一种页岩砖烧制工艺

技术领域

本发明涉及页岩砖领域，具体是一种页岩砖烧制工艺。

背景技术

页岩砖指的是利用页岩和煤矸石为原料进行高温烧制的砖块，标准要求的强度等级为MU30、MU25、MU20、MU15、MU10，当砖用做建筑主体材料时，其放射性核素限量应符合GB6566-2001《建筑材料放射性核素限量》的规定。

页岩砖按孔洞率分：实心砖(无孔洞或孔洞小于25％的砖)、多孔砖(孔洞率等于或大于25％，孔的尺寸小而数量多的砖，常用于承重部位，强度等级较高)、空心砖(孔洞率等于或大于40％，孔的尺寸大而数量少的砖，常用于非承重部位，强度等级偏低)，具有强度高、保温、隔热、隔音等特点，在以页岩砖作为主要建材的砖混建筑施工中，页岩砖最大的优势就是与传统的黏土砖施工方法完全一样，无须附加任何特殊施工设施、专用工具，是传统粘土实心砖的最佳替代品。

现有的页岩砖强度低，抗风化能力差，难以满足人们的需求，因此，本领域技术人员提供了一种页岩砖烧制工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种页岩砖烧制工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种页岩砖烧制工艺，包括以下步骤：

S1：配料：用煤矸石和页岩按1：2，3：2或5：3的比例配制；

S2：粉碎过筛：先用锷式破碎机对煤矸石和页岩进行粉碎，得到粒径＜3mm的碎块，再用细粉碎机粉碎，按照塑性颗粒35-50％、填充颗粒20-65％和粗颗粒＜30％的比例，分别用＜0.05mm、0.05-1.2mm和1.2-2mm不同级别的网孔过筛，直至通过网孔为止；

S3：搅拌沉化：将过筛的粉末加入水后，放入搅拌机内进行均匀搅拌，搅拌完成后，放置在储藏室，沉化72小时；

S4：制砖、风干：将沉化后的制砖料送入制砖机，通过制砖机轧制成长方形标准尺寸的砖坯，生产出的砖坯通过风机进行烘干；

S5：装炉烧制：将烘干后的砖坯码垛，然后通过窑车送入炉窑烧制，得到页岩砖成品。

作为本发明进一步的方案：所述步骤S1中煤矸石用量的比列取决于煤矸石的燃烧值，燃烧值高少用，反之多用。

作为本发明再进一步的方案：所述步骤S2中原料颗粒的组成影响制砖的可塑性、收缩率和烧结性，颗粒越细则可塑性越高，但收缩率也越大，干燥敏感性系数也越高，原料粒径在小于0.05mm粉料称塑性颗粒，粒径在0.05-1.2mm称为填充颗粒，粒径在1.2-2mm称为粗颗粒。

作为本发明再进一步的方案：所述步骤S4中砖坯在烘干过程中，由于机械结合水的蒸发，使砖坯内的粒子互相靠拢，坯体的体积有收缩的现象，以其收缩的长度和坯体原长度的百分比来表示，称为干燥线收缩率，将干燥过的坯体加以焙烧，则在烧成过程中产生一系列物理化学反应和易熔杂质生成液态填充于颗粒之间，因而使坯体产生收缩，以其收缩的长度对干燥坯体长度的百分比来表示，称为烧成收缩率，在生产中，要求原料的收缩率小于6％，否则应对原料进行瘦化处理，坯体的收缩率是一种重要的性质，收缩过大的制品干燥时不宜过急过快，否则容易产生开裂，影响产品质量。

作为本发明再进一步的方案：所述步骤S5中炉窑的烧制温度为1200℃-1300℃，烧制时间为1h-10h。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明用紫灰色粉砂质页岩夹薄层砂岩这种替代资源生产建筑用普通砖，不用特殊的生产工艺和流程，制得的页岩砖强度高，抗风化能力强，有利于人们的使用。

