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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 黃河泥砂—粉煤灰蒸壓磚的研制
- 小類：
- 能源化工
- 簡(jiǎn)介：
- 全國(guó)范圍“禁粘土磚”后，如何尋找粘土替代品原料成為當(dāng)前研究的新課題。項(xiàng)目本著節(jié)能、減排、利廢、環(huán)保的原則，以黃河泥砂、粉煤灰和爐渣為主要原料，采用化學(xué)激發(fā)結(jié)合蒸壓方法研制生產(chǎn)承重磚。可有效利用黃河泥砂和工業(yè)廢物,大幅度減少二氧化碳、二氧化硫等廢氣的排放量、符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、節(jié)能減排和環(huán)境保護(hù)政策。 項(xiàng)目以黃河泥砂、粉煤灰、爐渣等為主要原料，通過正交試驗(yàn)，研究出了蒸壓磚生產(chǎn)的最佳配合比方案；通過工業(yè)試驗(yàn)，確定出了產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝流程及最佳生產(chǎn)控制參數(shù)；同時(shí)，批量生產(chǎn)出了黃河泥砂－粉煤灰蒸壓磚的合格產(chǎn)品。產(chǎn)品經(jīng)洛陽金鑒工程質(zhì)量檢測(cè)中心按JC239—2001《粉煤灰磚》檢驗(yàn):其抗壓強(qiáng)度、抗凍性均符合MU20砌墻磚標(biāo)準(zhǔn)，放射性檢驗(yàn)為A類建筑材料。 經(jīng)過河南省科學(xué)技術(shù)信息研究院科技查新得出結(jié)論：以黃河泥砂、粉煤灰為主要原料，采用化學(xué)激發(fā)方法生產(chǎn)蒸壓磚國(guó)內(nèi)目前無文獻(xiàn)報(bào)道,屬于國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，達(dá)到了國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。
- 詳細(xì)介紹：
- 項(xiàng)目本著節(jié)能、減排、利廢、環(huán)保的原則，采用黃河泥砂、粉煤灰和滬渣等為主要原料，通過正交試驗(yàn)，研究出了蒸壓磚生產(chǎn)的最佳配方；找到了蒸壓磚生產(chǎn)的最佳工藝參數(shù)。在河南省偃師市首陽山四方建材廠采用蒸壓法工藝（蒸壓溫度190℃）取代高耗能的燒結(jié)工藝（燒結(jié)溫度1050℃）進(jìn)行了工業(yè)試驗(yàn)，產(chǎn)品經(jīng)洛陽金鑒工程質(zhì)量檢測(cè)中心按JC239-2001《粉煤灰磚》進(jìn)行檢測(cè)達(dá)到MU20級(jí)砌墻磚的要求，放射性檢測(cè)為A類建筑材料。 經(jīng)濟(jì)效益測(cè)算： 以一塊240mm×115mm×53mm標(biāo)準(zhǔn)磚為單位進(jìn)行成本核算表明，黃河泥砂—粉煤灰蒸壓標(biāo)磚成本為0.1622元/塊。以規(guī)劃興建生產(chǎn)線年產(chǎn)量為1億塊標(biāo)準(zhǔn)磚，項(xiàng)目總投資2000 萬元左右，銷價(jià)按0.27元（洛陽地區(qū)的市售價(jià)格為0.22～0.28元/塊），可實(shí)現(xiàn)年收入2700萬元產(chǎn)值，近1000萬元的利潤(rùn)，投資利潤(rùn)率為50%左右，投資回收期為2年左右，即第二年即可收回投資。 節(jié)能減排測(cè)算： 以年產(chǎn)1億塊標(biāo)準(zhǔn)磚規(guī)模計(jì)算：本產(chǎn)品與燒結(jié)普通粘土磚、燒結(jié)粉煤灰磚相比分別節(jié)煤7500噸/億塊、3500噸/億塊，節(jié)能分別達(dá)到75%、58%；燒結(jié)普通粘土磚、燒結(jié)粉煤灰磚的SO2、CO2排放量分別為160.0噸和2. 57萬噸和925.7噸、3.65萬噸，而本產(chǎn)品僅有40.0噸、0.64萬噸，分別是本產(chǎn)品的4.0倍、4.0倍和23.1倍、5.7倍。（既產(chǎn)品與燒結(jié)粘土磚、燒結(jié)粉煤灰磚相比減排SO2 和CO2分別達(dá)75%、75%和95.7%、82.5%。） 社會(huì)效益： 研制黃河泥砂—粉煤灰蒸壓磚因地制宜開發(fā)利用新的取之不盡的自然資源——黃河泥砂，綜合利用二次資源——粉煤灰和滬渣，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和資源環(huán)境效益的“綠色三贏”，市場(chǎng)前景廣闊。同時(shí)，對(duì)黃河沿線有效保護(hù)耕地、治理黃河災(zāi)害和生態(tài)環(huán)境綜合治理都具有十分重大的戰(zhàn)略意義。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 全國(guó)范圍“禁粘土磚”后，如何尋找粘土替代品使之成為長(zhǎng)期使用原料成為當(dāng)前研究的新課題。 