[发明专利]一种煤矸石免烧砖及其制作方法

说明书

本发明公开了一种煤矸石免烧砖，包括以下重量份的原料：煤矸石50~70份，水泥5~10份，砂5~10份，胶结料18~25份，发泡剂2~5份，添加剂0.5~2份和水20~50份；其中，所述胶结料包括硅酸盐水泥熟料和煤矸石细粉，所述煤矸石细粉的粒径为0.15~5mm。本发明提高了煤矸石免烧砖中煤矸石的用量，不仅进一步减少了煤矸石的占地面积，缓解了煤矸石对环境的污染和生物的伤害，还通过对配方的合理设计，原料之间相互协同作用，制备出具有质量轻、强度高、抗冻耐高温的高质量免烧砖，具有良好的经济和社会效益。

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，具体的说涉及一种煤矸石免烧砖及其制作方法。

背景技术

煤矸石（coalgangue,shale）是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石。煤矸石的主要成分是Al₂O₃、SiO₂，另外还含有数量不等的Fe₂O₃、CaO、MgO、Na₂O、K₂O、P₂O₅、SO₃和微量稀有元素（镓、钒、钛、钴）。

煤矸石是排放量最大的工业废弃物，占煤炭产量的10％~15％。我国目前累计有煤矸石山1500多座，煤矸石总量约40亿t，占地约16000hm²以上，而且每年约以1.5-2.0亿t的速度递增，每年形成新增占地400hm²。煤矸石的堆积不仅占用大量土地，煤矸石中所含的硫化物散发后还会污染大气和水源，造成严重的后果；而且煤矸石中所含的黄铁矿易被空气氧化，放出的热量可以促使煤矸石中所含煤炭风化以至自燃，散发出难闻的气味和有害的烟雾。

但是，煤矸石看似是一种废弃物，实际是一种潜在的巨大资源，事实上，对煤矸石加以综合利用，可以达到节能、节电、节土等多种目的，具有良好的环境效益、经济效益和社会效益，是实施可持续发展的必然要求。

目前，对煤矸石的综合利用主要是用来生产多种建筑材料，其中，最广泛的是用来制作再生砖和砌块。但是，在制备免烧砖时，由于煤矸石基本上属于无活性物质，在经过破碎、筛分后得到的集料，其强度比石子、砂子要低。因此，现有的制作工艺中煤矸石的用量一般较低，制备的免烧砖的强度也较差。

因此，如何提供一种高掺量、高强度的煤矸石免烧砖是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明通过配方和制备工艺的创新实现了在免烧砖中进行煤矸石的大量掺杂，并且保证了免烧砖的强度。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种煤矸石免烧砖，包括以下重量份的原料：煤矸石50~70份，水泥5~10份，砂5~10份，胶结料18~25份，发泡剂2~5份，添加剂0.5~2份和水20~50份；

其中，所述胶结料包括硅酸盐水泥熟料和煤矸石细粉，所述煤矸石细粉的粒径为0.15~5mm。

采用上述技术方案的有益效果：在煤矸石制砖过程中，胶结料的研制是关键，由于煤矸石基本上属于无活性物质，在经过破碎、筛分后得到的集料，其强度比石子、砂子要低。因此，要保证砖有良好的性能，必须选用合适的胶结料。同时从成本上考虑，胶结料价格又不宜太高。本发明所用胶结料以硅酸盐水泥熟料作为基础原料，同时掺加了煤矸石细粉，使其具有高分散、高水硬性，这样既可保证了胶结料的胶凝性能，从而进一步保证了免烧砖的强度，又能消耗部分煤矸石细粉，加大煤矸石的用量。

优选的，所述胶结料中硅酸盐水泥熟料与煤矸石细粉的质量比为（65~90）：（35~10）。

优选的，所述煤矸石细粉的粒径为0.5~3mm。