CN101643334A - 墙体砌块强结剂及其制造方法以及墙体砌块及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种墙体砌块强结剂包括第一金属盐、第二金属盐、水、酸、和表面活性剂,本发明还涉及一种包括所述墙体砌块强结剂的墙体砌块,该墙体砌块还包括第一辅料、第二辅料和第三辅料,本发明还涉及所述墙体砌块强结剂和墙体砌块的制造方法,本发明以分布广泛的土、页岩、建筑垃圾、尾矿资源为主要材料,加入墙体砌块强结剂,可以降低墙体砌块成本造价,用墙体砌块强结剂生产的墙体砌块具有养护期短、耐水侵、耐冻融、阻止细微裂纹产生,提高砌块抗压强度和抗弯折强度,防止干缩发生的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种强结剂及其制造方法,尤其涉及一种墙体砌块强结剂及其制造方法以及墙体砌块及其制造方法,属于建筑构件。
背景技术
人类进入20世纪以后,科技水平大大提高,经济生产的规模迅速扩大,同时人口数量极度膨胀,对自然资源的开发和破坏也达到了惊人的程序,资源和能源衰竭程序加重。面对资源短缺和环境变化的局面,人们不得不思考社会经济的可持续发展问题。这其中对墙体材料的发展也提出新的要求。墙体材料是量大、面广的主要建材产品,墙体材料与土地、资源、能源生态环境及居住状态均有密切关系。目前我国墙体材料构成中主要的产品仍然是实心粘土砖,而实心粘土砖是典型的能耗高、资源消耗大的产品。
我国是世界上粘土实心砖的生产大国,年产量约6000亿块,是世界上少数以实心粘土砖作为主要墙体材料的国家之一。粘土实心砖的生产消耗大量的土地资源的能源,并对环境造成严重的破坏,给我国社会、经济、资源和环境的协调发展带来极为不利的影响。据统计,我国烧砖每年耗土约近10多亿立方米,约相当于毁田50万亩;大量的耕地被毁,加剧了我国耕地资源不足与人口的矛盾,耕地的锐减已成为我国粮食安全的最大隐患。我国耕地面积只有国土面积10%左右,人均耕地面积为1.43亩,不到世界平均水平的一半,其中部分省市的人均耕地低于***规定的人均耕地面积不少于0.8亩的警戒线;从实心粘土砖生产对环境带来的影响看,我国砖瓦窑炉数量居国内各种窑炉之首,烧砖中产生的窑炉废气含硫量高,年排放大气染物二氧化硫约200多万吨,占全国废气总排放量的11%,年排放温室气体二氧化碳4000万吨和大量氟化物。这种状况直接威胁我们未来的生存环境和空间。
随着工业化进程的加快,我国粉煤灰、冶金和化工废渣、煤矸石、建筑渣土等大量工业废渣排放量连年增加,我国每年产生各类工业固体废物1亿多吨,综合利用率只有51.9%,加快发展以煤矸石、粉煤灰、建筑渣土、冶金和化工废渣等固体废物为原料的新型墙体材料,是提高资源利用率、改善环境、促进循环经济发展的重要途径。
因此在我国大力开发新型的绿色墙体材料取代实心粘土砖,对发展循环经济、建设节约型社会有着十分重要的意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足,提供一种新型的绿色墙体材料取代能耗高、占地毁田、污染环境的实心粘土砖。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种墙体砌块强结剂,该墙体砌块强结剂按重量百分比计包括如下成份:该墙体砌块强结剂按重量百分比计包括如下成份:10%~30%的第一金属盐、5%~10%的第二金属盐、20%~40%的水、10%~20%的酸和4%~30%的表面活性剂。
