CN103896524B - 一种利用人造石板废弃物生产蒸压砖的方法 - Google Patents

一种利用人造石板废弃物生产蒸压砖的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种利用人造石板废弃物生产蒸压砖的方法，（1）将人造石钙铝板废弃物和石英石板废弃物取出混合，过筛、压滤得人造石废弃物粉，压滤使其废弃物含水量在10%±5%；（2）按下列重量份比称取原料：40-60份的人造石废弃物粉、10-20份的水泥、1-5份的激发剂、5-10份的粉煤灰、0.015-0.03份的高效减水剂，加入搅拌机混合，加水5-11份搅匀得到混合物料；（3）将混合好的物料装入模具中，震动，20-30Mpa压力成型，蒸压釜内蒸压成型，养护，脱模，均化。本发明应用工业垃圾生产墙体材料，提高了蒸压砖的强度和韧性，达到了治理环境污染和废物综合高效利用的双重效果。

Description

一种利用人造石板废弃物生产蒸压砖的方法
技术领域
本发明涉及一种利用建筑废弃物生产蒸压砖的方法，属于建材技术和废弃物利用技术领域。
背景技术
人造石板作为一种符合国家可持续发展战略的新型健康环保产品，于上世纪80年代引入国内市场。我国的人造石板行业虽然起步较晚，但经过十多年的快速发展，已成为橱柜台面的首选材料。产业呈现出十分喜人的形势，培养起一个潜力巨大的消费市场，在市场规模和应用普及率方面都位居世界前列。据不完全统计，全国大大小小人造石板生产企业近千家，2010年全国人造石板企业的销货总额已超过120亿人民币，出口近2亿美元，已经成为新型装饰材料领域不可忽视的一个行业；为繁荣我国的装饰材料市场，改善人民的家居生活品质作出了重要的贡献。但与此同时也存在一些问题：小规模企业众多，产品质量良莠不齐；生产率和产品合格率较低，据不完全统计全国生产人造石板的企业一年所产生的废料是2000多万吨。
国家对产业结构调整、发展方式的改变、清洁生产、循环经济和资源综合利用高度重视。提高资源利用率，保护环境和改善环境，通过可行的技术方案，将人造石板废弃物再次利用，甚至变为可用资源代替天然资源的使用，达到节能减排的效果，又不造成二次污染，真正实现可持续性发展。
我国房屋建筑材料中70%是墙体材料，常用砖的种类有烧结普通粘土砖(实心砖)、烧结硅酸盐砖、灰砂砖等，其中粘土砖占据主导地位，生产粘土砖每年耗用粘土资源达14亿立方米，约相当于毁田120万亩，同时，我国每年生产粘土砖消耗约4000多万吨标准煤。传统建材粘土砖的生产不仅对土地资源造成了极大的破坏，严重威胁着粮食生产而且耗能巨大并造成严重的环境污染。为此，国家对墙体材料，提倡绿色、节能、环保、可持续发展等概念。所以，采用一种能耗低，强度高的非粘土墙体材料是一种必然。如果能合理地利用人造石废弃物，将其用于墙体材料的生产，不仅可以减轻对环境的污染，还可以降低墙体材料的生产成本，改善性能，将具有明显的社会效益。
对于废弃建筑物的利用现有技术中有，如用于制备蒸压砖但因废渣的不同，需要的添加成分不同，性能也差别很大。要么能耗较高，成本较高；要么相对强度较低。
由于人造石废弃物含有30%左右的树脂，一般树脂含有苯等化合物，而且这些有机物在自然环境中降解非常缓慢；废弃物中还含有一些碱性的无机添加物，重金属盐类等，这些化合物都会对环境产生严重的污染而且堆积占用了大量的土地。人造石加工的过程中需要湿磨，因此废弃物中含有大量的水分。由于废弃物中大量树脂和水分的存在，而且树脂燃烧产生的气体严重污染大气，因此对其无污染煅烧处理难以实现。人造石含水率高（一般在40%以上），但其表观含水少，难挥发，烘干困难是制约其工业化应用的根本原因，且其完全烘干后易出现颗粒团聚导致无法均匀分散，同时在烘干的过程中（70℃）树脂开始挥发出刺激性的气味，因此一般企业只能是不作处理任意排放、填埋。
发明内容
针对现有人造石板行业存在的废料浪费、污染环境以及制砖行业高能耗的问题，本发明提出了一种利用人造石板废弃物生产蒸压砖的方法，达到节能减排，废物利用的目的。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种利用人造石板废弃物生产蒸压砖的方法，包括步骤如下：
