本發(fā)明屬于建筑材料、環(huán)境保護(hù)和固體廢棄物再生應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及一種免燒無水泥環(huán)保磚及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)磚以粘土為主要原料，經(jīng)配料、制柸、干燥、焙燒而成。但大量開采粘性土用于制磚帶來的是耕地的迅速減少，取過粘土之后的耕地?zé)o法重復(fù)利用，屬于不可再生資源，對(duì)環(huán)境破壞較大。而且，傳統(tǒng)磚在燒制過程中消耗大量的能量，既消耗了大量的能源，也增加了溫室效應(yīng)。因此，傳統(tǒng)磚逐漸被淘汰，取而代之的是以水泥為粘結(jié)材料的水泥磚。但是，在制備水泥的過程中消耗大量粘土和石灰石，并且需要經(jīng)歷兩次磨細(xì)和一次煅燒過程，既消耗了資源也消耗了能量。
在我國，每年有大量的農(nóng)業(yè)廢棄物產(chǎn)生，如稻殼、稻秸稈、麥殼和麥秸稈等。傳統(tǒng)方法是點(diǎn)燃進(jìn)行處理或者再生作為肥料。工業(yè)生產(chǎn)中也產(chǎn)生大量的固體廢棄物沒有進(jìn)行再生利用。在氧化鋁的生產(chǎn)過程中，大約每生產(chǎn)1噸氧化鋁要排放1.0～1.8噸的赤泥。赤泥的堆放不僅占用大量土地，耗費(fèi)較多的堆場建設(shè)和維護(hù)費(fèi)用，而且存在于赤泥中的堿向地下滲透，造成地下水體和土壤污染。裸露赤泥形成的粉塵隨風(fēng)飛揚(yáng)，污染大氣，對(duì)人類和動(dòng)植物的生存造成負(fù)面影響，惡化生態(tài)環(huán)境。
研制一種既能處理工業(yè)、農(nóng)業(yè)垃圾又能對(duì)環(huán)境無破壞的定能耗磚成為了急需解決的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為克服現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明的目的在于提出一種免燒無水泥環(huán)保磚及其生產(chǎn)方法，該免燒無水泥環(huán)保磚具有能耗小、價(jià)格低、無污染和耐用等優(yōu)點(diǎn)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：
一種免燒無水泥環(huán)保磚，按照質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，由20％-35％粘結(jié)材料、10％-18％的燒堿溶液和50％-65％的集料通過壓制而成；其中，所述粘結(jié)材料為赤泥與高爐礦渣粉的混合物，或赤泥與生物灰的混合物，或赤泥、高爐礦渣粉與生物灰的混合物。
本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，所述赤泥含量為免燒無水泥環(huán)保磚的5％-15％。
本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，所述赤泥為拜耳法生產(chǎn)氧化鋁過程中產(chǎn)生的殘?jiān)?/p>
本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，所述生物灰為稻殼、稻秸稈、麥殼或麥秸稈低溫焚燒后物質(zhì)中的一種或多種任意比例的混合物。
本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，所述低溫焚燒的溫度為600℃以下。
本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，所述燒堿溶液中NaOH與水的質(zhì)量比為40：(8-45)。
本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，所述集料為建筑用砂或石料。
一種免燒無水泥環(huán)保磚的生產(chǎn)方法，首先將粘結(jié)材料和燒堿溶液混合均勻，然后加入集料，攪拌均勻后倒入磨具中，通過壓實(shí)成型，然后在室溫養(yǎng)生。
本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，壓實(shí)成型是在300N/cm-350N/cm的線壓力下通過圓滾成型。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明通過將粘接材料、燒堿溶液以及集料壓制，即可生產(chǎn)免燒無水泥環(huán)保磚，該環(huán)保磚具有以下優(yōu)點(diǎn)：
免燒：該磚在生產(chǎn)過程中不要經(jīng)歷焙燒或燒結(jié)過程，節(jié)約了能源，生產(chǎn)占地面積小。