进一步,所述酸为浓硫酸或者浓盐酸或者甲酸;所述第一金属盐为含一价金属离子的金属盐;所述第二金属盐为含二价或者三价金属离子的金属盐。
进一步,所述第一金属盐为硫酸钾或者硫酸钠或者氯化钾或者氯化钠,所述第二金属盐为硫酸亚铁或者三氯化铁或者硫酸锌或者氯化锌
进一步,所述表面活性剂按墙体砌块强结剂的重量百分比计包括如下成份:1%~5%的早强剂、2%~10%的减水剂、0.2%~1%的分散剂和1%~11%的其他表面活性剂;所述早强剂为三乙醇胺或者三乙丙醇胺;所述减水剂为萘系高效减水剂或者脂肪族高效减水剂或者氨基超速高性能减水剂或者减水激发剂或者普糖糖酸钠或者木质素磺酸钠或者木质素磺酸钙;所述分散剂为聚乙烯醇;所述其他表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠和yw型氟类表面活性剂。
本发明的有益效果是:本发明的砌块强结剂在微量的使用量下,即可使包括该墙体砌块强结剂的墙体砌块达到墙体材料的相关技术要求,而不需要烧结燃料。
在上述技术方案的基础上,本发明还可以做如下改进:一种墙体砌块,该墙体砌块按重量百分比计包括如下成份:0.1‰~1‰的墙体砌块强结剂、2%~10%的水和10%~90%的第一辅料,所述第一辅料为土或页岩。
进一步,所述墙体砌块按重量百分比计还包括2%~15%的第二辅料和/或10%~30%的第三辅料,所述第二辅料为水泥或者石灰,所述第三辅料由石屑、尾矿和中砂中的任一种或几种组成。
采用上述进一步方案的有益效果是以页岩、建筑垃圾、矿山尾矿等作为原材料,即利用项目建设前期的建筑挖方土,生产中排出的炉渣、粉煤灰、脱硫石膏、锰渣、尾矿渣等均可作为砖厂生产的主要原材料,通过加入本方案的墙体砌块专用强结剂生产墙体砌块,从而节省了废渣堆存需占用的土地,减少了治理废渣的费用,变废为宝,有利于环境保护及资源的循环使用,具有节土、节能、利废、环保、循环再生等特点,符合建材行业结构调整政策。
在上述技术方案的基础上,本发明还可以做如下改进:一种墙体砌块强结剂的制造方法,该制造方法包括以下步骤:
在反应装置中按重量百分比加入20%~50%的水;
将按重量百分比为10%~30%的第一金属盐和5%~10%的第二金属盐依次加入反应装置,并进行第一次搅拌;
将按重量百分比为10%~20%的酸缓慢加入反应装置,并进行第二次搅拌;以及
将按重量百分比为4%~30%的表面活性剂加入反应装置,并进行第三次搅拌,即可制得墙体砌块强结剂。
进一步,所述第一次搅拌的时间为20分钟~40分钟;所述第二次搅拌的时间为20分钟~40分钟;所述第三次搅拌的时间为1小时~3小时。
进一步,所述表面活性剂包括早强剂、减水剂、分散剂和其他表面活性剂;将按墙体砌块强结剂的重量百分比为1%~5%的早强剂、2%~10%的减水剂、0.2%~1%的分散剂和1%~11%的其他表面活性剂依次加入反应装置。
在上述技术方案的基础上,本发明还可以做如下改进:一种墙体砌块制造方法,该制造方法包括以下步骤:
将按重量百分比为10%~90%的第一辅料、2%~15%的第二辅料和10%~30%的第三辅料加入搅拌装置进行搅拌;
将按重量百分比为0.1‰~1‰的墙体砌块强结剂与5%~20%的水混合均匀后,加入搅拌装置进行搅拌;
