您好,欢迎来到划驼旅游。
搜索
您的当前位置:首页工业废渣混凝土多孔砖的试制

工业废渣混凝土多孔砖的试制

来源:划驼旅游
曩 : 研完 与探讨 科技纵横 2009.12 5 cIf c e l f 5叫1 0【0 cf 工业废渣混凝土多孔砖的试制 刘苏文 (扬州市通源机械产品有限公司,江苏扬州225002) 摘要:_r-,3k废渣混凝土多孔砖是指以粉煤灰、炉渣及其它废渣、水泥、各种轻集料、外加剂、水等为主要成分,拌舍制成 的小型混凝土多孔砖,其中,粉煤灰和各种废渣掺量不低于70%。具有节约材料资源、降低成本、方便运输和使用的 优点。本文介绍了该类产品的原材料配制技术与处理要求、工艺流程与生产操作控制等。 关键词:工业废渣;混凝土多孔砖;生产 0前言 颗粒)应<3%,其中泥块含量<0.5%。 城市化进程的飞速发展使得建筑废渣呈指数 1.3粉煤灰 倍增长,丁业文明的发展不但带来化工废渣排放量 其技术要求符合GB1596—91的规定,对含水率 空前增加,同时造成能源、资源和环境的矛盾日益 不规定,45btm筛筛余不大于60%。粉煤灰、炉渣要 突出。如何改变“垃圾包围城市”的社会与生态困 严格控制含碳量,粉煤灰中的碳质吸水量大,不但 扰,实现发展循环经济模式是当前一个迫切需要解 使混凝土多孔砖抗冻性下降,还会影响废渣的活性 决的问题。 激发。粉煤灰的粒度要有级配,30btm以上细灰至 将废弃物进行再生加工后在建筑材料生产中 少要有l0%。 予以综合利用,积极推广应用工业废渣生产新型墙 1 4妒渣 材,做到变废为宝,化害为利,真正实现城市垃圾的 炉渣的主要化学成分为si、AI、Fe、ca、Mg等 资源化、无害化处理,做到墙体材料发展进入良性 的氧化物,其物理特征是多孔性颗粒。化学成分: 的自我循环机制。 SiO244% ̄48%、CaO1.8%-2.5%、SiO31_3%~1.5%、 1原料技术要求 A1,O 2%~12.5%、MgO1.1% 1.57%,烧失量≤15%。 1.1 水泥 水泥既是胶结料,也是粉煤灰和炉渣的活性激 表1炉渣的物理性质 化剂。水泥是碱性的,其碱性可以腐蚀粉煤灰的玻 璃体,使其表面变粗糙,易于和其他活性激发剂反 应,从而提高其活性。在通用的六大水泥品种中, 表2炉渣的颗粒级配技术要求 以硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥为好,这两种水泥 熟料含量高,因本工艺大量掺用炉渣和粉煤灰,熟 料含量高的水泥有利于提高混凝土多孔砖强度,并 有利于激发粉煤灰和炉渣的活性。尽量避免使用 1.5磷石膏 粉煤灰水泥、矿渣水泥、复合水泥等掺合料较多的 磷石膏是磷肥工业的固体废弃物,湿法磷酸生 水泥品种。 产工艺通过硫酸分解磷矿粉生成萃取料浆,然后过 1.2砂 滤洗涤制得磷酸,过滤洗涤中同时产生磷石膏废 废渣混凝土多孑L砖在生产承重型产品时,要使 物。磷石膏呈粉末状,颗粒直径5~150gin,成分与 用少量砂子,砂的含泥量(即粒径小于0.08ram的尘 天然二水石膏相似,以CaSO ・2H 0为主,含量一般 屑、淤泥和粘土的总含量)及泥块含量(即原颗粒大 达70%左右。次要组分随矿石来源不同而异,一般 于1.25ram经水洗、手压后可破碎成小于0.63mm的 含有岩石组分、ca、Mg的磷酸盐、碳酸盐及硅酸盐。 