一种新型钡渣粉煤灰空心砌块及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑技术领域，尤其是一种新型钡渣粉煤灰空心砌块及其制备方法。
背景技术
现有的空心砌块是采用粘土或水泥经过烧制而成，随着建筑业的发展，空心砖的需求量日益增加，制造空心砖耗费大量的资源、成本高，并且在烧制的过程中存在污染环境的问题。
工业铁尾矿、铜尾矿等是选矿后的废弃物，是常见的工业固体废弃物。据不完全统计，全世界每年排出的尾矿及废石在100亿吨以上。我国现有8000多个国营矿山和11万多个乡镇集体矿山，堆存的尾矿量近100亿吨，年排出尾矿量高达5亿吨以上，其中黑色冶金矿山年排放尾矿量达1.5亿吨。目前，我国的尾矿综合利用率不足10％，铁尾矿量占全部尾矿堆存总量的近1/3。因此，铁尾矿的综合回收利用问题已受到全社会的广泛关注；但是同样作为工业废气物的钡渣，尤其是贵州镇宁红星的钡渣，产量丰富，但是再利用的研究极少；电厂燃烧后的粉煤灰在回收使用中少有人关注，并且缺乏深入研究；而且当前的空心砖等建筑材料注重其力学性能，却少有关注防止生物腐蚀的建筑材料。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种新型钡渣粉煤灰空心砌块，以提高建筑砌块的强度，降低建筑砌块的生物损伤，该空心砌块由如下质量份的原料制备而成：
天然纤维50-80份、水泥450-500份、聚对苯撑苯并二噁唑纤维纤维60-90份、粉煤灰40-50份、环氧树脂200-300份、高岭土80-90份、粘土50-70份、蛭石60-90份、石英岩50-70份、天青石70-90份、钾长石60-90份、钡渣90-110份、粉煤灰100-150份、方解石60-80份、石灰30-50份、水云母80-100份、板岩50-90份、砾岩33-55份、丁腈橡胶100-120份、硅橡胶30-50份、纳米二氧化钛0.1-1份、纳米二氧化硅0.6-0.8份。
进一步的，所述天然纤维由质量比2:1的剑麻纤维和甘蔗渣混合而成。
本发明所述新型钡渣粉煤灰空心砌块的制备方法，通过如下方法制备：
(1)天然纤维处理：将天然纤维用清水冲洗清洗30-50min，然后在50-55℃下烘干备用；
(2)岩石处理：将蛭石、石英岩、天青石、钾长石、钡渣、粉煤灰、方解石、石灰、水云母、板岩、砾岩混合，加工成颗粒；将颗粒真空下加热到200-300℃，保温3-5h，用微波处理50-70min，然后置于常温常压下，待温度降低至室温，再将颗粒置于真空下，加热到150-180℃，微波处理30-50min即可；
(3)匀浆：将天然纤维、水泥、聚对苯撑苯并二噁唑纤维纤维、粉煤灰混合，加入1900-2300份水、环氧树脂搅拌均匀，再加入步骤(2)处理好的颗粒，搅拌30-50min，然后用超声波处理，继续搅拌20-30min，得到混匀的浆料；
(4)成型：把浆料倒入空心砌块模具中，自然凝固成型即可；
(5)喷膜：在丁腈橡胶、硅橡胶混合熔融，加入纳米二氧化钛、纳米二氧化硅混合均匀，喷涂在上一步骤的砌块表面。
进一步的，步骤(2)中，所述颗粒的粒度为8-13mm。
进一步的，步骤(2)中，所述微波频率为200千兆-300千兆。
进一步的，步骤(3)中，所述超声波处理时间为20-30min。
进一步的，步骤(4)中，凝固温度为30-35℃。
与现有技术相比，本发明的技术效果体现在：
本发明通过原料的针对性选择，利用钡渣中含有丰富的酸性可溶性钡盐的特点，使用大量含有碳酸根的原料，不但溶解了钡渣中的酸性离子，而且固化可溶性钡离子，不但降低了钡渣的污染，而且利用钡渣强化原料的结构性能；并且，本发明方法专门针对岩石的改性处理，利用岩石在真空中加热，既能减少岩石中吸附的气体强化原料颗粒对粘结物的吸收而且增强颗粒的蓬松性，此时再辅助微波处理，利用微波的高频特点，由内而外的作用，提高颗粒表面的粗糙度，进一步提高原料颗粒与树脂和水泥之间的粘结性，使得制作成的空心砌块由内而外浑然一体，具有更强的力学性能。另外，本发明特别在空心砌块表面喷涂带有纳米粒子的橡胶涂层，使得空心砌块表面形成良好的密封，通过纳米粒子形成活性基团抑制细菌的滋生有效防止生物腐蚀，还强化表面强度，避免局部崩解。
具体实施方式
下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。
实施例1
一种新型钡渣粉煤灰空心砌块，选择如下质量份的原料：
天然纤维50份、水泥450份、聚对苯撑苯并二噁唑纤维纤维60份、粉煤灰40份、环氧树脂200份、高岭土80份、粘土50份、蛭石60份、石英岩50份、天青石70份、钾长石60份、钡渣90份、粉煤灰100份、方解石60份、石灰30份、水云母80份、板岩50份、砾岩33份、丁腈橡胶100份、硅橡胶30份、纳米二氧化钛0.1份、纳米二氧化硅0.6份；所述天然纤维由质量比2:1的剑麻纤维和甘蔗渣混合而成。
