CN102838301A - 一种废弃加气混凝土砌块活化的方法 - Google Patents

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崔崇
杨秀丽
崔晓昱
马海龙
江金国
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朱志萍
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Abstract

本发明涉及一种废弃加气混凝土砌块活化的方法。首先将废弃的加气混凝土砌块破碎为加气混凝土碎块；再对加气混凝土碎块煅烧，并降至室温；最后将以上处理后的加气混凝土碎块放入球磨机内进行球磨。活化处理后的废弃加气混凝土中的主要水化产物托贝莫来石水化硅酸钙为无定形态，具有很好的水解能力和反应能力。根据《GB/T 12957-2005用于水泥混合材工业废渣活性实验方法》规定，对活化后的废弃加气混凝土进行活性检验，数据表明，活化之后的加气混凝土具有火山灰质活性，28天抗压强度能达到标准水泥胶砂试块的90%左右。本发明解决了废弃加气混凝土砌块资源化再利用的问题，拓展了废弃加气混凝土砌块的应用方向。

Description

一种废弃加气混凝土砌块活化的方法
一、技术领域
本发明涉及无机固体废弃物资源化利用领域，特别是一种废弃加气混凝土砌块活化的方法。
二、背景技术
加气混凝土砌块自重轻，保温隔热性能良好，可作为节能建筑的墙体材料，已经成为各地新型建筑墙体市场的主导产品。但是其强度不高，造成生产过程中大量的砌块破损，一般加气混凝土砌块企业生产过程中的破损率达到5％～8％，加上出厂运输和工地使用过程中的破损，废品率可达10％左右，有的企业甚至达到15％，废弃加气混凝土砌块的再利用是广大加气混凝土砌块厂亟待解决的问题。
资料显示，仅江苏省加气混凝土砌块年产量已达到600万立方，企业数量达到40多家，随着加气混凝土砌块生产企业的增多，产量的增加，破损的废弃加气混凝土砌块数量也不断增加。许多企业已出现厂内废弃加气混凝土砌块堆积如山的局面。据调查，企业为处理这些废弃物，一般采用破碎后，做成粒子，以约40元/吨的价格卖给房屋施工企业做屋面保温层。但是加气混凝土粒子制作的屋面保温层仍存在许多应用问题，如保温效果不好，房屋维修不便，找坡层易破损，销售不畅，且大部分堆放在厂内，占地、污染环境。目前，加气混凝土砌块产品市场价一般为180元/m3，一个符合国家最低标准（15万m3/年）的加气混凝土砌块生产企业，将因10％的不合格率，年损失约210万元。企业经济损失巨大，严重影响企业的正常生产，若不尽快解决，将制约加气混凝土砌块行业的健康发展。
三、发明内容
本发明的目的是提供一种能够将废弃加气混凝土砌块资源化再利用、利用率高，并且活化处理后具有火山灰质活性的废弃加气混凝土砌块活化方法。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种废弃加气混凝土砌块活化的方法，包括以下步骤：
（1）将废弃的加气混凝土砌块破碎为加气混凝土碎块；
（2）对加气混凝土碎块进行煅烧，然后降温至室温；
（3）将以上处理后的加气混凝土碎块放入球磨机内进行球磨。
本发明与现有技术相比，其显著优点是：（1）将废弃的加气混凝土砌块在600～900℃煅烧，并保温0.5～1.5小时，进行煅烧活化处理后，托贝莫来石（水化硅酸钙）物相无定形化，具有很好的水解能力和反应能力；（2）已活化的废弃加气混凝土砌块根据《GB/T 12957-2005用于水泥混合材工业废渣活性实验方法》规定的用于水泥混合材料的工业废渣活性的试验材料与要求，及其潜在水硬性、火山灰活性和水泥28天抗压强度比定量实验的方法，进行活性检验。检验数据表明，通过活化之后的加气混凝土砌块具有火山灰质活性；（3）有效的解决了废弃加气混凝土砌块的资源化再利用的问题，且利用率高，既解决了废品堆放问题，又增加了附加产品的利益。
四附图说明
图1是本发明的废弃加气混凝土砌块水化产物托贝莫来石的晶体结构图。
图2是本发明的废弃加气混凝土砌块的SEM图。
图3是本发明的废弃加气混凝土砌块的DSC曲线图。
图4是本发明的废弃加气混凝土砌块不同活化温度活化后的XRD谱图。
