仿古磚及其應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種仿古磚及其應(yīng)用，該仿古磚含有：100～200重量份的礦粉；20～50重量份的粉煤灰；5～20重量份的激發(fā)劑；1～10重量份的氧化鐵黑；250重量份的砂；500重量份的石；以及25～39重量份的水。該仿古磚具有早強(qiáng)、耐久、抗?jié)B、抗腐蝕、抗凍融、水化熱低、抗裂性好和環(huán)保等性能，可以替代水泥制品應(yīng)用于古建筑修復(fù)工程。
【專利說(shuō)明】仿古磚及其應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于建筑材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體而言，本發(fā)明涉及一種仿古磚及其應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)水泥制品在建筑各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛，但在古建修復(fù)工程中由于水泥的本身特點(diǎn)使其不適合在古建工程修復(fù)中應(yīng)用，一些古建筑中的地磚、墻磚經(jīng)過(guò)多年的侵蝕，損毀很?chē)?yán)重。這就需要一種新型的耐久性好的，又環(huán)保的仿古磚來(lái)替代并用于古建修復(fù)工程中。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種仿古磚及其應(yīng)用，該仿古磚具有早強(qiáng)、耐久、抗?jié)B、抗腐蝕、抗凍融、水化熱低、抗裂性好和環(huán)保等性能。
[0004]在本發(fā)明的一個(gè)方面,本發(fā)明提出了一種仿古磚,含有:
[0005]100?200重量份的礦粉；
[0006]20?50重量份的粉煤灰；
[0007]5?20重量份的激發(fā)劑；
[0008]I?10重量份的氧化鐵黑；
[0009]250重量份的砂；
[0010]500重量份的石；以及
[0011]25?39重量份的水。
[0012]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的仿古磚使用工業(yè)廢料礦粉和粉煤灰作為原料，可以制備得到綠色環(huán)保的仿古磚，并且可以實(shí)現(xiàn)資源的有效化利用，同時(shí)將礦粉、粉煤灰和激發(fā)劑在常溫下混合即可反應(yīng)生成膠凝材料，較傳統(tǒng)仿古磚可以省去水泥，從而可以顯著降低仿古磚的原料成本，并且通過(guò)添加氧化鐵黑作為著色劑，由于其氧化后可以形成穩(wěn)定的青灰色制品，因此制備得到的仿古磚可以應(yīng)用于對(duì)古建筑的修復(fù)。
[0013]另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的仿古磚還可以具有如下附加的技術(shù)特征:
[0014]在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述礦粉為高爐礦渣。由此，可以制備得到綠色環(huán)保的仿古磚，并且實(shí)現(xiàn)資源的有效化利用。
[0015]在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述高爐礦渣的細(xì)度大于350m2/kg。由此，可以顯著提高原料的均勻度。
[0016]在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述粉煤灰質(zhì)量等級(jí)為二級(jí)。由此，可以顯著提高仿古磚的綜合性能。
[0017]在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述激發(fā)劑為含有水玻璃和添加劑的混合物。由此，可以反應(yīng)生成凝膠材料，較傳統(tǒng)工藝可以省去水泥，從而顯著降低仿古磚的原料成本。
[0018]在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述添加劑為氫氧化鈉。由此，可以進(jìn)一步降低仿古磚的原料成本。
[0019]在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述水玻璃的模數(shù)為1.0?1.8。由此，可以進(jìn)一步提高仿古磚的綜合性能。
[0020]在本發(fā)明另一個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種修復(fù)古建筑的方法，該方法采用上述所述的仿古磚對(duì)古建筑進(jìn)行修復(fù)。由此，通過(guò)采用上述具有早強(qiáng)、耐久、抗?jié)B、抗腐蝕、抗凍融、水化熱低、抗裂性好和環(huán)保等性能的仿古磚，且其具有早期強(qiáng)度發(fā)展快，后期強(qiáng)度高的特點(diǎn)，因此可以替代水泥制品應(yīng)用于古建筑修復(fù)工程。
[0021]本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

【具體實(shí)施方式】
[0022]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，下面通描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0023]在本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種仿古磚。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該仿古磚包括:100?200重量份的礦粉；20?50重量份的粉煤灰；5?20重量份的激發(fā)劑；1?10重量份的氧化鐵黑；250重量份的砂；500重量份的石；以及25?39重量份的水。
