本發(fā)明涉及建材領(lǐng)域，特別是涉及一種免燒磚制備方法、免燒磚及免燒磚原料。

背景技術(shù)：

自秦漢改革燒粘土制磚以來(lái)，我國(guó)的墻體材料沒(méi)有本質(zhì)的改變。幾千年以來(lái)，粘土磚作為用量最大、應(yīng)用最廣的建筑材料在人類(lèi)生活和生產(chǎn)中發(fā)揮了無(wú)法估量的作用。粘土磚是由粘土等為主要原料、通過(guò)燒制而成的耐火材料或強(qiáng)度材料，其生產(chǎn)原料廣泛、能就地取材。雖然近年來(lái)各種新型建筑材料不斷涌現(xiàn)，但粘土磚目前仍在我國(guó)不少地區(qū)大量使用，仍是我國(guó)主要的墻體材料，占?jí)w材料總量的90％以上。粘土磚具有強(qiáng)大的生命力，幾千年來(lái)經(jīng)久不衰的原因主要有以下幾方面：

第一，原料豐富易得，水和土是大自然的賜予，凡是人類(lèi)居住的地方就有水和土；

第二，工藝簡(jiǎn)單，燒制磚的技術(shù)要求較低，燒制不需要特別高溫；

第三，性能好，粘土磚經(jīng)久耐用，美觀(guān)大方，物理性能可靠；

此外，由于原料要求低、價(jià)格低廉、生產(chǎn)技術(shù)簡(jiǎn)單，所以磚制品價(jià)格便宜。但是，燒結(jié)粘土磚的生產(chǎn)不僅毀壞耕地、污染環(huán)境、浪費(fèi)能源，而且粘土磚本身塊體小，質(zhì)量重，施工效率低，不滿(mǎn)足建筑高層化、施工現(xiàn)場(chǎng)化和建筑材料的多功能的要求。

隨著我國(guó)對(duì)環(huán)境及資源的越來(lái)越重視，免燒磚將會(huì)替代燒結(jié)磚而成為墻體材料的主流，這是不可逆轉(zhuǎn)的大趨勢(shì)，與燒結(jié)磚相比免燒磚具有以下優(yōu)勢(shì)：

一、節(jié)約土地資源、利用工業(yè)廢渣。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年燒磚耗用約100萬(wàn)畝土地，其中毀田造磚的有2萬(wàn)畝，減少糧食生產(chǎn)近8000萬(wàn)噸，全國(guó)有磚瓦企業(yè)約11萬(wàn)個(gè)，占地600多萬(wàn)畝。

二、節(jié)約生產(chǎn)耗能，保護(hù)環(huán)境。生產(chǎn)燒結(jié)粘土磚需要消耗大量煤等燃料，我國(guó)現(xiàn)在能源比較缺乏，每年我國(guó)有很大一部分能源用于生產(chǎn)燒結(jié)黏土磚，生產(chǎn)10億塊實(shí)心黏土磚要消耗一萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤。由于煤的燃燒同時(shí)產(chǎn)生大量的廢渣和有害氣體，有很多磚瓦企業(yè)就在城市的郊區(qū)附近，磚瓦廠(chǎng)林立的煙窗產(chǎn)生大量的有害氣體，嚴(yán)重污染了城市的空氣，影響人們的身心健康。

三、免燒磚生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)成本較低。

免燒磚與燒結(jié)磚相比，前者利用工業(yè)廢渣的原料，又不需燒結(jié)和蒸養(yǎng)，生產(chǎn)成本比燒結(jié)磚低；“吃”渣量大，社會(huì)、環(huán)境效益突出；棱角整齊、尺寸標(biāo)準(zhǔn)、抗壓強(qiáng)度高于7.5MPa；密實(shí)度大，吸水性小、耐久性能好?？傮w來(lái)看，其產(chǎn)品質(zhì)量和綜合性能并不比燒結(jié)磚遜色。

但是，免燒磚成型壓力高、密實(shí)，故容重比燒結(jié)磚大，而且表面太光滑；其次若生產(chǎn)工藝控制不好，會(huì)造成免燒磚對(duì)水的穩(wěn)定性及對(duì)大氣的穩(wěn)定性能差。

