1、Chapter3 产品介绍本公司生产的是煤矸石生态砖，本产品以煤矸石为主要骨料，具有良好的透水性，耐腐蚀性，以及较好的硬度。主要运用于水利河流方面，具有提高河道的行洪、泄洪和抗冲刷等能力。本产品最大的亮点在于可以集防洪、景观、自净和环保为一体，符合节能减排、绿色环保的时代主题。3.1 产业背景传统的河流整治中,护岸大多采用混凝土和浆砌石等硬化材料 ,它们在保持岸坡结构稳定性的同时,对生态、景观等产生了不良的影响。鼎石生态砖就是在这一背景下产生的, 它是指满足防洪标准要求的基础上 ,应用活的植物、非生命的植物材料和土木工程措施相结合构筑的透水透气的河流护岸生态砖。鼎 石 生 态 砖是 以 煤 矸
2、 石 为 结 合 剂 的 烧 结 砖 工 艺 所 生 产 的 建 筑 材 料 。 鼎 石 生态砖除了具有护堤抗蚀的基本功能外,还在生态系统的营造、增强城市的生态景观、滞洪补枯、调节水位、增强水体的自净功能、河流生物过程等方面具有重要的作用,因此, 鼎石生态砖护岸一经提出,便得到了极大的重视。发达国家很早就进行河流护岸的生态化改造, 如瑞士和德国在 20 世纪 80 年代末就提出了捆材护岸、沉排、草格栅、干砌石等生态护岸形式,在大小河流均有较多的实践 ;美国常用的有土壤生物工程护岸技术;日本在河流护岸整治方面师法欧美,并加以了改进, 有植物、干砌石、石笼、生态混凝土等护岸技术,在河流整治中取得较
3、大成功。在 2009年我国深圳市的河流主要为山区雨源性河流,与欧洲的河流有较大的差别 ,而与日本的河流特点相似。所以在深圳一关于生态护岸的尝试和探究。3-1 传统的护岸 3-2 传统的护岸国外对生态砖护岸技巧的研究起步较早。日本在 10 年前就提出“亲水”的概念，开展了“创造多自然型河川打算”，河流采用多自然型河流治理法进行5整治，其重要采用植物堤岸、石头及木材护底的自然河堤。欧洲许多国家在进行护岸工程设计时，非常注意沿岸的景观与生态系统，尽最大可能地参照采用天然状态下的河海岸情势，避免以建筑物的情势去损坏自然生态系统的平衡。荷兰提出“给河流供给更多的空间”的口号，他们认为河岸堤防是河流自然系
4、统中的一个组成部分，是形成从河道水流到陆地的一种转换，反之亦然，绝不能将两者孤立起来。近年来，我国许多省市在生态砖护岸的研究上也做了许多尝试，特别是在城市河道治理中积累了必定的经验。上海市青浦区在章浜河整治中采用多种生态护岸情势并举的方法，取得了良好的社会效益和生态效益;广东省中山市岐江公园的栈桥式生态亲水湖岸，在实现了水位变更较大的情况下，仍然具有亲近人、生态和美的效果。3.2 产品制作3.2.1 制砖的工序本窑厂南厂区分三部分：东边是砖坯晒场，西边沿河是储存的大量泥土，中间是砖坯制作车间。窑厂北厂区分成两部分，西半及北半部分还是晒场，东南部分那个门洞较多的建筑是窑。烧制生态砖的四道工序：第
5、一道工序是：工人们先用挖土机取出大量泥土送进砖坯制作车间；第二道工序便是：工人们在制作车间制作砖坯。他们运用模具将和水的软泥制作成湿润却棱角分明的砖头坯子。制作的砖坯被排列到一块块长一米多、宽二三十厘米的长方形铁板上。第三道工序便是：晒砖坯。工人们将载着砖头的三四块铁板一起用平板车运送到大型晒场上分批陈列。有的已经晒干，呈米白色，有的水分含量较低呈土灰色，有的因刚上场水分含量极高而呈深褐色。工人们把砖坯排列成一垛一垛，就像一堵堵矮墙。6最后一道工序：入窑烧制。这是工人们在北厂区完成的，这也是制砖过程中难度最大的一道工序。粘土混合设备3.2.2 制砖的原料煤矸石、页岩、粉煤灰、河底淤泥、建筑垃圾
6、等3.2.3 制砖的流程原料制备-细化-混合-输送-陈化-制坯-输坯-码坯-干燥-预热-焙烧-保温-冷却-成品-装车窑体在特定的圆弧状环型轨道上旋转运行，砖坯依次码在环型轨道内，窑体前行运转依次完成：干燥-预热-焙烧-保温-冷却-出窑-装车。围绕这一核心技术，可以形成多种多样的工艺布局，适应多种原料及相关工艺的需求。3.3 产品的创新技术3.3.1 先进的工艺窑厂已经改进为烧炭的轮窑。所谓轮窑就是砖头一直以循环的方式在窑火上烧烤，窑门出口处成品源源不断出来的同时，入口处半成品也接连不断地随7之进去。这样，窑厂工人轮班工作，一直控制住一批批砖头烧制过程中的火候与时间，烧出的砖头不仅质量高，而且产
