專利名稱：：摻有爐渣的環(huán)保型水泥瓦及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及建材領(lǐng)域，主要涉及對工業(yè)廢料的再利用，具體涉及一種摻有爐渣的環(huán)保型水泥瓦及其制備方法。
背景技術(shù)：
：我國是個產(chǎn)煤大國，近年來，我國的能源工業(yè)穩(wěn)步發(fā)展，塊煤或粒煤燃燒后呈疏松狀或塊狀末經(jīng)水淬的殘?jiān)呀?jīng)成為我國當(dāng)前排量較大的工業(yè)廢渣之一，并以較大的排放量逐年增加，這些爐渣未得到回收利用，給我國的國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)及生態(tài)環(huán)境造成巨大的壓力。水泥瓦(又名混凝土瓦)的歷史悠遠(yuǎn)流長，該行業(yè)是我國最傳統(tǒng)、也是投資少、分布廣的生產(chǎn)行業(yè)之一。通常的水泥瓦以水泥、砂子和水為基礎(chǔ)原料，水泥瓦生產(chǎn)時用的主要膠凝材料是水泥，而水泥的生產(chǎn)屬高能耗、高污染，對資源及環(huán)境的破壞極大。已有文獻(xiàn)介紹可以在水泥瓦配料中摻入粉煤灰或者高爐重礦渣(周志宏，陳勛，崔天生，張?jiān)撇?利用高爐重礦渣及粉煤灰生產(chǎn)彩色混凝土瓦.磚瓦，2003(6):42-45.)，利用其中的活性二氧化硅和三氧化二鋁在氫氧化鈣含量高的情況下與氫氧化鈣發(fā)生二次反應(yīng)形成水化硅酸鈣凝膠(C-S-H凝膠)和水化鋁酸鈣凝膠，結(jié)果是在水泥瓦中摻加粉煤灰或高爐重礦渣后，在利用粉煤灰或者高爐重礦渣等工業(yè)廢渣的基礎(chǔ)上，水泥瓦各項(xiàng)性能均達(dá)到JC746—2007《混凝土瓦》標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)等品要求。但對于爐渣在水泥瓦中的應(yīng)用，至今沒有文獻(xiàn)報道。爐渣資源豐富，價格低廉，不用烘干，摻入水泥瓦中可以降低生產(chǎn)成本；另一方面爐渣資源化再利用，利于環(huán)境保護(hù)。因而以爐渣配制水泥瓦技術(shù)是一種迫切需要的具有節(jié)能利廢和降低產(chǎn)品成本等優(yōu)點(diǎn)的新型爐渣水泥瓦配制技術(shù)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供了一種可以用爐渣為原料配制的環(huán)保型水泥瓦，在利用廢棄資源，減少部分水泥、河砂用量的同時，還能協(xié)同其它水泥瓦配料發(fā)揮作用。為降低水泥瓦生產(chǎn)的成本，解決爐渣所帶來的環(huán)境污染問題，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案一種摻有爐渣的環(huán)保型水泥瓦，是在普通水泥瓦生產(chǎn)原料的基礎(chǔ)上添加爐渣制備得到的環(huán)保型水泥瓦。所述爐渣是塊煤或粒煤燃燒后呈疏松狀或塊狀末經(jīng)水淬的殘?jiān)?。所述爐渣的細(xì)度模數(shù)為3.5-4.0。具體來講，所述摻有爐渣的環(huán)保型水泥瓦的原料配方包括以下重量份數(shù)比的組分爐渣5-60份，水泥80-130份，砂75-165份，憎水劑0-1.6份，水20-39份。所述水泥優(yōu)選為硅酸鹽系列水泥或硫鋁酸鹽水泥。所述爐渣優(yōu)選為塊煤或粒煤燃燒后呈疏松狀或塊狀末經(jīng)水淬的殘?jiān)?。所述爐渣的細(xì)度模數(shù)為3.5-4.0。所述砂優(yōu)選為細(xì)度模數(shù)為2.3-3.0、含泥量為0-2.0%的自然砂。所述憎水劑優(yōu)選為硬脂酸鈣、硬脂酸鎂類或PowderA類等；使用硬脂酸鈣或硬脂酸鎂類用量為1.0-1.6份，使用PowderA類用量為0.12份。本發(fā)明的第二個目的是提供一種環(huán)保型水泥瓦的制備方法。本發(fā)明所提供的環(huán)保型水泥瓦的制備方法，可包括以下步驟1)按下述重量份數(shù)配比取料混合爐渣5-60份，水泥80-130份，砂75-165份，憎水劑0-1.2份，水20-39份，將上述原料攪拌混合均勻；2)壓制成型；壓力6-20MPa，加壓保持時間2秒以上；3)養(yǎng)護(hù)脫模后，在不淋水的情況下養(yǎng)護(hù)24小時后浸水、淋水或自然養(yǎng)護(hù)。