專利名稱：用于制備免燒磚的膠凝材料及其制備和應用方法
技術領域：
本發明涉及的是一種建筑工程技術領域的材料及其制備和應用方法，具體是一種 用于制備免燒磚的膠凝材料及其制備和應用方法。
背景技術：
傳統的粘土磚以粘土作為原材料，經過采土 _配料調制_制坯_干燥-焙燒-成 品，由于在生產過程中需消耗大量良田與能源，其應用受到國家相關政策法律的限制。免燒 磚，又稱非燒結磚，是以不宜農作物生長的山土或貧瘠土壤為基材，摻入少量固化劑，經粉 碎、攪拌、壓制、養護而成的一種不用燒結的粘土磚。與傳統的燒結粘土磚相比，它具有制磚 不用煤(節約能源)、保護良田、生產工藝簡單、建廠快、原材料易得、無環境污染等優點。因 此，在建筑工程中得到廣泛應用。經對現有技術的文獻檢索發現，中國專利文獻號CN1966450A，發明名稱非燒結 粘土磚配方，該技術提出一種利用二氧化硅、三氧化硫、氧化鈉、三氧化二鋁和低分子樹脂 配制而成的固化劑，通過固化劑與粘土復合制備免燒磚。又如中國專利文獻號CN1986480A， 發明名稱一種新型免燒磚及其制備方法，該技術提出利用工業廢渣、水泥及堿性激發劑復 合，利用壓力成型制備免燒磚，有效地解決和利用了工業垃圾處理問題。從公開的技術資料看，制備免燒磚所用的固化劑通常采用硅酸鹽水泥類，而且對 固化的土壤性能要求較高。對于沿海一帶大量淤積的海灘泥沙，目前還未見有很好的固化 劑將其固化制備免燒磚。
發明內容
本發明針對現有技術存在的上述不足，提供一種用于制備免燒磚的膠凝材料及其 制備和應用方法，能夠將海灘泥沙固化制備為免燒磚，可用于墻體材料，也可用于加工成用 于道路工程的基石或彩磚。本發明是通過以下技術方案實現的本發明涉及一種用于制備免燒磚的膠凝材料，其組分及質量百分比含量為金屬 氧化物粉末42. 5-57. 0%、調凝材料2. 75-7. 5%、磷酸溶液40-50 %。所述的金屬氧化物粉末選用過燒氧化鎂、氧化鈣、氧化鐵、三氧化二鐵或三氧化二 鋁中一種或幾種，優選過燒氧化鎂。所述的調凝材料選用硼酸、硼砂或檸檬酸，優選硼酸粉末。所述的磷酸溶液為體積濃度為50%的磷酸水溶液。本發明涉及上述用于制備免燒磚的膠凝材料的制備方法，首先將金屬氧化物粉末 與調凝材料充分拌合形成粉狀混合料，其中調凝材料與金屬氧化物的質量比控制在5 95 與15 85之間，然后將粉狀混合料與磷酸水溶液充分拌合制成料漿所述的調凝材料與金屬氧化物的質量比優選10 90。本發明涉及上述用于制備免燒磚的膠凝材料的應用方法，包括以下步驟
①按質量稱取膠凝材料40-60份、海灘泥沙40-60份，混合攪拌的同時根據流動性加入水以形成可流動的料漿，水固比為0. 2 0. 35。②將步驟①制備的料漿注入試模成型制得毛坯；③將毛坯自然養護3-7天，即得到所需免燒磚。利用本發明方法得到免燒磚可以用于生產不同規格的實心或空心圍墻磚，馬路用 的隔離墩、路基層、公路基石、道路用地磚、廣場磚以及堆山造景等，其具有足夠的強度和良 好的耐久性，能夠作為目前建筑工程中使用的各類混凝土替代品。本發明利用金屬氧化物與磷酸溶液拌合形成料漿，與泥沙充分拌合后，經過復雜 的化學反應，形成結構致密的結晶體，將泥沙穩定地固定住并形成建筑材料。本發明優點在于采用一種比較簡單的工藝和化學處理方法將海灘泥沙加工成性 能優異的免燒磚，處理過程無毒無二次污染且易于實現。本發明利用的是金屬氧化物與磷 酸發生化學反應，形成結構致密的結晶體并將泥沙牢牢固定住。本發明可以大規模地固化 海灘泥沙，具有“再生再造、技術簡便、費用低廉”等優點，實現了提高資源利用，變廢為寶， 減資源消耗等特點。
