一種免燒結(jié)人造火山石的生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種免燒結(jié)人造火山石的生產(chǎn)方法，屬于資源綜合利用和新型建筑材料技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]天然火山石俗稱浮石或多孔玄武巖，是一種功能型環(huán)保材料，是火山爆發(fā)后由火山玻璃、礦物與氣泡形成的多孔形石材。天然中礦物質(zhì)種類和含量取決于周邊地殼結(jié)構(gòu)，一般含有鈉、鎂、鋁、硅、鈣、鈦、錳、鐵、鎳、鈷和鉬等幾十種礦物質(zhì)和微量元素，具有遠(yuǎn)紅外磁波特性無輻射。天然火山石外觀呈紅色、黑色、青灰色、藍(lán)色等，其顏色由其礦物組成的結(jié)構(gòu)決定，亦與其比重相關(guān)，因而用途也有所差異。隨著人們生活水平的提高，天然火山石應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大，如建筑、水利、研磨、濾材、園林造景、燒烤炭、無土栽培、觀賞品等，發(fā)揮著無法替代的作用，同時還具有以下特點:
1、火山巖石材性能優(yōu)越、除具有普通石材的一般特點外，還具有自身獨特風(fēng)格和特殊功能。與花崗巖等石材相比，玄武巖石材的低放射性，使之可以安全用于人類生活居住場所，而無放射性污染之虞。
[0003]2、火山巖石材抗風(fēng)化、耐氣候、經(jīng)久耐用；吸聲降噪有利于改善聽覺環(huán)境；古樸自然避免眩光，有益于改善視覺環(huán)境；吸水防滑阻熱有益于改善體感環(huán)境:獨特的“呼吸”功能能夠調(diào)節(jié)空氣濕度，改善生態(tài)環(huán)境，可以滿足當(dāng)今時代人們在建筑裝修上追求古樸自然、崇尚綠色環(huán)保的新時尚。
[0004]3、火山巖石質(zhì)堅硬，可用以生產(chǎn)出超薄型石板材，經(jīng)表面精磨后光澤度可達(dá)85度以上，色澤光亮純正，外觀典雅莊重，廣泛用于各種建筑外墻裝飾，市政道路廣場、住宅小區(qū)的地面鋪裝，更是各類仿古建筑、歐式建筑、園林建筑的首選石材，深受人們喜愛和歡迎。
[0005]4、火山巖石鑄石管具有極好的耐磨損、抗腐蝕性能，可作為電力、化工、冶金、礦山、煤炭等部門氣力或水力輸送磨損腐蝕性物料和漿料的管道系統(tǒng)的襯里。如利用玄武巖制成的纖維、管材、片狀、網(wǎng)狀和棉絮狀成品，可以制成防火、阻燃織物，汽車制動器，管道，保溫、隔熱吸收噪聲材料，具有重量輕、耐腐蝕、使用壽命等特點。
[0006]5、火山巖石經(jīng)破碎后的碎石料(0.5?2厘米)廣泛用于道路、橋梁、樓房、堤壩海塘等場合的基礎(chǔ)施工，具有獨特的高強度、高耐磨、高硬度的特性，尤其適用于高速公路和機場跑道的路基澆注，可大大提高道路基礎(chǔ)的承重、抗壓、耐磨損、抗疲勞等各項性能指標(biāo)，是建設(shè)項目單位和建筑設(shè)計部門在確定工程用料時的首選石材。
[0007]目前，火山石主要來源于天然開采，由于其具有的優(yōu)良特性，火山石應(yīng)用及其人工合成的已成了人們關(guān)注的熱點。
[0008]CN 203924566 U涉及一種仿火山石裝飾涂料成品板，包括底漆層、火山石涂料基礎(chǔ)層、火山石涂料造型和保護(hù)漆層，所述的底漆層、火山石涂料基礎(chǔ)層、火山石涂料造型層和保護(hù)漆層從下到上依次設(shè)置，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有效果好、成本低等優(yōu)點。
[0009]CN 102962092 A涉及到一種改性火山石吸附劑及電鍍廢水處理方法，其特征在于吸附劑制備方法如下:將火山石粉末和對甲苯磺酸加入至甲苯中，在室溫、200?300rpm下攪拌10?14h，然后升溫至55?65°C，再以8?12mL/min的速度加入180?220mL正娃酸乙酯，繼續(xù)攪拌至溶液變?yōu)楣滔啵谜麴s水洗滌固相至衡重，在100?120°C下干燥1.5?