科技纵横 5 cI 5l cl i l e c 0』0 0 cI t《j 研纪与探讨 2009,12 相对密度为2.22~2.37,容重为0.733~0.88g/em 。可 以取代天然石膏或熟石膏,配合电石渣,会共同激 发粉煤灰或炉渣的活性。 1.6 电石渣 电石渣是用电石(CaC,)制取乙炔时产生的废 渣,成分和性质与消石灰相似,Ca(OH),含量通常 达60%~80%,可取代石灰用作粉煤灰及炉渣的活化 剂,有利于降低成本。电石渣的含水率很高,需经 沉淀浓缩才能利用。 表3化学组成 1.7废砖粉 废砖粉可以作为粉煤灰活化的晶种,诱导粉煤 灰活性激发。废砖粉可以选用粘土砖窑出窑时产生 的废砖粉,也可以用废砖头粉磨,粉磨细度100~200 目。 2工艺技术原理 2.1工业废渣活性 废渣混凝土多孔砖的技术核心是利用和提高 粉煤灰、炉渣的活性。两者都是以SiO 和A1 0 为 主要成分的硅铝质材料,二者的活性成分总的来说 是一致的,可以用相同的方法来利用和提高活性。 凡能在常温和有水条件下与Ca(OH),发生化学反应 的硅铝质材料一般均称为火山灰材料。粉煤灰和 炉渣具有的这种参与化学反应的能力,称为火山灰 反应性,简称为活性。 2-2活性原理 粉煤灰和炉渣的主要活性反应是与水泥 熟料水化生成的Ca(OH):反应生成硅酸钙结晶 (xCaO・SiO,・nH,O),反应过程如下: SiO2+xCa(OH)2+(n-x)H2O=xCaO・SiO2。nH2O 除上述反应外,粉煤灰和炉渣还与其他水化产 物进行一系列复杂的二次反应,生成水化硅酸钙和 水化铝酸钙结晶。其反应过程如下: (1.5-2.0)CaO・Si02"aq+SiO2 =(0.8-I.5)CaO。SiO2 ̄aq 3CaO・A12O3・6H2O+SiO2+mH20 =XCaO。SiO2。mH2O+YCaO・A1203‘nH20 X≤2 Y≤3 A120 +XCa(OH)2+mH20 =XCaO。A1203‘nH20X≤3 3Ca(OH)2+A12O3+2SiO2+mH20 =3CaO・A12O3。2SiO2。nH20 上述反应的水化产物与水泥熟料的水化产物 基本相同,因此,粉煤灰和炉渣的水化性能和水泥 是一致的,故粉煤灰和炉渣在活性充分发挥条件 下,可起到水泥相同的胶凝作用。 2.3 工业废渣水化反应影响因素 2.3.1 反应温度 温度越高,反应进行越快,反应程度越充分,反 应生成物也越多。 2.3.2表面形态 废渣颗粒表面越粗糙、越疏松,其他成分就越 容易进入废渣内部,与其发生反应。 2.3.3 比表面积 比表面积越大,粉煤灰和炉渣与其他成分接触 面就越大,反应就越彻底,生成的水化产物也就越 多。 2.3.4碱性环境 碱可以腐蚀废渣颗粒表面,使其表面变得粗糙 和疏松,促进废渣和其他成分的反应。 2.4工艺设计 工业废渣混凝土多孔砖工艺措施都是围绕上 面四个因素展开的。 2.4.1提高物料反应温度措施 ①湿热养护。混凝土多孔砖成型后采用蒸汽 加热养护或太阳能加热养护,使制品在湿热养护环 境里加快水化反应速度,提高工业废渣的活化反应 速度。②利用生石灰的水化热。因生石灰水化时 放出大量热量,有利于提高拌合物温度,改善反应 的热环境。③使用热水。在配料时使用热水,提高 物料的初始温度,缩短废渣的激活时间。 