图5是本发明的废弃加气混凝土砌块不同活化温度活化后的水溶液电导率图。
五具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
本发明废弃加气混凝土砌块活化的方法，包括以下步骤：
第一步：将废弃的加气混凝土砌块破碎为加气混凝土碎块，碎块大小为1cm～10cm；
第二步：对加气混凝土碎块进行煅烧，升温速度控制在10℃/min～30℃/min，煅烧温度为600℃～900℃，煅烧时间为0.5～1.5小时，然后风冷或自然冷却降温至室温；
第三步：将以上处理后的加气混凝土碎块放入球磨机内进行球磨，细度控制在180目筛余≤8%。
结晶态的托贝莫来石5CaO·6SiO2·5H2O是加气混凝土砌块的主要水化产物，具有层状结构特征，图1为托贝莫来石的晶体结构图。结合图2废弃加气混凝土砌块的SEM图，可以看见在加气混凝土砌块的孔洞内，存在大量的生长良好的结晶态的托贝莫来石。结晶态的托贝莫来石在常温下具有非常稳定的结构，不具备再水化的能力。本发明通过活化技术手段，对废弃加气混凝土砌块进行活化处理，活化后的废弃加气混凝土砌块中的主要水化产物托贝莫来石产生了分解，形成大量无定形活性物质，托贝莫来石中的氧化钙、二氧化硅处于活化状态，其结构处于无定形状态，使废弃的加气混凝土砌块具有一定的活性，可再进行再水化反应。
结合图3废弃加气混凝土砌块的DSC差热曲线，对加气混凝土砌块进行DSC差热分析，得出加气混凝土砌块的活化温度。在100℃～300℃有个比较宽泛的吸热峰，这是加气混凝土砌块的游离态的水和部分层间水的脱出。在750℃和825℃各有一个吸热峰，同时有质量损失，剩余的层间水全部脱出。在825℃过后有一个很强的放热峰，说明高于825℃产生了相变。
根据DSC差热曲线确定活化温度，活化后的样品进行XRD分析，XRD图谱见图4。从图4中可以看出在100℃的样品中托贝莫来石的特征衍射峰非常明显，活化温度在600℃的样品中托贝莫来石的特征衍射峰的强度有所减弱，活化温度在750℃的样品中托贝莫来石的特征衍射峰已经消失，最强的特征峰是SiO2的特征衍射峰。
对煅烧处理的样品进行离子电导率测定，溶液中的离子电导率随时间的变化规律反映出试样的水解能力和水化反应能力。将活化后的样品配成1g/L的水溶液，测定水溶液的电导率随时间的变化规律，图5为所测得的电导率曲线图。从图5中可以看出，100℃、500℃、600℃、900℃、1000℃这五条曲线基本相似，而750℃、825℃的曲线完全不同，在水化诱导期之后，电导率迅速下降，溶液中的离子浓度迅速减少，溶液中水化反应占主导。从溶液中离子电导率随时间的变化规律可知，在750℃～825℃的范围煅烧活化后的废弃加气混凝土砌块的活性最高，具有很强的再水化能力。
下面结合实施例对本发明做进一步详细的说明：
实施例1：本发明一种废弃加气混凝土砌块活化的方法，包括以下步骤：
（1）将废弃的加气混凝土砌块破碎为加气混凝土碎块，碎块大小为1cm～10cm；
（2）对加气混凝土碎块进行煅烧，升温速度控制在10℃/min～30℃/min，在600℃煅烧1.5小时，然后风冷或自然冷却降温至室温；
（3）将以上处理后的加气混凝土碎块放入球磨机内进行球磨，细度控制在180目筛余≤8%。
根据《GB/T 12957-2005用于水泥混合材工业废渣活性实验方法》规定的用于水泥混合材料的工业废渣活性的试验材料与要求，及其潜在水硬性、火山灰活性和水泥28天抗压强度比定量实验的方法，对在600℃煅烧活化的加气混凝土砌块进行活性检验。检验数据如下：
《GB/T 12957-2005用于水泥混合材工业废渣活性实验方法》规定，如果掺加30%火山灰质活性物质的试块的28天抗压强度大于未掺加火山灰活性物质的试块的抗压强度的65%，则认为该物质具有火山灰活性。检验数据表明，在600℃煅烧活化的加气混凝土砌块具有火山灰质活性。
实施例2：本发明一种废弃加气混凝土砌块活化的方法，包括以下步骤：
（1）将废弃的加气混凝土砌块破碎为加气混凝土碎块，碎块大小为1cm～10cm；
（2）对加气混凝土碎块进行煅烧，升温速度控制在10℃/min～30℃/min，在700℃煅烧1小时，然后风冷或自然冷却降温至室温；
