矿渣砖

由金属冶炼过程排放的废渣在经加工烧制而成的砖块

矿渣砖通指由金属冶炼过程排放的废渣在经加工烧制而成的砖块。尤指以黄铁矿制造硫酸或亚硫酸所排出的矿渣（又称硫酸渣、黄铁矿渣或烧渣）作原料的砖制品。当黄铁矿经焙烧分解后，其中的铁、硅、铝、钙、镁和有色金属转入烧渣中，而以铁和硅占主要成分，但含量有很大变化，低铁矿渣含氧化铝在50-65%，性质类似粘土，可用作水泥混合材料，或作烧砖原料。

材料介绍

矿渣砖是以石灰和粒化高炉矿渣或重矿渣为主要原料制成的蒸汽养护砖。为激发矿渣活性可加入少量石膏。以粒化高炉矿渣为硅质材料制成的称为粒化高炉矿渣砖，简称矿渣砖；以重矿渣为硅质材料制成的称为重矿渣砖。

矿渣砖是以炼铁矿渣、生石灰为主要原料，经过机械粉碎、拌合、输送、挤压、成型的免烧砖。它的规格尺寸与黏土砖一致，即：240 mm×115 mm×53 mm。目前，已广泛运用，主要用于渠道防渗、水工建筑物配套、工业及民用建筑等领域。

特征

矿渣砖以高炉水渣和石灰为主要原料、必要时加入集料和适量石膏，经压制成型、蒸压养护或自然养护而制成的建筑用砖。矿渣砖的容重为2000kg/m3—2100kg/m3、吸水率为7—10%、抗压强度达9.8MPa—19.6MPa。抗冻性能良好。适用于地下和水下建筑，不适用250℃以上的部分。还可应用在一般工业与民用建筑的墙体。

1.矿渣砖的质量高、强度大。矿渣免烧砖颜色为灰白色，外观光洁、棱角分明、十分整齐，比黏土砖漂亮。

2.抗冻性强，后期强度大。矿渣砖在干燥状态下，让其充分吸水饱和后，吸水率仅为2.8%~5.3%，经25次冻融循环，抗折强度、抗压强度仅降低5%~8%，而且不起皮、不炸裂、不变形，表现了优异的抗冻性，经过多次观察和试验，矿渣砖的强度随时间的延长而不断增长，在湿润状态下，其强度增长较快。

3.与水泥结合性好。无论在新的还是旧的砖砌体表面进行水泥砂浆抹面或浇筑砼，结合面都相当紧密，经过多年的风吹日晒、雨雪侵蚀、冻融考验，结合面依然完整无损。矿渣砖加水泥砂浆抹面防渗渠道，经过五年的冬季过水考验，抹面无裂缝、无剥落现象。

4.成本低。矿渣作为废弃物，价格低廉、制砖工艺简单，建厂投资较低，生产出的矿渣产品价格与黏土砖接近，一般为100元/千块~115元/千块，市场竞争力较强。

5.利于环保。生产矿渣砖首先是保护耕地、避免毁田。以年产500万块的砖厂计算，每年可保护耕地0.33hm2~0.53hm2，临汾市尧都区目前共有30余座矿渣砖厂，年可保护耕地17hm2~27hm2。其次是节约能源，降低能耗。每生产1万块黏土砖平均耗标准煤1.3t，1座年产500万块的矿渣砖厂可节约标准煤达650t。生产矿渣砖既无“三废排放”，又能消化大量废渣，同时能保护大量耕地，所以矿渣砖是一种环保型的新型产品。

生产工艺

矿渣免烧砖生产工艺包括三大部分：原料制备工艺、成型工艺、养护工艺。原料制备工艺包括:各种块状矿渣、石灰粉碎处理、筛选、磁选、细磨加工、配制、注水、搅拌。成型工艺包括：传输、喂料、机械成型、搬运。养护工艺包括：码放、洒水、覆盖等，下面逐一介绍：

(1)粉碎石灰。将生石灰放入粉碎机进行粉碎，过筛粉碎粒度小于3mm。

(2)矿渣筛选、磁选。矿渣要经过三道皮带运输机进行筛选与磁选，每一道皮带运输机的高端都安装有磁选机筛选的铁筛，三道皮带输送机的筛选孔直径分别为:30mm，10mm，3mm。磁选的作用主要是防止矿渣中的铁粒对模具造成损坏。

