一种轻质高强度建筑用砖的制备方法

技术领域

本发明涉及轻质建筑用砖材料技术领域，尤其涉及一种轻质高强度建筑用砖的制备方法。

背景技术

目前受国内外能源匮乏和可利用能源价格的影响，新型节能轻质材料的开发在国内外具有巨大的市场需求。研发环境友好型轻质建筑用砖材料，制备低密度、高强度、低成本的轻质建筑用砖已成为主流方向。

淤泥是一种孔隙比大于1.5的软土，是海湾、湖沼或河湾中水流缓慢的环境中有微生物参与作用的条件下所形成的一种近代沉积物，淤泥富含有机物，力学强度低，压缩性大，透水性差，加荷后易变形且不均匀，地基中如有淤泥则易引起建筑物沉陷，不易满足水工建筑物地基的需要。

目前地基淤泥的累计堆存量已近30亿吨，地基淤泥的堆存会造成诸多环境危害，对其的处置越来越受到整个社会的关注，目前高附加值利用较少。节约能源，是经济保持可持续发展的重要措施之一，将地基淤泥加入至建筑用砖，则是节能的重要措施之一，但制备所得建筑用砖无法形成均匀的气孔，不仅造成重量较大，而且强度低，易造成建筑用砖裂缝事件，目前对轻质建筑用砖提出了更高的要求。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种轻质高强度建筑用砖的制备方法。

本发明提出的一种轻质高强度建筑用砖的制备方法，包括如下步骤：

S1、将地基淤泥干燥1-2h，干燥温度为80-100℃，加入轻质刚玉、轻烧氧化镁、煅烧氧化铝微粉混合均匀，然后15-25kPa研磨均匀得到淤泥复合物；

S2、向水中加入羧甲基纤维素、三聚磷酸钠混合均匀，加入淤泥复合物搅拌均匀，搅拌状态下加入发泡剂，搅拌均匀得到浇注料；

S3、将浇注料浇铸均匀，自然干燥，50-80℃烘烤1-2h，烧结得到轻质高强度建筑用砖。

优选地，S1中，地基淤泥、轻质刚玉、轻烧氧化镁、煅烧氧化铝微粉的质量比为40-80：20-40：10-30：1-5。

优选地，S1中，地基淤泥含水量为40-50wt％，孔隙比为1.5-2.5。

优选地，S1中，轻质刚玉粒径小于等于6mm，具体如下：粒径小于等于6mm且大于3mm的轻质刚玉所占质量百分比为20-30％，粒径小于等于3mm且大于1mm的轻质刚玉所占质量百分比为30-40％，粒径小于等于1mm且大于0.5mm的轻质刚玉所占质量百分比为10-15％，余量为粒径小于等于0.5mm的轻质刚玉。

优选地，S1中，轻质刚玉的密度为1.55-1.65g/cm

优选地，S1中，轻烧氧化镁粒径小于75μm，煅烧氧化铝微粉的粒径小于3μm。

优选地，S2中，羧甲基纤维素、三聚磷酸钠、淤泥复合物、发泡剂的质量比为1-5：1-2：80-100：1-3。

优选地，S3中，烧结的具体操作如下：将烘烤所得坯体从常温升温至300-400℃，保温t

优选地，S3的烧结过程中，升温阶段的升温速度均为6-10℃/min。

优选地，S3的烧结过程中，降温阶段的降温速度均为1-2℃/min。

本发明的技术效果如下所示：

由于地基淤泥中含有大量有机腐殖质，天然孔隙比极大，直接采用普通工艺煅烧制砖，其内部含有的有机碳在烧成过程中产生大量的气泡，大量的气泡聚集并在坯体内部对流形成贯通的空气流动，砖体力学性能极差；

本发明控制烧结过程，在第一、三、五阶段的快速升温过程，控制气泡生长速度，有效降低微小气泡聚集形成大气泡，有效增强制品力学性能，而控制第二、四阶段缓慢降温过程，避免气泡溢出坯体，有效形成多孔结构，坯体不仅质量轻，而且保温性能优异，相比普通的烧制方法，不仅大大节省了成本，而且烧制产物力学性能优异。