将搅拌均匀的混合料加入制砖装置进行加压成型;以及
将加压成型后的砖坯进行脱模并进行养生,即可制得墙体砌块。
采用上述进一步方案的有益效果是本发明采用压力成型的生产工艺,不需要烧结及蒸养,因而可节省煤炭及燃油,同时生产过程中不排放废气、废渣、废水,对环境不会造成污染,而且生产中大量消纳利用工业、建筑、采矿、冶矿、化工产生的废渣作原料,其工业废弃物掺入量高达60%,减少固体废弃物对环境造成的污染;设备自动化程度高,耗电量低,产品生产成本低;采用免烧该技术砌筑的墙体保温性能较好,可以降低建筑物的能耗。
附图说明
图1为本发明墙体砌块强结剂的制造方法流程示意图;
图2为本发明墙体砌块制造方法的流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。
本发明的墙体砌块强结剂按重量百分比计包括如下成份:10%~30%的第一金属盐、5%~10%的第二金属盐、20%~40%的水、10%~20%的酸和4%~30%的表面活性剂。
所述酸为浓硫酸或者浓盐酸或者甲酸,所述第一金属盐为含一价金属离子的金属盐,所述第二金属盐为含二价或者三价金属离子的金属盐。
所述第一金属盐为硫酸钾或者硫酸钠或者氯化钾或者氯化钠,所述第二金属盐为硫酸亚铁或者三氯化铁或者硫酸锌或者氯化锌
本实施例中的表面活性剂按墙体砌块强结剂的重量百分比计包括如下成份:1%~5%的早强剂、2%~10%的减水剂、0.2%~1%的分散剂、0.2%~2%的十二烷基苯磺酸钠和1%~10%的yw型氟类表面活性剂。
所述早强剂为三乙醇胺或者三乙丙醇胺,可以加速路基路面材料压实后的固化;所述减水剂为萘系高效减水剂或者脂肪族高效减水剂或者氨基超速高性能减水剂或者减水激发剂或者普糖糖酸钠或者木质素磺酸钠或者木质素磺酸钙;所述分散剂为聚乙烯醇;所述yw型氟类表面活性剂,可以在酸性条件下大幅度降低土壤颗粒吸附水的表面张力,使其分离成更为细小的土壤颗粒,使多余的水分子排出或蒸发,从而减少了路基路面混合材料压实后土壤颗粒的间隙,提高密实度,从而提高了强度,其可在山东德达石油技术有限公司购买。
图1为本发明墙体砌块强结剂的制造方法流程示意图。如图1所示,该制造方法包括以下步骤:
步骤101、提供反应装置,并在反应装置中按重量百分比加入20%~50%的水。
所述反应装置为反应釜。
步骤102、将按重量百分比为10%~30%的第一金属盐和5%~10%的第二金属盐依次加入反应装置,并进行第一次搅拌。
开启所述反应釜,在激烈搅拌条件下,将所述金属盐依次加入反应釜中,所述第一次搅拌的时间为20分钟~40分钟。
步骤103、将按重量百分比为10%~20%的酸缓慢加入反应装置,并进行第二次搅拌。
所述酸为浓硫酸、浓盐酸和甲酸中的一种或者几种。所述第二次搅拌的时间为20分钟~40分钟。
步骤104、将按重量百分比为4%~30%的表面活性剂加入反应装置,并进行第三次搅拌,即可制得墙体砌块强结剂。
本实施例中的表面活性剂包括早强剂、减水剂、分散剂和其他表面活性剂,其中其他表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠和yw型氟类表面活性剂。将按墙体砌块强结剂的重量百分比为1%~5%的早强剂、2%~10%的减水剂、0.2%~1%的分散剂、0.2%~2%的十二烷基苯磺酸钠和1%~10%的yw型氟类表面活性剂依次加入反应装置。所述第三次搅拌的时间为1小时~3小时。