黑棉土是一類(lèi)熱帶常見(jiàn)的水化高膨脹性粘土，在世界各地多有分布，如：印度國(guó)土的26％都是此類(lèi)粘土；中、南部非洲地區(qū)大部分都是這類(lèi)膨脹性土壤，我國(guó)云南、四川、安徽、河南、廣西、貴州省等地也多有分布。黑棉土作為工程材料，如：路基、地基、壩梯、以及其他市政建設(shè)，則是缺點(diǎn)。原因是這類(lèi)土壤的水化高膨脹性，即：這類(lèi)土遇水，體積能膨脹至1.5～3倍，強(qiáng)度也降低至原來(lái)的10％。以路基為例，其自由膨脹率在150～300％之間，加州承載比降低至原土的10％～15％。因此，該土壤不能作為路基填料而直接使用。目前，工程上采用最有效的處理方法是挖掘出此類(lèi)粘土，通過(guò)加固地基，方能獲取高強(qiáng)度的路基。地基挖掘法固然能實(shí)現(xiàn)建筑施工的需求，但被挖出的黑棉土量大，若不得到處理，存儲(chǔ)成本亦升高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種免燒磚制備方法以克服上述問(wèn)題或者部分地解決上述問(wèn)題。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種免燒磚制備方法，包括：

粉碎黑棉土和火山灰；

將粉碎后的所述黑棉土和所述火山灰以及水泥、氫氧化鈣按配比組成配料，研磨均勻；

將水加入到所述配料中并攪拌均勻，得到混料；

將所述混料壓制成型，室溫陳化后得到初坯；

將所述初坯放在蒸養(yǎng)釜中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)；

將所述初坯冷卻至室溫，得到所述免燒磚。

可選地，所述黑棉土和所述火山灰的粒徑≤400目。

可選地，所述配比為：所述黑棉土60～75質(zhì)量份、所述火山灰10～18質(zhì)量份、所述水泥5～15質(zhì)量份、所述氫氧化鈣2～10質(zhì)量份。

可選地，所述水的質(zhì)量為所述配料質(zhì)量的5％～10％。

可選地，所述將所述混料壓制成型的壓力為10MPa～15MPa、保壓時(shí)間≥10秒。

可選地，所述陳化的時(shí)間為不小于12小時(shí)。

可選地，所述初坯在蒸養(yǎng)釜中的養(yǎng)護(hù)時(shí)間為8～24小時(shí)，養(yǎng)護(hù)溫度為90℃～220℃，養(yǎng)護(hù)濕度≥90％。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種免燒磚，按照上述任一免燒磚制備方法制備而成。

根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面，提供了一種免燒磚原料，所述免燒磚原料的成分包括：黑棉土60～75質(zhì)量份、火山灰10～18質(zhì)量份、水泥5～15質(zhì)量份、氫氧化鈣2～10質(zhì)量份。

本發(fā)明提供了一種以黑棉土為主料，火山灰、水泥、氫氧化鈣為輔料的免燒磚制備方法，通過(guò)該方法制備出的免燒磚強(qiáng)度高、吸水率低，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，是一種可廣泛應(yīng)用的工程建筑材料。

上述說(shuō)明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

根據(jù)下文結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明具體實(shí)施例的詳細(xì)描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)更加明了本發(fā)明的上述以及其他目的、優(yōu)點(diǎn)和特征。

附圖說(shuō)明

通過(guò)閱讀下文優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述，各種其他的優(yōu)點(diǎn)對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實(shí)施方式，并不能認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。而且在整個(gè)附圖中，用相同的參考符號(hào)表示相同的部件。在附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的免燒磚制備方法流程圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的免燒磚實(shí)物示意圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的免燒磚SEM圖。

具體實(shí)施方式

下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本公開(kāi)的示例性實(shí)施例。雖然附圖中顯示了本公開(kāi)的示例性實(shí)施例，然而應(yīng)當(dāng)理解，可以以各種形式實(shí)現(xiàn)本公開(kāi)而不應(yīng)被這里闡述的實(shí)施例所限制。相反，提供這些實(shí)施例是為了能夠更透徹地理解本公開(kāi)，并且能夠?qū)⒈竟_(kāi)的范圍完整的傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。