[0024]發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，使用工業(yè)廢料礦粉和粉煤灰作為原料，可以制備得到綠色環(huán)保的仿古磚，并且可以實(shí)現(xiàn)資源的有效化利用，同時(shí)將礦粉、粉煤灰和激發(fā)劑在常溫下混合，使得礦渣中具有的潛在的水硬活性的鋁、鎂、鈣玻璃體結(jié)構(gòu)中的S1-o、Al-O鍵在水溶性激發(fā)劑的作用下發(fā)生斷裂，S14和AlO4四面體快速溶出，發(fā)生縮聚反應(yīng)生成-O-S1-O-Al-O骨架的無(wú)機(jī)高分子聚合物，即可反應(yīng)生成膠凝材料，較水泥制作的仿古磚原料中可以省去高能耗有污染的水泥，從而本發(fā)明可以顯著降低仿古磚的原料成本以及能耗和污染，并且通過(guò)添加氧化鐵黑作為著色劑，由于其氧化后可以形成穩(wěn)定的青灰色制品，因此可以制備得到青灰色的磚體。另外，本發(fā)明得到的仿古磚不需要燒制，而是通過(guò)將原料進(jìn)行混合后根據(jù)需要直接進(jìn)行攪拌、成型即可得到仿古磚，從而可以進(jìn)一步降低污染和能耗。并且發(fā)明人通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)，采用本發(fā)明仿古磚配方可以制備得到早強(qiáng)、耐久、抗?jié)B、抗腐蝕、抗凍融、水化熱低、抗裂性好和環(huán)保等性能的仿古磚，例如，3d抗壓強(qiáng)度可達(dá)45MPa，28d抗壓強(qiáng)度可達(dá)85MPa，且具有早期強(qiáng)度發(fā)展快，后期強(qiáng)度高的特點(diǎn)，因此可以替代水泥制品應(yīng)用于古建筑修復(fù)工程，也可以作為地面磚或墻磚使用。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，礦粉的來(lái)源并不受特別限制，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，礦粉可以為高爐礦渣。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，使用工業(yè)廢料高爐礦渣作為原料，可以制備得到綠色環(huán)保的仿古磚，并且可以實(shí)現(xiàn)資源的有效化利用。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，高爐礦渣的細(xì)度并不受特別限制，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，高爐礦渣的細(xì)度可以大于350m2/kg。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，不同細(xì)度的礦粉，不同的摻量可以得到不同性能的制品；若礦粉的細(xì)度過(guò)細(xì)會(huì)使得成品的收縮變大，從而影響仿古磚的性能。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，粉煤灰質(zhì)量等級(jí)并不受特別限制，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，粉煤灰質(zhì)量等級(jí)可以為二級(jí)。具體的，二級(jí)粉煤灰的技術(shù)指標(biāo)為:需水量比不大于105%，細(xì)度不大于20%，燒失量不大于8% ；，由此選用二級(jí)粉煤灰可以起骨架填充的作用，從而提高仿古磚性能。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，激發(fā)劑的具體類(lèi)型并不受特別限制，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，激發(fā)劑可以為含有水玻璃和添加劑的混合物，根據(jù)本發(fā)明的具體示例，添加劑可以為氫氧化鈉。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，將該激發(fā)劑與礦粉和粉煤灰在常溫下混合即可反應(yīng)生成膠凝材料，較傳統(tǒng)仿古磚原料中可以省去水泥，從而可以顯著降低仿古磚的原料成本。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，激發(fā)劑中水玻璃的模數(shù)并不受特別限制，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，水玻璃的模數(shù)可以為1.0?1.8。具體的，水玻璃是由堿金屬氧化物和二氧化硅結(jié)合而成的可溶性堿金屬硅酸鹽材料，又稱泡化堿，其分子式分別為Na20.nSi02，式中的系數(shù)η稱為水玻璃模數(shù)，是水玻璃中的氧化硅和堿金屬氧化物的分子比(或摩爾比)。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，模數(shù)范圍在1.0?1.8的水玻璃隨著模數(shù)的加大，其強(qiáng)度也在一定范圍內(nèi)增加，而模數(shù)過(guò)高使得強(qiáng)度變化不大。
[0030]如上所述，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的仿古磚可具有選自下列的優(yōu)點(diǎn)至少之一:
[0031]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的仿古磚原材料礦粉和粉煤灰都是工業(yè)廢料，從而實(shí)現(xiàn)了資源的再利用；
[0032]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的仿古磚通過(guò)添加氧化鐵黑作為著色劑，可以獲得與混凝土自然干燥后褪色形成穩(wěn)定的青灰色的仿古顏色，因此制備得到的仿古磚可以應(yīng)用于對(duì)古建筑的修復(fù)；