7、量而较之过去翻了很多番。3.3.2 利用煤矸石制砖1、煤矸石简介煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石。包括巷道掘进过程中的掘进矸石、采掘过程中从顶板、底板及夹层里采出的矸石以及洗煤过程中挑出的洗矸石。其主要成分是 Al2O3、SiO2，另外还含有数量不等的Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O、P2O5、SO3 和微量稀有元素（镓、钒、钛、钴）。煤 矸 石 可 用 来 烧 结 轻 骨 料 。 日 本 于 1964 年 用 煤 矸 石 作 主 要 原 料 制 造 轻 骨料 ， 用 于 建 造 高 层 楼 房 ， 建
8、筑 物 重 量 减 轻 20%。2、 技 术 简 介(1)基本原理: 生产煤矸石砖工艺比较复杂，要求煤矸石充分均化、陈化，生产工艺对原料性能要求较高，对原料处理较严格，对设备也有较高要求。因此，工艺设计重点强化了原料处理，砖坯成型和自动码坯。(2)原料储备及处理为使原料充分混合均化，生产工艺采用细碎颚式破碎机、锤式破碎机、细碎对辊机一级破碎，初破后控制在 20 mm，锤式破碎机破碎后粒径应小于 3 mm，通过细碎对辊机后粒度应小于 1.5 mm。(3）陈化库原料经过处理后含有一定的水分，进入陈化库进行 72 h 陈化，一方面使原料充分均化可增加原料的塑性；另一方面，对生产的连续性起到调节和缓冲
9、作用。(4)成型8成型车间由箱式供料机供料，物料经过搅拌挤出机、细碎对辊机再进入双级真空挤砖机挤出成型。选用高真空度、高挤出压力的成型设备，同时配合自动编组、自动码坯机械，保证产品的内在质量和外观，生产出高强度、高孔洞率及高标准外观的烧结制品。为使产品品种的多样化，成型车间还可在双级真空挤砖机后配备一台饰面砖处理装置，以适应不同类型和档次的产品需求。(5)干燥焙烧用摆渡车将重窑车送到干燥窑入口处，顶车机将窑车顶入干燥窑进行干燥，经过干燥使坯体含水率降到 5以下。干燥窑热源来自于焙烧窑的余热，充分节约了能源。干燥窑设计为正负压排潮工艺，便于灵活调节，排潮方式采用集中排潮，以利于环境保护，减少污染
10、。 将干燥好的砖坯拉出直接顶入焙烧窑进行焙烧。焙烧窑采用大断面窑型，吊顶结构，产量大，断面温差小，保温性能好，以利于生产调节和控制。(6)工艺流程 工艺采用一次码烧生产技术。一次码烧是主机挤出成型后，经多功能切割机、多钢丝切割机切坯，再经编运系统、自动码坯机自动地将砖坯码放到干燥车上，干燥车被顶人隧道干燥室，干燥好的砖坯由干燥室出来后直接进入隧道窑焙烧。具体工艺流程： 煤矸石一粗碎一细碎一陈化一成型一干燥一焙烧一成品检验(7)技术特点和水平 煤矸石利用技术成熟，可以生产出质量与规格相当好的煤矸石制品。从目前国内市场情况看，凡是发展煤矸石生态砖的地区产品都十分畅销，如西安、上海、昆明、沈阳等地区
11、。从国际上看，世界各发达国家煤矸石生态砖在本国砖产量中占有很大比例，如德国煤矸石生态砖产量占砖产量 90，意大利几乎占 100。瑞士、奥地利占 90，罗马尼亚占 60。我国与上述国家差别较大。(8)应用条件化学成分:9化学成分中 CaO 和 SO3 为有害成分，当其含量超限时，将严重影响制品的力学性能，一般不宜采用。CaO 多以石灰石存在，当石灰石含量过大，且破碎粒度太粗时，制品会产生石灰爆裂，影响强度及外观。 SO3 中的硫多以硫铁矿、硫酸盐形式存在，当 SO3 含量过高时，在焙烧过程中会产生大量 SO2气体，造成环境二次污染，严重腐蚀窑车等设备，并使制品酥松，强度降低。发热量:煤矸石发热量