2.4。2增加比表面积措施 ①轮碾粉碎和磨细。为增加废渣颗粒表面积, 对部分粉煤灰磨细,即物理活化措施。②选用细粉 煤灰。在配料时选用少量细粉煤灰,特别是801am 以下细颗粒较多的粉煤灰。 2.4.3 改善表面特征措施 ①加入高效活化剂。高效活化剂可以使粉煤 灰和炉渣玻璃体致密结构被破坏,表面变得粗糙, 呈绒球状,其他物料就能较容易渗人玻璃体内部, 使SiO 和AI 0 溶出,更充分与Ca(OH) 反应,对混 凝土多孔砖强度有很大提高。②活化促进剂。与 瓦 2009.12 高效活化剂配合使用,可提高高效活化剂的活化效 果。经扫描电镜观察,加入后废渣表面粗糙度明显 增加。 2.4.4提高碱性环境 ①掺入水泥、石灰,除发挥胶凝作用外,还水化 生成大量Ca(OH),,为废渣活化提供了良好的反应 环境。②加入废碱液。废渣液的主要成分是CaC1 , 具有早强作用,可以弥补废渣混凝土多孔砖早期强 度差的不足,CaC1,能与水泥中的铝酸钙作用生成 不溶性的水化氯铝酸钙,并与硅酸钙水化析出的氢 氧化钙作用生成氧氯化钙,这些结晶的形成,提高 了固化体系的胶凝性,可促进物料形成高强骨架, 有助于水泥石结构形成。另外,还可以加入其他的 含碱废液,如造纸废液、电镀废液、印染废液等,为 反应体系提供碱性物质,促进废渣的水化反应。 3配合比设计 3.1 水泥 水泥既有胶结作用,又有对废渣的碱激发作 用,水泥的合适用量应以5%~15%为宜,承重混凝 土多孔砖不能低于10%,非承重混凝土多孑L砖不能 低于5%,保温隔热节能型混凝土多孔砖因大量使 用没有活性的轻集料,如珍珠岩、废聚苯乙烯、漂珠 等,需要更多的水泥对其进行胶结,所以保温隔热 节能型混凝土多孔砖的水泥用量不能低于8%。 3.2粉煤灰 粉煤灰作为活性集料通常有一个最佳用量范 围,因粉煤灰粒度较小,属于细集料,须配合粗集料 使用,若用量太大,将影响混凝土多孔砖的强度。当 其用量在20%以下,混凝土多孑L砖强度提高较大, 当其用量在30%~40%,混凝土多孔砖强度提高不明 显,当其用量超过50%,混凝土多孑L砖强度会降低, 故应控制在50%以下,以20%~45%最为合适。 3.3磨细粉煤灰 磨细粉煤灰虽掺量不大,但对混凝土多孔砖强 度增强效果较好,掺量每提高5%,强度会提高3%, 使用成本较高,合适掺量以3%~10%为宜。 3.4炉渣用量 炉渣作为活性粗集料,与粉煤灰配合使用,除 有活性作用外,还可和粉煤灰形成粒度级配,发挥 集料效应,如果炉渣用量过小,低于20%,将会影响 混凝土多孔砖强度,而其用量超过60%,粉煤灰、砖 粉等细集料的比例相对较低,也会影响强度,适宜 掺量应在30%~45%之问。 研宄与探讨 科技纵横 5 cIlI c 5 l I 8 c 8l 0l 0 6 y 3.5电石渣 配比必须以有效Ca(OH),计,用量15%~25% 左右效果最佳,水化产物最多。 3.6磷石膏 磷石膏的主要成分是CaSO ,硫酸盐对废渣的 活性激发虽然没有碱激发效果好,但对碱激发有协 同作用。随着磷石膏掺量的增加,混凝土多孑L砖的 强度就随之提高。当磷石膏掺量为2%时,混凝土 多孑L砖强度比不掺磷石膏提高4%;当磷石膏掺量 为3%时,混凝土多孔砖涅度比不掺磷石膏提高6%; 当掺量为5%时,强度增加8%,合理掺量为3%~5%, 超过5%,增强效果不明显。 