下面分三个实施例对本发明墙体砌块强结剂的制造方法做进一步详细的描述。
实施例一:
首先,在反应釜中加入500千克的水后,开启反应釜;其次,将60千克的硫酸铁和100千克硫酸钠依次加入反应釜中,并搅拌30分钟;再次,将100千克的浓硫酸缓慢地加入反应釜中,并搅拌30分钟;接着,将16千克的十二烷基苯磺酸钠、30千克的三乙醇胺、80千克的木质素磺酸钙减水剂、10千克的聚乙烯醇和60千克的yw型氟类表面活性剂依次加入反应釜中,并搅拌2个小时;最后,出釜,即可制得墙体砌块强结剂。
实施例二:
首先,在反应釜中加入350千克的水后,开启反应釜;其次,将80千克的氯化铁和120千克氯化钠依次加入反应釜中,并搅拌30分钟;再次,将150千克的浓盐酸缓慢地加入反应釜中,并搅拌30分钟;接着,将20千克的十二烷基苯磺酸钠、50千克的三乙丙醇胺、100千克的木质素磺酸钠减水剂、10千克的聚乙烯醇和80千克的yw型氟类表面活性剂依次加入反应釜中,并搅拌2个小时;最后,出釜,即可制得墙体砌块强结剂。
实施例三:
首先,在反应釜中加入400千克的水后,开启反应釜;其次,将100千克的氯化铁和70千克硫酸钾依次加入反应釜中,并搅拌30分钟;再次,将200千克的浓硫酸缓慢地加入反应釜中,并搅拌30分钟;接着,将12千克的十二烷基苯磺酸钠、50千克的三乙醇胺、80千克的脂肪族高效减水剂、10千克的聚乙烯醇和30千克的yw型氟类表面活性剂依次加入反应釜中,并搅拌2个小时;最后,出釜,即可制得墙体砌块强结剂。
本发明的墙体砌块按重量百分比计包括如下成份:0.1‰~1‰的墙体砌块强结剂、2%~10%的水、10%~90%的第一辅料、2%~15%的第二辅料和10%~30%的第三辅料。或者按重量百分比计包括如下成份:0.1‰~1‰的墙体砌块强结剂、2%~10%的水、10%~90%的第一辅料和2%~15%的第二辅料。或者按重量百分比计包括如下成份:0.1‰~1‰的墙体砌块强结剂、2%~10%的水、10%~90%的第一辅料和10%~30%的第三辅料。
所述第一辅料为土或页岩;所述第二辅料为水泥或者石灰;所述第三辅料为石屑、尾矿和中砂中的一种或几种。
大部分土壤团粒(包括页岩、尾矿)呈负电性,制作砌块时,在压力的作用下,土壤团粒接近到一定距离,会产生相互排斥力,造成压实度降低,在土壤团粒间形成毛细管。由于土壤团粒间的间隙形成毛细管,水很容易侵入砌块,破坏其胶结,降低砌块强度,使得砌块的抗渗性变差;冬季,侵入土壤团粒之间的水,产生结冰现象,发生体积膨胀,造成土壤结构破坏,使得砌块的抗冻融性变差。
强结剂中的表面活性剂,将大的土壤团粒散解成细小的团粒结构,然后强结剂中的带有正电荷的离子与带有负电荷的土壤粒子发生化学作用,使其带电性降低,团粒间排斥力大幅度减少。当土壤中加入钙镁离子(石灰、水泥等)时,强结剂中的低价离子与Ca、Mg离子发生交换,使钙镁离子更加均匀分布,并以钙镁离子为中心产生化学反应,生成化学键,在土壤中形成坚固的网状结构,对于提高墙体砌块强度有很好的效果。
在上述化学反应中,原存在于土壤团粒分子间的结晶水,有一部分作为反应物变成土壤团粒表面的吸附水,将原来的吸附水替代出去一部分。单位体积内的水减少了,可以使土壤的干密度增加,从而提高压实度,达到提高砌块强度的要求。由于土壤团粒变小,压实度提高,最佳干密度提高,砌块强度得以提高。砌块经压实后,土壤团粒间发生化学反应,产生出毛剌型钙矾石结晶,堵塞了团粒间通道,无法产生毛细管作用,水无法侵入,从而使砌块具有极佳的水稳性,很好的抗浸性,同理也有很好的抗冻融性。
