随着经济建设步伐的加快，特别是电力事业的发展，将产生大量的粉煤灰，为了充分利用废弃资源，保护土地及环境，对粉煤灰进行综合开发利用显得尤为重要。经过长期的论证研究，并在实际运用中调整完善，"高掺量粉煤灰免烧砖技术"已开发成功。该技术可以大量利用粉煤灰，其用量达到80%(包括骨料)以上，为大量消化利用粉煤灰开辟一条新途径。
高掺量粉煤灰免烧砖以粉煤灰为主要原料，加以少量的水泥，添加剂及水，经轮辗，陈化，用轮辗搅拌，加压成型，浸渍养护工艺生产而成。其产品质量经国家级质量检验站检测，达到GB5101烧结普通粘土砖中一等品指标要求，产品的耐久性经多年考察未发现强度降低和胀裂，掉角，粉化等现象。
一.原料
生产自养废渣砖的主要原料是工业废渣,诸如粉煤灰,煤矸石,炉渣 ，钢渣和各种废旧砖瓦,石粉，河沙，各种尾矿等,其用量达80%(包括骨料)以上,来源于各发电厂,煤矿厂,热电厂,钢铁厂,石料厂.其他辅料为石灰,水泥,石膏,添加剂等.
二.成型机理
粉煤灰,煤矸石,炉渣等工业废渣含有较高的氧化硅,氧化铝,氧化铁,经原料混合轮辗后,充分水化形成硅,铝型玻璃体,这种玻璃体与水化后的氧化钙化合,产生化学反应,称之为"火山灰反应"其化学方程式如下:
CaO+H2O→CaO(OH)2+Q↑
生石灰 水 水化物 热
XCa(OH)2+XSiO2+nH2O→XCaOSiO2H2O
XCa(OH)2+XAL3O2+nH2O→XCaOAL2O3H2O
水化物 活性物质 水 水化硅(铝)酸钙
化学反应中的水化硅(铝)酸钙是一种胶状玻璃体,这种胶状玻璃体并不稳定,但在添加剂作用下,随时间的延续反应,逐渐凝固,形成一种高强度的网络结构,加之原料合理调配及养护,从而形成了自养砖的强度.
三.生产工艺
自养废渣砖的生产工艺非常简单,流程如下:
上料机→轮辗搅拌机→皮带输送机→压砖机→砖坯→养护→成品→出厂
一般情况下,500千克原料,混合入0.5m3轮辗6-8分钟,原料送至储料斗中自流入喂料机,压砖机以每小时1800-2000块的速度出砖坯,同时由人工捡拾到平车上,运至储砖厂地, 砖坯之间无间隙摆放,垛高15层,自然养护10-15天,即可为成品出厂.
四.技术指标
经"中国建筑科学研究院工程材料及制品研究所"检测,自养废渣砖性能优良,其力学性能可达100#-200#,外观质量为一等品.
抗压强度 100Kg-200Kg/cm2
抗折强度 26Kg-40Kg/cm2
吸水率 12.2%-13%
冻融:经15次反复冻融,强度增强,外观质量不变.
五.配套设备及生产能力
一条生产全套设备有压砖机,轮辗机,上料机.所需总动力42.07千瓦,正常运转所需动力为34千瓦,配置生产工人9人,总占地面积1600-3000m2,厂房面积100-200m2,砖机每小时出1800-2000块砖,年产能力500-800万块砖.
六.成本及效益分析
各地区材料价格不同,成本各异,以某煤矿为例,其工业废渣为煤矸石发电后的矸石渣.下面就原料,电费,工人工资,设备折旧四部分核算成本:
粉煤灰:5-20元/吨(包括上车运费) 自然养护砖：粉煤灰每块砖占2.5斤 骨料粒度（3-5毫米）占2.5斤
常温蒸养和高压蒸养根据原料的实际配比而定。
水泥:220-300元/吨(包括运费) 每块砖当中水泥占3-4两。也就是总原料的8-10%.
电费:0.7-1分/块
人工费:1.3-1.8分/块
添加剂:0.1分/块
设备折旧:0.2分/块
经核算,某公司的粉煤灰生产自养废渣砖上述四部分成本为8.5-9分/块,砖的测试性能达到10级以上,当地粘土砖销价15分/块,按年产量2400-2600万块砖计算,每块砖纯利润6分多,则年利润150多万,当年即可收回投资,另外,自养废渣砖属废渣利用,可享受国家一系列优惠政策,可全免所得税.
七.自养废渣砖的特点
1. 利用各种工业废渣主要原料,含量80%(包括骨料)以上,变废为宝,化害为利.
2. 自养废渣项目极具竞争优势,目前,国家严格限制粘土砖的生产,该砖不用粘土作原料,保护 良田,保护耕地.
3. 不需要焙烧不用建窑及蒸养釜,保护环境节约能源.(常温蒸养比自然养护效果更佳)
4. 机械化生产,生产工艺简单,便于掌握,各地均能生产应用.
5. 因属在模腔内由砖机压制成型,该砖外观十分规整,各项技术指标优于粘土烧结砖,蒸养炉渣,灰沙砖.
6. 除标准二四砖外,利用"自养废渣砖"技术还可生产八五多孔砖,九五多孔砖,空心砌块等建材产品.
7. 目前,在所有利用工业废渣生产建材技术中,自养废渣砖项目投资最少,见效快。
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