本发明进一步加入轻质刚玉、轻烧氧化镁、煅烧氧化铝微粉与地基淤泥复配，使之在分子水平上充分混合，预制成地基淤泥的骨架，既增强地基淤泥砖制品的强度，又能显著提高坯体的可塑性，砖体成型性能优异。本发明所得轻质高强度建筑用砖经检测：烧后线收缩率小于1％，导热系数为0.1-0.3W/(m·K)，体积密度为0.5-0.8g/cm

本发明建筑用砖内部形成的大量封闭均匀的微小气孔，不仅有利于提高材料的轻质效果和力学性能，而且具有节约资源、绿色环保和工艺简单的特点，所得轻质高强度建筑用砖热稳定性好、导热系数低、体积密度小、烧后线收缩率低、耐压强度高，能很好地满足目前工业生产要求，具有广泛的社会和经济价值。

具体实施方式

下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

实施例1

一种轻质高强度建筑用砖的制备方法，包括如下步骤：

S1、将40kg地基淤泥干燥2h，干燥温度为80℃，加入40kg轻质刚玉、10kg轻烧氧化镁、5kg煅烧氧化铝微粉混合均匀，送入研磨机中研磨均匀，研磨压力为15kPa，得到淤泥复合物；

其中，地基淤泥含水量为50wt％，孔隙比为1.5；轻烧氧化镁粒径小于75μm；煅烧氧化铝微粉的粒径小于3μm；

轻质刚玉的密度为1.64g/cm

S2、向30kg水中加入5kg羧甲基纤维素、1kg三聚磷酸钠混合均匀，加入100kg淤泥复合物搅拌均匀，搅拌状态下加入1kg发泡剂，搅拌均匀，得到浇注料；

S3、将浇注料浇铸均匀，自然干燥，80℃烘烤1h，烧结得到轻质高强度建筑用砖；

烧结的具体操作如下：将烘烤所得坯体从常温升温至400℃，升温速度均为6℃/min，保温3h，降温至200℃，降温速度均为2℃/min，保温1.5h；再升温至1300℃，升温速度均为6℃/min，保温3h，降温至900℃，降温速度均为2℃/min，保温1.5h；继续升温至1450℃，升温速度均为6℃/min，保温3h。

实施例2

一种轻质高强度建筑用砖的制备方法，包括如下步骤：

S1、将80kg地基淤泥干燥1h，干燥温度为100℃，加入20kg轻质刚玉、30kg轻烧氧化镁、1kg煅烧氧化铝微粉混合均匀，送入研磨机中研磨均匀，研磨压力为25kPa，得到淤泥复合物；

其中，地基淤泥含水量为40wt％，孔隙比为2.5；轻烧氧化镁粒径小于75μm；煅烧氧化铝微粉的粒径小于3μm；

轻质刚玉的密度为1.57g/cm

S2、向60kg水中加入1kg羧甲基纤维素、2kg三聚磷酸钠混合均匀，加入80kg淤泥复合物搅拌均匀，搅拌状态下加入3kg发泡剂，搅拌均匀，得到浇注料；

S3、将浇注料浇铸均匀，自然干燥，50℃烘烤2h，烧结得到轻质高强度建筑用砖；

烧结的具体操作如下：将烘烤所得坯体从常温升温至300℃，升温速度均为10℃/min，保温2h，降温至250℃，降温速度均为1℃/min，保温1.5h；再升温至1200℃，升温速度均为10℃/min，保温2h，降温至1000℃，降温速度均为1℃/min，保温1h；继续升温至1400℃，升温速度均为10℃/min，保温1.5h。

实施例3

一种轻质高强度建筑用砖的制备方法，包括如下步骤：

S1、将50kg地基淤泥干燥1.7h，干燥温度为85℃，加入35kg轻质刚玉、15kg轻烧氧化镁、4kg煅烧氧化铝微粉混合均匀，送入研磨机中研磨均匀，研磨压力为18kPa，得到淤泥复合物；