图2为本发明墙体砌块制造方法的流程示意图。如图2所示,该制造方法包括以下步骤:
步骤201、将按重量百分比为10%~90%的第一辅料、2%~15%的第二辅料和10%~30%的第三辅料加入搅拌装置进行搅拌。
所述第一辅料为土或页岩;所述第二辅料为水泥或者石灰;所述第三辅料为石屑、尾矿和中砂中的一种或几种。
步骤202、将按重量百分比为0.1‰~1‰的墙体砌块强结剂与5%~20%的水混合均匀后,加入搅拌装置进行搅拌。
所述搅拌装置为拌和机。
步骤203、将搅拌均匀的混合料加入制砖装置进行加压成型。
步骤204、将加压成型后的砖坯进行脱模并进行养生,即可制得墙体砌块。
将加压成型后的砖坯进行脱模后,送入养生室进行养生或者用塑料薄膜覆盖进行养生,20天~28天后即可制得墙体砌块。
下面分三个实施例对本发明墙体砌块的制造方法做进一步详细的描述。
实施例一:
首先,将920千克页岩与80千克水泥加入搅拌装置进行搅拌使其混合均匀;其次,将0.5千克的墙体砌块强结剂与100千克水混合均匀后,加入搅拌装置进行搅拌,搅拌的时间为5分钟;再次,将搅拌均匀的混合料送入制砖装置进行加压成型;最后,将加压成型后的砖坯进行脱模并进行养生,经20天~28天后,即可制成合格的墙体砌块。
实施例二:
首先,将920千克尾矿与80千克水泥加入搅拌装置进行搅拌使其混合均匀;其次,将0.5千克的墙体砌块强结剂与80千克水混合均匀后,加入搅拌装置进行搅拌,搅拌的时间为5分钟;再次,将搅拌均匀的混合料送入制砖装置进行加压成型;最后,将加压成型后的砖坯进行脱模并进行养生,经20天~28天后,即可制成合格的墙体砌块。
实施例三:
首先,将800千克建筑挖方土,120千克石屑与80千克水泥加入搅拌装置进行搅拌使其混合均匀;其次,将0.5千克的墙体砌块强结剂与110千克水混合均匀后,加入搅拌装置进行搅拌,搅拌的时间为5分钟;再次,将搅拌均匀的混合料送入制砖装置进行加压成型;最后,将加压成型后的砖坯进行脱模并进行养生,经20天~28天后,即可制成的合格墙体砌块。
表1为本发明通过上述墙体砌块制造方法实施例一制造的墙体砌块的检测结果,该墙体砌块中包括上述通过墙体砌块强结剂制造方法实施例一制造的墙体砌块强结剂。本发明以分布广泛的土、页岩、建筑垃圾、尾矿资源为主要材料,加入墙体砌块强结剂,可以降低墙体砌块成本造价,用墙体砌块强结剂生产的墙体砌块具有养护期短、耐水侵、耐冻融、阻止细微裂纹产生,提高砌块抗压强度和抗弯折强度,防止干缩发生的优点。
表1本发明的墙体砌块的检测结果
本发明采用墙体砌块强结剂,生产免烧墙体砌块,取代能耗高、占地毁田、污染环境的实心粘土砖,具有以下特点:本发明墙体砌块的养护场地较小、不同于传统“烧结粘土砖”需要占用大面积的晒场;而且可广泛使用废弃泥土,如城市废水处理的污泥、水库淤积的污泥、城市建筑的挖方、页岩、泥砂石等均可用作土质原料,且用量较少;同时采用大量的工业、建筑、采矿、冶炼废弃的废渣作为骨料进行生产,变废为宝。生产过程不用托板,直接码垛立体养护,节约木材并可节省50%劳力,大大降低生产成本;采用本发明墙体砖砌筑的墙体到达其使用寿命而拆除后,墙材可再生循环使用,不会成为污染环境的废弃物。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种墙体砌块强结剂,其特征在于,该墙体砌块强结剂按重量百分比计包括如下成份:10%~30%的第一金属盐、5%~10%的第二金属盐、20%~40%的水、10%~20%的酸和4%~30%的表面活性剂。
