[发明专利]镁渣免烧砖及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及免烧砖，具体为一种以镁渣和粉煤灰为主要原料制备的免烧砖。

背景技术

免烧砖是通过自然或自然养护制成的墙体材料，既不产生工业废渣，也不排放有害气体，且不消耗大量的能量，并且可以掺入其它废渣，因此其在建筑领域有着重要作用。从近年来看，在制备产品时，节能减排低成本成为人们首要考虑的因素，免烧砖成为了建筑材料的热点之一。

免烧砖能在保证使用性能的前提下降低能源消耗，增加废渣利用率，因此是一种很有前途的建筑材料。目前，制备免烧砖的主要原料通常有赤泥与镁渣复合、矿渣与镁渣复合以及循环炉渣与镁渣复合等，采用以上原料制成的免烧砖，或硬化速度较慢，需要较长的养护时间及较苛刻的养护条件，或形成的水化产物结构和性能差别较大，使得产品的部分使用性能不稳定，而且以水淬矿渣为原料，制备成本较高。因此，寻找一种可以使制备过程操作容易、过程简单、水化较快和废渣掺量可以提高的免烧砖原料就具有了重要意义。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的原料制成的免烧砖养护时间较长、养护条件苛刻，原料中C₂S水化速度慢、强度增长慢，以及形成的水化产物结构和性能差别较大等问题，而提供一种原料来源广泛、成本低廉、活性较高、水化速度较快的镁渣免烧砖及其制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种镁渣免烧砖，其原料组分按质量百分比计：还原镁渣24-50%、粉煤灰12-38%、河砂26%、石膏4%、熟料（水泥）6-10%。

所述的还原镁渣为皮江法炼镁过程中产生的高温还原镁渣出炉后经淋水冷却处理得到的淋水还原镁渣。

一种镁渣免烧砖的制备方法，包括如下步骤：

（1）按上述比例将原料混合均匀；

（2）加入原料总量6-10%的水，搅拌至少4分钟，焖料陈化1-2小时；

（3）将经陈化后的物料加入成型模具中，加压成型（加压条件为：压力机以0.3KN/s加压到36.0KN），保压二分钟后拆模；

（4）拆模后，塑料薄膜覆盖保湿，养护室自然养护3-7天，即得镁渣免烧砖。

本发明促进水化反应的机理：选用工业副产品镁渣（通过淋水处理）和粉煤灰复合作为主要原料，采用自然养护制取环保型镁渣免烧砖。一方面，淋水镁渣主要成分是C₂S，还含有较多的氧化镁和氧化钙，少量的FeO，淋水镁渣粉化率低，通过淋水处理的镁渣β-C₂S含量较高，使镁渣表现出一定的水化活性，使免烧砖具有一定的强度；因为镁渣淋水处理后，呈多孔疏松结构，水化反应的接触面较大，吸附性强，水化反应较快；同时，镁渣易磨性较好，粉磨后颗粒细小，表面积大，活性高，从而加快活性成分的水化反应；火山灰活性高，镁渣-粉煤灰胶凝材料的强度总体呈上升趋势。

另一方面，镁渣是富钙混合物，而粉煤灰是缺钙混合物，镁渣和粉煤灰复配，可以互为补充，相互促进，镁渣水解产生的Ca(OH)₂是粉煤灰水化反应的活化剂和物质来源，Ca(OH)₂增加了浆液中OH^-和Ca²⁺离子的浓度，粉煤灰颗粒受浆液中的OH^-离子的作用，表面电离出SiO₄^4-和AlO₂^-离子，SiO₄^4-和AlO₂^-离子进一步与浆液中的C_a²⁺反应，生成水化硅酸钙和水化铝酸钙，粉煤灰消耗了浆液中的C_a²⁺离子，反过来加速和诱导镁渣的水解反应。二者成分在水化过程中互相激发，较快生成硫铝酸钙、C-S-H凝胶、以及部分水化石榴石等。

河砂在镁渣砖中起骨料作用，可提高砖的强度，防止分层，减少收缩，改善成型时砖坯的排气性能，增加密实度；石膏能使镁渣中的活性组分、粉煤灰中的硅、铝玻璃体水化生成水化硅酸钙凝胶，活性Al₂O₃与石膏生成一定数量的针棒状钙矾石晶体,增加免烧砖的强度。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

（1）原料来源广，价格低廉，产品成本低，反应条件温和，制备过程中无污染，操作简便，安全系数高；

（2）淋水处理的镁渣比表面积较大，吸附性较强，水化速度较其它的快，所需养护条件温和，短时间内就可生成水化硅酸钙，早期强度较高；