[0033]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的仿古磚將礦粉、粉煤灰和激發(fā)劑在常溫下混合即可反應(yīng)生成膠凝材料，較水泥制作仿古磚原料中可以省去水泥，從而可以顯著降低仿古磚的原料成本和能耗，且對(duì)環(huán)境污染小，具有綠色環(huán)保性；
[0034]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的仿古磚力學(xué)性能優(yōu)良，3d抗壓強(qiáng)度可達(dá)45MPa，28d抗壓強(qiáng)度可達(dá)85MPa，且具有早期強(qiáng)度發(fā)展快，后期強(qiáng)度高的特點(diǎn)。
[0035]在本發(fā)明另一個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種修復(fù)古建筑的方法。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，采用上述仿古磚對(duì)古建筑進(jìn)行修復(fù)。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，上述仿古磚具有早強(qiáng)、耐久、抗?jié)B、抗腐蝕、抗凍融、水化熱低、抗裂性好和環(huán)保等性能，且其具有早期強(qiáng)度發(fā)展快，后期強(qiáng)度高的特點(diǎn)，由此，可以根據(jù)需要將仿古磚制成外型為所需形狀，因此可以替代水泥制品應(yīng)用于古建筑修復(fù)工程。
[0036]下面參考具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，需要說(shuō)明的是，這些實(shí)施例僅僅是描述性的，而不以任何方式限制本發(fā)明。
[0037]實(shí)施例1
[0038]原料配方:100重量份的礦粉、20重量份的粉煤灰、15重量份的激發(fā)劑、10份重量份的氧化鐵黑、250重量份的砂、500重量份的石和25重量份的水；
[0039]制備方法:將以上原料在常溫下按照預(yù)定比例進(jìn)行混合，經(jīng)攪拌、澆筑或干壓成型及養(yǎng)護(hù)制作出料得到仿古磚，其3d抗壓強(qiáng)度為45MPa，28d抗壓強(qiáng)度為85MPa。
[0040]實(shí)施例2
[0041]原料配方:200重量份的礦粉、50重量份的粉煤灰、20重量份的激發(fā)劑、10重量份的氧化鐵黑、250重量份的砂、500重量份的石和39重量份的水；
[0042]制備方法:同實(shí)施例1，其3d抗壓強(qiáng)度為48MPa，28d抗壓強(qiáng)度為88MPa。
[0043]對(duì)比例I
[0044]原料配方:95重量份的礦粉、25重量份的粉煤灰、13重量份的激發(fā)劑、10重量份的氧化鐵黑、250重量份的砂、500重量份的石和23重量份的水；
[0045]制備方法:同實(shí)施例1，其3d抗壓強(qiáng)度為43MPa，28d抗壓強(qiáng)度為74MPa。
[0046]對(duì)比例2
[0047]原料配方:205重量份的礦粉、25重量份的粉煤灰、17重量份的激發(fā)劑、10重量份的氧化鐵黑、250重量份的砂、500重量份的石和42重量份的水；
[0048]制備方法:同實(shí)施例1，其3d抗壓強(qiáng)度為38MPa，28d抗壓強(qiáng)度為60MPa。
[0049]在本說(shuō)明書(shū)的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書(shū)中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不必須針對(duì)的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說(shuō)明書(shū)中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。
[0050]盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。
【權(quán)利要求】
1.一種仿古磚,其特征在于,含有: 100?200重量份的礦粉； 20?50重量份的粉煤灰； 5?20重量份的激發(fā)劑； I?10重量份的氧化鐵黑； 250重量份的砂； 500重量份的石；以及 25?39重量份的水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿古磚，其特征在于，所述礦粉為高爐礦渣。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的仿古磚，其特征在于，所述高爐礦渣的細(xì)度大于350m2/kg。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿古磚，其特征在于，所述粉煤灰質(zhì)量等級(jí)為二級(jí)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿古磚，其特征在于，所述激發(fā)劑為含有水玻璃和添加劑的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的仿古磚，其特征在于，所述添加劑為氫氧化鈉。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的仿古磚，其特征在于，所述水玻璃的模數(shù)為1.0?1.8。
8.一種修復(fù)古建筑的方法，其特征在于，采用權(quán)利要求1?7任一項(xiàng)所述的仿古磚對(duì)古建筑進(jìn)行修復(fù)。
【文檔編號(hào)】E04G23/02GK104291761SQ201410492069
【公開(kāi)日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月23日
【發(fā)明者】張志齡, 胡濤 申請(qǐng)人:清華大學(xué), 北京聯(lián)合一工科貿(mào)中心