通过如下方法制备：
(1)天然纤维处理：将天然纤维用清水冲洗清洗30min，然后在50℃下烘干备用；
(2)岩石处理：将蛭石、石英岩、天青石、钾长石、钡渣、粉煤灰、方解石、石灰、水云母、板岩、砾岩混合，加工成粒度8mm的颗粒；将颗粒真空下加热到200℃，保温3h，用微波处理50min，然后置于常温常压下，待温度降低至室温，再将颗粒置于真空下，加热到150℃，微波处理30min即可；所述微波频率为200千兆；
(3)匀浆：将天然纤维、水泥、聚对苯撑苯并二噁唑纤维纤维、粉煤灰混合，加入1900份水、环氧树脂搅拌均匀，再加入步骤(2)处理好的颗粒，搅拌30min，然后用超声波处理20min，继续搅拌20min，得到混匀的浆料；
(4)成型：把浆料倒入空心砌块模具中，在30℃下自然凝固成型即可；
(5)喷膜：在丁腈橡胶、硅橡胶混合熔融，加入纳米二氧化钛、纳米二氧化硅混合均匀，喷涂在上一步骤的砌块表面。
实施例2
一种新型钡渣粉煤灰空心砌块，选择如下质量份的原料：
天然纤维80份、水泥500份、聚对苯撑苯并二噁唑纤维纤维90份、粉煤灰50份、环氧树脂300份、高岭土90份、粘土70份、蛭石90份、石英岩70份、天青石90份、钾长石90份、钡渣110份、粉煤灰150份、方解石80份、石灰50份、水云母100份、板岩90份、砾岩55份、丁腈橡胶120份、硅橡胶50份、纳米二氧化钛1份、纳米二氧化硅0.8份；所述天然纤维由质量比2:1的剑麻纤维和甘蔗渣混合而成。
通过如下方法制备：
(1)天然纤维处理：将天然纤维用清水冲洗清洗50min，然后在55℃下烘干备用；
(2)岩石处理：将蛭石、石英岩、天青石、钾长石、钡渣、粉煤灰、方解石、石灰、水云母、板岩、砾岩混合，加工成粒度13mm的颗粒；将颗粒真空下加热到300℃，保温5h，用微波处理70min，然后置于常温常压下，待温度降低至室温，再将颗粒置于真空下，加热到180℃，微波处理50min即可；所述微波频率为300千兆；
(3)匀浆：将天然纤维、水泥、聚对苯撑苯并二噁唑纤维纤维、粉煤灰混合，加入2300份水、环氧树脂搅拌均匀，再加入步骤(2)处理好的颗粒，搅拌50min，然后用超声波处理30min，继续搅拌30min，得到混匀的浆料；
(4)成型：把浆料倒入空心砌块模具中，在35℃下自然凝固成型即可；
(5)喷膜：在丁腈橡胶、硅橡胶混合熔融，加入纳米二氧化钛、纳米二氧化硅混合均匀，喷涂在上一步骤的砌块表面。
实施例3
一种新型钡渣粉煤灰空心砌块，选择如下质量份的原料：
天然纤维77份、水泥470份、聚对苯撑苯并二噁唑纤维纤维67份、粉煤灰47份、环氧树脂270份、高岭土87份、粘土57份、蛭石70份、石英岩57份、天青石77份、钾长石67份、钡渣97份、粉煤灰107份、方解石67份、石灰37份、水云母87份、板岩57份、砾岩37份、丁腈橡胶120份、硅橡胶30份、纳米二氧化钛1份、纳米二氧化硅0.6份；所述天然纤维由质量比2:1的剑麻纤维和甘蔗渣混合而成。
通过如下方法制备：
(1)天然纤维处理：将天然纤维用清水冲洗清洗50min，然后在50℃下烘干备用；
(2)岩石处理：将蛭石、石英岩、天青石、钾长石、钡渣、粉煤灰、方解石、石灰、水云母、板岩、砾岩混合，加工成粒度13mm的颗粒；将颗粒真空下加热到200℃，保温5h，用微波处理50min，然后置于常温常压下，待温度降低至室温，再将颗粒置于真空下，加热到180℃，微波处理30min即可；所述微波频率为270千兆；
(3)匀浆：将天然纤维、水泥、聚对苯撑苯并二噁唑纤维纤维、粉煤灰混合，加入2300份水、环氧树脂搅拌均匀，再加入步骤(2)处理好的颗粒，搅拌30min，然后用超声波处理27min，继续搅拌27min，得到混匀的浆料；
(4)成型：把浆料倒入空心砌块模具中，在33℃下自然凝固成型即可；
(5)喷膜：在丁腈橡胶、硅橡胶混合熔融，加入纳米二氧化钛、纳米二氧化硅混合均匀，喷涂在上一步骤的砌块表面。
对比例设置：
试验例：
分别按照实施例1-3制作空心砌块，为实验1-3组，按照对比例1-4组制作，为对照组1-4；检测其性能；将各组砌块放在室温20-25℃、湿度60-65％的室内，在每天在其表面喷洒混合菌含量为0.2％的营养液，持续喷洒十天，观察砌块表面菌落附着情况，所述混合物菌由质量比为1:1:1的铁细菌、硫酸还原菌、好氧异氧菌混合而成
由表可以看出，按照本发明方法制作的空心砌块，不但力学性能优于对照组，而且没有菌落附着，其防生物腐蚀作用效果明显。