項(xiàng)目本著節(jié)能、減排、利廢的原則，以黃河泥砂、粉煤灰和爐渣等為主要原料，通過正交試驗(yàn)研究出了最佳配方、生產(chǎn)工藝流程和最佳工藝參數(shù)。 采用“化學(xué)激發(fā)結(jié)合蒸壓方法”生產(chǎn)承重磚?？捎行Ю霉I(yè)廢物和黃河泥砂,大幅度減少二氧化碳、二氧化硫等廢氣的排放量、符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、節(jié)能減排和環(huán)境保護(hù)政策。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 科學(xué)性：主要原料屬鋁硅酸鹽類，能同生石灰等在一定條件下,生成水化硅酸鹽和水化鋁酸鹽等,從而使制品獲得強(qiáng)度。 先進(jìn)性：(1)節(jié)土，(2)節(jié)地，(3)節(jié)能，(4)減排，(5)利廢，(6)環(huán)保，（7）治理河道，（8）符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整政策，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 獨(dú)特之處：經(jīng)查新，以黃河泥砂—粉煤灰等為主要原料，采用化學(xué)激發(fā)結(jié)合蒸壓方法生產(chǎn)承重磚目前無文獻(xiàn)報(bào)道。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- （1）作為粘土替代品原料生產(chǎn)新型墻體材料，符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策；（2）可以延長(zhǎng)固廢的使用年限；（3）企業(yè)享受免稅收優(yōu)惠政策；（4）節(jié)約土地資源，還節(jié)約固廢處理費(fèi)用。以年產(chǎn)1億塊標(biāo)準(zhǔn)磚的工廠為例：可實(shí)現(xiàn)年收入2700萬元產(chǎn)值，近1000萬元的利潤(rùn)，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益與資源效益的“綠色三贏”。該技術(shù)已經(jīng)在兩家磚場(chǎng)和多家建筑單位獲得應(yīng)用。作品的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義十分重大。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 以黃河泥砂、粉煤灰等為主要原料，采用化學(xué)激發(fā)結(jié)合蒸壓的方法,通過正交試驗(yàn)，研究出了蒸壓磚生產(chǎn)的最佳配合比方案；通過工業(yè)試驗(yàn)，確定出了產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝流程；研制出了黃河泥砂－粉煤灰蒸壓磚的合格產(chǎn)品。對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行了微觀結(jié)構(gòu)分析：由SEM圖可以看出，水化產(chǎn)物結(jié)構(gòu)比較密實(shí),呈板塊狀，使得制品具有較高強(qiáng)度；XRD圖譜顯示，黃河泥砂-粉煤灰經(jīng)蒸壓生成了托勃莫來石、水化硅酸鈣、水化石榴石等水化產(chǎn)物，這些水化產(chǎn)物將未反應(yīng)粗料粘結(jié)在一起 ,形成以粗顆粒為骨架的混凝土式結(jié)構(gòu)。對(duì)黃河泥砂－粉煤灰蒸壓磚的主要生產(chǎn)設(shè)備蒸壓釜的蒸壓生產(chǎn)控制機(jī)理研究表明，適宜的蒸壓生產(chǎn)工藝參數(shù)為：升溫壓力每小時(shí)0.5MPa ，溫度每小時(shí)60 ℃，升溫一般需要2～3 h；恒溫壓力應(yīng)控制在1.4 MPa 左右，175～185 ℃，恒溫時(shí)間一般4～6 h；降溫應(yīng)緩慢進(jìn)行，控制在2～3 h。對(duì)成本構(gòu)成與核算探討表明：黃河泥砂－粉煤灰蒸壓標(biāo)磚成本為0.1622元/塊。產(chǎn)品經(jīng)洛陽金鑒工程質(zhì)量檢測(cè)中心檢驗(yàn)其抗壓強(qiáng)度、抗凍性均符合MU20砌墻磚的標(biāo)準(zhǔn)要求，放射性檢驗(yàn)為A類建筑材料，因此，是一種新型環(huán)保墻體材料。
獲獎(jiǎng)情況
