技术领域
本发明属于建筑材料生产技术领域，尤其涉及一种多孔砖及其制备方法。
背景技术
我国基础建设的快速发展，建筑用砖的需求也越来越大。多孔砖由于原料易得、制造容易、成本低廉、砌筑灵活等优异性能，在许多地区被作为主要的墙体材料之一，历经数千年而不衰，在很多现代建筑中仍大量使用多孔砖。多孔砖是以粘土、页岩、煤灰等为主要原料，经成型、焙烧而成，孔洞率等于或大于15%，孔型为圆孔或非圆孔，孔的尺寸小而数量多。
随着人们生活水平的提高，人们对房屋的质量要求越来越高，砖的质量对房屋质量有重大的影响，但目前市场上售卖的多孔砖在强度、硬度、耐磨性等方面均有所欠缺，不能满足人们的需求。而且目前生产多孔砖需经过以下步骤：配料-破碎-研磨-混合-混料-陈化-制坯-烘干-烧结等步骤，步骤多且繁琐，大大降低了生产效率。
发明内容
本发明的目的在提供一种多孔砖及其制备方法，减少多孔砖的生产步骤，提高生产效率，且生产得到的多孔砖在强度、耐磨性等方面均有改善。
为了达到上述目的，本发明的基础方案为：一种多孔砖，由以下质量分数的原料组成：粘土5-10份、水泥5-12份、矸石38-46份、石灰石12-24份、煤粉10-16份、复合助剂2-6份。
在原料中加入复合助剂，能够使砖坯烧制过程中的结晶体增大、孔隙减小，避免在烧结过程中多孔砖出现烧裂，提高成品率以及合格率，以及提高成品砖整体的强度。
进一步，所述复合助剂包括以下质量份数的原料：聚氯乙烯3-6份、硬脂酸0.5-1.2份、氧化锌8-15份、氧化铝4-6份。该复合助剂能够增加产品的强度，增加产品的光泽度；在制砖过程中加入复合助剂，能够降低产品在烧结过程中的发生的烧裂、变形，提高成品率。
进一步，所述复合助剂包括以下质量份数的原料：聚氯乙烯3.4份、硬脂酸1份、氧化锌14份、氧化铝6份。多次试验证明，采用上述配比的复合助剂剂，能够取得较好的效果。
一种多孔砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）配料：配制以下质量分数的原料，粘土5-10份、水泥5-12份、矸石38-46份、石灰石12-24份、煤粉10-16份、复合助剂2-6份；
（2）破碎、混合、研磨：使用破碎混合机对原料进行处理；破碎混合机包括送料管、破碎单元、研磨单元和动力单元，动力单元包括蜗杆、转动轴和驱动蜗杆转动的电机，转动轴上设有与蜗杆啮合的蜗轮；破碎单元包括破碎筒和下部开有出料口的料斗，蜗杆的一端固定在破碎筒上，破碎筒位于出料口正下方且与出料口接触；破碎筒内设有将破碎筒分隔为送料层和破碎层的分离板，分离板上开有多个分离口，分离口上铰接有只能向送料层一侧打开的单向门；送料层内设有倾斜的送料板，破碎层内设有破碎辊，破碎层的侧壁上铰接有只能朝破碎筒内部打开且能与出料口相对的料门；研磨单元包括机架、固定在机架上的研磨筒，能在研磨筒内上下运动的压块，上部设有螺纹的推柱和螺纹连接在推柱上的转块，转动轴的一端固定在转块上；推柱上开有沿轴向分布的条形槽，机架上设有与条形槽卡合的凸起；压块的上表面开有供推柱下部上下滑动的凹腔，凹腔的侧壁上开有螺旋形的凹槽，推柱的下部转动连接有与凹槽卡合且能沿凹槽滚动的滚球；研磨筒内设有用于筛分原料的筛板；靠近分离板下侧的送料层侧壁上设有万向接头，送料管的一端与研磨筒的上部连通，另一端连接在万向接头上。
（3）将步骤（2）得到的原料加水混合得到混合料；
（4）将混合料放入陈化室密封陈化2-3天，期间喷雾保湿，将环境温度控制在24-30℃，压力控制在5-10MPa；
（5）将步骤（4）得到的物料送入制砖机，抽真空挤压，切割成砖坯，然后冷却6-10h，使砖坯含水率控制在16-28%；
（6）将砖坯送入烘干室烘干，烘干温度为45-100℃，使砖坯含水率控制在3-8%；
