大摻量粉煤灰渣輕集料混凝土小型空心砌塊及其生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及建筑材料技術領域，具體而言，涉及一種大摻量粉煤灰渣輕集料混凝土小型空心砌塊，按照重量份數(shù)計，其原料組份主要包括：粉煤灰20～50份、爐底渣35～70份、水泥8～15份。本發(fā)明綜合利用火電廠產(chǎn)生的粉煤灰、爐底渣，廢渣利用量大，技術應用于工業(yè)化生產(chǎn)后，產(chǎn)品工業(yè)廢渣利用率高、利廢量大；制得的產(chǎn)品抗壓強度穩(wěn)定達到5MPa以上，密度小于800kg/m3，具有優(yōu)異的性能。
【專利說明】
大摻量粉煤灰渣輕集料混凝土小型空心砌塊及其生產(chǎn)方法
技術領域
[0001 ]本發(fā)明涉及建筑材料技術領域，具體而言，涉及一種大摻量粉煤灰渣輕集料混凝 土小型空心砌塊及其生產(chǎn)方法。
【背景技術】
[0002] 粉煤灰是火力發(fā)電廠排放的工業(yè)廢渣，由于量大面廣，特別是嚴重污染環(huán)境和占 用土地，長期以來，世界各國均十分重視粉煤灰的綜合利用。我國作為世界上火力發(fā)電大 國，自60年代開始一直在粉煤灰綜合利用方面開展大量的研究和產(chǎn)品開發(fā)工作。例如研究 開發(fā)粉煤灰加氣砌塊、粉煤灰蒸壓(蒸養(yǎng))磚、粉煤灰免燒免蒸磚、粉煤灰燒結磚、粉煤灰陶 粒等等，為我國粉煤灰資源綜合利用作出重大的貢獻。
[0003] 電廠爐底渣是燃煤經(jīng)鍋爐燃燒后從下部排出的煤渣，由于其溫度高，通常需要將 其粉碎并用水冷卻后再由灰渣系統(tǒng)排放到灰?guī)欤捎谄浜?0%的水分，影響了其利用價 值，長期以來只能作為填充物來利用，一是其用量少，二是其價格低，目前大部份的電廠主 要處理辦法將此類渣堆存在灰?guī)?，不僅占用大量的農(nóng)田，而且還會污染環(huán)境。
[0004] 輕集料混凝土小型空心砌塊多采用天然輕集料，浪費天然資源、破壞生態(tài)環(huán)境;采 用人造輕集料，其能耗高、污染重。若能將粉煤灰及爐底渣進行廢物利用，生產(chǎn)輕集料混凝 土小型空心砌塊，不僅能節(jié)約成本，還能起到保護環(huán)境的作用。雖然目前大摻量粉煤灰渣生 產(chǎn)新型墻體材料的研究在國內(nèi)刊物上也有報道，然而其產(chǎn)品生產(chǎn)成本較大，同時也只是實 驗室成果，尚未有技術成果應用的報道，應用到實際生產(chǎn)中可行性不高。
[0005] 有鑒于此，特提出本發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的第一目的在于提供一種輕集料混凝土小型空心砌塊，所述的輕集料混凝 土小型空心砌塊以粉煤灰和爐底渣等工業(yè)廢渣為原料，不僅能節(jié)約成本，還能起到保護環(huán) 境的作用;工業(yè)廢渣利用率高，利廢量大。
[0007] 本發(fā)明的第二目的在于提供一種所述的輕集料混凝土小型空心砌塊的制備方法， 該方法可行性高，可廣泛進行推廣利用，用該方法生產(chǎn)的砌塊性能好。
[0008] 為了實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，特采用以下技術方案：
[0009] -種輕集料混凝土小型空心砌塊，按照重量份數(shù)計，其原料組份主要包括：
[0010] 粉煤灰20~50份、爐底渣35~70份、水泥8~15份。
