一種錳礦渣免燒磚的蒸汽養(yǎng)護(hù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于資源循環(huán)再生利用及建材領(lǐng)域，涉及一種磚的養(yǎng)護(hù)方法，尤其涉及一 種猛礦渣免燒磚的蒸汽養(yǎng)護(hù)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，我國國內(nèi)每年的燒結(jié)粘土磚每年的需求量為6000億塊左右，在市場(chǎng)上所占 比重大約為70%，是最主要的墻體材料。近年來，隨著城市化進(jìn)程的加快，建筑墻體材料的 需求量大，導(dǎo)致大量耕地被破壞，土地資源的急劇減少，引起了國家的高度重視。同時(shí)，傳統(tǒng) 粘土燒結(jié)磚的生產(chǎn)不但需要挖掘大量的耕地作為原料，而且燒結(jié)過程中需要消耗大量的煤 炭資源并排放出S02等氣體，對(duì)大氣造成嚴(yán)重破壞。隨著全球能源危機(jī)的出現(xiàn)以及公眾環(huán)保 意識(shí)的提高，催動(dòng)了對(duì)建筑材料的改革。免燒磚作為墻體材料開發(fā)，具有較大的資源優(yōu)勢(shì)， 受到國內(nèi)外研究人員廣泛的關(guān)注。
[0003] 免燒磚成型后的養(yǎng)護(hù)階段是免燒磚強(qiáng)度形成的重要時(shí)期，其內(nèi)部繼續(xù)發(fā)生水化反 應(yīng)。水化速度越快，水化產(chǎn)物量越多，則免燒磚強(qiáng)度越高，生產(chǎn)周期越短。因此，適宜的養(yǎng) 護(hù)環(huán)境對(duì)免燒磚工藝也起到至關(guān)重要的作用。根據(jù)免燒磚的強(qiáng)度形成機(jī)理可知，主要是利 用了水泥的水化反應(yīng)，生成凝膠性物質(zhì)，使磚體產(chǎn)生一定的強(qiáng)度。而且，由于生石灰等物質(zhì) 的活化作用，讓錳渣中玻璃體內(nèi)的活性物質(zhì)溶出，與漿體中的氫氧化鈣等物質(zhì)進(jìn)行水化反 應(yīng)，生成鈣礬石等物質(zhì)，為免燒磚的強(qiáng)度奠定了基礎(chǔ)。適宜的養(yǎng)護(hù)環(huán)境有利于免燒磚中水化 反應(yīng)的進(jìn)行。不同的養(yǎng)護(hù)環(huán)境對(duì)磚體的強(qiáng)度形成有很大的影響，例如一般廢渣中的活性物 質(zhì)都包裹在玻璃體中，只有在較高的溫度下，其中的活性物質(zhì)才容易溶出，當(dāng)采用蒸壓養(yǎng)護(hù) 時(shí)，能夠增加活性物質(zhì)的溶出量。因此，根據(jù)磚體中廢渣的種類和活性度的差異，養(yǎng)護(hù)機(jī)制 也不同。
[0004] 工業(yè)生產(chǎn)中常采用自然養(yǎng)護(hù)、蒸汽養(yǎng)護(hù)和蒸壓養(yǎng)護(hù)等幾種養(yǎng)護(hù)方式。自然養(yǎng)護(hù)是 指在自然條件下，利用光照和人工噴水等方式進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。這種方式的養(yǎng)護(hù)主要特點(diǎn)是成本 低，但是因?yàn)樽匀画h(huán)境的溫度不夠高，因此，水化作用緩慢，需要較長(zhǎng)的養(yǎng)護(hù)周期。蒸汽養(yǎng)護(hù) 指在自然養(yǎng)護(hù)的基礎(chǔ)上，將免燒磚放入到蒸汽房里面，進(jìn)行一定時(shí)間的蒸汽養(yǎng)護(hù)，可以加速 水化作用的進(jìn)行。蒸壓養(yǎng)護(hù)是效果最好的一種養(yǎng)護(hù)方式，將免燒磚制品放置于蒸壓室內(nèi)，設(shè) 置一定的濕度和壓強(qiáng)，由于壓力的作用，可以將蒸汽壓入到磚坯中，加入水化反應(yīng)的進(jìn)行， 但是蒸壓養(yǎng)護(hù)對(duì)蒸養(yǎng)罐內(nèi)的壓力有嚴(yán)格要求，故而對(duì)蒸養(yǎng)罐等設(shè)備要求也高，從而其成本 也最尚。
[0005] 傳統(tǒng)的免燒磚產(chǎn)品效果并不是很理想，質(zhì)量問題比較嚴(yán)重，主要表現(xiàn)在：1.免燒 磚磚體有斷層及內(nèi)部孔洞，磚體外熟內(nèi)生、開裂掉角；2.磚體吸水率問題不容忽視；3.抗壓 強(qiáng)度問題嚴(yán)重；4.耐久性差、易老化；5.生產(chǎn)成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的發(fā)明目的是為解決現(xiàn)有免燒磚蒸汽養(yǎng)護(hù)方法存在養(yǎng)護(hù)溫度過高、能耗 大，免燒磚磚體有斷層及內(nèi)部孔洞、磚體外熟內(nèi)生、開裂掉角，強(qiáng)度低，耐久性差等問題，而 提供一種錳礦渣免燒磚的蒸汽養(yǎng)護(hù)方法。本發(fā)明方法是一種在升溫階段由不同溫度及時(shí)間 組合成的新型階梯溫度蒸汽養(yǎng)護(hù)方法，使用階梯升溫的方式，分階段、分時(shí)段進(jìn)行。