3.7高效活性剂 高效活性剂对废渣活性激发起决定性作用。它 掺人l%以下,增强效果不太明显,掺人8%以上, 混凝土多孔砖强度反而下降,适宜掺量为2%~5%, 此时活性激发效果最好。 3.8磁化水用量 使用磁化水较使用普通水混凝土多孔砖强度 可相差5%~10%,因高掺量工业废渣混凝土多孔砖 掺用的废渣、粉煤灰和炉渣中含有大量炭粒,炭粒 吸水率较高,故水灰比稍高。 4工艺流程 4.1原料预处理 4.1.1粉煤灰磨细 粉煤灰最好使用干排灰,如使用湿排灰,要事 先烘干或晒干,使其含水率降至2%以下,含水率过 高,在粉磨时易糊磨,可使用助磨剂,以提高粉磨效 率。粉磨灰要磨至200~300目。 4.1.2炉渣粉碎 炉渣一般都是块状,可先使用颚式破碎机进行 初碎,再使用锤式破碎机细碎。细碎粒径以<15ram 为宜。 4.1.3磷石膏、电石渣 一般都是湿料进厂,有条件可将其烘干,也可 直接使用湿料,但要将其匀化后测出含水率,为配 料做准备。 4.1_4废碱液预处理 废碱液由于其各成分含量波动较大,不易掌握 其加量,可设定多个储液罐,将不同时间进厂的废 碱液经不同储罐排出后,再经匀化装置匀化后使 用。 4.1.5水的磁化 科技纵横 5 c1fI c e l f 5 c 8 0l 0 ef 研宄与探讨j 2O09.12 在水管上安装水磁化器,对水进行磁化处理。 水经磁化后可以提高}昆凝土多孔砖强度5%左有, 因为水分子之间存在着电性吸引力,这种吸引力使 水分子之间能够形成缔合水分子,当缔合水分子流 经磁化器的磁场,在洛伦磁力作用下,缔合水分子 先将磁化水加入搅拌机,然后再加入处理过的 废渣活化料,搅拌3-5min即可出料。搅拌时,要严 格控制加水量。配制好的配合料抓在手中,用力一 握能成团,手松开后,轻触料团就能散开,如不能散 开,则说明湿度太大,如果用手一握不能成团,则说 明湿度太小。 4.4成型 分成单分子,分解后的水分子较原缔合水分子电性 吸引力增强,从而提高水分子的活性,当水与水泥 和废渣作用时,会使水比较容易地由水泥和废渣颗 成型时注意芯具和模箱不出现问题,要防止混 粒表面进入内部,加强水泥、废渣的水化反应,加速 凝结硬化速度,使水化生成物增多,结构更加致密, 从而提高强度,改善防水和抗冻性能。 水经磁化机磁化后,进行加热处理,加热后的 水温以50~100℃为宜,以80~100%最好,高温磁化 水有利于废渣活化。实验研究表明:磁化水的最佳 磁场强度为0.21T,最佳流量为1/73~l/lOOkg/s。 4.2计量 外加剂的误差一般不超过l%,水泥的误差不 能超过2%~3%,掺量较少的外加剂要用水泥进行预 分散,然后再往搅拌机里加。 4.3配合料制备 4.3.1 轮碾 将各种经过计量的工业废料拌和后送至轮碾 机,立即开动轮碾机,陆续加人规定量的热水,水温 50~IO0 ̄C,将拌和料轮碾3-5min,可促进废渣的活 化,使高效活化剂、电石渣、磷石膏和废渣充分接触 混合,提高这些外加剂对粉煤灰颗粒的渗透率。轮 碾时,拌料要定量加人,搅拌均匀,铲片与碾轮对配 料有挤压、捏和排气功能,可改善细粉和结合剂结 团现象,使配料在含水率较高时可保证不结团、不 沾底。 4.3.2 熟化 轮碾过的拌合料,可送至熟化仓,保温保湿熟 化,熟化料温度不低于35 ̄C,以4O~6O℃为宜。