（3）将以上处理后的加气混凝土碎块放入球磨机内进行球磨，细度控制在180目筛余≤8%。
根据《GB/T 12957-2005用于水泥混合材工业废渣活性实验方法》规定的用于水泥混合材料的工业废渣活性的试验材料与要求，及其潜在水硬性、火山灰活性和水泥28天抗压强度比定量实验的方法，对在700℃煅烧活化的加气混凝土砌块进行活性检验。检验数据如下：
Figure BDA00002095144200051
《GB/T 12957-2005用于水泥混合材工业废渣活性实验方法》规定，如果掺加30%火山灰质活性物质的试块的28天抗压强度大于未掺加火山灰活性物质的试块的抗压强度的65%，则认为该物质具有火山灰活性。检验数据表明，在700℃煅烧活化的加气混凝土砌块具有火山灰质活性。
实施例3：本发明一种废弃加气混凝土砌块活化的方法，包括以下步骤：
（1）将废弃的加气混凝土砌块破碎为加气混凝土碎块，碎块大小为1cm～10cm；
（2）对加气混凝土碎块进行煅烧，升温速度控制在10℃/min～30℃/min，在825℃煅烧45分钟，然后风冷或自然冷却降温至室温；
（3）将以上处理后的加气混凝土碎块放入球磨机内进行球磨，细度控制在180目筛余≤8%。
根据《GB/T 12957-2005用于水泥混合材工业废渣活性实验方法》规定的用于水泥混合材料的工业废渣活性的试验材料与要求，及其潜在水硬性、火山灰活性和水泥28天抗压强度比定量实验的方法，对在825℃煅烧活化的加气混凝土砌块进行活性检验。检验数据如下：
Figure BDA00002095144200061
《GB/T 12957-2005用于水泥混合材工业废渣活性实验方法》规定，如果掺加30%火山灰质活性物质的试块的28天抗压强度大于未掺加火山灰活性物质的试块的抗压强度的65%，则认为该物质具有火山灰活性。检验数据表明，在825℃煅烧活化的加气混凝土砌块具有火山灰质活性。
实施例4：本发明一种废弃加气混凝土砌块活化的方法，包括以下步骤：
（1）将废弃的加气混凝土砌块破碎为加气混凝土碎块，碎块大小为1cm～10cm；
（2）对加气混凝土碎块进行煅烧，升温速度控制在10℃/min～30℃/min，在900℃煅烧30分钟，然后风冷或自然冷却降温至室温；
（3）将以上处理后的加气混凝土碎块放入球磨机内进行球磨，细度控制在180目筛余≤8%。
根据《GB/T 12957-2005用于水泥混合材工业废渣活性实验方法》规定的用于水泥混合材料的工业废渣活性的试验材料与要求，及其潜在水硬性、火山灰活性和水泥28天抗压强度比定量实验的方法，对在900℃煅烧活化的加气混凝土砌块进行活性检验。检验数据如下：
Figure BDA00002095144200062
《GB/T 12957-2005用于水泥混合材工业废渣活性实验方法》规定，如果掺加30%火山灰质活性物质的试块的28天抗压强度大于未掺加火山灰活性物质的试块的抗压强度的65%，则认为该物质具有火山灰活性。检验数据表明，在900℃煅烧活化的加气混凝土砌块具有火山灰质活性。

Claims (7)

1.一种废弃加气混凝土砌块活化的方法，其特征在于包括以下步骤：
第一步：将废弃的加气混凝土砌块破碎为加气混凝土碎块； 
第二步：对加气混凝土碎块进行煅烧，然后降温至室温；
第三步：将以上处理后的加气混凝土碎块放入球磨机内进行球磨。
2.根据权利要求1所述的一种废弃加气混凝土砌块活化的方法，其特征在于所述的加气混凝土碎块大小为1cm～10cm。
3.根据权利要求1所述的一种废弃加气混凝土砌块活化的方法，其特征在于所述的煅烧升温速度为10℃/min～30℃/min。
4.根据权利要求1所述的一种废弃加气混凝土砌块活化的方法，其特征在于所述的煅烧温度为600℃～900℃。
5.根据权利要求1所述的一种废弃加气混凝土砌块活化的方法，其特征在于所述的煅烧时间为0.5～1.5小时。
6.根据权利要求1所述的一种废弃加气混凝土砌块活化的方法，其特征在于所述的降温方式采用风冷或自然冷却降温。
7.根据权利要求1所述的一种废弃加气混凝土砌块活化的方法，其特征在于所述球磨的细度控制在180目筛余≤8%。
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