通對(duì)黑棉土及火山灰的化學(xué)成分、示性礦物、結(jié)構(gòu)等進(jìn)行分析，本發(fā)明還提供了一種免燒磚制備方法，如圖1所示，本發(fā)明提供的免燒磚制備方法包括：

步驟S102，粉碎黑棉土和火山灰；

步驟S104，將粉碎后的黑棉土和火山灰以及水泥、氫氧化鈣按配比組成配料，研磨均勻；

步驟S106，將水加入到所述配料中并攪拌均勻，得到混料；

步驟S108，將混料壓制成型，室溫陳化后得到初坯；

步驟S110，將初坯放在蒸養(yǎng)釜中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)；

步驟S112，將初坯冷卻至室溫，得到免燒磚。

本發(fā)明提供的免燒磚制備工藝簡(jiǎn)單，所獲得的免燒磚強(qiáng)度高、吸水率低，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，是一種可廣泛應(yīng)用的工程建筑材料。通過(guò)測(cè)試，免燒磚的抗壓強(qiáng)度達(dá)到15Mpa、吸水率不大于20％，產(chǎn)品性能達(dá)到中華人民共和國(guó)建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(JC 422-91)的MU15級(jí)要求。而且黑棉土作為本發(fā)明免燒磚原料的主料分布廣泛，可就地取材，不僅可以減少原料運(yùn)輸帶來(lái)的困難，也降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，上述配比可以為：黑棉土60～75質(zhì)量份、火山灰10～18質(zhì)量份、水泥5～15質(zhì)量份、氫氧化鈣2～10質(zhì)量份。

上述配比是發(fā)明人通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的較佳的配比，只要在可選范圍內(nèi)，調(diào)整黑棉土、火山灰水泥及氫氧化鈣的配比，都可以制備出符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的免燒磚。但是需要說(shuō)明的是，由于發(fā)明的人的試驗(yàn)次數(shù)是有限的，因此不排除還有其他的不屬于上述可選范圍的可行的配比。

優(yōu)選地，粉碎后黑棉土和火山灰的粒徑≤400目；配料中加入的水的質(zhì)量為所述配料質(zhì)量的5％～10％；將混料壓制成型的壓力為10MPa～15MPa、保壓時(shí)間≥10秒；陳化的時(shí)間為不小于12小時(shí)；初坯在蒸養(yǎng)釜中的養(yǎng)護(hù)時(shí)間為8～24小時(shí)，養(yǎng)護(hù)溫度為90℃～220℃，養(yǎng)護(hù)濕度≥90％。

上述條件是同樣是發(fā)明人通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的粉碎、壓制、陳化、養(yǎng)護(hù)等步驟的較佳的執(zhí)行條件，隨著原料配比的改變、設(shè)備狀態(tài)的不同等因素的變化上述條件可以進(jìn)行靈活地調(diào)整。

對(duì)應(yīng)于上述免燒磚制備方法，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種采用上述制備方法制備的免燒磚，就成分構(gòu)成來(lái)說(shuō)，這種免燒磚的成分為：黑棉土60～75質(zhì)量份、火山灰10～18質(zhì)量份、水泥5～15質(zhì)量份、氫氧化鈣2～10質(zhì)量份。

進(jìn)一步的，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種免燒磚原料，上述免燒磚原料的成分包括：黑棉土60～75質(zhì)量份、火山灰10～18質(zhì)量份、水泥5～15質(zhì)量份、氫氧化鈣2～10質(zhì)量份。

針對(duì)上述實(shí)施例提供的技術(shù)方案，發(fā)明人選取了的多組不同配比的免燒磚原料來(lái)制備了免燒磚，并對(duì)所制備出的免燒磚的性能進(jìn)行了測(cè)試。

實(shí)施例1

本實(shí)施例的免燒磚，其各原料按質(zhì)量份的構(gòu)成為：黑棉土65質(zhì)量份；火山灰10質(zhì)量份；水泥15質(zhì)量份；氫氧化鈣10質(zhì)量份。各成分具體質(zhì)量為：黑棉土390g；火山灰60g；水泥90g；氫氧化鈣60g。優(yōu)選地，本實(shí)施例所用黑棉土土樣取自肯尼亞內(nèi)羅畢路基土，取樣深度2.0m。