（7）将步骤（6）得到的砖坯放入烧结窑中烧结，以50-90℃/h升温至850-1000℃，保温2-4h，再以80-120℃/h升温至1200-1250℃，保温3-5h后后窑火停止，18-24h小时后，成品出窑。
本方案的工作原理在于：按照上述步骤生产多孔砖，当需要使用破碎混合机时，将配制好的各种物料放置在料斗内，然后启动电机，电机带动蜗杆转动，而蜗杆带动破碎筒和蜗轮同时发生转动。当破碎层上的料门转动到出料口的下方时，由于物料的重力较大，在物料作用下，料门向破碎层内部打开，料斗上的物料通过料门进入破碎层内。随着破碎筒转动，破碎辊在破碎层内不断运动，破碎辊撞击在破碎筒上、撞击在物料上，破碎物料。破碎合格的物料能够通过分离口转移到送料层中，而粒径较大的物料继续在破碎层内被破碎。送料层中的物料沿着分离板向下滑动，然后进入送料管，最终通过送料管进入研磨筒内。在破碎筒转动的过程中，蜗轮带动转动轴同时发生转动，转动轴驱动转块运动。转块带动推柱向下运动，推柱运动的过程中带动压块一同向下。当压块运动到与物料接触时，压块压在物料上，此时推柱继续向下运动，滚球也沿着螺旋形的凹槽向下运动，在推柱的作用下，压块挤压物料的同时以凹腔为中心发生转动，压块对物料进行研磨，研磨合格的物料能够通过筛板上的筛孔进入研磨筒的底部。
本方案的有益效果在于：
1、电机通过蜗杆驱动破碎筒转动，在破碎筒转动的过程中，利用破碎辊的冲击力对物料进行破碎，破碎合格的物料通过分离口进入送料层，不合格的物料继续破碎；且破碎筒转动的过程中，破碎筒与料斗之间的配合还能实现自动送料，不需工人一次次地将待破碎的物料倒入破碎筒中，有效降低工人的工作强度，提高加工效率。
2、破碎筒转动时，物料在破碎筒内不断运动，在这个过程中制备多孔砖的各种物料充分混合，破碎完成后，各物料也混合均匀，不需额外进行混合的步骤，提高生产效率。
3、设置单向门，单向门只能向送料层一侧打开，避免在破碎筒转动的过程中，破碎合格的物料通过分离口再次进入破碎层内。
4、分离板倾斜设置，进入送料层的物料在自身重力作用下沿着分离板滑动，然后进入送料管，最后进入研磨筒，不需人为的对物料进行转移，有效提高加工效率。
5、物料进入研磨筒后，压块对木板进行挤压的同时还能以凹腔为中心发生转动，物料既受到压块施加的挤压力也受到压块施加的扭力，使得物料能被充分研磨，研磨效果佳。
6、破碎单元和研磨单元的动力来源均来自同一个电机，设置一个电机同时驱使破碎单元和研磨单元工作，有助于简化装置的结构。
进一步，破碎层内固定有撞击辊。设置撞击辊，破碎辊与撞击辊碰撞时，会产生强大的冲击力，有利于破碎物料。
进一步，破碎辊的表面设有多个凸刺。凸刺的设置有助于使原料分散，使破碎效果更好。
进一步，破碎辊内开有凹槽，分离板卡合在凹槽上，凹槽与分离板之间连接有弹簧。破碎筒转动的过程中，破碎辊会在破碎层内运动，破碎辊与分离板接触时会对分离板施加作用力，弹簧被压缩，分离板发生震动，使分离板上的物料更容易通过分离口进入送料层，且能有效避免物料卡在分离口上。
附图说明
图1是破碎混合机的结构示意图；
图2是图1中破碎单元的结构示意图；
图3是图1中研磨碎单元的结构示意图；
图4是图2中A的放大图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
说明书附图1至4中的附图标记包括：破碎筒1、料门11、破碎辊12、凸刺121、分离板13、分离口131、单向门132、送料板14、撞击辊15、凹槽16、弹簧17、破碎层18、送料层19、料斗2、机架3、研磨筒31、筛板311、凸起32、压块4、凹腔41、送料管5、推柱6、滚球61、条形槽62、转块7、电机8、蜗杆81、转动轴9。
实施例1
一种多孔砖，多孔砖由以下质量分数的原料组成：粘土5份、水泥6份、矸石42份、石灰石20份、煤粉13份、聚氯乙烯3.4份、硬脂酸1份、氧化锌14份、氧化铝6份。
一种多孔砖的制备方法，包括以下步骤：
