專利名稱：水硬性鋼鐵渣免燒承重磚及其生產工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種新型免燒承重磚及其生產工藝，尤其涉及到利用鋼鐵渣作骨料和作有類似改性鋼鐵渣水泥水硬特性的膠凝料并以振動成型，免燒免蒸工藝制成水硬性鋼鐵渣承重磚及其生產工藝。
背景技術：
生產應用傳統的燒結粘土磚，浪費能源、污染環境、毀壞耕地、危及生態平衡和人與自然的和諧關系，徹底改變這種取土燒磚的方法刻不容緩。
十年來，通過示范、推廣和法制建設，在限時淘汰、禁止使用實心粘土磚，加快墻材革新及開發推廣節能、節地、節材住宅已經取得顯著成效。但是，墻材革新和“禁實”工作進度緩慢，墻體材料以實心粘土磚為主的狀況還未根本改變，替代性的新墻材主導產品與建筑市場需求差距仍很大，傳統觀念的障礙以及管理體制不協調，“禁實”工作中許多脫節問題未能很好解決，新墻材開發與技術創新體系尚未形成，新產品的成本和售價缺乏競爭能力。研究和開發生產一種性能質量良好、生產工藝簡便和生產成有低的新型免燒承重磚來替代實心粘土磚，滿足低層民用房屋建筑需要具有現實意義。
加快鋼鐵渣綜合利用步伐，尤其是提高利用價值和技術含量一直受到關注。每年我國新增鋼鐵渣幾千萬噸，加上累積下來的3億余噸陳放渣，占用耕地3萬余畝，受其污染影響的耕地達13萬余畝，造成嚴重的社會問題和環污問題。近十多年來，雖然投入了大量人力物力開發利用鋼鐵渣，但有價值開發利用數量很有限，幾乎有一半鋼鐵渣還沒有被利用。
其實，鋼鐵渣是最有利用價值的工業廢渣之一，高爐渣、煉鋼渣等用作新型墻體材料大有作為，它們都具有硅酸鹽水泥熟料的化學成分和礦物結構，具有自身的水硬膠凝性。但由于來源不同，水活性物質的成分與礦相結構差別較大，加之都含有較高的鐵份，尤其是含有一定數量的游離CaO、MgO等物質，不僅造成易磨性上的差異，而且水化后體積膨脹影響安全性。正因為這些原因，一直防礙它們的有價值利用。
國內目前用于剩磚的工業廢渣主要為電廠粉煤灰、煤渣、煤矸石、油母頁巖、煤油渣等，直接應用鋼鐵渣作原料卻很少，尤其象本發明這樣大量利用鋼鐵渣作骨料和膠凝料至今沒見過報導。
發明內容
本發明的目的在于提供一種用高爐渣、轉爐渣、底渣、粉煤灰、碎石及粘土按一定重量百分比配制并加入含添加劑的膠凝料振動成型的水硬性鋼鐵渣免燒承重磚，同時本發明還提供這種水硬性鋼鐵渣免燒承重磚的生產工藝。
為實現上述目的，本發明采用的技術方案為水硬性鋼鐵渣免燒承重磚由高爐渣、轉爐渣、底渣、粉煤灰、碎石、粘土及膠凝料組成，其中以高爐渣、轉爐渣、底渣、粉煤灰、碎石為主輔以少量粉煤灰、粘土構成水硬性鋼鐵渣免燒承重磚的骨料。高爐渣占重量20-35％、轉爐渣占重量10-15％、底渣占重量15-20％、粉煤灰占重量4-8％、碎石占重量5-10％、粘土占重量5-12％、膠凝料占重量15-35％。
先將高爐渣、轉爐渣、底渣、粉煤灰、碎石、粘土分別破碎或輪碾、篩分成粒徑為0.5-12mm的顆粒狀骨料，按20-35％的高爐渣、10-15％的轉爐渣、15-20％的底渣，4-8％的粉煤灰、5-10％的碎石、5-12％的粘土混合，加入15-35％含有添加劑的膠凝料配制成混合料，經上料機將混合料送入攪拌機內并摻加調和水以半干法攪拌均勻，由壓磚機振壓成成型磚坯；將壓成的成型磚坯隨托板在室內放置7-10天，前三天每隔2-4小時加濕一次，堆垛進行自然養護；將自然養護3天后的成型磚坯放置于加熱容器中裝滿水加蓋升溫，在50-80℃水溫條件下熱水養護20-26小時，停止加熱，自然冷卻至室溫，取出堆放。