無水泥：該磚通過赤泥、高爐礦渣和生物灰為粘結(jié)材料，通過NaOH激發(fā)活性，使該磚具有較好的力學(xué)性能?？箟簭?qiáng)度測試和抗折強(qiáng)度測試表明：抗壓強(qiáng)度高達(dá)30MPa，抗折強(qiáng)度高達(dá)5.5MPa。
廢棄物再生利用：利用了工業(yè)垃圾赤泥和高爐礦渣及農(nóng)業(yè)廢棄物稻殼、稻秸稈、麥殼和麥秸稈等材料，既經(jīng)濟(jì)又實(shí)惠，處理了垃圾，美化了環(huán)境。
本發(fā)明免燒無水泥磚通過壓制即可制得，該生產(chǎn)方法簡單，容易控制，原材料及生產(chǎn)成本低。
具體實(shí)施方式
為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。
本發(fā)明中生物灰為稻殼灰、稻秸稈灰、麥殼灰、麥秸稈灰中的一種或幾種。具體是稻殼、稻秸稈、麥殼或麥秸稈在600℃以下進(jìn)行焚燒后物質(zhì)中的一種或多種任意比例的混合物。本發(fā)明中采用的赤泥為拜耳法生產(chǎn)氧化鋁過程中產(chǎn)生的殘?jiān)?；集料為建筑用砂或石料?/p>
實(shí)施例1
一種免燒無水泥磚的生產(chǎn)方法，按質(zhì)量百分比計(jì)，將5％的赤泥、10％的高爐礦渣粉和5％的稻殼灰預(yù)混均勻，加入15％的燒堿溶液(質(zhì)量比NaOH：水＝5：1)，攪拌均勻后加入65％的河砂，混合均勻后倒入模具中，在300N/cm-350N/cm的線壓力下通過圓滾成型。室溫下放在無光照條件下養(yǎng)生，性能指標(biāo)見表1。
實(shí)施例2
一種免燒無水泥磚及其生產(chǎn)方法，按質(zhì)量百分比計(jì)，將15％的赤泥、10％的高爐礦渣粉和10％的稻殼灰和稻秸稈灰的混合物(質(zhì)量比1:1)預(yù)混均勻，加入10％的燒堿溶液(質(zhì)量比NaOH：水＝9：7)，攪拌均勻后加入55％的機(jī)制砂，混合均勻后倒入模具中，在300N/cm-350N/cm的線壓力下通過圓滾成型。室溫下放在無光照條件下養(yǎng)生，性能指標(biāo)見表1。
實(shí)施例3
一種免燒無水泥磚及其生產(chǎn)方法，按質(zhì)量百分比計(jì)，將10％的赤泥、25％的稻殼灰和麥殼灰混合物(質(zhì)量比2:1)預(yù)混均勻，加入10％的燒堿溶液(質(zhì)量比NaOH：水＝5：2)，攪拌均勻后加入55％的機(jī)制砂，混合均勻后倒入模具中，在300N/cm-350N/cm的線壓力下通過圓滾成型。室溫下放在無光照條件下養(yǎng)生，性能指標(biāo)見表1。
實(shí)施例4
一種免燒無水泥磚及其生產(chǎn)方法，按質(zhì)量百分比計(jì)，將5％的赤泥、30％的高爐礦渣粉預(yù)混均勻，加入15％的燒堿溶液(NaOH：水＝9：8)，攪拌均勻后加入50％的機(jī)制砂，混合均勻后倒入模具中，在300N/cm-350N/cm的線壓力下通過圓滾成型。室溫下放在無光照條件下養(yǎng)生，性能指標(biāo)見表1。
實(shí)施例5
一種免燒無水泥磚及其生產(chǎn)方法，按質(zhì)量百分比計(jì)，將8％的赤泥、24％的高爐礦渣粉和3％的稻殼灰預(yù)混均勻，加入14％的燒堿溶液(質(zhì)量比NaOH：水＝1：1)，攪拌均勻后加入51％的機(jī)制砂，混合均勻后倒入模具中，在300N/cm-350N/cm的線壓力下通過圓滾成型。室溫下放在無光照條件下養(yǎng)生，性能指標(biāo)見表1。
實(shí)施例6
一種免燒無水泥磚及其生產(chǎn)方法，按質(zhì)量百分比計(jì)，將12％的赤泥、14％的高爐礦渣粉和7％的稻殼灰和麥秸稈灰(質(zhì)量比5:1)預(yù)混均勻，加入11％的燒堿溶液(質(zhì)量比NaOH：水＝8：9)，攪拌均勻后加入56％的機(jī)制砂，混合均勻后倒入模具中，在300N/cm-350N/cm的線壓力下通過圓滾成型。室溫下放在無光照條件下養(yǎng)生，性能指標(biāo)見表1。
表1一種免燒無水泥環(huán)保磚的性能
從表1可以看出，抗壓強(qiáng)度高達(dá)30MPa，抗折強(qiáng)度高達(dá)5.5MPa。
實(shí)施例7
一種免燒無水泥磚的生產(chǎn)方法，按質(zhì)量百分比計(jì)，將10％的赤泥、4％的高爐礦渣粉和8％的稻殼灰預(yù)混均勻，加入18％的燒堿溶液(質(zhì)量比NaOH：水＝4：3)，攪拌均勻后加入60％的建筑用石料，混合均勻后倒入模具中壓實(shí)，具體是在300N/cm-350N/cm的線壓力下通過圓滾成型。室溫下放在無光照條件下養(yǎng)生。
本發(fā)明中燒堿溶液中NaOH與水的質(zhì)量比較大時(shí)，為NaOH與水的混合物，質(zhì)量比較小時(shí)，為NaOH水溶液。本發(fā)明中養(yǎng)護(hù)時(shí)間不同，抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度都是不同的，在實(shí)際生產(chǎn)中，根據(jù)具體的需要，可以采用不同的養(yǎng)生時(shí)間。