附图说明

图1为本发明工艺流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1，样品取自磨石山、九龙山和施家峪，采用刻槽法从从三地的剖面中采取1000kg的页岩矿，然后按同等比例组合、缩分成1个烧制试验样品，S1：配料：用煤矸石和页岩按1：2的比例配制；S2：粉碎过筛：先用锷式破碎机对煤矸石和页岩进行粉碎，得到粒径2mm的碎块，再用细粉碎机粉碎，按照塑性颗粒35％、填充颗粒55％和粗颗粒10％的比例，分别用0.04mm、0.06mm和1.2mm不同级别的网孔过筛，直至通过网孔为止；S3：搅拌沉化：将过筛的粉末加入水后，放入搅拌机内进行均匀搅拌，搅拌完成后，放置在储藏室，沉化72小时；S4：制砖、风干：将沉化后的制砖料送入制砖机，通过制砖机轧制成长方形标准尺寸的砖坯，生产出的砖坯通过风机进行烘干；S5：装炉烧制：将烘干后的砖坯码垛，然后通过窑车送入炉窑烧制，得到页岩砖成品。

实施例2，样品取自磨石山、九龙山和施家峪，采用刻槽法从从三地的剖面中采取1000kg的页岩矿，然后按同等比例组合、缩分成1个烧制试验样品，S1：配料：用煤矸石和页岩按3：2的比例配制；S2：粉碎过筛：先用锷式破碎机对煤矸石和页岩进行粉碎，得到粒径1mm的碎块，再用细粉碎机粉碎，按照塑性颗粒40％、填充颗粒40％和粗颗粒20％的比例，分别用0.03mm、0.1mm和1.5mm不同级别的网孔过筛，直至通过网孔为止；S3：搅拌沉化：将过筛的粉末加入水后，放入搅拌机内进行均匀搅拌，搅拌完成后，放置在储藏室，沉化72小时；S4：制砖、风干：将沉化后的制砖料送入制砖机，通过制砖机轧制成长方形标准尺寸的砖坯，生产出的砖坯通过风机进行烘干；S5：装炉烧制：将烘干后的砖坯码垛，然后通过窑车送入炉窑烧制，得到页岩砖成品。

实施例3，样品取自磨石山、九龙山和施家峪，采用刻槽法从从三地的剖面中采取1000kg的页岩矿，然后按同等比例组合、缩分成1个烧制试验样品，S1：配料：用煤矸石和页岩按5：3的比例配制；S2：粉碎过筛：先用锷式破碎机对煤矸石和页岩进行粉碎，得到粒径2.6mm的碎块，再用细粉碎机粉碎，按照塑性颗粒45％、填充颗粒30％和粗颗粒25％的比例，分别用0.02mm、1mm和1.6mm不同级别的网孔过筛，直至通过网孔为止；步骤S2中原料颗粒的组成影响制砖的可塑性、收缩率和烧结性，颗粒越细则可塑性越高，但收缩率也越大，干燥敏感性系数也越高，原料粒径在小于0.05mm粉料称塑性颗粒，粒径在0.05-1.2mm称为填充颗粒，粒径在1.2-2mm称为粗颗粒；S3：搅拌沉化：将过筛的粉末加入水后，放入搅拌机内进行均匀搅拌，搅拌完成后，放置在储藏室，沉化72小时；S4：制砖、风干：将沉化后的制砖料送入制砖机，通过制砖机轧制成长方形标准尺寸的砖坯，生产出的砖坯通过风机进行烘干；S5：装炉烧制：将烘干后的砖坯码垛，然后通过窑车送入炉窑烧制，得到页岩砖成品。