實(shí)施例2

本實(shí)施例的免燒磚，其各原料按質(zhì)量份的構(gòu)成為：黑棉土65質(zhì)量份；火山灰15質(zhì)量份；水泥10質(zhì)量份；氫氧化鈣5質(zhì)量份。各成分具體的質(zhì)量為：黑棉土390g；火山灰90g；水泥60g；氫氧化鈣30g。

實(shí)施例3

本實(shí)施例的免燒磚，其各原料按質(zhì)量份的構(gòu)成為：黑棉土質(zhì)量65份；火山灰18質(zhì)量份；水泥5質(zhì)量份；氫氧化鈣2質(zhì)量份。各成分具體的質(zhì)量為：黑棉土390g；火山灰108g；水泥30g；氫氧化鈣12g。

實(shí)施例4

本實(shí)施例的免燒磚，其各原料按質(zhì)量份的構(gòu)成為：黑棉土70質(zhì)量份；火山灰10質(zhì)量份；水泥10質(zhì)量份；氫氧化鈣2質(zhì)量份。各成分具體質(zhì)量為：黑棉土420g；火山灰60g；水泥60g；氫氧化鈣12g。

實(shí)施例5

本實(shí)施例的免燒磚，其各原料按質(zhì)量份的構(gòu)成為：黑棉土70質(zhì)量份；火山灰15質(zhì)量份；水泥5質(zhì)量份；氫氧化鈣10質(zhì)量份。各成分具體質(zhì)量為：黑棉土420g；火山灰90g；水泥30g；氫氧化鈣60g。

實(shí)施例6

本實(shí)施例的免燒磚，其各原料按質(zhì)量份的構(gòu)成為：黑棉土70質(zhì)量份；火山灰18質(zhì)量份；水泥15質(zhì)量份；氫氧化鈣5質(zhì)量份。各成分具體質(zhì)量為：黑棉土420g；火山灰108g；水泥90g；氫氧化鈣30g。

實(shí)施例7

本實(shí)施例的免燒磚，其各原料按質(zhì)量份的構(gòu)成為：黑棉土75質(zhì)量份；火山灰10質(zhì)量份；水泥5質(zhì)量份；氫氧化鈣5質(zhì)量份。各成分具體質(zhì)量為：黑棉土450g；火山灰60g；水泥30g；氫氧化鈣30g。

實(shí)施例8

本實(shí)施例的免燒磚，其各原料按質(zhì)量份的構(gòu)成為：黑棉土75質(zhì)量份；火山灰15質(zhì)量份；水泥15質(zhì)量份；氫氧化鈣2質(zhì)量份。各成分具體質(zhì)量為：黑棉土450g；火山灰90g；水泥90g；氫氧化鈣12g。

實(shí)施例9

本實(shí)施例的免燒磚，其各原料按質(zhì)量份的構(gòu)成為：黑棉土75質(zhì)量份；火山灰18質(zhì)量份；水泥10質(zhì)量份；氫氧化鈣10質(zhì)量份。各成分具體質(zhì)量為：黑棉土450g；火山灰108g；水泥60g；氫氧化鈣60g。

基于上述實(shí)施例1，本發(fā)明提供的免燒磚制備方法如下：

1.用盤(pán)式破碎機(jī)對(duì)黑棉土和火山灰進(jìn)行粉碎，使黑棉土和火山灰的粒徑≤400目；

2.將黑棉土、火山灰、水泥及氫氧化鈣組成配料，研磨均勻；

3.將與上述配料質(zhì)量的5％～10％等質(zhì)量的水加入到所述配料中攪拌混合均勻，得到混料；

4.將混料在10MPa～15MPa壓力下壓制成型，保壓時(shí)間不少于10秒，室溫陳化12小時(shí)后得到初坯；

5.將初坯在蒸養(yǎng)釜中養(yǎng)護(hù)8小時(shí)，養(yǎng)護(hù)溫度220℃，養(yǎng)護(hù)濕度90％；

6.冷卻至室溫，即獲得黑棉土免燒磚成品，該免燒磚長(zhǎng)12cm、寬6cm、高3cm，實(shí)物圖如圖2所示，SEM(Scanning Electron Microscope，掃描電子顯微鏡)圖如圖3所示。