（1）将人造石钙铝板废弃物和石英石板废弃物取出混合，过筛、压滤得人造石废弃物粉，压滤使其废弃物含水量在10%±5%；
（2）按下列重量份比称取原料：40-60份的人造石废弃物粉、10-20份的水泥、1-5份的激发剂、5-10份的粉煤灰、0.015-0.03份的高效减水剂，加入搅拌机混合，加水5-11份搅匀得到混合物料；
（3）将混合好的物料装入模具中，震动，20-30Mpa压力成型，蒸压釜内蒸压成型，养护，脱模，均化。
上述方法中，所述的过筛为先用孔径为0.080mm的筛子过筛，筛余控制在12％-14％，再用孔径为0.20mm筛子过筛，筛余控制在小于1.0％，筛余是指不能通过筛子的物料。
人造石钙铝板废弃物和石英石板废弃物的重量比为30-40：50-60。所述的人造石钙铝板废弃物，其重量百分比组成如下（干基）：Al2O32.48%-2.50%；CaO39.05%-41.49%；MgO0.24%-0.30%；K2O0.08%-0.10%；Na2O0.15%-0.17%；杂质余量；其中杂质为石英石板废弃物中含有的树脂和水分。所述的石英石板废弃物，其重量百分比组成如下（干基）：SiO289.05%-90.18%；Al2O30.3%-0.4%；CaO1.95%-1.97%；MgO0.60%-0.67%；Fe2O30.55%-0.6%；K2O0.14%-0.17%；Na2O0.7%-0.9%；杂质余量；其中杂质为石英石板废弃物中含有的树脂和水分。
上述原料的重量份比优选：50份的人造石废弃物粉、15份的水泥、3份的激发剂、8份的粉煤灰、0.02份的高效减水剂。
所述水泥为早强型的普通硅酸盐42.5水泥。所述激发剂为聚丙烯酸和硫酸铝钾混合而成，质量比为10:1。所述粉煤灰为二级以上粉煤灰。所述高效减水剂为聚羧酸减水剂。
所述的蒸压成型：升压2.3h-4.5h，升至0.8MPa-1.5MPa，恒压6h-12h，自然降压，即得到成品。
所述的养护为将模具放入温度为30℃和湿度大于90%的养护箱中养护36小时；所述的养护均化为成型后的坯体在养护室中（温度20±3℃，相对湿度≥75%）养护均化10h-24h，使坯体具有初步强度，可避免后续工艺过程中出现掉边、掉角，甚至坯体破坏的情况，提高成品率。
本发明的有益效果是：
采用本发明，人造石废弃物中主要的成分是SiO2和CaO，这些成分与水泥、粉煤灰成分类似，在蒸压过程中通过激发剂的添加可以激发这些氧化物的活性，发挥了微晶核和微集料效应，填充于纤维与凝胶互相搭接形成的空间网络中，使固体凝胶和纤维成核结晶与长大，起到了基体的密实作用。另外在这些废弃物种含有部分树脂这些有机物虽然不会参与水化反应，但是可以与水化产物之间形成吸附作用，提高了蒸压砖的韧性。
人造石废弃物一般来自人造石后续加工过程中的打磨和抛光所产生的废料，这些废料一般的细度都在微米级，不需要破碎和长时间的粉磨，节约了能源。用人造石废弃物制备蒸压砖，能彻底处理掉人造石板废弃物，而且可以代替一部分天然原料，达到节能减排，废物利用的目的，避免了在高温处理过程中，树脂燃烧产生有毒的气体污染大气。激发剂和减水剂使废料中所含大量表面吸附水和间隙水充分释放，将其直接用于物料混合及坯体成型，不仅避免了重新烘干又重新加水造成的热能和水资源的浪费，同时大幅度提升废料消耗量，而且能保证其迅速均匀分散。
本发明的最大优势在于，原料经搅拌，成型，养护即可，降低了生产能耗和成本；本发明的优势还在于，人造石工业垃圾的大量应用，不仅降低环境负荷，墙体材料的制造成本，节省了大量建筑用材，保护耕地，而且达到了治理环境污染和废物综合高效利用的双重效果，促进了人造石工业和墙体材料工业的可持续发展。
具体实施方式
下面结合实施例进一步说明。
实施例1
（1）将人造石钙铝板废弃物和石英石板废弃物从沉淀池中抽出，得到的废弃物混合物用孔径为0.080mm的筛子过筛，筛余控制在12％，再用孔径为0.20mm筛子过筛，筛余控制在小于1.0％，筛余是指不能通过筛子的物料；压滤使其废弃物含水量在10%左右；
（2）取料混合成型：取上述60kg的人造石废弃物，15kg的水泥、以及4kg的激发剂，5kg的粉煤灰，0.02kg的高效减水剂，水7kg，加入轮碾式搅拌机轮碾混合10分钟，得到混合物料；
