專利名稱：一種高石粉摻量燒結磚制備方法
技術領域：
本發明屬于建筑材料技術領域，特別涉及一種以廢石粉為主要原料生產燒結 磚的工藝技術。
背景技術：
石粉是石材加工企業生產過程中最主要的廢棄物，僅福建晉江地區每年就會 產生近百萬立方米，這些廢石粉既占用空間又污染環境，給當地居民的生產和生 活帶來嚴重影響。目前，廢石粉的再利用問題，已成為制約石材企業和當地經濟 獲得可持續發展的一個重要瓶頸。與此同時，傳統的建筑用磚由于以粘土為主要 原料，導致大量農田被毀，山林植被受到破壞，目前，國家已明令禁止生產和使 用粘土質燒結磚，尋找一種合適的粘土替代材料生產燒結磚已刻不容緩。
由于石粉的主要成分為石英、長石和云母等礦物，將石粉燒結成為建筑制品， 如燒結磚等，既可解決石粉的環境污染問題，又能節約大量的土地資源，無疑將 是廢石粉再利用的一種有益嘗試。由于燒結磚的社會需求量巨大，而石粉在燒結 磚中的含量與廢石粉的消耗量直接相關，磚中石粉用量越大，廢石粉的消耗量就 會顯著增加。由于石粉是一種瘠性料，而且組成極為復雜，成型塑性低、燒結活 性較差，高石粉含量(高于80%)通常難以成型，也難于燒結成為高強度建筑 制品(如以石粉為主要原料的燒結磚，燒結瓦等)，導致石粉的再利用受到明顯 限制。正在申請的中國發明專利(申請號200610044657.3)公開了一種以石粉 為原料，同時添加20 75%粘合劑生產燒結磚的方法，但由于其石粉摻雜量仍 較低，石粉的消耗量有限。另一份正在申請的中國發明專利(申請號 200610125857.1)公開了一種利用石粉和廢物廢渣制備隔熱保溫磚的方法，但該 專利對石粉以及廢渣廢物的要求過于苛刻，所提供的配料中石粉和廢物廢渣比為 1- 1，廢物廢渣摻雜量大，石粉用量也會受到限制，并且產品從入窯到出窯周期 長達63小時，效率很低。
據檢索，目前國內外還沒有以石粉為主要原料，通過添加有機粘合劑和燒結助劑制備高石粉摻量燒結磚的報道。
發明內容
本發明的目的在于克服現有石粉燒結磚石粉用量低、對原材料的要求過于苛
刻等弊端，提供一種利用現有制磚工藝，通過添加粘合劑和燒結助劑，制備高石
粉摻量燒結磚的方法，而且對不同類型的廢石粉都適用的制備工藝。
本發明在仍然采用通常的制磚工藝條件下，通過引入少量的有機粘合劑，增
加坯體的成型塑性和濕磚坯強度，同時降低由于石粉原材料各項性能的變化對其
成型性能的影響，改善磚坯成型過程中的可操作性。為改善石粉的燒結性能，通
過分析石粉的組成特點，添加有利于促進石粉燒結的助劑以及添加劑，石粉的燒
結性能以及力學性能將會獲得明顯改善
一種高石粉摻量燒結磚，包括石粉，燒結助劑和添加劑，以及含有粘合劑的 水溶液，其中，混合粉料組分和重量百分比如下
石粉 80 95% 燒結助劑 2 5% 添加劑 0 18%
石粉為石材加工企業生產過程中產生的廢料，石粉中粒徑《0. 05mm占20%， 粒徑在0. 05mm 0. 5mm的占50% 。粒徑在0. 5mm 1. 5mm的占30% 。
燒結助劑為一種人工合成的硅酸鹽或氧化物(如氧化鈣、氧化鎂、氧化鋁、 氧化鍶、氧化硼)和氟化物(如氟化鈣、氟化鎂、氟化鉀)等化合物中的一種或 兩種的組合，其粒徑《0. lmm。
添加劑為高嶺土、蒙脫土、膨潤土、海土或紅土中的一種或組合，粒徑《lmm。