具體實施例方式下面對本發明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發明技術方案為前提下進行 實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施 例。實施例1按質量比稱取50%的濃度為50%的磷酸溶液，45%氧化鎂粉末和5%硼酸粉末。 將稱量好的氧化鎂粉末和硼酸粉末充分攪拌形成粉狀混合料后，將磷酸溶液加入繼續攪拌 形成料漿。稱取海灘泥沙40公斤，上述所配的料漿60公斤，加入攪拌鍋中進行攪拌，在攪拌 中根據流動性加入水量5公斤，待攪拌充分后，澆注到尺寸為150X150X 150mm的試模中， 在室溫下養護7天后，進行抗壓強度測試，其強度為lOMPa。抗壓強度參照GB/T 50081-2002 《普通混凝土力學性能方法標準》進行測試①試件從養護地點取出后及時進行試驗，將 試件表面與上下承壓板面擦干凈；②將試件安放在在試驗機的下壓板，試件的承壓面與成 型時的頂面垂直。試件的中心與試驗機下壓板中心對準，開動試驗機，當上壓板與試件接 近時，調整球座，使接觸均衡。③在試驗過程中連續均勻加荷，加荷速度取每秒鐘0. 3 0. 5MPa。④當試件接近破壞開始急劇變形時，應停止調整試驗機油門，直至破壞。然后記錄 破壞荷載并計算抗壓強度，每3個試件為一組。該方法得到料漿可以用來生產實心磚和空心磚等，其具有足夠的強度和良好的耐 久性，能夠取代目前建筑工程中使用的粘土磚和混凝土砌塊等。實施例2按質量比稱取40%的濃度為50%的磷酸溶液，51%三氧化二鋁粉末和6%硼砂粉 末。將稱量好的三氧化二鋁粉末和硼砂粉末充分攪拌形成粉狀混合料后，將磷酸溶液加入 繼續攪拌形成料漿。按質量稱取海灘泥沙50公斤，上述所配的料漿50公斤，加入攪拌鍋中進行攪拌，待攪拌充分后，澆注到尺寸為150X 150X 150mm的試模中。在室溫下養護7天后，進行抗壓強度測試，其強度為8MPa.該方法得到料漿可以用來生產實心磚和空心磚等，其具有足夠的強度和良好的耐 久性，能夠取代目前建筑工程中使用的粘土磚和混凝土砌塊等。實施例3按質量比稱取45%的濃度為50%的磷酸溶液，52. 25%氧化鐵粉末和2. 75%檸檬 酸粉末。將稱量好的氧化鐵粉末和檸檬酸粉末充分攪拌形成粉狀混合料后，將磷酸溶液加 入繼續攪拌形成料漿。稱取海灘泥沙40公斤，上述所配的料漿60公斤，加入攪拌鍋中進行攪拌，待攪拌 充分后，澆注到尺寸為150X150X 150mm的試模中，在室溫下養護7天后，進行抗壓強度測 試，其強度為12MPa.該方法得到料漿可以用于生產馬路用的隔離墩、路基層、公路基石、道路用地磚、 廣場磚以及堆山造景等，其具有足夠的強度和良好的耐久性，能夠作為目前建筑工程中使 用的各類混凝土替代品。實施例4按質量比稱取50%的濃度為50%的磷酸溶液，42. 5%氧化鎂粉末和7. 5%硼酸粉 末。將稱量好的氧化鐵粉末和檸檬酸粉末充分攪拌形成粉狀混合料后，將磷酸溶液加入繼 續攪拌形成料漿。