其中，地基淤泥含水量为47wt％，孔隙比为1.8；轻烧氧化镁粒径小于75μm；煅烧氧化铝微粉的粒径小于3μm；

轻质刚玉的密度为1.62g/cm

S2、向40kg水中加入4kg羧甲基纤维素、1.3kg三聚磷酸钠混合均匀，加入95kg淤泥复合物搅拌均匀，搅拌状态下加入1.5kg发泡剂，搅拌均匀，得到浇注料；

S3、将浇注料浇铸均匀，自然干燥，70℃烘烤1.3h，烧结得到轻质高强度建筑用砖；

烧结的具体操作如下：将烘烤所得坯体从常温升温至370℃，升温速度均为7℃/min，保温3h，降温至240℃，降温速度均为1.3℃/min，保温1h；再升温至1280℃，升温速度均为7℃/min，保温2h，降温至970℃，降温速度均为1.3℃/min，保温1h；继续升温至1440℃，升温速度均为7℃/min，保温1h。

实施例4

一种轻质高强度建筑用砖的制备方法，包括如下步骤：

S1、将70kg地基淤泥干燥1.3h，干燥温度为95℃，加入25kg轻质刚玉、25kg轻烧氧化镁、2kg煅烧氧化铝微粉混合均匀，送入研磨机中研磨均匀，研磨压力为22kPa，得到淤泥复合物；

其中，地基淤泥含水量为43wt％，孔隙比为2.1；轻烧氧化镁粒径小于75μm；煅烧氧化铝微粉的粒径小于3μm；

轻质刚玉的密度为1.58g/cm

S2、向50kg水中加入2kg羧甲基纤维素、1.7kg三聚磷酸钠混合均匀，加入85kg淤泥复合物搅拌均匀，搅拌状态下加入2.5kg发泡剂，搅拌均匀，得到浇注料；

S3、将浇注料浇铸均匀，自然干燥，60℃烘烤1.7h，烧结得到轻质高强度建筑用砖；

烧结的具体操作如下：将烘烤所得坯体从常温升温至330℃，升温速度均为9℃/min，保温3h，降温至220℃，降温速度均为1.7℃/min，保温2h；再升温至1220℃，升温速度均为9℃/min，保温2h，降温至930℃，降温速度均为1.7℃/min，保温2h；继续升温至1410℃，升温速度均为9℃/min，保温2h。

实施例5

一种轻质高强度建筑用砖的制备方法，包括如下步骤：

S1、将60kg地基淤泥干燥1.5h，干燥温度为90℃，加入30kg轻质刚玉、20kg轻烧氧化镁、3kg煅烧氧化铝微粉混合均匀，送入研磨机中研磨均匀，研磨压力为20kPa，得到淤泥复合物；

其中，地基淤泥含水量为45wt％，孔隙比为2.05；轻烧氧化镁粒径小于75μm；煅烧氧化铝微粉的粒径小于3μm；

轻质刚玉的密度为1.61g/cm

S2、向45kg水中加入3kg羧甲基纤维素、1.5kg三聚磷酸钠混合均匀，加入90kg淤泥复合物搅拌均匀，搅拌状态下加入2kg发泡剂，搅拌均匀，得到浇注料；

S3、将浇注料浇铸均匀，自然干燥，65℃烘烤1.5h，烧结得到轻质高强度建筑用砖；

烧结的具体操作如下：将烘烤所得坯体从常温升温至350℃，升温速度均为8℃/min，保温3h，降温至230℃，降温速度均为1.5℃/min，保温2h；再升温至1250℃，升温速度均为8℃/min，保温3h，降温至950℃，降温速度均为1.5℃/min，保温2h；继续升温至1430℃，升温速度均为8℃/min，保温2h。

对比例

采用市售建筑用泡沫砖。

将实施例3-5所得轻质高强度建筑用砖与对比例所用市售建筑用泡沫砖进行性能检测，检测结果如下表所示：

由上表可知：本发明所得轻质高强度建筑用砖不仅力学性能好，抗压强度高，而且比重小，气孔率高，可以轻易抵抗常规火灾并非常适合用于外墙的保温承重。同时本发明以地基淤泥为配方主体，很好地回收利用了废弃资源，烧成工艺简单，节约能源，整个制备过程的工艺简单，条件可控。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。