（3）将混合好的物料装入模具中，放入振动台上震动20秒，成型压力23Mpa；
（4）将装有混合物料的模具放入温度为30℃和湿度大于90%的养护箱中养护36小时脱模，成型后的坯体在养护室中（温度20±3℃，相对湿度≥75%）养护均化24h，使坯体具有初步强度。蒸压方案采用砖厂现有设备及工艺流程，即升压2.3h，1MPa，恒压10h，自然降压，即得到成品。
将本例制得的墙体材料通过蒸压法制得的墙体砖，通过测定，力学性能如下：
强度等级 抗压强度（Mpa） 抗折强度（Mpa）
Mu20国标 20 4
实测值 26.8 5.2
实施例2
（1）将人造石钙铝板废弃物和石英石板废弃物从沉淀池中抽出，得到的废弃物混合物用孔径为0.080mm的筛子过筛，筛余控制在12％，再用孔径为0.20mm筛子过筛，筛余控制在小于1.0％，筛余是指不能通过筛子的物料；压滤使其废弃物含水量在10%左右；
（2）取料混合成型：取上述40kg的人造石废弃物，20kg的水泥、以及2.5kg的激发剂，10kg的粉煤灰，0.03kg的高效减水剂，水10kg，加入轮碾式搅拌机轮碾混合10分钟，得到混合物料；
（3）将混合好的物料装入模具中，放入振动台上震动20秒、成型压力25Mpa；
（4）将装有混合物料的模具放入温度为30℃和湿度大于90%的养护箱中养护36小时脱模，成型后的坯体在养护室中（温度20±3℃，相对湿度≥75%）养护均化24h，使坯体具有初步强度。蒸压方案采用砖厂现有设备及工艺流程，即升压2.3h，1MPa，恒压10h，自然降压，即得到成品。
将本例制得的墙体材料通过蒸压法制得的墙体砖，通过测定，力学性能如下：
强度等级 抗压强度（Mpa） 抗折强度（Mpa）
Mu20国标 20 4
实测值 30.2 7.2
本实施例中制备的蒸压砖经检验各项指标完全符合国标(GB11945-1999)MU20一等品的强度指标。
本发明将人造石板废弃物再次利用，甚至变为可用资源代替天然资源的使用，达到节能减排的效果，又不造成二次污染，真正实现可持续性发展。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 (4)

1. 一种利用人造石板废弃物生产蒸压砖的方法，其特征是，包括步骤如下：
（1）将人造石钙铝板废弃物和石英石板废弃物取出混合，过筛、压滤得人造石废弃物粉，压滤使其废弃物含水量在 10%±5%；
（2）按下列重量份比称取原料：40-60 份的人造石废弃物粉、10-20 份的水泥、1-5 份的激发剂、5-10 份的粉煤灰、0.015-0.03 份的高效减水剂，加入搅拌机混合，加水 5-11 份搅匀得到混合物料；所述激发剂为聚丙烯酸和硫酸铝钾混合而成，质量比为 10:1，所述高效减水剂为聚羧酸减水剂；
（3）将混合好的物料装入模具中，震动，20-30Mpa 压力成型，蒸压釜内蒸压成型，所述的蒸压成型：升压 2.3h-4.5h，升至 0.8MPa-1.5MPa，恒压 6h-12h，自然降压；养护，脱模，均化；所述的养护为将模具放入温度为 30℃和湿度大于 90%的养护箱中养护 36 小时；所述的养护均化为成型后的坯体在养护室中，温度 20±3℃，相对湿度≥75%，养护均化 10h～24h。
2. 根据权利要求 1 所述的一种利用人造石板废弃物生产蒸压砖的方法，其特征是，所述的过筛为先用孔径为 0.080mm 的筛子过筛，筛余控制在 12％-14％，再用孔径为 0.20mm 筛子过筛，筛余控制在小于 1.0％，筛余是指不能通过筛子的物料。
3. 根据权利要求 1 所述的一种利用人造石板废弃物生产蒸压砖的方法，其特征是，人造石钙铝板废弃物和石英石板废弃物的重量比为 30-40：50-60。
4. 根据权利要求 1 所述的一种利用人造石板废弃物生产蒸压砖的方法，其特征是，原料的重量份比选：50 份的人造石废弃物粉、15 份的水泥、3 份的激发剂、8 份的粉煤灰、0.02份的高效减水剂。
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