CN105254324A

CN105254324A - 一种用建筑垃圾制作的加气蒸养构件及其制备方法

Info

Publication number: CN105254324A
Application number: CN201510634352.7A
Authority: CN
Inventors: 何相华
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-09-30
Filing date: 2015-09-30
Publication date: 2016-01-20

Abstract

本发明公开了一种用建筑垃圾制作的加气蒸养构件及其制备方法，所述加气蒸养构件，由以下重量百分比的原料组成：建筑垃圾粉76～90%、石灰粉0～8%、水溶性高分子化合物水溶液9.995～23.98%、发泡剂0.005～0.02%；所述建筑垃圾粉为废混凝土粉、废砖粉、废玻璃粉、废灰浆粉中的一种或几种；所述石灰粉为生石灰粉和熟石灰粉中的一种或两种；所述水溶性高分子化合物为聚乙烯醇、羟丙基甲基纤维素、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、海藻酸钠中的一种或几种，水溶性高分子化合物水溶液的重量百分比浓度为0.05～1%。本发明具有成本低、质量好、符合节能减排要求等优点。

Description

一种用建筑垃圾制作的加气蒸养构件及其制备方法

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，尤其涉及一种用建筑垃圾制作的加气蒸养构件及其制备方法。

背景技术

建筑垃圾指人们在从事拆迁、建设、装修、修缮等建筑业的生产活动中产生的渣土、废旧混凝土、废旧砖石及其他废弃物的统称。随着工业化、城市化进程的加速，建筑业也同时快速发展，相伴而产生的建筑垃圾日益增多，中国建筑垃圾的数量已占到城市垃圾总量的1/3以上。2014年我国产生建筑垃圾24亿吨，并呈逐年猛增之势，目前主要以露天堆放或填埋方式处理，这种处理方式占用了大量的土地，而且造成严重的环境污染，已严重危及到人类的生存，对建筑垃圾再利用是保护环境、节约资源的最好途径。然而我国目前建筑垃圾的再利用率仅5%左右，主要应用为：(1)作建筑物基础垫层或道路垫层，（2）经破碎后生产混凝土砌块砖、铺路砖等，（3）将废混凝土，废砖经粉碎、整形、过筛制成骨料替代砂石。第一种方法消耗量太少，对于巨量的建筑垃圾来说，是杯水车薪，而且要求采用高强度的建筑垃圾，第二种方法采用了水泥，且制成的砖质量差，只能用于要求低的场所，第三种方法是目前建筑垃圾的最大应用方式，但由建筑垃圾制成的骨料其性能远差于天然砂石，许多重要建筑物（如高速公路、高层建筑、桥梁等）不允许采用，限制了它的应用。

建筑使用能耗十分巨大，发展保温墙体材料以减少建筑围护结构的能量流失，是提高建筑能源利用效率的主要措施之一，保温墙体材料从用途上可分为砌块、砖和板材三大类，其中用量最大的是非烧结的混凝土砌块，主要有陶粒混凝土砌块、普通混凝土砌块、粉煤灰、砂、矿渣加气混凝土砌块，这些都需采用水泥，是高耗能、高污染产品。另外如申请号200720177788.9公开了一种浇灌插接式多排孔自保温砌块，申请号201120122142.7公开了一种将砌块结构设计成空腔，然后再填充绝热泡沫的技术，申请号200710000014.3公开了一种用蛀石板夹持聚苯板的砌块技术。这些专利文献介绍的保温砌块，要么安全性差（如采用聚苯等有机高分子材料的），要么结构工艺复杂、废料利用率低、成本高，限制了它们的应用。

发明内容

为了更好地解决建筑垃圾的再利用问题和建筑物能耗高的问题，本发明的目的是提供一种成本低、质量好、符合节能减排要求的用建筑垃圾制作的加气蒸养构件及其制备方法。

实现本发明目的采用的技术方案是：

本发明提供的用建筑垃圾制作的加气蒸养构件，由以下重量百分比的原料组成：

建筑垃圾粉76～90%、石灰粉0～8%、水溶性高分子化合物水溶液9.995～23.98%、发泡剂0.005～0.02%；

所述建筑垃圾粉为废混凝土粉、废砖粉、废玻璃粉、废灰浆粉中的一种或几种；

所述石灰粉为生石灰粉和熟石灰粉中的一种或两种，要求有效氧化钙或氢氧化钙含量大于70%；

所述水溶性高分子化合物为聚乙烯醇、羟丙基甲基纤维素、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、海藻酸钠中的一种或几种，水溶性高分子化合物水溶液的重量百分比浓度为0.05～1%。

所述构件包括砌块、砖、板材。

优选地，所述废砖粉为废水泥砖粉、废炉渣砖粉、废灰砂砖粉、废红砖粉、废瓷砖粉、废耐火砖粉中的一种或几种。

优选地，所述建筑垃圾粉和石灰粉的细度为粒径<0.1mm，200目筛筛余量不超过5%。

优选地，所述发泡剂为发气性发泡剂和引气性发泡剂中的一种。

优选地，所述发气性发泡剂为铝粉、铝粉膏和双氧水中的一种。

优选地，所述引气性发泡剂为三萜皂甙类引气剂、松香酸钠引气剂和烷基硫酸钠引气剂中的一种。

本发明提供的所述加气蒸养构件的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将所述高分子化合物溶于水，配制成重量百分比浓度为0.05～1%的水溶液；