[0011] 火電廠產(chǎn)生的大量爐底渣具有蜂窩閉孔結構、密度小、燒結溫度高、機械強度高、 燒失量低的特點；以水泥粉煤灰作為膠凝材料，爐底渣經(jīng)過破碎、篩分預處理后作為骨料， 經(jīng)配料、攪拌、震動加壓成型，生產(chǎn)粉煤灰混凝土小型空心砌塊。生產(chǎn)時經(jīng)科學合理的配料， 產(chǎn)品既能滿足國標各項性能指標的要求，又能達到廢渣利用率高、利用量大的目標。
[0012] 混凝土小型空心砌塊空心率為25%~50%?；炷列⌒涂招钠鰤K適用于建筑地震 設計烈度為8度及8度以下地區(qū)的各種建筑墻體，包括高層與大跨度的建筑，也可以用于圍 墻、擋土墻、橋梁和花壇等市政設施，應用范圍十分廣泛。此外空心砌塊還可降低產(chǎn)品的自 重和材料用量，既節(jié)約原料又利用施工。
[0013] 優(yōu)選的，如上所述的輕集料混凝土小型空心砌塊，按照重量份數(shù)計，其原料組份主 要包括：
[0014] 粉煤灰20~30份、爐底渣58~70份、水泥10~12份。
[0015]進一步優(yōu)選的，如上所述的輕集料混凝土小型空心砌塊，按照重量份數(shù)計，其原料 組份主要包括：
[0016] 粉煤灰22~28份、爐底渣60~68份、水泥10.5~11.5份。
[0017]優(yōu)選的，如上所述的輕集料混凝土小型空心砌塊，所述粉煤灰為火電廠產(chǎn)生的原 狀粉煤灰。
[0018] 由于煤的灰量變化范圍很廣，而且這一變化不僅發(fā)生在來自世界各地或同一地區(qū) 不同煤層的煤中，甚至也發(fā)生在同一煤礦不同的部分的煤中。因此，構成粉煤灰的具體化學 成分含量，也就因煤的產(chǎn)地、煤的燃燒方式和程度等不同而有所不同。優(yōu)選的，本申請所使 用的粉煤灰的氧化物組成為：
[0019] SiO2 46~52%、Al2〇3 15~29%、Fe2〇3 5~9%、Ca0 4~18%、Mg0 1.5~4.5%、 SO3 1~2%，余量為其他不可能避免的氧化物雜質(zhì)。
[0020] 優(yōu)選的，如上所述的輕集料混凝土小型空心砌塊，所述爐底渣的粒徑為5~10mm。
[0021] 在此粒徑下，爐底渣顆粒筒壓強度較低，在0.5~1.7MPa左右。
[0022] 優(yōu)選的，本申請所用的爐底渣的氧化物組成為：
[0023] SiO2 49~54%、Al2〇3 15~28%、Fe2〇3 6~13%、Ca0 4~12%、Mg01.5~4.5%、 SO3 0.25~1 %，余量為其他不可能避免的氧化物雜質(zhì)。
[0024]優(yōu)選的，如上所述的輕集料混凝土小型空心砌塊，所述水泥為普通42.4R硅酸鹽水 泥。
[0025]如上所述的輕集料混凝土小型空心砌塊的生產(chǎn)方法，包括：
[0026]將所述粉煤灰、爐底渣、水泥按照既定的重量份數(shù)與水攪拌混勻，振動加壓成型， 養(yǎng)護即得成品。
[0027]優(yōu)選的，如上所述的輕集料混凝土小型空心砌塊的生產(chǎn)方法，按照重量份數(shù)計，所 述水的重量份數(shù)為7~14份。
[0028]優(yōu)選的，如上所述的輕集料混凝土小型空心砌塊的生產(chǎn)方法，在進行所述振動加 壓成型操作時，成型主機的功率為40~80kW，振動頻率為55~IOOHz，振幅1.2~1.5mm。
[0029] 振動加壓成型砌塊，本質(zhì)上為混合料經(jīng)過預壓階段，內(nèi)部結構發(fā)生改變，從而使密 實度改善、強度提高。振動頻率和振幅是根據(jù)母材強度等因素進行確定的，對砌塊的強度有 很大影響。
[0030] 優(yōu)選的，如上所述的輕集料混凝土小型空心砌塊的生產(chǎn)方法，所述養(yǎng)護的方法為 自然養(yǎng)護或蒸汽養(yǎng)護。