2.5h，得改性火山石凝膠；將2-氯甲基吡啶、改性火山石凝膠和甲醇混合，在60?70°C、200?300rpm下攪拌18?22h，研磨、過篩得粒度在80?100目顆粒，即為改性火山石吸附劑，其制品用于吸附電鍍廢水中的鉻時，吸附率可達(dá)99%以上，且處理效果穩(wěn)定。
[0010]如CN 102491730 A 一種利用拜爾法赤泥生產(chǎn)人造火山石砌塊的方法，以拜爾法赤泥為主要材料，經(jīng)碾磨制漿、加精煤粉、蓬松劑、發(fā)泡劑、粘結(jié)劑制坯、干燥燒成和冷卻等步驟制備而成。該方法生產(chǎn)的人造火山石具有規(guī)則與不規(guī)則微孔、小孔、大孔，從而形成類似海綿式的瓷化人造火山石砌塊，該產(chǎn)品不僅能吸聲降噪改善聽覺環(huán)境，而且其獨特的“呼吸”功能能調(diào)節(jié)空氣溫度，改善生態(tài)環(huán)境，可廣泛用于建筑砌體、建筑地面及墻面裝飾等，是一種理想的環(huán)保節(jié)能的建筑裝飾材料。
[0011]CN 102491732 A公開了一種以煤矸石為原料生產(chǎn)人造火山石砌塊的方法，包括以下步驟:A、碾磨；B、配料；C、制坯；D、干燥；E、燒成；F、冷卻。采用本發(fā)明提供的以煤矸石為原料生產(chǎn)人造火山石砌塊的方法對現(xiàn)有煤矸石礦渣進(jìn)行處理，將煤矸石礦渣回收利用，解決了環(huán)保問題，且有環(huán)保高效、速度快、能耗低、效果好的顯著優(yōu)點。生產(chǎn)制品理化性能穩(wěn)定，達(dá)到建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(JCT945-2005 )的要求，可廣泛用于建筑砌塊、建筑地面、墻面裝飾等，此外，還具有投資小、工藝簡單、便于控制掌握的優(yōu)點。
[0012]綜上所述，以涂料為主材仿制火山石板、火山石吸附劑以及燒結(jié)法生產(chǎn)人造火山石已有研宄，但通過發(fā)泡、澆注成型生產(chǎn)免燒結(jié)人造火山石還未有專利申請或文獻(xiàn)報導(dǎo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明的目的是以水泥熟料、工業(yè)礦渣制備復(fù)合膠凝材料，粉碎過篩的礦渣或磷渣作增強材料，石灰、氯化鈣、氯化鈉復(fù)配作激發(fā)劑，硅樹脂聚醚乳液作穩(wěn)泡劑，用不同粒度的鋁粉作發(fā)氣劑，經(jīng)攪拌、澆注成型、養(yǎng)護(hù)、切割生產(chǎn)人造火山石，可廣泛用作墻面裝飾材料、人行道砌筑材料、保溫隔熱材料、吸音材料等使用，具有輕質(zhì)、防滑、消音、隔熱、裝飾等效果，是優(yōu)良的天然火山石替代產(chǎn)品。
[0014]1、本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容如下:
1.1免燒結(jié)人造火山主要原材料及要求
所述人造火山石主要由復(fù)合膠凝材料、增強材料、激發(fā)劑、穩(wěn)泡劑、發(fā)氣劑及工藝水組成。
[0015](I)復(fù)合膠凝材料
復(fù)合膠凝材料以水泥熟料為基材，配合料為礦渣、磷渣，其中各組成物及質(zhì)量百分比為熟料50?60%、礦渣20?30%、磷渣10?20% ；
復(fù)合膠凝材料由水泥熟料、礦渣、磷渣按比例分別計量，混合后球磨而得，粒度要求為過200目方孔篩篩余量小于5%，各配料要求如下:
水泥熟料:以石灰石、粘土、鐵質(zhì)原料為主要原料，經(jīng)破碎、配料、磨細(xì)制成生料，在水泥窯中煅燒至部分或全部熔融，經(jīng)冷卻而獲得的半成品；主要礦物組成為硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣和鐵鋁酸四鈣，其理化性能滿足GB/T 21372-2008要求。
[0016]磷渣:電爐法黃磷生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的水淬固體廢棄物，主要成分為CaS13，礦物相以玻璃體為主，具有潛在活性。
[0017]礦渣:高爐渣是冶煉生鐵時從高爐中排出的高溫熔融物經(jīng)水淬驟冷而得，化學(xué)成分以CaO、Si02、Al2O3為主，主要礦物相為玻璃體，化學(xué)反應(yīng)活性好。