稱取海灘泥沙60公斤，上述所配的料漿40公斤，加入攪拌鍋中進行攪拌，在攪拌 中根據流動性加入水量5公斤，待攪拌充分后，澆注到尺寸為150X150X 150mm的試模中， 在室溫下養護7天后，進行抗壓強度測試，其強度為lOMPa。該方法得到料漿可以用于生產實心磚和空心磚等，其具有足夠的強度用于承重墻 和良好的耐久性，可以作為目前建筑工程中使用的粘土磚和混凝土砌塊的替代品。與以往的免燒磚技術相比，本方法采用的磷酸與金屬氧化物通過化學反應形成膠 凝材料，固結有機質含量較高的海灘淤泥，突破了傳統的免燒磚只采用粘土進行生產的不 足，更為重要的打破了海灘淤泥無法利用的不足。生產的免燒磚7d抗壓強度達到lOMPa，可 以與一般的粘土磚和混凝土制品媲美，是一項可以廣泛推廣應用的技術。
權利要求
一種用于制備免燒磚的膠凝材料，其特征在于，其組分及質量百分比含量為金屬氧化物粉末42.5-57.0％、調凝材料2.75-7.5％、磷酸溶液40-50％。
2.根據權利要求1所述的用于制備免燒磚的膠凝材料，其特征是，所述的金屬氧化物 粉末選用過燒氧化鎂、氧化鈣、氧化鐵、三氧化二鐵或三氧化二鋁中一種或幾種。
3.根據權利要求1或2所述的用于制備免燒磚的膠凝材料，其特征是，所述的金屬氧化 物粉末選用過燒氧化鎂。
4.根據權利要求1所述的用于制備免燒磚的膠凝材料，其特征是，所述的調凝材料選 用硼酸、硼砂或檸檬酸。
5.根據權利要求1或2所述的用于制備免燒磚的膠凝材料，其特征是，所述的調凝材料 選用硼酸粉末。
6.根據權利要求1所述的用于制備免燒磚的膠凝材料，其特征是，所述的磷酸溶液為 體積濃度為50%的磷酸水溶液。
7.一種根據權利要求1所述的用于制備免燒磚的膠凝材料的制備方法，其特征在于， 首先將金屬氧化物粉末與調凝材料充分拌合形成粉狀混合料，其中調凝材料與金屬氧化物 的質量比控制在5 95與15 85之間，然后將粉狀混合料與磷酸水溶液充分拌合制成料 漿。
8.根據權利要求7所述的用于制備免燒磚的膠凝材料的制備方法，其特征是，所述的 調凝材料與金屬氧化物的質量比為10 90。
9.一種根據權利要求1所述的用于制備免燒磚的膠凝材料的應用方法，其特征在于， 包括以下步驟①按質量稱取膠凝材料40-60份、海灘泥沙40-60份，混合攪拌的同時根據流動性加入 水以形成可流動的料漿，水固比為0. 2 0. 35。②將步驟①制備的料漿注入試模成型制得毛坯；③將毛坯自然養護3-7天，即得到所需免燒磚。
全文摘要
一種建筑工程技術領域的用于制備免燒磚的膠凝材料及其制備和應用方法，首先將金屬氧化物粉末與調凝材料充分拌合形成粉狀混合料，其中調凝材料與金屬氧化物的質量比控制在595與15∶85之間，然后將粉狀混合料與磷酸水溶液充分拌合制成料漿。制備得到的膠凝材料的組分及質量百分比含量為金屬氧化物粉末42.5-57.0％、調凝材料2.75-7.5％、磷酸溶液40-50％。本發明能夠將海灘泥沙固化制備為免燒磚，可用于墻體材料，也可用于加工成用于道路工程的基石或彩磚。
文檔編號C04B12/02GK101863630SQ20101021655
公開日2010年10月20日 申請日期2010年7月2日 優先權日2010年7月2日
發明者池建輝, 白琳琳, 陳兵 申請人:上海交通大學