[0031] 自然養(yǎng)護是混凝土在自然條件下（溫度不低于5°C，相對濕度在90%以上）進行養(yǎng) 護的一種方式。在自然養(yǎng)護下，由于溫度不固定，溫度較高時混凝土強度增長率較大，溫度 較低時混凝土強度增長率較小，沒有一定的規(guī)律性。
[0032]蒸汽養(yǎng)護是將混凝土構件放在蒸汽養(yǎng)護室，通入水蒸汽使混凝土升溫，加速水泥 和輔助膠凝材料水化硬化進程，快速達到脫模強度，加快模板周轉(zhuǎn)和生產(chǎn)效率。
[0033] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果為：
[0034] 1)、本發(fā)明綜合利用火電廠產(chǎn)生的粉煤灰、爐底渣，廢渣利用量大，技術應用于工 業(yè)化生產(chǎn)后，產(chǎn)品工業(yè)廢渣利用率高、利廢量大；
[0035] 2)、產(chǎn)品抗壓強度穩(wěn)定達到5MPa以上，密度小于800kg/m3,具有優(yōu)異的性能。
[0036] 3)、產(chǎn)品實用性強，輕質(zhì)、隔熱、保溫、抗震效果好，可替代市場天然陶粒、人造陶粒 生產(chǎn)大摻量粉煤灰混凝土小型空心砌塊、輕集料混凝土空心砌塊，節(jié)能、減排、利廢效果顯 著。
【具體實施方式】
[0037] 下面將結合實施例對本發(fā)明的實施方案進行詳細描述，但是本領域技術人員將會 理解，下列實施例僅用于說明本發(fā)明，而不應視為限制本發(fā)明的范圍。實施例中未注明具體 條件者，按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為 可以通過市售購買獲得的常規(guī)產(chǎn)品。
[0038] 實施例1
[0039] 一種輕集料混凝土小型空心砌塊的生產(chǎn)方法，包括：
[0040]將所述粉煤灰20份、爐底渣70份、水泥8份與水攪拌混勻，振動加壓成型，養(yǎng)護即得 輕集料混凝土小型空心砌塊。
[0041 ] 實施例2
[0042] 一種輕集料混凝土小型空心砌塊的生產(chǎn)方法，包括：
[0043]將所述粉煤灰50份、爐底渣35份、水泥15份按與7份水攪拌混勻，振動加壓成型，自 然養(yǎng)護即得輕集料混凝土小型空心砌塊。
[0044] 在進行所述振動加壓成型操作時，成型主機的功率為40kW，振動頻率為IOOHz，振 幅1·2mm〇
[0045] 實施例3
[0046] -種輕集料混凝土小型空心砌塊的生產(chǎn)方法，包括：
[0047]將火電廠產(chǎn)生的原狀粉煤灰30份、粒徑為5~IOmm的爐底渣58份、普通42.4R硅酸 鹽水泥10份按與14份水攪拌混勻，振動加壓成型，蒸汽養(yǎng)護即得輕集料混凝土小型空心砌 塊。
[0048] 在進行所述振動加壓成型操作時，成型主機的功率為80kW，振動頻率為55Hz，振幅 1.5mm〇
[0049] 實施例4
[0050] -種輕集料混凝土小型空心砌塊的生產(chǎn)方法，包括：
[0051 ]將火電廠產(chǎn)生的原狀粉煤灰30份、粒徑為5~IOmm的爐底渣58份、
[0052]普通42.4R硅酸鹽水泥12份按與10份水攪拌混勻，振動加壓成型，蒸汽養(yǎng)護即得輕 集料混凝土小型空心棚塊
[0053] 在進行所述振動加壓成型操作時，成型主機的功率為60kW，振動頻率為75Hz，振幅 1.3mm〇
[0054] 實施例5
[0055]為了能更清楚地說明本發(fā)明的實施過程和效果，本申請在實施例1~4的基礎上提 供了實施例5。