实施例4，样品取自磨石山、九龙山和施家峪，采用刻槽法从从三地的剖面中采取1000kg的页岩矿，然后按同等比例组合、缩分成1个烧制试验样品，S1：配料：用煤矸石和页岩按3：2的比例配制；S2：粉碎过筛：先用锷式破碎机对煤矸石和页岩进行粉碎，得到粒径2.5mm的碎块，再用细粉碎机粉碎，按照塑性颗粒35％、填充颗粒45％和粗颗粒20％的比例，分别用0.01mm、1.1mm和1.3mm不同级别的网孔过筛，直至通过网孔为止；步骤S2中原料颗粒的组成影响制砖的可塑性、收缩率和烧结性，颗粒越细则可塑性越高，但收缩率也越大，干燥敏感性系数也越高，原料粒径在小于0.05mm粉料称塑性颗粒，粒径在0.05-1.2mm称为填充颗粒，粒径在1.2-2mm称为粗颗粒；S3：搅拌沉化：将过筛的粉末加入水后，放入搅拌机内进行均匀搅拌，搅拌完成后，放置在储藏室，沉化72小时；S4：制砖、风干：将沉化后的制砖料送入制砖机，通过制砖机轧制成长方形标准尺寸的砖坯，生产出的砖坯通过风机进行烘干；步骤S4中砖坯在烘干过程中，由于机械结合水的蒸发，使砖坯内的粒子互相靠拢，坯体的体积有收缩的现象，以其收缩的长度和坯体原长度的百分比来表示，称为干燥线收缩率，将干燥过的坯体加以焙烧，则在烧成过程中产生一系列物理化学反应和易熔杂质生成液态填充于颗粒之间，因而使坯体产生收缩，以其收缩的长度对干燥坯体长度的百分比来表示，称为烧成收缩率，在生产中，要求原料的收缩率3％，否则应对原料进行瘦化处理，坯体的收缩率是一种重要的性质，收缩过大的制品干燥时不宜过急过快，否则容易产生开裂，影响产品质量；S5：装炉烧制：将烘干后的砖坯码垛，然后通过窑车送入炉窑烧制，得到页岩砖成品。

实施例5，样品取自磨石山、九龙山和施家峪，采用刻槽法从从三地的剖面中采取1000kg的页岩矿，然后按同等比例组合、缩分成1个烧制试验样品，S1：配料：用煤矸石和页岩按1：2的比例配制；S2：粉碎过筛：先用锷式破碎机对煤矸石和页岩进行粉碎，得到粒径1.5mm的碎块，再用细粉碎机粉碎，按照塑性颗粒40％、填充颗粒35％和粗颗粒25％的比例，分别用0.02mm、1mm和1.3mm不同级别的网孔过筛，直至通过网孔为止；步骤S2中原料颗粒的组成影响制砖的可塑性、收缩率和烧结性，颗粒越细则可塑性越高，但收缩率也越大，干燥敏感性系数也越高，原料粒径在小于0.05mm粉料称塑性颗粒，粒径在0.05-1.2mm称为填充颗粒，粒径在1.2-2mm称为粗颗粒；S3：搅拌沉化：将过筛的粉末加入水后，放入搅拌机内进行均匀搅拌，搅拌完成后，放置在储藏室，沉化72小时；S4：制砖、风干：将沉化后的制砖料送入制砖机，通过制砖机轧制成长方形标准尺寸的砖坯，生产出的砖坯通过风机进行烘干；步骤S4中砖坯在烘干过程中，由于机械结合水的蒸发，使砖坯内的粒子互相靠拢，坯体的体积有收缩的现象，以其收缩的长度和坯体原长度的百分比来表示，称为干燥线收缩率，将干燥过的坯体加以焙烧，则在烧成过程中产生一系列物理化学反应和易熔杂质生成液态填充于颗粒之间，因而使坯体产生收缩，以其收缩的长度对干燥坯体长度的百分比来表示，称为烧成收缩率，在生产中，要求原料的收缩率小于4％，否则应对原料进行瘦化处理，坯体的收缩率是一种重要的性质，收缩过大的制品干燥时不宜过急过快，否则容易产生开裂，影响产品质量；S5：装炉烧制：将烘干后的砖坯码垛，然后通过窑车送入炉窑烧制，得到页岩砖成品；步骤S5中炉窑的烧制温度为1300℃，烧制时间为6h。