步骤2，将所述建筑垃圾和生石灰粉碎，磨细至粒径<0.1mm，200目筛筛余量<5%，或者用熟石灰代替生石灰用100目～200目筛分取筛下物；

步骤3，按建筑垃圾粉76～90%、石灰粉0～8%、水溶性高分子化合物水溶液9.995～23.98%（折算成水溶液）、发泡剂0.005～0.02%的重量百分比称量好原料；

步骤4，将步骤3称量好的建筑垃圾粉、石灰粉和水溶性高分子化合物水溶液搅拌、压力成型制成砖坯；

步骤5，将步骤4制成的砖坯移送到蒸压釜中，在160℃～200℃下蒸压养护10～60分钟后，出釜、脱模、切割制成半熟砖坯；

步骤6，将步骤5制成的半熟砖坯再移送至蒸压釜，在180℃～210℃下蒸压养护2.5～8小时，再出釜养护2天以上，即得到成品加气蒸养构件（砌块、砖、板材等）。

蒸养水泥构件（如桩、管、电杆等）的强度高于自然养护混凝土的原因是CaO与SiO₂在水热条件下（最佳温度180℃～220℃），生成了托勃莫来石〔5CaO·6SiO₂·5H₂O〕，另还有C-S-H凝胶和水石榴石等水化产物，而常温养护混凝土只有C-S-H凝胶，而托勃莫来石的强度高于C-S-H凝胶。

建筑垃圾中的混凝土、水泥砖、炉渣砖、红砖、瓷砖、耐火砖、砂浆中都含CaO与SiO₂，玻璃中含有SiO₂，特别是废混凝土中含有16%以上（根据混凝土服务时间的长短有所不同）的未水化水泥以及氢氧化钙，还保持了原水泥的活性，本身就能产生强度，故对于废混凝土建筑垃圾，只需添加少量的CaO或不加CaO也能蒸养出一定强度的蒸养构件。

本发明中，石灰粉加入比例需要根据建筑垃圾的种类来决定，要形成托勃莫来石，配料克分子比（CaO/SiO₂）最好在0.75～0.95之间，如果建筑垃圾粉的80%以上为废混凝土粉，则只需加2%以下的石灰粉或不加石灰粉，因废混凝土本身还有16%以上的水泥未水化，未水化的水泥中含有钙源，即使是已水化的水泥中也含有适量的氢氧化钙；对于废玻璃粉，因不含钙源，要求加入石灰粉的比例较高，需8%左右；对于废红砖粉，废耐火砖粉和废瓷砖粉，因含钙源较少，需加入4～8%的石灰粉，一般的建筑垃圾是各种原料的混合物，只是比例不同而已，石灰中的氧化镁、氢氧化镁具有与石灰相近的作用，但性能比石灰差。

生石灰粉需由机械粉碎，遇水反应生成氢氧化钙，因生石灰在制砖过程中与水反应生成新鲜的氢氧化钙，活性强，故效果优于熟石灰，熟石灰由生石灰块加水消化而成，不需粉碎、成本低。

高分子化合物既可提高生砖坯强度，也可提高蒸压后砖坯的强度，且加入量少，成本低。

本发明方法中的蒸压温度、压力和蒸压时间，因托勃莫来石结晶理想的水热合成温度范围是180℃～220℃，温度高，结晶速度快，要求蒸压的时间短，温度低则相反，但温度高、则饱和蒸汽压力大，对蒸压釜的耐压要求高，故本发明采用180℃～210℃的蒸压温度，对应的压力为1.4MPa～1.90MPa，采用180℃的蒸压温度时，蒸压时间为8小时，190℃时为6小时，200℃时为4小时，210℃时为2.5～3小时。