得到環(huán)保型水泥瓦。本發(fā)明提供了一種摻有爐渣的環(huán)保型水泥瓦。該材料是采用廢棄爐渣替代傳統(tǒng)水泥瓦中的部分水泥，將其與水泥、砂、水等按一定比例均勻混合得到的環(huán)保型水泥瓦。實(shí)驗(yàn)證明，該材料中添加的爐渣主要是在水泥瓦抗折強(qiáng)度滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的同時，消耗大量爐渣，減少部分水泥、河砂用量，利用了廢棄物，節(jié)約了資源并保護(hù)了環(huán)境。具體實(shí)施例方式本發(fā)明摻有爐渣的環(huán)保型水泥瓦，是在普通水泥瓦生產(chǎn)原料的基礎(chǔ)上添加有爐渣制備得到的環(huán)保型水泥瓦。適宜的本發(fā)明摻有爐渣的環(huán)保型水泥瓦原料，包括以下重量份數(shù)比的組分爐渣5-60份，水泥80-130份，砂75-165份，憎水劑0-1.6份，水20-39份。這里，爐渣是塊煤或粒煤燃燒后呈疏松狀或塊狀末經(jīng)水淬的殘?jiān)＜?xì)度模數(shù)為3.5-4.0。其主要作用是物理替代水泥和砂的用量。發(fā)明人在研究實(shí)踐中總結(jié)出從機(jī)理上講，所用爐渣中Si02/Al203=48.76/17.22，且活性Si(^和A1A較少，比例較大，說明了生成的堿度較低的水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣水化產(chǎn)物的數(shù)量較少，所占比例較小，水化硅酸鈣與水化鋁酸鈣互相搭接作用對強(qiáng)度的貢獻(xiàn)不大，因此爐渣的摻入只是純物理作用。爐渣取代了部分的天然河砂，一方面由于爐渣構(gòu)造比較空疏，有很多孔隙，有很強(qiáng)的吸水性，拌合時加入的水大部分被爐渣吸去，使得水泥水化時有一部分水呈游離狀態(tài)存在，使水泥石結(jié)構(gòu)不致密，孔隙率增加，影響早期強(qiáng)度，另一方面，爐渣的摻入消弱了天然河砂在水泥試塊中的骨架作用，不利于強(qiáng)度的發(fā)展。雖然如此，經(jīng)檢測，在一定數(shù)值范圍內(nèi)添加爐渣的水泥瓦仍然符合普通水泥瓦的標(biāo)準(zhǔn)(JC/T746-2007)強(qiáng)度要求，因此，在水泥瓦中使用爐渣大大體現(xiàn)在廢物利用方面。水泥優(yōu)選為硅酸鹽系列水泥或硫鋁酸鹽水泥。砂優(yōu)選細(xì)度模數(shù)為2.3-3.0、含泥量為0-2.0%的自然砂。憎水劑優(yōu)選為硬脂酸鈣、硬脂酸鎂類或PowderA(德國瓦克公司商品)類等，選用硬脂酸鈣、硬脂酸鎂時用量在1-1.6份，選用PowderA類時用量在O.12份。在本發(fā)明中憎水劑用于降低水泥瓦的吸水率以符合水泥瓦標(biāo)準(zhǔn)要求。下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。實(shí)施例中所用方法如無特別說明均為常規(guī)方法。實(shí)施例1、摻有爐渣的環(huán)保型水泥瓦的制備及其性能檢測用下述方法制備爐渣水泥瓦，具體方法包括以下步驟1)稱重取料爐渣(細(xì)度模數(shù)為3.9)15kg，普通硅酸鹽水泥(P.042.5型號，購自河北省冀東水泥集團(tuán)有限責(zé)任公司)100kg，河砂(細(xì)度模數(shù)為2.5)135kg，PowderA0.12kg，水26kg，將上述原料混合均勻成濕料；2)將濕料填入標(biāo)準(zhǔn)模具中壓制成型；壓力10MPa，加壓保持時間3秒；3)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)脫模后，在不淋水的情況下養(yǎng)護(hù)24小時，后浸水泡養(yǎng)護(hù)；得到摻有爐渣的環(huán)保型水泥瓦。按照《混凝土瓦》標(biāo)準(zhǔn)JC/T746-2007(表1)中的性能檢測方法對本發(fā)明摻有爐渣的環(huán)保型水泥瓦進(jìn)行檢測。檢測結(jié)果如表2所示，表明用本發(fā)明方法制備的摻有爐渣的環(huán)保型水泥瓦不僅符合標(biāo)準(zhǔn)，且其強(qiáng)度指標(biāo)還高于標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值。