本發明使用的溶劑為含有粘合劑的水溶液，溶劑質量占粉體質量的3 5%， 粘合劑為聚乙酸乙烯酯(PVAC)、羧甲基纖維素、聚乙烯醇(PVA)或糊精中的一種 或組合，粘合劑在水中的含量為2 5%。
一種如上所述的高石粉摻量燒結磚制備方法，其特征在于，它包括以下步驟
(a) 原材料稱量按照一定粒徑要求將石粉、燒結助劑、添加劑以及含有粘 合劑的水溶液按重量百分比進行稱量；
(b) 混料將上述石粉、燒結助劑或添加劑，以及含有粘合劑的水溶液放入 對輥混料機中混合均勻；
5(C)成型將上述混合好的濕坯料送入到模壓制磚機中，壓成磚坯；
(d) 千燥將上述濕磚坯自然干燥或人工干燥，干燥后濕磚坯的含水率《5
(e) 燒結將干燥好的磚坯送入窯爐燒結，燒結溫度控制在900~120(TC 之間，升溫速率0.5 5'C/分鐘，保溫時間1 4小時；
(f) 冷卻燒結好的磚坯隨爐冷卻后取出。
本發明的有益效果是石粉摻雜量大，所制得的濕磚坯強度可調，燒結磚壓縮
強度高于30MPa，并且工藝簡單、成本低廉、節能環保。本發明工藝條件易于實 現，通過調整燒結助劑配方，即可適應不同產地石粉燒結所需，所生產的燒結磚 適用于作為墻體磚、路面磚和廣場地面磚等多種用途。
具體實施例方式
本發明提供一種采用高石粉摻量制備燒結磚的方法，該方法的具體工藝步驟 包括
(a) 原材料稱量按照一定粒徑要求將石粉、燒結助劑、添加劑和孔隙形成 介質以及含有粘合劑的水溶液按重量百分比進行稱量；
(b) 混料將上述石粉、燒結助劑、添加劑和孔隙形成介質，以及含有粘合 劑的水溶液放入對輥混料機中混合均勻；
(C)成型將上述混合好的坯料送入到模壓制磚機中，壓成磚坯；
(d) 干燥將上述濕磚坯自然干燥或人工干燥，干燥后濕磚坯的含水率《5
(e) 燒結將干燥好的磚坯送入窯爐燒結，燒結溫度控制在900 120CTC， 升溫速率O. 5 5tV分鐘，保溫時間1 4小時；
(f) 冷卻燒結好的磚坯隨爐冷卻后取出。
下面結合實施例對本發明予以進一步說明。
實施例一本發明所述燒結磚由石粉和燒結助劑組成，各組分重量百分比 如下
石粉 95% 燒結助劑 5%石粉為石材加工企業生產過程中產生的廢料，石粉中粒徑《0. 05mm占20%， 粒徑在0. 05mm 0. 5誦的占50% 。粒徑在0. 5mm 1. 5mm的占30% 。 燒結助劑為一種人工合成的硅酸鉍，粒徑《0.05mm。
按上述配比配制的混合粉末中加入3%的聚乙酸乙烯酯水溶液，聚乙酸乙烯 酯水溶液的質量占混合粉末總質量的5%。
一種如上所述的燒結磚制作方法，其實施步驟如下
(a) 原材料稱量按照一定粒徑要求將石粉和燒結助劑以及含有粘合劑的水 溶液按重量百分比進行稱量；
(b) 混料將上述石粉、燒結助劑或添加劑，以及含有粘合劑的水溶液放入 對輥混料機混合10小時；
(c) 成型將上述混合好的坯料送入到模壓制磚機中，壓力30MPa，保壓l 分鐘，壓成磚坯；
(d) 干燥將上述濕磚坯自然干燥，干燥后濕磚坯的含水率《5%;
(e) 燒結將干燥好的磚坯送入窯爐燒結，燒結溫度控為1200°C,升溫速 度為0. 5'C/分，保溫時間2小時；
(f) 冷卻燒結好的磚坯隨爐冷卻后取出。
實施例二本發明所述燒結磚由石粉、燒結助劑和添加劑組成，各組分重 量百分比如下-