本发明的有益效果：

相对于现有技术，本发明的优点如下：

1、制备的加气砌块密度700Kg/m³左右，导热系数≤0.16w/m·k,抗压强度≥5MPa，大于混凝土砌块国家标准。

2、基本上全部采用建筑垃圾，大大缓解了建筑垃圾填埋及处理的负担，变废为宝，符合节能减排要求。

3、采用建筑垃圾作原材料，解决了原材料的来源问题，降低了成本。

4、水溶性高分子化合物能提高初坯及产品强度，且具有稳定气泡的作用。

下面结合实施例进一步说明本发明的技术方案。

具体实施方式

实施例1

用建筑垃圾制作的加气蒸养构件，由下述重量百分比的原料制得：废混凝土粉90%、重量百分比浓度为0.5%的羟丙基甲基纤维素水溶液9.995%、铝粉0.005%。

所述加气蒸养构件的制备方法包括以下步骤：

1、将所述羟丙基甲基纤维素与水混合加热至100℃，制成重量百分比浓度为0.5%的羟丙基甲基纤维素水溶液；

2、将废混凝土磨细至粒径<0.1mm，200目筛筛余量<5%；

3、将所述原料按所述配比称料；

4、将称好的原料混合、搅拌、压力成型制成坯料；

5、将成型好的坯料移送至蒸压釜，在160℃下蒸养40分钟，出釜、脱模、切割；

6、将步骤5制成的坯料再移送至蒸压釜，在200℃下蒸养4小时，再出釜养护2天以上，即得到成品加气蒸养构件（砌块、砖、板材等）。

实施例2

用建筑垃圾制作的加气蒸养构件，由下述重量百分比的原料制得：废混凝土55%、废红砖粉21%、生石灰粉4%、重量百分比浓度为1%的聚乙烯醇水溶液19.99%、铝粉膏0.01%。

生石灰粉中有效氧化钙含量大于70%。

所述加气蒸养构件的制备方法，除了步骤2中将废混凝土和生石灰粉碎，磨细至粒径<0.1mm，200目筛筛余量<5%外，其余同实施例1。

实施例3

用建筑垃圾制作的加气蒸养构件，由下述重量百分比的原料制得：废红砖粉82%、熟石灰粉8%、重量百分比浓度为1%的聚丙烯酰胺水溶液9.99%、三萜皂甙引气剂0.01%。

熟石灰粉中有效氢氧化钙含量大于70%。

所述加气蒸养构件的制备方法，除了用熟石灰粉代替生石灰粉外，其余同实施例2。

实施例4

用建筑垃圾制作的加气蒸养构件，由下述重量百分比的原料制得：废炉渣砖粉38%、废瓷砖粉38%、生石灰粉5%、熟石灰粉3%、重量百分比浓度为1%的聚丙烯酰胺水溶液15.985%、松香酸钠引气剂0.015%。

生石灰粉中有效氧化钙含量大于70%，熟石灰粉中有效氢氧化钙含量大于70%。

所述加气蒸养构件的制备方法同实施例2。

实施例5

用建筑垃圾制作的加气蒸养构件，由下述重量百分比的原料制得：废混凝土粉25%、废红砖粉25%、废玻璃粉23%、熟石灰粉7%、重量百分比浓度为0.05%的聚丙烯酸钠水溶液23.98%、烷基硫酸钠引气剂0.02%。

熟石灰粉中有效氢氧化钙含量大于70%。

所述加气蒸养构件的制备方法同实施例2。

实施例6

用建筑垃圾制作的加气蒸养构件，由下述重量百分比的原料制得：废混凝土粉25%、废耐火砖粉25%、废灰浆粉24%、生石灰粉6%、重量百分比浓度为1%的海藻酸钠水溶液19.98%、双氧水0.02%。

生石灰粉中有效氧化钙含量大于70%。

所述加气蒸养构件的制备方法同实施例2。

各实施例的蒸压砖强度经有国家法定检测单位的检测，结果如下表所示：

由上表可见，本发明用建筑垃圾制作的加气蒸养构件的抗压强度达到了GB11968-2006中B06级加气混凝土砌块的要求，导热系数低、保温效果好。

以上实施例，仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部实施例，也不是用来限制本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均应落入本发明权利要求所保护的范围。

Claims

1.一种用建筑垃圾制作的加气蒸养构件，其特征是由以下重量百分比的原料组成：

2.根据权利要求1所述的用建筑垃圾制作的加气蒸养构件，其特征是所述构件为砌块、砖、板材。

3.根据权利要求1所述的用建筑垃圾制作的加气蒸养构件，其特征是所述废砖粉为废水泥砖粉、废炉渣砖粉、废灰砂砖粉、废红砖粉、废瓷砖粉、废耐火砖粉中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的用建筑垃圾制作的加气蒸养构件，其特征是所述建筑垃圾粉和石灰粉的细度为粒径<0.1mm，200目筛筛余量不超过5%。

5.根据权利要求1所述的用建筑垃圾制作的加气蒸养构件，其特征是所述发泡剂为发气性发泡剂和引气性发泡剂中的一种。

6.根据权利要求5所述的用建筑垃圾制作的加气蒸养构件，其特征是所述发气性发泡剂为铝粉、铝粉膏和双氧水中的一种。

7.根据权利要求5所述的用建筑垃圾制作的加气蒸养构件，其特征是所述引气性发泡剂为三萜皂甙类引气剂、松香酸钠引气剂和烷基硫酸钠引气剂中的一种。

8.一种如权利要求1所述加气蒸养构件的制备方法，其特征是包括以下步骤：

步骤3，按建筑垃圾粉76～90%、石灰粉0～8%、水溶性高分子化合物水溶液9.995～23.98%、发泡剂0.005～0.02%的重量百分比称量好原料；

步骤6，将步骤5制成的半熟砖坯再移送至蒸压釜，在180℃～210℃下蒸压养护2.5～8小时，再出釜养护2天以上，即得到成品加气蒸养构件。