[发明专利]一种耐水抗冻煤矸石、页岩清水砖的制备方法

说明书

本发明属于建筑材料技术领域，公开了一种耐水抗冻煤矸石、页岩清水砖的制备方法。所述制备方法包括：（1）在碳酸氢钠水溶液和氧化锌水溶液中加入植物秸秆，得浆料，加入氧化石墨烯水溶液和1‑丁基‑3‑甲基咪唑氯盐离子液体，混匀后加入单壁碳纳米管得改性植物秸秆纤维素溶液；（2）取煤矸石、页岩，粉碎，浸泡于改性植物秸秆纤维素溶液中，加入正硅酸乙酯混合，恒温恒压密闭反应得改性煤矸石和页岩混合物；（3）将改性煤矸石和页岩混合物与粉煤灰混合，加入水、助熔剂，搅拌混合后压制成型，干燥得预处理坯体；（5）将预处理坯体烧制成型得耐水抗冻煤矸石、页岩清水砖。该方法安全简单，制备的页岩清水砖耐水性、抗冻性及力学性能都较好。

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，具体是涉及一种耐水抗冻煤矸石、页岩清水砖的制备方法。

背景技术

清水砖又叫清水墙砖，具有承重一体化，风格多变，施工简单等特点。清水砖要求具有良好的保温、隔热、隔音、防水、抗冻、不变色、耐久、环保无放射性等优良品质，产品一般设计成多孔的结构形式，它包括长方体的标准砖块和配套的异形砖，有多种饰面效果。

许多城市和地区禁止使用实心粘土砖，不能用粘土作为主要原料烧制，因此，用各种固体废弃物烧制墙体用的砖成为一个重要的趋势。目前，烧结砖大多是以煤矸石、粉煤灰、磷渣、污泥甚至垃圾等固体废弃物为主要原料的环保型砖。其中，煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石，包括巷道掘进过程中的掘进矸石、采掘过程中从顶板、底板及夹层里采出的矸石以及洗煤过程中挑出的洗矸石。这类固体废弃物烧制的砖一般颜色都不好看，如果不进行特殊装饰，均不能用作清水砖。

页岩是使用较多的清水砖制备原料，烧结页岩清水砖是在普通烧结页岩砖的基础上对空心砖坯体进行图案装饰和上釉装饰等处理而得到的产品，属于炻质陶砖，尺寸公差小，其表面经过处理后非常美观，可直接作为墙体的表面而不需要其它的表面装饰，这一点是固体废弃物制备的清水砖所欠缺的，如果能将固体废弃物与页岩结合制备清水砖将有利于固体废弃物的回收利用。

然而，由于烧结页岩清水砖与普通烧结页岩砖在生产工艺上有较大不同，所以其抗冻性能也会有所差异。中国专利CN107573015A公开了一种耐水抗冻页岩清水砖的制备方法，该方法制备的页岩清水砖具有优异的耐水性和抗冻性，同时抗压强度也有一定程度的提高。但是该方法需要使用液氮冷冻、氨气熏蒸，无论是液氮还是氨气都易危害人体健康，尤其是氨气，无色有毒、有强烈的刺激气味，中毒无特效解毒药。因此，有必要开发一种更为安全的耐水抗冻页岩清水砖制备方法。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种耐水抗冻煤矸石、页岩清水砖的制备方法，该方法安全简单，制备的页岩清水砖耐水性、抗冻性及力学性能都较好。

为达到本发明的目的，本发明耐水抗冻煤矸石、页岩清水砖的制备方法包括以下步骤：

（1）制备植物秸秆纤维素溶液：在质量浓度5-7％的碳酸氢钠水溶液和质量浓度3-6％的氧化锌水溶液的混合溶液中加入溶液总质量12％-17％粉碎后的植物秸秆，于70-90℃密闭处理3-5h，磨浆处理，得浆料，加入氧化石墨烯水溶液和1-丁基-3-甲基咪唑氯盐离子液体，混合均匀后，加入质量为浆料质量0.8-1.5倍的单壁碳纳米管，超声分散，得改性植物秸秆纤维素溶液；

（2）按重量份数计，取20-40份煤矸石、80-100份页岩，粉碎，将粉碎页岩浸泡于步骤（1）所得改性植物秸秆纤维素溶液中，加入150-200份正硅酸乙酯混合，于压力为2.5-3.5MPa，温度为450-490℃，转速为250-300r/min的条件下，恒温恒压密闭反应1-3 h，自然冷却至室温后，出料，过滤，得滤饼，即得改性煤矸石和页岩混合物；