- 2008年7月產(chǎn)品經(jīng)洛陽金鑒工程質(zhì)量檢測(cè)中心檢驗(yàn)按JC239—2001標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)，其抗壓強(qiáng)度、抗凍性均達(dá)到MU20級(jí)砌墻磚的要求，放射性檢驗(yàn)為A類建筑材料。 2008年9月經(jīng)過河南省科學(xué)技術(shù)信息研究院科技查新得出結(jié)論：國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)中未見像本項(xiàng)目一樣，以黃河中游孟津段泥砂為原料，摻加粉煤灰、爐渣等，對(duì)采用蒸壓法制備建筑承重磚進(jìn)行試驗(yàn)研究的報(bào)道。 2008年12月參加由洛陽市人民政府主辦，市高新技術(shù)開發(fā)區(qū)、團(tuán)市委、市科技局、洛陽日?qǐng)?bào)社、洛陽電視臺(tái)、洛陽國(guó)家高技術(shù)創(chuàng)新服務(wù)中心等單位聯(lián)合承辦，洛陽移動(dòng)公司冠名贊助的“中國(guó)移動(dòng)洛陽市首屆大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽”，從600多個(gè)參賽項(xiàng)目中，脫穎而出榮獲一等獎(jiǎng)。 2009年5月參加第七屆“挑戰(zhàn)杯”河南省大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽，獲得自然科學(xué)類學(xué)術(shù)論文一等獎(jiǎng)。
鑒定結(jié)果
- 產(chǎn)品經(jīng)洛陽金鑒工程質(zhì)量檢測(cè)中心檢驗(yàn)：其抗壓強(qiáng)度、抗凍性均符合MU20砌墻磚標(biāo)準(zhǔn)，放射性檢驗(yàn)為A類建筑材料。經(jīng)科技查新以黃河泥砂、粉煤灰為主要原料，采用化學(xué)激發(fā)方法生產(chǎn)蒸壓磚國(guó)內(nèi)目前無文獻(xiàn)報(bào)道。
參考文獻(xiàn)
- 隨著貫徹《國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于進(jìn)一步推進(jìn)墻體材料革新和推廣節(jié)能建筑的通知》(國(guó)辦發(fā)[2005]33號(hào)) 、《國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)節(jié)能減排綜合性工作方案的通知》(國(guó)發(fā)[2007] 15號(hào))文件精神，墻體材料革新和節(jié)能減排工作又進(jìn)入了一個(gè)新的階段，“禁實(shí)”工作在全國(guó)范圍內(nèi)展開。 [1] 丁偉東、胡杰、任炳會(huì).推進(jìn)墻材革新、節(jié)能減排和推廣節(jié)能建筑—磚瓦企業(yè)所面臨的挑戰(zhàn)與創(chuàng)新發(fā)展的機(jī)遇 磚瓦，2008（1）7-10 [2] 陶有生.蒸壓粉煤灰磚及蒸壓灰砂磚生產(chǎn)技術(shù)及發(fā)展[J]. 磚瓦,2005（7）：9-13 [3] 何水清. 粉煤灰制磚工藝[J]. 新型建筑材料2001（4）：32-34 [4] 李慶繁,李光復(fù),羅維濱.原料及其配合比對(duì)蒸壓粉煤灰磚耐久性的影響[J].粉煤灰，2004（4）：24-27 [5] 何奔流，沈永康，何勁波.制磚用粉煤灰及激發(fā)劑石灰介紹[J].粉煤灰綜合利用，2000 （3）：66-67 [6] 朱芝蘭.從化學(xué)工藝角度論如何提高硅酸鈣板強(qiáng)度[J]. 房材與應(yīng)用，1999（3）：45-47 [7] 李博.電廠灰渣制磚中蒸壓技術(shù)應(yīng)用之探討[J].煤礦現(xiàn)代化 1999，33（5）：32-33 [8] 陳福廣.粉煤灰制品 蒸壓磚VS燒結(jié)磚—關(guān)于調(diào)整粉煤灰制品發(fā)展方向的建議[J].中國(guó)建材，2003（3）：32-33
同類課題研究水平概述
- 目前，砌墻磚的生產(chǎn)方法主要有燒結(jié)法、蒸壓法。燒結(jié)法要消耗大量能源，而且存在廢氣排放帶來的環(huán)境污染問題。蒸壓法因無須高溫煅燒、生產(chǎn)工藝過程簡(jiǎn)單、大幅度降低廢氣排放量、節(jié)能等諸多優(yōu)點(diǎn)而逐漸成為砌墻磚生產(chǎn)的主要方法。 黃河泥砂燒結(jié)磚已有文獻(xiàn)報(bào)道。粉煤灰蒸壓磚和蒸養(yǎng)磚已有文獻(xiàn)報(bào)道。 本課題已經(jīng)過四年七批次學(xué)生相繼研究，利用河中游黃孟津段以上的黃河泥砂生產(chǎn)黃河泥砂-粉煤灰蒸壓承重實(shí)心磚已經(jīng)成功。 經(jīng)過洛陽金鑒工程質(zhì)量檢測(cè)中心按JC239—2001《粉煤灰磚》檢驗(yàn)，抗壓強(qiáng)度平均值23.5MPa、抗折強(qiáng)度平均值4.80MPa、凍融后抗壓強(qiáng)度平均值21.7MPa。其抗壓強(qiáng)度、抗凍性均符合MU20砌墻磚標(biāo)準(zhǔn)要求，放射性檢驗(yàn)為A類建筑材料。 經(jīng)過河南省科學(xué)技術(shù)信息研究院科技查新得出結(jié)論：國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)中未見像本項(xiàng)目一樣，以黃河中游孟津段泥砂為主要原料，摻加粉煤灰、爐渣等，采用化學(xué)劑發(fā)結(jié)合蒸壓法制備建筑承重磚進(jìn)行試驗(yàn)研究的報(bào)道。
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