12、在 1 252 1 672kJ/kg 的范围内较为适宜，发热量过高，焙烧过程难以控制，同时窑炉造价将会增加。硬度:煤矸石分为掘进矸石和水洗矸石，前者硬度在 200300mm，莫氏硬度37，而后者块度一般小于 200mm，莫氏硬度 25 。硬度太高时，不易破碎，且混合料塑性差，影响成型及焙烧。（9） 推广应用该生产线产品为承重护岸护堤生态砖(孔洞率为 25)，属国家目前推广提倡的护岸建筑材料。与普通实心砖相比较，鼎石生态砖砖具有节约原材料，减少能源消耗，产品质轻，便于运输等优点，在建筑上使用生态砖更具有独特的优越性。a.采用鼎石生态砖砌筑墙体可节约护岸护堤的水泥砂浆，减少了建筑成本，从而降低了工
13、程造价。b.实心砖与鼎石生态砖体积比为 1:1.7，因此在施工过程中减少了施工工作量，缩短了施工周期，提高了施工进度。c.采用实心砖砌筑的墙体重量约占建筑物总重的 50以上。鼎石生态砖的密度小，相对实心砖来讲，自重轻，从而减少基础的承载能力，降低工程造价，为护岸护堤提供了良好的建筑材料。d.一次码烧隧道窑烧成标砖需热耗按每块 11004.18 kJ，年产 6500 万块(折普通砖)鼎石生态砖，每年消耗热量为 7.1510104.18 kJ，折合成标煤为 1.02 万 t。所以一条年产 6500 万块鼎石生态砖与生产同等产品的普通黏土砖相比，每年最少可节约燃料折合标准煤约为 1.02 万 t。1
14、0e.煤 矸 石 的 大 量 堆 放 ， 不 仅 压 占 土 地 ， 影 响 生 态 环 境 矸 石 淋 溶 水 将 污染 周 围 土 壤 和 地 下 水 ， 而 且 煤 矸 石 中 含 有 一 定 的 可 燃 物 ， 在 适 宜 的 条 件 下 发生 自 燃 ， 排 放 二 氧 化 硫 、 氮 氧 化 物 、 碳 氧 化 物 和 烟 尘 等 有 害 气 体 污 染 大 气 环境 ， 影 响 矿 区 居 民 的 身 体 健 康 。 如 辽 宁 本 溪 矿 区 曾 发 生 过 因 矸 石 自 燃 造 成 人员 中 毒 死 亡 的 事 故 。 保 护 环 境 是 中 国 的 基 本 国 策 ， 随
15、 着 国 家 环 保 执 法 力 度 的 不 断 加 大 ， 人 们对 环 境 质 量 要 求 的 提 高 ， 解 决 煤 矸 石 污 染 环 境 问 题 显 得 越 来 越 突 出 ， 煤 矸 石发 电 是 充 分 利 用 煤 矸 石 的 有 效 热 成 分 ， 变 废 为 宝 ， 解 决 污 染 的 有 效 途 径综上所述，该技术适用于煤矸石综合利用，推广应用前景广阔，符合国家墙体材料的发展政策和发展方向。 3.4 产品前景生态护岸技术虽然属于一个比较年轻的领域，但它的应用已有实践积累，已有很多研究成果和文献记载。随着社会经济的高速发展，经济社会可持续发展概念的提出，生态护岸将成为航道护岸
16、工程的必然趋势。我们应该不断的完善生态技术体系，使其实用性与科学性进一步融合，并加深其工程及时的理论内涵和适用范围。在未来的生态护岸工程中应该更加重视提高生物措施的技术水平以减少对工程措施的依赖，加强植被红的实用性以及组合应用研究，特别是乡土植物品种;进一步加强植被根系与其载体的相互作用关系方面的研究;加强生态护岸的生态效益、经济评价和社会评价等方面的研究，不断完善生态护岸的理论基础。加强生态护岸的标准化、范化研究，制定一套统一的设计与施工规范。11图 3-3 生态砖护岸生态砖护岸是现阶段及将来护岸工作的发展趋势和新要求，同时也是预示着我们水利工程建设发展到“要还自然于河道”的一个重要历史阶段。在大力提倡崇尚自然、重塑生态河道的工程中，人与自然的和谐统一在越来越多的河岸护岸工程建设中被要求，做到既要满足行洪防洪的最基本需要，又要尽可能地从生态的、可持续发展的角度来处理河道护岸工作。同时，在生态护岸建设中也会尽快地融入一些新材料、新技术和新的设计理念，会用生态的手段来解决生态的问题，在护岸的建设当中会切实落实和体现可持续性发展的生态理念。在推广生态护岸技术的过程中，使得河流重现清澈见底、鱼虾洄游、水草茂盛的自然生态之美，从真正意义上实现“人经济社会环境”这一复合生态系统的和谐健康发展。