表1《混凝土瓦》標(biāo)準(zhǔn)JC/T746-2007中水泥瓦的性能指標(biāo)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>表2按JC/T746-2007標(biāo)準(zhǔn)的檢測結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實(shí)施例2、摻有爐渣的環(huán)保型水泥瓦的制備及其性能檢測用下述方法制備摻有爐渣的環(huán)保型水泥瓦，具體方法包括以下步驟1)稱重取料爐渣(細(xì)度模數(shù)為3.5)60kg，硫鋁酸鹽水泥(R-SAC42.5型號，購自唐山六九水泥有限公司)80kg，河砂(細(xì)度模數(shù)為2.3)110kg，硬脂酸鈣1.0kg，水20kg，將上述原料混合均勻；2)壓制成型；壓力20MPa，加壓保持時間2秒；3)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)脫模后，在不淋水的情況下養(yǎng)護(hù)24小時，后淋水養(yǎng)護(hù)。得到摻有爐渣的環(huán)保型水泥瓦。按照《混凝土瓦》標(biāo)準(zhǔn)JC/T746-2007(表1)中的性能檢測方法對本發(fā)明摻有爐渣的環(huán)保型水泥瓦進(jìn)行檢測。檢測結(jié)果如表3所示，表明用本發(fā)明方法制備的摻有爐渣的環(huán)保型水泥瓦符合標(biāo)準(zhǔn)，且其強(qiáng)度指標(biāo)還高于標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值。表3按JC/T746-2007標(biāo)準(zhǔn)的檢測結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實(shí)施例3、摻有爐渣的環(huán)保型水泥瓦的制備及其性能檢測用下述方法制備摻有爐渣的環(huán)保型水泥瓦，具體方法包括以下步驟1)稱重取料爐渣(細(xì)度模數(shù)為4.0)5kg,普通硅酸鹽水泥(P.042.5型號，購自河北省冀東水泥集團(tuán)有限責(zé)任公司)130kg，河砂(細(xì)度模數(shù)為3.0)115kg，水39kg，將上述原料混合均勻；2)壓制成型；壓力6MPa，加壓保持時間3秒；3)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)脫模后，在不淋水的情況下養(yǎng)護(hù)24小時，后自然養(yǎng)護(hù)；得到慘有爐渣的環(huán)保型水泥瓦。按照《混凝土瓦》標(biāo)準(zhǔn)JC/T746-2007(表1)中的性能檢測方法對本發(fā)明摻有爐渣的環(huán)保型水泥瓦進(jìn)行檢測。檢測結(jié)果如表4所示，表明用本發(fā)明方法制備的摻有爐渣的環(huán)保型水泥瓦符合標(biāo)準(zhǔn)，且其強(qiáng)度指標(biāo)還高于標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值。表4按JC/T746-2007標(biāo)準(zhǔn)的檢測結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>實(shí)施例46、摻有爐渣的環(huán)保型水泥瓦的制備及其性能檢測按表5配比取料，用與實(shí)施例l一3相同的方法制備摻有爐渣的環(huán)保型水泥瓦，按照《混凝土瓦》標(biāo)準(zhǔn)JC/T746-2007(表l)中的性能檢測方法對獲得的摻有爐渣的環(huán)保型水泥瓦進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果如表5所示，表明用本發(fā)明方法制備的摻有爐渣的環(huán)保型水泥瓦符合標(biāo)準(zhǔn)。