[0056] 1)、實驗材料
[0057]本項目試驗爐底渣采用寧東基地進入1號綜合渣場的馬蓮臺電廠、京能電廠、英力 特電廠的爐底渣，粉煤灰采用馬蓮臺電廠、京能電廠原狀粉煤灰，同時采用了神華寧煤氣化 爐渣、捷美豐友鍋爐渣，水泥采用賽馬水泥，碎石、水洗砂采用寧東清水營石料廠碎石和水 洗砂，黃砂采用關馬湖黃砂。
[0058]各種廢渣的化學成分分析如表1所示，各種材料的物理性能，見表2~5。
[0059]表1試驗用寧東基地各類廢渣的化學成分
[0062] 表2試驗各類廢渣及砂石的堆積密度

[0070] 2)、試驗的方法與過程
[0071] 首先對試驗用的所有原材料進行取樣、備料、加工、檢測分析，研究各類材料及不 同企業(yè)產(chǎn)生的粉煤灰渣特性，根據(jù)材料的特性擬定小型試驗方案，進行粉煤灰混凝土小型 空心砌塊的試驗，在粉煤灰混凝土小型空心砌塊試驗成果的基礎上，進行最大粉煤灰渣摻 加量的試驗，粉煤灰和爐底渣的總摻入量按粉煤灰20~50份、爐底渣35~70份、水泥8~15 份進行試驗。小型試驗對電廠爐底渣經(jīng)過人工篩分、機械碾壓、小型顎式破碎機破碎、人工 篩分，按照物料的顆粒粒徑、筒壓強度、水泥的性能進行配料，小型試驗配料采用TG100臺 秤、電子天平精確計量，采用Φ 1200mm行星式攪拌機攪拌，200噸壓力小型制磚機成型，自然 養(yǎng)護24小時后，采用體積680 X 580 X 1460mm蒸養(yǎng)廂蒸汽養(yǎng)護8小時，自然降溫冷卻后，按照 《混凝土小型空心砌塊試驗方法》GB/T4111-1997進行逐項指標檢測分析。
[0072] 小型試驗每組配方經(jīng)多次反復試驗檢測進行確認。工業(yè)性規(guī)模試驗爐底渣主要來 自寧東基地1號綜合渣場、粉煤灰使用寧東馬蓮臺電廠、京能電廠兩個企業(yè)的原狀灰，水泥 采用賽馬寧東粉磨站42.5R普通硅酸鹽水泥。爐底渣運入廠區(qū)后進行篩分、大顆粒經(jīng)顎式破 碎機破碎再篩分，按照粒徑入倉待用。生產(chǎn)設備采用本公司由北京瑞圖集團生產(chǎn)的全自動9 型砌塊機生產(chǎn)線。
[0073] 產(chǎn)品經(jīng)養(yǎng)護窯靜停養(yǎng)護后，經(jīng)擺渡車、降板機、自動碼垛機碼垛，用叉車輸送至堆 場自然養(yǎng)護，養(yǎng)護期達到28天后按照國標在公司試驗室進行逐項指標檢測。工業(yè)性試驗除 采用寧東火電廠爐底渣外，拓展了利用神華寧煤氣化爐渣、捷美豐友鍋爐灰渣作為產(chǎn)品骨 料的試驗，在工業(yè)性試驗成功的基礎設上，優(yōu)選產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)、成本低的最佳方案應用于公司 生產(chǎn)線。大摻量粉煤灰渣生產(chǎn)的輕集料混凝土小型空心砌塊經(jīng)寧夏建筑材料質(zhì)量監(jiān)督檢驗 站檢測，各項性能指標達到國家標準要求，產(chǎn)品抗壓強度達到5.2MPa，密度小于800kg/m 3。 [0074] 3)、本發(fā)明采用的技術原理和生產(chǎn)工藝流程
[0075] 技術原理：
[0076]寧東基地火電廠產(chǎn)生的大量爐底渣具有蜂窩閉孔結構、密度小、燒結溫度高、機械 強度高、燒失量低的特點，以水泥粉煤灰作為膠凝材料，爐底渣經(jīng)過破碎、篩分預處理后作 為骨料，經(jīng)配料、攪拌、震動加壓成型，生產(chǎn)粉煤灰混凝土小型空心砌塊。生產(chǎn)時經(jīng)科學合理 的配料，產(chǎn)品既能滿足國標各項性能指標的要求，又能達到廢渣利用率高、利用量大的目 標。
