时，200°C恒温5小时，降温I. 5小时） 向蒸压釜内送入表压I. 5MPa的饱和水蒸汽，养护硬化完毕后缓缓打开釜盖，即得蒸压浙青 尾矿渣砖。
[0046] 实施例2
[0047] 原料：生石灰1200kg，细河砂3000kg，中河砂1000kg，浙青尾矿渔4800kg
[0048] 将上述原料送入高速搅拌机内边搅拌边加入750kg水，搅拌均匀后送入消化 仓中消解2 - 3小时，再按入仓先后次序放入高速搅拌机内进行二次搅拌混合并加水，使 混合物料成为含水量8?10%的坯料，把坯料送入HF1280型自动液压压砖机内压制成 240 X 115 X 53mm砖述，再由MD76型自动码述机从压砖机上取下按规定玛法堆码在蒸压小 车上。将已堆码好砖坯的蒸压小车编组成一列，由牵引机拉入蒸压釜内，关闭釜盖，抽尽釜 内空气（30分钟），按已定蒸压养护制度（升温1. 5小时，204°C恒温5. 5小时，降温1. 5小 时）向蒸压釜内送入表压I. 6MPa的饱和水蒸汽，养护硬化完毕后缓缓打开釜盖，即得蒸压 浙青尾矿渔砖。
[0049] 实施例3
[0050] 原料：生石灰800kg，细河砂3500kg，浙青尾矿渔5700kg
[0051] 将上述原料送入高速搅拌机内边搅拌边加入510kg水，搅拌均匀后送入消化 仓中消解2-3小时，再按入仓先后次序放入高速搅拌机内进行二次搅拌并加水，使混 合物料成为含水量8?10%的坯料，把坯料送入HF1280型自动液压压砖机内压制成 240 X 115 X 53mm砖述，再由MD76型自动码述机从压砖机上取下按规定玛法堆码在蒸压小 车上。将已堆码好砖坯的蒸压小车编组成一列，由牵引机拉入蒸压釜内，关闭釜盖，抽尽釜 内空气（30分钟），按已定蒸压养护制度（升温1. 5小时，200°C恒温5小时，降温1. 5小时） 向蒸压釜内送入表压I. 5MPa的饱和水蒸汽，养护硬化完毕后缓缓打开釜盖，即得蒸压浙青 尾矿渣砖。
[0052] 实施例4
[0053] 原料：水泥2000kg，中河砂2000kg，细河砂2000kg，浙青尾矿渔4000kg
[0054] 将上述原料送入搅拌机内边搅拌边加入1000kg水，搅拌均匀后使混合物料成为 含水量8?10 %的坯料，把坯料送入HF1280型自动液压压砖机内压制成240 X 115 X 53mm 砖坯，再由MD76型自动码坯机从压砖机上取下按规定玛法堆码在蒸压小车上。将已堆码好 砖坯的蒸压小车编组成一列，由牵引机拉入蒸压釜内，关闭釜盖，抽尽釜内空气（30分钟）， 按已定蒸压养护制度（升温1. 5小时，200°C恒温5. 5小时，降温1. 5小时）向蒸压荃内送 入表压I. 5MPa的饱和水蒸汽，养护硬化完毕后缓缓打开釜盖，即得蒸压浙青尾矿渣砖。
[0055] 实施例5
[0056] 原料：水泥1800kg，中河砂2000kg，细河砂2000kg，浙青尾矿渔4200kg
[0057] 将上述原料送入高速搅拌机内边搅拌边加入900kg水，使混合物料成为均匀含水 8?10 %的坯料，把坯料送入HF1280型自动液压压砖机内压制成240 X 115 X 53mm砖坯，再 由MD76型自动码坯机从压砖机上取下按规定玛法堆码在蒸压小车上。将已堆码好砖坯的 蒸压小车编组成一列，由牵引机拉入蒸压釜内，关闭釜盖，抽尽釜内空气（30分钟），按已定 蒸压养护制度（升温1. 5小时，恒温5. 5小时，降温1. 5小时）向蒸压荃内送入表压I. 5MPa 的饱和水蒸汽，养护硬化完毕后缓缓打开釜盖，即得蒸压浙青尾矿渣砖。