石粉 90% 燒結助劑 4% 添加劑 6%
石粉為石材加工企業生產過程中產生的廢料，石粉中粒徑《0. 05min占20%， 粒徑在0. 05mm 0. 5mra的占50%。粒徑在0. 5mm 1. 5mm的占30%。
燒結助劑為氧化鎂和氟化鉀的混合物，二者的重量比例為40%: 60%，并 且粒徑均小于0.02鵬。添加劑為膨潤土和海土， 二者的重量比為l: 1，粒徑均 小于0. 5咖。
按上述配比配制的混合粉末中加入4%的聚乙烯醇水溶液，聚乙烯醇水溶液 的質量占混合粉末質量的4%。一種如上所述的燒結磚制作方法，其實施步驟如下
(a) 原材料稱量按照一定粒徑要求將石粉和燒結助劑以及含有粘合劑的水 溶液按重量百分比進行稱量；
(b) 混料將上述石粉、燒結助劑或添加劑，以及含有粘合劑的水溶液放入 對輥混料機混合10小時；
(C)成型將上述混合好的坯料送入到模壓制磚機中，壓力30MPa，保壓l 分鐘，壓成磚坯；
(d) 干燥將上述濕磚坯自然干燥，干燥后濕磚坯的含水率《5%;
(e) 燒結將干燥好的磚坯送入窯爐燒結，燒結溫度控為115(TC，升溫速 度為2. (TC/分，保溫時間3小時；
(f)冷卻燒結好的磚坯隨爐冷卻后取出。
實施例三本發明所述燒結磚由石粉、燒結助劑和添加劑組成，各組分重 量百分比如下
石粉 85% 燒結助劑 3°/。 添加劑 12%
石粉為石材加工企業生產過程中產生的廢料，石粉中粒徑《0. 05mm占20%， 粒徑在0, 05咖 0. 5咖的占50%。粒徑在0. 5mm 1. 5mm的占30%。
燒結助劑為氧化鎂和氧化鈣的混合物，二者的重量比例為40%: 60%，并 且粒徑均小于0.02mm。添加劑為膨潤土和海土， 二者的重量比為1: 1，粒徑均 小于0. 5腿。
按上述配比配制的混合粉末中加入4%的聚乙烯醇水溶液，聚乙烯醇水溶液 的質量占混合粉末質量的3%。
一種如上所述的燒結磚制作方法，其實施步驟如下
(a) 原材料稱量按照一定粒徑要求將石粉和燒結助劑以及含有粘合劑的水 溶液按重量百分比進行稱量；
(b) 混料將上述石粉、燒結助劑或添加劑，以及含有粘合劑的水溶液放入 對輥混料機混合12小時；
(c) 成型將上述混合好的坯料送入到模壓制磚機中，壓力30MPa，保壓l
8分鐘，壓成磚坯；
(d) 干燥將上述濕磚坯自然千燥，千燥后濕磚坯的含水率《5%;
(e) 燒結將干燥好的磚坯送入窯爐燒結，燒結溫度控為IIO(TC,升溫速 度為3. 5'C/分，保溫時間2小時；
(f)冷卻燒結好的磚坯隨爐冷卻后取出。
實施例四本發明所述燒結磚由石粉、燒結助劑和添加劑組成，各組分重 量百分比如下-
石粉 80% 燒結助劑 2% 添加劑 18%
石粉為石材加工企業生產過程中產生的廢料，石粉中粒徑《0. 05ram占20%, 粒徑在 . 05mm 0. 5mm的占50%。粒徑在0. 5咖 1, 5mm的占30%。
燒結助劑為氧化鎂和氟化鉀的混合物，二者的重量比例為40%: 60%，并 且粒徑均小于0.02mm。添加劑為膨潤土和海土， 二者的重量比為1: i，粒徑均 小于0. 5mm。
按上述配比配制的混合粉末中加入3%的聚乙烯醇水溶液，聚乙烯醇水溶液 的質量占混合粉末質量的2%。
一種如上所述的燒結磚制作方法，其實施步驟如下