熟化 期间,根据温度不同,可控制在4~8h之间。在一定 温度下熟化有利于高效活化剂对粉煤灰和炉渣进 行预活化,充分激发其潜在活性。 熟化最主要是控制好湿度和温度及熟化时间, 一般相对湿度不低于90%,温度不低于40 ̄C,最好 保持在60~80℃。物料熟化后,根据生产实际还可 进行二次轮碾,一般强度可提高3%~5%。通常第 一次熟化时间不能低于3h,第二次熟化时间不低于 1h,两次熟化时间不低于4h。 4.3.3搅拌 凝土多孑L砖裂纹、拉伤、掉角、缺棱等,对模箱两端 由于尺角处产生拉伤裂纹的应加大尺角,以保持角 圆,控制好成型参数,以保证成型机的压力和激振 力。 4.5输送 刚成型的混凝土多孔砖初始强度较低,极易损 坏,在输送、搬运、养护等过程中,要轻抬轻放,用手 推车送坯,路面要平整,防止车辆振动或歪斜造成 混凝土多孔砖损坏。预养的混凝土多孔砖码放不 应超过5层。 4.6养护 养护是废渣混凝土多孑L砖生产的关键工序之 一。有些混凝土多孑L砖厂不重视混凝土多孔砖的 养护,只重视混凝土多孑L砖的配方,错误地认为养 护并不重要,只要有好配方,就能生产出高质量的 混凝土多孔砖,事实上即使配方再好,不注重混凝 土多孔砖的养护,也生产不出优质混凝土多孔砖。 4.6.1养护制度确定 ①湿度 废渣混凝土多子L砖强度的增长主要取决于水 泥的水化及废渣有效成分的水化程度。这一过程 需要大量的水分。在自然条件下,空气的相对湿度、 温度及风速是决定因素,具有很大的可变性,因此, 自然养护具有一定的局限性,难以保证湿度条件, 所以,人工养护优于自然养护。 ②温度 废渣混凝土多孔砖中废渣掺量大,比普通混凝 土混凝土多孔砖在常温下凝固得慢。混凝土的水 化规律是水化反应速度与温度成正比,所以在保证 湿度的同时,要尽可能提高养护温度,以30~60 为 宜。 ③养护时间 混凝土多孑L砖保温保湿时问越长,后期强度越 高,实验证明,保温保湿养护8h与保温保湿养护 30h,其强度至少相差2%一5%。因此,在不影响生产 压 ≥ 研芤与探讨 科技纵横 5 cI e c[i 1f c l 0【0 6 y 2oO9.i2 情况下,保温保湿养护要尽量延长一些时间。 4.6.2养护方式的选择 ①自然养护 成混凝土多孑L砖内部应力集中而出现裂纹,所以, 非承重混凝土多孔砖预养时间可适当短些。 4.7码垛 自然养护多采用就地带膜养护。自然养护既可 脱板、码垛宜采用专用设备。生产企业可用叉 车码垛,将叉车的车叉换成混凝土多孔砖的夹具, 将混凝土多孔砖成排叉起,然后码成四块高的码, 再整垛运到堆场,码放成堆,堆高最多可达2.5m,叉 车可使用2~2.5t型号。尽可能减少因搬运产生多 孑L砖外观破损或内部缺陷。高掺量废渣多孔砖在 采用露天方式,也可采用室内保湿方式。露天方式, 节省投资,但温度、湿度不易控制,而室内养护可以 控制温度湿度,对混凝土多孔砖强度有利。露天养 护时,需在坯体表面覆盖草帘或塑料布,并按时浇 水浇透。浇水应在混凝土多孑L砖成型3~4h后进行, 最初_二天浇水间隔应短,多浇、勤浇,每天浇水至少 三次,使混凝土多孔砖吸水饱和,浇水后仍要盖好 湿草帘或塑料布。从第四天开始可减少为两次,浇 水日数至少一周。