[0077] 5-1的原料配比同實施例4;
[0078] 5-2的原料配比為:將火電廠產(chǎn)生的原狀粉煤灰28份、粒徑為5~IOmm的爐底渣60 份、普通42.4R硅酸鹽水泥10.5份按與10份水攪拌混勻；
[0079] 5-3的原料配比為:將火電廠產(chǎn)生的原狀粉煤灰22份、粒徑為5~IOmm的爐底渣68 份、普通42.4R硅酸鹽水泥11.5份按與10份水攪拌混勻；
[0080]工藝流程同實施例4;其中爐底渣和粉煤灰的分別來源自表1中5-1、5-2、5-3的三 個電廠。
[0081 ] 實驗例1
[0082]對實施例1~5制得的輕集料混凝土小型空心砌塊進行檢測，檢測結果如表6所示。 [0083]表6大摻量粉煤灰渣試驗生產(chǎn)的粉煤灰空心砌塊檢測結果
[0085] 測量標準：
[0086] GB/T4111混凝土小型空心砌塊試驗方法；
[0087] GB/T15229-2002輕集料混凝土小型空心砌塊；
[0088] JC/T862-2008粉煤灰混凝土小型空心砌塊。
[0089]盡管已用具體實施例來說明和描述了本發(fā)明，然而應意識到，在不背離本發(fā)明的 精神和范圍的情況下可以作出許多其它的更改和修改。因此，這意味著在所附權利要求中 包括屬于本發(fā)明范圍內(nèi)的所有這些變化和修改。
【主權項】
1. 一種輕集料混凝土小型空心砌塊，其特征在于，按照重量份數(shù)計，其原料組份主要包 括： 粉煤灰20~50份、爐底渣35~70份、水泥8~15份。2. 如權利要求1所述的輕集料混凝土小型空心砌塊，其特征在于，按照重量份數(shù)計，其 原料組份主要包括： 粉煤灰20~30份、爐底渣58~70份、水泥10~12份。3. 如權利要求1所述的輕集料混凝土小型空心砌塊，其特征在于，按照重量份數(shù)計，其 原料組份主要包括： 粉煤灰22~28份、爐底渣60~68份、水泥10.5~11.5份。4. 如權利要求1~3任一項所述的輕集料混凝土小型空心砌塊，其特征在于，所述粉煤 灰為火電廠產(chǎn)生的原狀粉煤灰。5. 如權利要求1~3任一項所述的輕集料混凝土小型空心砌塊，其特征在于，所述爐底 渣的粒徑為5~10mm。6. 如權利要求1~3任一項所述的輕集料混凝土小型空心砌塊，其特征在于，所述水泥 為普通42.4R娃酸鹽水泥。7. 權利要求1~6任一項所述的輕集料混凝土小型空心砌塊的生產(chǎn)方法，其特征在于， 包括： 將所述粉煤灰、爐底渣、水泥按照既定的重量份數(shù)與水攪拌混勻，振動加壓成型，養(yǎng)護 即得成品。8. 如權利要求7所述的輕集料混凝土小型空心砌塊的生產(chǎn)方法，其特征在于，按照重量 份數(shù)計，所述水的重量份數(shù)為7~14份。9. 如權利要求7所述的輕集料混凝土小型空心砌塊的生產(chǎn)方法，其特征在于，在進行所 述振動加壓成型操作時，成型主機的功率為40~80kW，振動頻率為55~100Hz，振幅1.2~ 1.5mm〇10. 如權利要求7所述的輕集料混凝土小型空心砌塊的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述養(yǎng) 護的方法為自然養(yǎng)護或蒸汽養(yǎng)護。
【文檔編號】C04B38/08GK106007788SQ201610387330
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月2日
【發(fā)明人】鄭建峰, 周雪原, 潘玉紅, 劉玉忠, 顧永鵬, 眭立, 周宇翔, 劉晶
【申請人】寧夏仁和環(huán)?？萍及l(fā)展有限責任公司