(a) 原材料稱量按照一定粒徑要求將石粉和燒結助劑以及含有粘合劑的水 溶液按重量百分比進行稱量；
(b) 混料將上述石粉、燒結助劑或添加劑，以及含有粘合劑的水溶液放入
對輥混料機混合12小時；
(c) 成型將上述混合好的坯料送入到模壓制磚機中，壓力30MPa，保壓l 分鐘，壓成磚坯；
(d) 干燥將上述濕磚坯自然干燥，干燥后濕磚坯的含水率《5%;
(e) 燒結將干燥好的磚坯送入窯爐燒結，燒結溫度控為ioocrc，升溫速
度為5'C/分，保溫時間4小時； (f)冷卻燒結好的磚坯隨爐冷卻后取出。
權利要求
1.一種高石粉摻量燒結磚，包括石粉，燒結助劑和添加劑，其組分和重量百分比如下石粉80～95％燒結助劑2～5％添加劑 0～18％其中，石粉為石材加工企業生產過程中產生的廢料，石粉中粒徑≤0.05mm占20％，粒徑在0.05mm～0.5mm的占50％，粒徑在0.5mm～1.5mm的占30％；燒結助劑粒徑≤0.1mm；添加劑粒徑≤1mm；本發明使用的溶劑為含有粘合劑的水溶液，溶劑質量占粉體質量的3～5％，粘合劑溶于水中，粘合劑在水中的含量為2～5％。
2. 如權利1所述高石粉摻量燒結磚，其特征在于所述燒結磚為燒結普通磚或燒結建筑磚或燒結空心磚或燒結裝飾磚。
3. 如權利1所述高石粉摻量燒結磚，其特征在于所述燒結助劑為一種人工合成的硅酸鹽或氧化鈣、氧化鎂、氧化鋁、氧化鍶、氧化硼、氟化鉀、氟化鈣、氟化納、氟化鎂中的一種或兩種的組合。
4. 如權利1所述高石粉摻量燒結磚，其特征在于所述硅酸鹽為硅酸鈉、硅酸鉀、硅酸鉍或硅酸鈣中的一種。
5. 如權利1所述高石粉摻量燒結磚，其特征在于所述添加劑為高嶺土、膨潤土、蒙脫土、海土或紅土中的一種或組合。
6. 如權利1所述高石粉摻量燒結磚，其特征在于所述粘合劑為聚乙酸乙烯酯、羧甲基纖維素、聚乙烯醇或糊精中的一種。
7. 如權利1所述高石粉摻量燒結磚，其特征在于所述它包含以下工藝步驟(a)原材料稱量按照一定粒徑要求將石粉、燒結助劑、添加劑以及含有粘合劑的水溶液按重量百分比進行稱量；(b)混料將上述石粉、燒結助劑或添加劑，以及含有粘合劑的水溶液放入對輥混料機混合均勻；(C)成型將上述混合好的坯料送入到模壓制磚機中，壓成磚坯；(d) 干燥將上述濕磚坯自然干燥，干燥后濕磚坯的含水率《5%;(e) 燒結將干燥好的磚坯送入窯爐燒結，燒結溫度控制在900 薦。C，升溫速率O. 5 5。C/分鐘，保溫時間1 4小時；(f) 冷卻燒結好的磚坯隨爐冷卻后取出。
全文摘要
本發明屬于建筑材料領域，涉及一種高石粉摻量燒結磚的制備方法。它由下列重量百分比的材料組成石粉80～95％；燒結助劑2～5％；添加劑0～18％。溶劑為含有2％～5％粘合劑的水溶液。制備方法包括原材料稱量、混料、成型、干燥、燒結、冷卻等步驟。通過添加有機粘合劑和燒結助劑，增加了石粉的塑性，改善了磚坯的成型性能和燒結性能。本發明具有工藝簡單、成本低、石粉用量大、節能環保以及燒結磚強度高等特點。本發明既保護了環境、使廢石粉的再利用步入可持續發展的良性循環中，又節約了土地資源，是替代粘土磚的一種有益嘗試。
文檔編號E04B1/78GK101672080SQ20091009301
公開日2010年3月17日 申請日期2009年9月25日 優先權日2009年9月25日
發明者周立忠, 勇 黃 申請人:周立忠;黃 勇