表5實(shí)施例46的原料配比及產(chǎn)品檢測結(jié)果原〗叫實(shí)施例4實(shí)施例5實(shí)施例6原料名要求用量(kg)爐渣細(xì)度模數(shù)為3.930545水泥型號P.042.512080130河砂細(xì)度模數(shù)2.510016575憎水劑硬脂酸鎂——1.6硬脂酸鈣1.6——水—322039性能檢測項(xiàng)目單位抗折強(qiáng)度N1800.621993.551832.78吸水率%9.69.810.0抗?jié)B性能—瓦片背面無滲水瓦片背面無滲水瓦片背面無滲水現(xiàn)象現(xiàn)象現(xiàn)象經(jīng)25次凍融循環(huán)后，抗折強(qiáng)度N1672.011864.931675.22經(jīng)25次凍融循環(huán)后，抗?jié)B性能—瓦片背面無滲水現(xiàn)象瓦片背面無滲水現(xiàn)象瓦片背面無滲水現(xiàn)象以上實(shí)施例顯示，本發(fā)明能夠利用廢棄爐渣制備環(huán)保型水泥瓦，其產(chǎn)品完全符合現(xiàn)行混凝土瓦標(biāo)準(zhǔn)，且其強(qiáng)度指標(biāo)還高于標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值。并且，本發(fā)明利用了廢棄資源，制備過程中也沒有新的污染產(chǎn)生，適應(yīng)環(huán)保理念，本發(fā)明將在建筑領(lǐng)域發(fā)揮巨大作用，市場前景廣闊。權(quán)利要求1、一種摻有爐渣的環(huán)保型水泥瓦，是在普通水泥瓦原料的基礎(chǔ)上添加有爐渣制成的水泥瓦。2、根據(jù)權(quán)利l所述的摻有爐渣的環(huán)保型水泥瓦，其特征在于所述環(huán)保型水泥瓦的原料配方包括以下重量份數(shù)比的組分爐渣5-60份，水泥80-130份，砂75-165份，憎水劑0-1.6份，水20-39份。3、根據(jù)權(quán)利l所述的摻有爐渣的環(huán)保型水泥瓦，其特征在于所述爐渣為塊煤或粒煤燃燒后呈疏松狀或塊狀末經(jīng)水淬的殘?jiān)?；所述爐渣的細(xì)度模數(shù)為3.5-4.0。4、根據(jù)權(quán)利l所述的摻有爐渣的環(huán)保型水泥瓦，其特征在于所述水泥為硅酸鹽系列水泥、硫鋁酸鹽水泥。5、根據(jù)權(quán)利l所述的摻有爐渣的環(huán)保型水泥瓦，其特征在于所述砂為細(xì)度模數(shù)為2.3-3.0，含泥量為0-2.0%自然砂。6、根據(jù)權(quán)利1至5任一所述的摻有爐渣的環(huán)保型水泥瓦，其特征在于所述憎水劑為硬脂酸鈣、硬脂酸鎂類或PowderA類。7、根據(jù)權(quán)利6所述的摻有爐渣的環(huán)保型水泥瓦，其特征在于所述憎水劑選用硬脂酸鈣或硬脂酸鎂，其在所述環(huán)保型水泥瓦原料中的用量為l-1.6重量份。8、根據(jù)權(quán)利6所述的摻有爐渣的環(huán)保型水泥瓦，其特征在于所述憎水劑選用PowderA，其在所述環(huán)保型水泥瓦原料中的用量為0.12重量份。9、一種制備權(quán)利要求1至8任一所述慘有爐渣的環(huán)保型水泥瓦的方法，包括以下步驟1)按重量份數(shù)配比取料，將原料攪拌混合均勻成濕料；2)將濕料填入模中壓制成型，壓力6-20MPa，加壓保持時間不少于2秒；'3)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)脫模后，在不淋水的情況下養(yǎng)護(hù)24小時后浸水、淋水或自然養(yǎng)護(hù)，得到摻有爐渣的環(huán)保型水泥瓦。全文摘要本發(fā)明公開了一種摻有爐渣的環(huán)保型水泥瓦及其制備方法。所述環(huán)保型水泥瓦是在普通水泥瓦原料基礎(chǔ)上添加爐渣制成的環(huán)保型水泥瓦，原料包括爐渣5-60份，水泥80-130份，砂75-165份，憎水劑0-1.6份，水20-39份。實(shí)驗(yàn)證明，該水泥瓦中添加的爐渣在水泥瓦的抗折強(qiáng)度滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的同時，還可以消耗大量塊煤或粒煤燃燒后的廢棄殘?jiān)昧藦U棄物，節(jié)約了資源并保護(hù)了環(huán)境。本發(fā)明將在建筑領(lǐng)域發(fā)揮巨大作用，市場前景廣闊。文檔編號E04D1/00GK101624855SQ20091009006公開日2010年1月13日申請日期2009年7月27日優(yōu)先權(quán)日2009年7月27日發(fā)明者蓓孫,李清海申請人:中國建筑材料科學(xué)研究總院