采用如上技術方案研發生產的水硬性鋼鐵渣免燒承重磚及其生產工藝具有如下特點1、產品質量優良，性能穩定，是替代實心粘土磚的理想產品。
產品經國家質量檢測站檢測，產品性能質量全部達到現行國家及建材行業現行有關技術標準要求①外觀質量優良，②抗壓強度15-20MPa，③抗折強度2.5-3.8MPa，④體積密度1740-1780Kg/m3，⑤吸水率15-17％，⑥耐水性(飽和水強度)11.7MPa，⑦抗凍性(強度損失率)22.3％，⑧碳化性能(碳化后強度)10.6MPa，⑨干燥收縮值0.6mm/m，⑩放射性——鐳化活度63.15Bq/Kg、釷化活度52.38Bq/Kg、鉀化活度170.46Bq/Kg、內照射指數Ira＝0.3、外照射指數Ir＝0.4；2、原料以鋼鐵渣為主體(骨料和膠凝料中鋼鐵渣占85％以上)，有利于環境保護和鋼鐵渣資源化，促進企業循環經濟的發展；3、少用或不用粘土作承重磚的原材料，有利于國土資源的保護；4、生產工藝簡單，生產成本低，產品具有市場競爭力。
對一個年產300-350萬噸鋼的冶金企業，利用鋼鐵渣作原料生產水硬性鋼鐵渣免燒承重磚，每年的直接經濟效益為1100-1500萬元。
具體實施例方式
下面結合實施例對本發明的具體實施方式
作進一步的詳細描述本發明所述的水硬性鋼鐵渣免燒承重磚由高爐渣、轉爐渣、底渣、粉煤灰、碎石、粘土及膠凝料組成，高爐渣占重量20-35％、轉爐渣占重量10-15％、底渣占重量15-20％、粉煤灰占重量4-8％、碎石占重量5-10％、粘土占重量5-12％、膠凝料占重量15-35％，各組份含量之和為100％。其中由高爐渣、轉爐渣、底渣及碎石構成水硬性鋼鐵渣免燒承重磚的主骨料，粉煤灰與粘土構成水硬性鋼鐵渣免燒承重磚的輔骨料。由礦渣粉∶鋼渣粉∶水磨鋼渣沉淀泥粉按3∶2.5∶1-6∶5∶1.5的配比混合再加入添加劑配制成具有良好水硬性的膠凝料。
高爐渣選自煉鐵高爐的塊渣，轉爐渣選自轉爐煉鋼的鋼渣(經鋼渣爐燜熱、破碎、自選廢鋼后的余渣)，底渣選自發電廠的鍋爐燃煤渣(又稱煤渣)，粉煤灰選自發電廠的除塵灰，碎石選自石灰石礦中的石灰石，粘土選自黃土，膠凝料是由礦渣粉∶鋼渣粉∶水磨鋼渣沉淀泥粉按3∶2.5∶1-6∶5∶1.5加入添加劑而成的配制料。
添加劑為石膏(CaSO4·2H2O)或水泥，它占膠凝料重量的5％-8％，以石膏為宜。
水硬性鋼鐵渣免燒承重磚的生產工藝為先將高爐渣、轉爐渣、底渣、粉煤灰、碎石、粘土分別破碎或輪碾、篩分成粒徑為0.5-12mm的顆粒狀骨料，按20-35％的高爐渣、10-15％的轉爐渣、15-20％的底渣、4-8％的粉煤灰、5-10％的碎石、5-12％的粘土混合，加入15-35％含有添加劑的膠凝料配制成混合料，經上料機將混合料送入攪拌機內并摻加調和水以半干法攪拌均勻，在攪拌過程中由操作人員用手掐抓混合料，當混合料能掐成團時即為摻加調和水合適，由壓磚機振壓成成型磚坯；將壓成的成型磚坯隨托板在室內放置7-10天，前三天每隔2-4小時加濕一次，堆垛進行自然養護；將自然養護3天后的成型磚坯放置于加熱容器中裝滿水加蓋升溫，在50-80℃水溫條件下熱水養護20-26小時，停止加熱，自然冷卻至室溫，取出堆放。
所提供的水硬性鋼鐵渣免燒承重磚，經檢驗達到國家技術要求，可投入使用。