2.根据权利要求1所述的墙体砌块强结剂,其特征在于,所述酸为浓硫酸或者浓盐酸或者甲酸,所述第一金属盐为含一价金属离子的金属盐,所述第二金属盐为含二价或者三价金属离子的金属盐。
3.根据权利要求2所述的墙体砌块强结剂,其特征在于,所述第一金属盐为硫酸钾或者硫酸钠或者氯化钾或者氯化钠,所述第二金属盐为硫酸亚铁或者三氯化铁或者硫酸锌或者氯化锌。
4.根据权利要求1所述的墙体砌块强结剂,其特征在于,所述表面活性剂按墙体砌块强结剂的重量百分比计包括如下成份:1%~5%的早强剂、2%~10%的减水剂、0.2%~1%的分散剂和1%~11%的其他表面活性剂;所述早强剂为三乙醇胺或者三乙丙醇胺;所述减水剂为萘系高效减水剂或者脂肪族高效减水剂或者氨基超速高性能减水剂或者减水激发剂或者普糖糖酸钠或者木质素磺酸钠或者木质素磺酸钙;所述分散剂为聚乙烯醇;所述其他表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠和yw型氟类表面活性剂。
5.一种墙体砌块,其特征在于,该墙体砌块按重量百分比计包括如下成份:0.1‰~1‰的如权利要求1所述的墙体砌块强结剂、2%~10%的水和10%~90%的第一辅料,所述第一辅料为土或页岩。
6.根据权利要求5所述的墙体砌块,其特征在于,所述墙体砌块按重量百分比计还包括2%~15%的第二辅料和/或10%~30%的第三辅料,所述第二辅料为水泥或者石灰,所述第三辅料由石屑、尾矿和中砂中的任一种或几种组成。
7.一种墙体砌块强结剂的制造方法,其特征在于,该制造方法包括以下步骤:
在反应装置中按重量百分比加入20%~50%的水;
将按重量百分比为10%~30%的第一金属盐和5%~10%的第二金属盐依次加入反应装置,并进行第一次搅拌;
将按重量百分比为10%~20%的酸缓慢加入反应装置,并进行第二次搅拌;以及
将按重量百分比为4%~30%的表面活性剂加入反应装置,并进行第三次搅拌,即可制得墙体砌块强结剂。
8.根据权利要求7所述的墙体砌块强结剂的制造方法,其特征在于,所述第一次搅拌的时间为20分钟~40分钟;所述第二次搅拌的时间为20分钟~40分钟;所述第三次搅拌的时间为1小时~3小时。
9.根据权利要求7所述的墙体砌块强结剂的制造方法,其特征在于,所述表面活性剂包括早强剂、减水剂、分散剂和其他表面活性剂;将按墙体砌块强结剂的重量百分比为1%~5%的早强剂、2%~10%的减水剂、0.2%~1%的分散剂和1%~11%的其他表面活性剂依次加入反应装置。
10.一种墙体砌块制造方法,其特征在于,该制造方法包括以下步骤:
将按重量百分比为10%~90%的第一辅料、2%~15%的第二辅料和10%~30%的第三辅料加入搅拌装置进行搅拌;
将按重量百分比为0.1‰~1‰的墙体砌块强结剂与5%~20%的水混合均匀后,加入搅拌装置进行搅拌;
将搅拌均匀的混合料加入制砖装置进行加压成型;以及
将加压成型后的砖坯进行脱模并进行养生,即可制得墙体砌块。
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