[0058] 试验例I
[0059] 测定实施例1?实施例5制备的蒸压浙青尾矿渣砖的性能，其结果见表1。
[0060] 表 1
【权利要求】
1. 蒸压浙青尾矿渣砖，其特征在于：所述蒸压浙青尾矿渣砖由生石灰和水泥中的至少 一种、浙青尾矿渣和含硅骨料组成；其中，按重量百分比计，各组分的含量为：生石灰0? 12 %，水泥0?20 %，含硅骨料30?40 %，其余为浙青尾矿渣，所述浙青尾矿渣为浙青矿提 炼浙青后的固体残渣；所述含硅骨料为二氧化硅含量高于65wt %的砂。
2. 根据权利要求1所述的蒸压浙青尾矿渣砖，其特征在于：所述生石灰中，有效氧化钙 质量分数高于65 %，氧化镁质量分数小于5 %。
3. 根据权利要求1或2所述的蒸压浙青尾矿渣砖，其特征在于：所述含硅骨料为中砂 和细砂中的至少一种，优选为细砂；生石灰的细度为0. 08MM筛余量小于10%。
4. 根据权利要求1?3任一项所述的蒸压浙青尾矿渣砖，其特征在于：所述水泥为 普通硅酸盐水泥，优选为P042. 5水泥；所述浙青尾矿渣由以下重量百分比的组分组成： Si023?10%，A12031?5%，MgO 0. 1?1%，其余为CaC03 ;优选由以下重量百分比的组分 组成：Si029. 1%，Al2032. 47%，MgO 0? 55%，其余为 CaC03。
5. 根据权利要求1?4任一项所述的蒸压浙青尾矿渣砖，其特征在于由以下重量百分 比的组分组成：生石灰8?12 %，含硅骨料35?40 %，其余为浙青尾矿渣； 或者由以下重量百分比的组分组成：水泥18?20 %，含硅骨料40 %，其余为浙青尾矿 渣； 或者由以下重量百分比的组分组成：生石灰8 %，水泥5 %，含硅骨料40 %，其余为浙青 尾矿渣。
6. 根据权利要求5所述的蒸压浙青尾矿渣砖，其特征在于由以下重量百分比的组分组 成：生石灰12%，含硅骨料40%，其余为浙青尾矿渣； 或者由以下重量百分比的组分组成：水泥20%，含硅骨料40%，其余为浙青尾矿渣。
7. 制备权利要求1?6任一项所述的蒸压浙青尾矿渣砖的方法，其特征在于包括如下 步骤：按蒸压浙青尾矿渣砖的重量百分比组成称取各组分，加水搅拌成均匀的湿物料，吸水 消解后，压制成砖坯，在彡1. 5MPa的饱和蒸汽中养护，即得蒸压浙青尾矿渣砖。
8. 根据权利要求7所述的制备蒸压浙青尾矿渣砖的方法，其特征在于：在1. 5? 1. 8MPa的饱和蒸汽中养护；所述饱和蒸汽养护温度彡200°C，在此温度下恒温养护时间为 5 ?6h〇
9. 根据权利要求8所述的制备蒸压浙青尾矿渣砖的方法，其特征在于：所述饱和蒸汽 养护温度为200?210°C，优选为204°C。
10. 根据权利要求8所述的制备蒸压浙青尾矿渣砖的方法，其特征在于：所述饱和蒸汽 养护的步骤为：1. 5h升温至养护温度，恒温5?6h，1?2h降温至室温。
【文档编号】C04B26/26GK104402313SQ201410570689
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年10月23日 优先权日:2014年10月23日
【发明者】黄华大, 方炎章 申请人:四川方大新型建材科技开发有限责任公司