實施例1將35％的高爐渣、10％的轉爐渣、15％的底渣、8％的粉煤灰、5％的碎石、12％的粘土分別破碎或輪碾、篩分成粒徑為0.8mm的顆粒狀骨料，混合，加入15％含添加劑的膠凝料制成混合料，振壓成磚坯，在室內放置10天，前三天每隔4小時加濕一次進行自然養護，3天后在50℃水溫條件下熱水養護24小時，停止加熱，自然冷卻至室溫，取出堆放。
實施例2將22％的高爐渣、11％的轉爐渣、16％的底渣、5％的粉煤灰、6％的碎石、5％的粘土分別破碎或輪碾、篩分成粒徑為0.5mm的顆粒狀骨料，混合，加入35％含添加劑的膠凝料制成混合料，振壓成磚坯，在室內放置7天，前三天每隔3小時加濕一次進行自然養護，3天后在65℃水溫條件下熱水養護20小時，停止加熱，自然冷卻至室溫，取出堆放。
實施例3將20％的高爐渣、15％的轉爐渣、20％的底渣、4％的粉煤灰、10％的碎石、11％的粘土分別破碎或輪碾、篩分成粒徑為12mm的顆粒狀骨料，混合，加入20％含添加劑的膠凝料制成混合料，振壓成磚坯，在室內放置9天，前三天每隔2小時加濕一次進行自然養護，3天后在80℃水溫條件下熱水養護26小時，停止加熱，自然冷卻至室溫，取出堆放。
權利要求
1.一種水硬性鋼鐵渣免燒承重磚，其特征在于由高爐渣、轉爐渣、底渣、粉煤灰、碎石、粘土、膠凝料組成，高爐渣占重量20-35％、轉爐渣占重量10-15％、底渣占重量15-20％、粉煤灰占重量4-8％、碎石占重量5-10％、粘土占重量5-12％、膠凝料占重量15-35％，各組份含量之和為100％；高爐渣選自煉鐵高爐的塊渣，轉爐渣選自轉爐煉鋼的鋼渣，底渣選自發電廠的鍋爐燃煤渣，粉煤灰選自發電廠的除塵灰，碎石選自石灰石礦中的石灰石，粘土選自黃土，膠凝料是由礦渣粉鋼渣粉水磨鋼渣沉淀泥粉按3∶2.5∶1-6∶5∶1.5加入添加劑而成的配制料。
2.一種根據權利要求1所述的水硬性鋼鐵渣免燒承重磚的生產工藝，其特征在于先將高爐渣、轉爐渣、底渣、粉煤灰、碎石、粘土分別破碎或輪碾、篩分成粒徑為0.5-12mm的顆粒狀骨料，按20-35％的高爐渣、10-15％的轉爐渣、15-20％的底渣、4-8％的粉煤灰、5-10％的碎石、5-12％的粘土混合，加入15-35％含有添加劑的膠凝料配制成混合料，經上料機將混合料送入攪拌機內并摻加調和水以半干法攪拌均勻，由壓磚機振壓成成型磚坯；將壓成的成型磚坯隨托板在室內放置7-10天，前三天每隔2-4小時加濕一次，堆垛進行自然養護；將自然養護3天后的成型磚坯放置于加熱容器中裝滿水加蓋升溫，在50-80℃水溫條件下熱水養護20-26小時，停止加熱，自然冷卻至室溫，取出堆放。
全文摘要
本發明公開了一種水硬性鋼鐵渣免燒承重磚及其生產工藝，由高爐渣、轉爐渣、底渣、粉煤灰、碎石、粘土及膠凝料組成。將占重量20－35％的高爐渣、10－15％的轉爐渣、15－20％的底渣，4－8％的粉煤灰、5－10％的碎石、5－12％的粘土分別破碎或輪碾、篩分成一定粒徑的顆粒狀骨料，按各自重量百分比配合，然后加入15－35％的具有類似改性鋼鐵渣水泥特征的含添加劑的膠凝料，摻入調和水以半干法攪拌均勻，振壓成型，經自然養護與熱水養護后推垛。所提供的水硬性鋼鐵渣免燒承重磚主要技術指標全部達到國家及建材行業技術標準要求，是替代燒結實心粘土磚的新產品，具有良好的環保效益、經濟效益，可大力推廣。
文檔編號C04B18/14GK1810700SQ200510031199
公開日2006年8月2日 申請日期2005年1月24日 優先權日2005年1月24日
發明者章奉山, 李決明, 羅治安, 周選伍, 曾高, 熊爭鳴, 阮建波, 張華 , 朱萬軍 申請人:漣源鋼鐵集團有限公司, 武漢科技大學