[0007] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
[0008] -種猛礦渣免燒磚的蒸汽養(yǎng)護(hù)方法，將猛礦渣免燒磚置于蒸養(yǎng)反應(yīng)罐內(nèi)，按溫度 分成升溫、恒溫和降溫階段進(jìn)行，所述升溫階段還依次分成三個(gè)階段進(jìn)行：第一階段升溫到 60~70°C、保溫10~15min，第二階段升溫到80~85°C、保溫20~30min，第三階段升溫 到100~1KTC，然后進(jìn)入恒溫階段。
[0009] 進(jìn)一步地，所述升溫階段升溫速率為10°C/min。
[0010] 進(jìn)一步地，所述恒溫階段恒溫時(shí)間為7~9h。
[0011] 進(jìn)一步地，所述降溫階段降溫時(shí)間為1. 5~2. 5h。
[0012] 進(jìn)一步地，所述蒸養(yǎng)反應(yīng)罐內(nèi)相對(duì)濕度多75%。
[0013] 本發(fā)明采用蒸汽養(yǎng)護(hù)方法，按溫度分成升溫、恒溫和降溫階段進(jìn)行，各階段原理如 下：
[0014] ⑴升溫階段
[0015] 蒸養(yǎng)工藝中，升溫過程十分關(guān)鍵，過快的升溫會(huì)使磚坯內(nèi)外溫差過大出現(xiàn)膨脹等 現(xiàn)象，降低免燒磚強(qiáng)度。但是，升溫速率過慢，也會(huì)使磚坯吸收過多水分，引起磚坯內(nèi)部結(jié)構(gòu) 松散，影響免燒磚性能。本發(fā)明升溫過程中采用階梯升溫的方式，不至于使免燒磚磚坯表面 水化太快從而堵塞通向內(nèi)部的孔隙，水蒸汽進(jìn)入磚坯的內(nèi)部孔隙，溶解氫氧化鈣等可溶性 物質(zhì)，并與酸浸錳渣中的活性物質(zhì)（二氧化硅、三氧化二鋁）等物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，生成新的凝 膠性物質(zhì)，提高免燒磚的強(qiáng)度；同時(shí)蒸氣可以攜帶大量的熱滲透到免燒磚內(nèi)部，提高了磚坯 內(nèi)部溫度，使得內(nèi)外溫度均一，水化同步進(jìn)行，減少了免燒磚因溫度不均引起的開裂掉角現(xiàn) 象。
[0016] (2)恒溫階段
[0017] 免燒磚內(nèi)部發(fā)生水化反應(yīng)，水化反應(yīng)速率與溫度有很大關(guān)系。反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)公式 為：
[0018] K = Aexp[_Ea/(RT)]
[0019] 其中，A與R為常數(shù)；T為反應(yīng)溫度，單位是K;Ea為反應(yīng)活化能，單位是J/mol ;K 為反應(yīng)速率。由公式可知，反應(yīng)速率與溫度有很大關(guān)系。溫度升高，反應(yīng)速率顯著增大，可 使水化反應(yīng)更充分。當(dāng)養(yǎng)護(hù)箱溫度達(dá)到預(yù)定值后，需要恒溫一段時(shí)間，讓免燒磚有足夠的時(shí) 間發(fā)生硬化反應(yīng)，增強(qiáng)免燒磚強(qiáng)度性能。恒溫時(shí)間主要根據(jù)磚坯內(nèi)部的游離氧化鈣的含量 而定，當(dāng)游離氧化鈣的量減少到一定值時(shí)，說明反應(yīng)進(jìn)行比較充分。
[0020] (3)降溫階段
[0021] 磚坯降溫過程對(duì)免燒磚性能也有重要影響。降溫速度過快，容易引起免燒磚溫差 變化大，磚體出現(xiàn)裂縫等情況。由于水分的蒸發(fā)，降低了磚坯內(nèi)部水分的含量，溶液中無定 型水化物和氫氧化鈣結(jié)晶析出，增大磚坯密實(shí)度，提高了免燒磚的強(qiáng)度。如果降溫過慢，會(huì) 影響氫氧化鈣等物質(zhì)的結(jié)晶度，對(duì)免燒磚的強(qiáng)度造成不良影響。
[0022] 綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：
[0023] (1)利用礦廢渣為原料制備建筑用免燒磚，既變廢為寶、節(jié)約能源，又避免了硫?qū)?環(huán)境的二次污染，減少二氧化碳排放量，為國家保護(hù)