(3)原料配制。将粉碎后的石灰、筛选后的矿渣，按1∶8~1∶9(重量比)的比例进行调配配合，翻搅均匀。

(4)洒水闷制。根据原料的湿度进行补充洒水，粗略的控制含水量方法是“手握成团、落地松散”。原料含水量经实测为12%~16%。春秋季稍低，夏季应稍高些。洒水闷制3h~6h便可进行混碾。

(5)原料混碾。用皮带输送机将混合均匀的原料送入混碾机中进行细磨，以便使活性物质在养护期间充分反应化合。

(6)喂料、压制成型。混碾后的原料通过喂料斗送入制砖机，然后在规定的压力下压制成砖型。

(7)砖坯转移、码垛。砖坯成型后，人工装入平车推送至养护场地进行码垛养护。

(8)养护。砖坯堆放整齐后最好是用塑料布遮盖养护。在常温自然养护下，在最初三天砖坯需水量较大，须3h洒水一次，以后每天三次即可，洒水养护10d后可自然晾干至28d出厂，养护的作用就是让砖中的活性物质充分反应、凝固，以增强砖体的早期强度。

渠道防渗技术

技术介绍

矿渣砖渠道主要是采用矿渣砖和M8水泥砂浆砌筑而成的一种新型衬砌渠道。该渠道适宜流量为0.05m3/s~1.0m3/s。渠道过水断面为矩形，规格有：40cm×40cm，50cm×50cm，60cm×70cm，80cm×90cm，90cm×100cm，100cm×120cm等6种，渠深60cm以下，侧墙厚24cm；渠深60cm以上，侧墙厚37cm。侧墙顶部砖层采用立砌型式(虎头砖)，其余采用平砌型式(若冻胀条件允许，可采用变截面型式以节省投资)，对于灌排两用渠道，侧墙内侧的砖砌体表面采用M10砂浆勾缝；对于灌溉渠道，墙体内侧表面采用M10砂浆抹面，厚度1.0cm。为减少冻土压力，填方渠段的侧墙外侧一般最多只填土至渠深的1/2，挖方地段的侧墙外侧(特别是阴坡段)需换填砂砾土或黑质矿渣，厚度一般为0.4m~0.6m。渠底一般采用现浇C20混凝土浇筑，厚度10cm。在地下水位较高的地段，渠基采用黑质矿渣或砂砾石夯压密实，厚度不小于35cm；在地下水位较低渠段，渠基采用3∶7灰土夯实，厚度20cm。

稳定性分析

防渗渠道的使用寿命主要取决于渠道的稳定性，而渠道的稳定性在渠基坚实的情况下主要取决于侧墙所受的水平压力。在北方地区，水平压力主要是冻土压力，决定冻土压力的主要因素是温度、湿度及土质。从实际观测情况看，土体温度及湿度是关键因素。

对处于阴坡或含水量较大的土体，由于壤土的水分迁移和冰晶凝析作用较大，应采用砂砾土或杂填土更换壤土的方法来减少冻害。

与薄壁混凝土渠道相比，矿渣砖防渗渠道具有侧墙壁厚、土体保温性好、刚性大、抗倾覆力强的特点。矩形矿渣砖渠道侧墙不依靠墙后土体支撑，独立性强，因此当墙后土体发生湿陷和缺失时，渠道侧墙依然完好，这一点与U型或梯形混凝土渠道有着本质的区别，这是矿渣砖渠道稳定性较好的主要原因。此外，矿渣砖渠道厚实的侧墙还可抵御较大外荷载的冲击。

矿渣砖被当作混凝土预制块用于渠道衬砌，它在渠道工程中以较强的抗冻性和较高的力学强度维护着渠道的稳定与安全。

实用性

矿渣砖防渗渠道与砌石、混凝土及其他防渗渠道相比:一是施工简便。矿渣砖衬砌渠道时，从衬砌到抹面一次完成，不需机械设备、模板、支撑架等，技术易于掌握，施工速度快、工效高。二是价格低廉。断面60cm×60cm矿渣砖渠道综合造价为80元左右，比同型号砌石渠道低5%，比混凝土渠道低10%。三是结实耐用。矿渣砖与水泥化学成分基本相同，结构紧密，不会出现脱皮、剥落现象。四是维修方便。矿渣砖渠道损坏后修复或变更出水口等建筑物位置较其他渠道容易方便。

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