[0018](2)增強材料:增強材料是指礦渣或磷渣經(jīng)粉碎、過篩，其粒度為0.177?0.25mm之間顆粒物。
[0019](3)激發(fā)劑是由石灰、氯化鈣、氯化鈉復(fù)配后經(jīng)球磨而成，其中石灰中活性氧化鈣含量大于75wt%，粉磨粒度為過180目方孔篩篩余量小于10%，用量占激發(fā)劑總量的90?95wt% ;氯化鈣為工業(yè)級，CaCl2含量彡75%，用量占激發(fā)劑總量的4?6wt%，氯化鈉為工業(yè)三級品，用量占激發(fā)劑總量的I?4wt%。
[0020](4)穩(wěn)泡劑:硅樹脂聚醚乳液(MPS)穩(wěn)泡劑，如十二烷基硫酸鈉(K12)，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉(AES)，α -烯基磺酸鈉(AOS)等。
[0021](5)發(fā)氣劑由不同粒度的金屬鋁粉組成，活性鋁含量(以固體份計)^ 90%，其中粒度小于 0.044mm 的占 10wt%，0.044 ?0.105mm 占 30wt%，0.105 ?0.147mm 占 60wt%。
[0022](6)工藝水為自來水、中水、造紙廢水、赤泥廢液、含堿廢水、含鹽廢水、石材加工回收水中的任意一種。
[0023]1.2免燒結(jié)人造火山原料配比
復(fù)合膠凝材料、增強材料、激發(fā)劑混合后配制得免燒結(jié)人造火山石基體材料，復(fù)合膠凝材料、增強材料、激發(fā)劑在基體材料中的干基質(zhì)量百分比分別為60?70%、20?30%、10?15% ;工藝水用量為基體材料總重量的50?55%，穩(wěn)泡劑用量為基體材料混合物總重量的
0.02?0.04%，發(fā)氣劑用量為基體材料混合物總重量的0.06?0.08%ο
[0024]按比例稱取基體材料中的復(fù)合膠凝材料、激發(fā)劑和增強材料，于攪拌機內(nèi)進(jìn)行預(yù)混合，然后加入工藝水，充分?jǐn)嚢杈?，再加穩(wěn)泡劑攪拌Imin后加入發(fā)氣劑攪拌I?3min，澆注成型、脫模、養(yǎng)護(hù)，根據(jù)要求切割成產(chǎn)品。
[0025]所述養(yǎng)護(hù)用蒸汽進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，蒸汽壓力為0.8?1.2MPa，養(yǎng)護(hù)時間為8?12h。
[0026]1.3免燒結(jié)人造火山石的生產(chǎn)方法
本生產(chǎn)方法由復(fù)合膠凝材料、激發(fā)劑和增強材料制備，成漿，發(fā)泡，靜置養(yǎng)護(hù)、蒸汽養(yǎng)護(hù)、切割等工序組成，其中:
(O復(fù)合膠凝材料、激發(fā)劑和增強材料制備
復(fù)合膠凝材料:以質(zhì)量百分比計，按水泥熟料50?60%，礦渣20?30%，磷渣10?20%分別計量、混合后球磨，膠凝材料粒度要求為過200目方孔篩篩余量小于5% ;
激發(fā)劑:將活性氧化媽含量大于75wt%的石灰進(jìn)行球磨至過180篩篩余量小于10%，按石灰90?95wt%、氯化1? 4?6wt%、氯化鈉I?4wt%質(zhì)量百分比復(fù)配而成，工業(yè)氯化1?中CaCl2含量彡75%，氯化鈉為工業(yè)三級品及以上；
增強材料:將礦渣、磷渣經(jīng)粉碎、過篩，取粒度為0.177?0.25mm部分作人造火山石增強材料；
(2)成漿
將復(fù)合膠凝材料、增強材料、激發(fā)劑稱量后加入攪拌機內(nèi)進(jìn)行預(yù)混合，然后按干物料總重量的50?55被％加工藝水、攪拌，之后加穩(wěn)泡劑繼續(xù)攪拌lmin，再加入發(fā)氣劑攪拌I?3min制成料楽；
(3)靜置發(fā)泡
將料漿倒入模具里，靜置發(fā)泡；
(4)靜置養(yǎng)護(hù)
在自然環(huán)境中進(jìn)行靜置養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時間可根據(jù)自然環(huán)境條件確定，以試件脫模時完好為依據(jù)；
(5 )蒸汽養(yǎng)護(hù)
將脫模后的試件用壓力為0.8?1.2MPa蒸汽進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時間為8?12h。
[0027](6)切割
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