（1）配料：配制以下质量分数的原料，粘土5份、水泥6份、矸石42份、石灰石20份、煤粉13份、聚氯乙烯3.4份、硬脂酸1份、氧化锌14份、氧化铝6份；
（2）破碎、混合、研磨：使用破碎混合机对原料进行处理；如图1-4所示，破碎混合机包括送料管5、破碎单元、研磨单元和动力单元。动力单元包括电机8、蜗杆81和转动轴9，转动轴9上设有与蜗杆81啮合的蜗轮，电机8的输出轴与蜗杆81的左端连接，启动电机8，电机8能够带动蜗杆81转动，而蜗杆81能够通过蜗轮带动转动轴9转动。破碎单元包括料斗2和破碎筒1，蜗杆81的右端固定在破碎筒1上；料斗2的下部开有出料口，破碎筒1位于出料口的正下方且与出料口接触。破碎筒1开有凹槽16，凹槽16上卡合有内设有分离板13，分离板13将破碎筒1分隔为送料层19和破碎层18；在凹槽16与分离板13之间连接有弹簧17，对分离板13施加外力时，在弹簧17的作用下，分离板13能发生震动。分离板13上开有多个分离口131，分离口131上铰接有单向门132，该单向门132只能向送料层19的一侧打开。送料层19内设有倾斜的送料板14；破碎层18内设有破碎辊12和固定有撞击辊15，破碎辊12能在破碎层18内自由活动，破碎辊12与撞击辊15碰撞时，会产生强大的冲击力。破碎辊12的表面设有多个凸刺121，凸刺121的设置有助于使原料分散，使破碎效果更好。破碎层18的侧壁上铰接有能与出料口相对的料门11，该料门11只能朝破碎筒1的内部打开；在破碎层18内设有防止料门11在自身重力作用下打开的拉簧，拉簧的一端连接在破碎层18的内壁上，另一端连接在料门11上。研磨单元包括机架3、研磨筒31、压块4、上部设有螺纹的推柱6和螺纹连接在推柱6上的转块7，转动轴9的下端固定在转块7上，转动轴9能够带动转动一同转动。推柱6上开有沿轴向分布的条形槽62，机架3上设有与条形槽62卡合的凸起32，在凸起32的作用下，推柱6不能发生转动。压块4位于研磨筒31的上方，在推柱6的带动下，压块4能在研磨筒31内上下运动。压块4的上表面开有凹腔41，推柱6的下部能沿凹腔41上下滑动；凹腔41的侧壁上开有螺旋形的凹槽16，推柱6的下部转动连接有滚球61，该滚球61与凹槽16卡合且能沿着凹槽16滚动。研磨筒31固定在机架3上，研磨筒31内设有筛板311，筛板311能够筛分研磨合格的物料。靠近分离板13下侧的送料层19侧壁上设有万向接头，送料管5的一端与研磨筒31的上部连通，另一端连接在万向接头上。
（3）将步骤（2）得到的原料加水混合得到混合料；
（4）将混合料放入陈化室密封陈化2-3天，期间喷雾保湿，将环境温度控制在24-30℃，压力控制在5-10MPa；
（5）将步骤（4）得到的物料送入制砖机，抽真空挤压，切割成砖坯，然后冷却6-10h，使砖坯含水率控制在16-28%；
（6）将砖坯送入烘干室烘干，烘干温度为45-100℃，使砖坯含水率控制在3-8%；
（7）将步骤（6）得到的砖坯放入烧结窑中烧结，以50-90℃/h升温至850-1000℃，保温2-4h，再以80-120℃/h升温至1200-1250℃，保温3-5h后后窑火停止，18-24h小时后，成品出窑。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于：一种多孔砖，多孔砖由以下质量分数的原料组成：粘土8份、水泥7份、矸石40份、石灰石24份、煤粉14份、聚氯乙烯4份、硬脂酸0.9份、氧化锌14份、氧化铝5份。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于：一种多孔砖，多孔砖由以下质量分数的原料组成：粘土10份、水泥12份、矸石46份、石灰石15份、煤粉12份、聚氯乙烯5.4份、硬脂酸1.2份、氧化锌13份、氧化铝6份。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