冬季如采取自然养护,可适当加 硬化干燥过程中会产生较大的体积收缩变形,如发 生在砌体中会引起墙体开裂,降低建筑结构的承载 与防雨抗渗能力并影响外观。通过生产企业对多 孔砖的长期养护和干燥,可以使其干缩变形明显降 低,出厂龄期不应小于28d。 入防冻剂。在高温和有风天气,浇水次数要增加。 如果坯体表面覆盖塑料布,可以不浇水,或者浇一 次后再盖塑料布,以后不再浇水。 一工业废渣混凝土多孔砖生产流程见图1。 寝 粉 煤 般情况下,平均气温为l5℃时,养护36h可 料 荻 以码垛;平均气温25℃时,养护24h即可码垛;平均 气温35℃时,养护16h即码垛。 ②人T养护 混凝土多孔砖一下生产线即进入养护室,先预 热静停6 ̄8h,室温控制在40~50℃(冬季干热静停 蜀 一卤豪 图1 工业废渣混凝土多子L砖生产流程图 参考文献 【1]李荫余.建筑材料与试验[M】.南京工学院出版社,1988 10~12h、预热静停温度35~45 ̄C o预热静停结束后, 可以32℃/h的速度升温,当混凝土多孔砖温度和室 温平衡时,停气闷窑,然后保温95~IO0 ̄C继续养护 8h,降温时,降温速度20—3O℃,h,降温时问2~2.5h。 承重混凝土多孑L砖由于密实度高,水、水泥浆 和集料,在混合物中热膨胀系数不一样,需要足够 的早期强度来克服制品的热膨胀,否则,容易导致 混凝土多孑L砖裂纹。承重混凝土多孔砖要延长预养 时间 分之一左右(约1-2h),非承重混凝土多孑L砖 『21朱宏军,程海丽,姜德明.特种混凝土和新型混凝土(Ml1.J化学工 业出版社,2004 f3】姚武.绿色混凝土[M】.化学工业出版社,2006 【4】李继业,刘经强等.特殊材料新型混凝土技术【M】.化学工业出版 社.2007 【5]刘数华,冷发光.再生混凝土技术f M1.中国建材工业出版社, 2007 一 [6】【意】MaYo Collepardi.混凝土新技术[MI.中国建材工业出版社, 2008 由于空隙较多,可以允许空气和水的热膨胀不会造 (上接第48页) 火花或熔渣损坏琉璃瓦。必须经过或在瓦面上放 “中建杯”(优质工程金质奖),被推荐申报鲁班奖。 (2)技术和社会效益:该技术成果经进一步总 结,已被评为国家级工法、湖北省工法及中建总公 司工法,另外该技术作为关键技术和支撑性技术通 过了湖北省科技示范工程鉴定会鉴定。湖北省博 物馆综合陈列馆-I二程通过采用先进的施工工艺,妥 置重物时,要在瓦面上铺跳板、跳板与瓦之间垫放 足够厚度的草袋柔软材料,防止损坏瓦面。屋面施 工期问及施T完毕后,非工作人员一律禁止进入, 进入屋面的人员必须穿软底鞋。 11.8应用效果 (1)质量效益:大面积大坡度琉璃瓦屋面无开裂 和滑移,表面平整、色泽均匀、细部考究。工程荣获 2008年湖北建筑优质工程(楚天杯)奖,2008年度 善地解决了上述难题,屋面的质量和耐久性比设计 预期的更好,得到了社会的一致好评。(全文完) 

因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容

Copyright © 2019- huatuo6.com 版权所有 湘ICP备2023023988号-11

违法及侵权请联系:TEL:199 1889 7713 E-MAIL:2724546146@qq.com

本站由北京市万商天勤律师事务所王兴未律师提供法律服务