基于實(shí)施例2至實(shí)施例8提供的免燒磚原料制備免燒磚的方法與上述的基于實(shí)施例1的免燒磚制備方法類(lèi)似，此處不再贅述。

根據(jù)實(shí)施例1至實(shí)施例9所獲得的免燒磚性能如表1所示，JC 422-91中的性能如表2所示。

表1

表2

通過(guò)對(duì)上述各實(shí)施例中所獲得的免燒磚的性能進(jìn)行測(cè)試，并將測(cè)試結(jié)果與JC 422-91中的性能進(jìn)行對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)，以上各實(shí)施例的免燒磚配料通過(guò)本發(fā)明提供的免燒磚制備方法制備而成的免燒磚的抗壓強(qiáng)度和吸水率都達(dá)到JC422-91中的標(biāo)準(zhǔn)。

在此處所提供的說(shuō)明書(shū)中，說(shuō)明了大量具體細(xì)節(jié)。然而，能夠理解，本發(fā)明的實(shí)施例可以在沒(méi)有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)踐。在一些實(shí)例中，并未詳細(xì)示出公知的方法、結(jié)構(gòu)和技術(shù)，以便不模糊對(duì)本說(shuō)明書(shū)的理解。

類(lèi)似地，應(yīng)當(dāng)理解，為了精簡(jiǎn)本公開(kāi)并幫助理解各個(gè)發(fā)明方面中的一個(gè)或多個(gè)，在上面對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的描述中，本發(fā)明的各個(gè)特征有時(shí)被一起分組到單個(gè)實(shí)施例、圖、或者對(duì)其的描述中。然而，并不應(yīng)將該公開(kāi)的方法解釋成反映如下意圖：即所要求保護(hù)的本發(fā)明要求比在每個(gè)權(quán)利要求中所明確記載的特征更多的特征。更確切地說(shuō)，如下面的權(quán)利要求書(shū)所反映的那樣，發(fā)明方面在于少于前面公開(kāi)的單個(gè)實(shí)施例的所有特征。因此，遵循具體實(shí)施方式的權(quán)利要求書(shū)由此明確地并入該具體實(shí)施方式，其中每個(gè)權(quán)利要求本身都作為本發(fā)明的單獨(dú)實(shí)施例。

此外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解，盡管在此所述的一些實(shí)施例包括其它實(shí)施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同實(shí)施例的特征的組合意味著處于本發(fā)明的范圍之內(nèi)并且形成不同的實(shí)施例。例如，在權(quán)利要求書(shū)中，所要求保護(hù)的實(shí)施例的任意之一都可以以任意的組合方式來(lái)使用。

應(yīng)該注意的是上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明而不是對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離所附權(quán)利要求的范圍的情況下可設(shè)計(jì)出替換實(shí)施例。在權(quán)利要求中，不應(yīng)將位于括號(hào)之間的任何參考符號(hào)構(gòu)造成對(duì)權(quán)利要求的限制。單詞“包含”不排除存在未列在權(quán)利要求中的元件或步驟。位于元件之前的單詞“一”或“一個(gè)”不排除存在多個(gè)這樣的元件。本發(fā)明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于適當(dāng)編程的計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在列舉了若干裝置的單元權(quán)利要求中，這些裝置中的若干個(gè)可以是通過(guò)同一個(gè)硬件項(xiàng)來(lái)具體體現(xiàn)。單詞第一、第二、以及第三等的使用不表示任何順序?？蓪⑦@些單詞解釋為名稱(chēng)。

至此，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到，雖然本文已詳盡示出和描述了本發(fā)明的多個(gè)示例性實(shí)施例，但是，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下，仍可根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)的內(nèi)容直接確定或推導(dǎo)出符合本發(fā)明原理的許多其他變型或修改。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)被理解和認(rèn)定為覆蓋了所有這些其他變型或修改。