实施例6，样品取自磨石山、九龙山和施家峪，采用刻槽法从从三地的剖面中采取1000kg的页岩矿，然后按同等比例组合、缩分成1个烧制试验样品，S1：配料：用煤矸石和页岩按5：3的比例配制；S2：粉碎过筛：先用锷式破碎机对煤矸石和页岩进行粉碎，得到粒径2.5mm的碎块，再用细粉碎机粉碎，按照塑性颗粒45％、填充颗粒45％和粗颗粒10％的比例，分别用0.04mm、0.5mm和1.4mm不同级别的网孔过筛，直至通过网孔为止；步骤S2中原料颗粒的组成影响制砖的可塑性、收缩率和烧结性，颗粒越细则可塑性越高，但收缩率也越大，干燥敏感性系数也越高，原料粒径在小于0.05mm粉料称塑性颗粒，粒径在0.05-1.2mm称为填充颗粒，粒径在1.2-2mm称为粗颗粒；S3：搅拌沉化：将过筛的粉末加入水后，放入搅拌机内进行均匀搅拌，搅拌完成后，放置在储藏室，沉化72小时；S4：制砖、风干：将沉化后的制砖料送入制砖机，通过制砖机轧制成长方形标准尺寸的砖坯，生产出的砖坯通过风机进行烘干；步骤S4中砖坯在烘干过程中，由于机械结合水的蒸发，使砖坯内的粒子互相靠拢，坯体的体积有收缩的现象，以其收缩的长度和坯体原长度的百分比来表示，称为干燥线收缩率，将干燥过的坯体加以焙烧，则在烧成过程中产生一系列物理化学反应和易熔杂质生成液态填充于颗粒之间，因而使坯体产生收缩，以其收缩的长度对干燥坯体长度的百分比来表示，称为烧成收缩率，在生产中，要求原料的收缩率5％，否则应对原料进行瘦化处理，坯体的收缩率是一种重要的性质，收缩过大的制品干燥时不宜过急过快，否则容易产生开裂，影响产品质量；S5：装炉烧制：将烘干后的砖坯码垛，然后通过窑车送入炉窑烧制，得到页岩砖成品；步骤S5中炉窑的烧制温度为1200℃，烧制时间为3h。

对所采集的矿石，用砖厂粉碎炉渣的粉碎机进行加工，一次性加工成3mm级的颗粒约占90％的原料，将其余较粗者再次粉碎至3mm级颗粒，从机器运转情况看，均处于正常状态，说明矿石易粉碎，可磨性能良好。

原料加适量水分经搅拌和碾压之后，可以塑成任何形状，这种特性称为可塑性，原料的塑性指数表示原料是可塑状态时含水率的变化范围，并表示原料的可塑程度，其值等于液限与塑限之差，可塑性虽有利于挤出成型，但干燥和焙烧时容易产生裂纹，低塑性虽有利于干燥和焙烧，但又会给成型带来困难，如果可塑性在小于7时，不仅挤出成型困难，而且影响强度极限，一般适合塑性指数为7-15，但如果制品孔洞率越高，孔型复杂，壁薄成型时需要的指数也越高，粘土的塑性指数较高，有的可达25以上，煤矸石较低，有的不到7，页岩常为7-18。

烧制过程是将晾干的砖坯与粘土砖同窑装置，经过相同时间的烧制出窑，砖即烧熟。

从上看出，用紫灰色粉砂质页岩夹薄层砂岩这种替代资源生产建筑用普通砖，不用特殊的生产工艺和流程。

表1页岩砖化学成分对比表

页岩砖的物理性能：

用替代资源矿石烧制的页岩砖，经过建筑工程质量监督检验测试中心的物性测试，其结果如下：

测试页岩砖10块，其规格240×115×53mm，样品状态：红色块状无缺棱掉角；依据GB5101-2003《烧结普通砖》标准检测，所检项目合格，其强度符合强度等级MU15要求(表2)。

综上所述，从化学成分、物理性能、烧制试验和检测结果四个方面可以得出调查区的页岩完全可以作为砖瓦粘土的替代资源进行砖瓦的烧制，页岩砖烧制的各项指标《烧结普通砖》GB5101-2003标准检测，所检项目合格，其强度符合强度等级MU15要求。

表2检测数据一览表

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。