CN105645897A

CN105645897A - 一种绿色环保免烧砖及其制备方法

Info

Publication number: CN105645897A
Application number: CN201510891703.2A
Authority: CN
Inventors: 张士峰; 孙化昌; 刘亭; 任长亮; 孟祥猛
Original assignee: SHANDONG GAOTANG TIANQI HYDRAULIC MACHINERY CO Ltd
Current assignee: SHANDONG GAOTANG TIANQI HYDRAULIC MACHINERY CO Ltd
Priority date: 2015-12-04
Filing date: 2015-12-04
Publication date: 2016-06-08

Abstract

本发明涉及一种绿色环保免烧砖，免烧砖的原料重量百分比如下：建筑垃圾40-60％，磷石膏10-30％，煤渣5-20％，粉煤灰5-15％，水泥5-15％，水5-10％，氟硅酸钠0.01％，防冻剂2％，本发明通过原料合理调配及养护，形成了高强度、抗冻融、低成本的绿色环保免烧砖，同时满足建筑民房、楼房的承重墙和高层框架楼体填充的需求，是一种生产简便、使用方便、用途广泛的绿色环保新型墙体材料。

Description

一种绿色环保免烧砖及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种绿色环保免烧砖及其制备方法，属于废弃物资源综合利用及新型建材技术领域。

背景技术

各种免烧砖机代替传统土砖烧制，虽然在制作技术及原料配比上取得了一定成果，但是配比不精确及制作不科学造成的“***工程”还比比皆是，原料及工艺复杂导致建筑成本居高不下。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。在世界高速发展的今天，房屋拆迁改建留下的建筑垃圾以及工业发展过程中产生的大量工业废料，占压土地污染环境。尤其发展中国家，工艺落后造成资源损失和环境破坏严重。

磷石膏生产高浓度磷复肥时产生的一种工业副产石膏，主要成分是二水硫酸钙(CaSO4·2H2O)，2010年来产生量很大4000-7000万吨/年；长期以来没有得到很好应用，目前综合利用率仅10％左右，年利用量在400～500万吨。利用率严重不足。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种绿色环保免烧砖及其制备方法，该免烧砖利用建筑垃圾、磷石膏、粉煤灰、煤渣、水泥为主要原料，经过反应合成制得，具有成本低廉、环保节能、抗压防火、阻热保温、抗震性强。

本发明的技术方案如下：

一种绿色环保免烧砖，所述免烧砖的原料重量百分比如下：建筑垃圾40-60％，磷石膏10-30％，煤渣5-20％，粉煤灰5-15％，水泥5-15％，水5-10％，氟硅酸钠0.01％，防冻剂2％，各组分重量百分比之和为100％。

本发明优选的，所述的建筑垃圾主要组成成分为混凝土块、碎石块、砖瓦碎块、沥青块、废旧砖石、废砂浆，建筑垃圾的粒径小于等于10mm，为拆迁、建设等建筑业的生产活动中产生的废渣。本发明使用的建筑垃圾取自高唐县南五里村拆迁现场。

本发明优选的，所述的磷石膏主要成分是二水硫酸钙(CaSO₄·2H₂O)，为磷酸或者磷肥工业以及合成洗涤剂产业排放的工业废渣。本发明使用的磷石膏取自山东吉地尔(集团)有限公司。

本发明优选的，煤渣的化学成分为SiO₂40-50％、Al₂O₃30-35％、Fe₂O₃4-20％、CaO1-5％及少量镁、硫、碳。本发明使用的煤渣取自山东时风热电厂。工业固体废物的一种，火力发电厂、工业和民用锅炉及其他设备燃煤排出的废渣，又称炉渣。

本发明优选的，粉煤灰中各组分含量SiO243-56％、Al2O320-32％、Fe2O34-10％、CaO1.5-5.5％、MgO0.6-2.0％、Na2O·K201.0-2.5％、SO30.3-1.5％。为从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。本发明使用的粉煤灰取自山东时风热电厂。

本发明优选的，所述的水泥为普通硅酸盐水泥，标号为325。

本发明优选的，防冻剂为亚硝酸钠、亚硝酸钙、三乙醇胺、氯化钠、氯化钙、尿素或氯盐阻锈剂。

本发明原料的选取，粉煤灰，炉渣工业废渣含有较高的氧化硅，氧化铝，氧化铁，经原料混合配比后，充分水化形成硅、铝型玻璃体，这种玻璃体与水化后的氧化钙化合，产生化学反应，化学反应中的水化硅(铝)酸钙是一种胶状玻璃体，随时间的延续反应，逐渐凝固，形成一种高强度的网络结构，将破碎后的建筑垃圾中的砖块瓦块等骨料紧紧的连接在一起，本发明通过原料合理调配及养护，形成了高强度、抗冻融、低成本的绿色环保免烧砖。

本发明优选的，所述免烧砖的原料重量百分比如下：

建筑垃圾50-58％，磷石膏10-15％，煤渣5-10％，粉煤灰5-10％，水泥5-10％，水8-10％，氟硅酸钠0.01％，防冻剂2％，各组分重量百分比之和为100％。

本发明的绿色环保免烧砖，按国家标准GB/T2542-2012规定的方法，对绿色环保免烧砖进行检测，检测结果如下：

1、抗压强度：

平均值15.1Mpa，单块最小值12.9Mpa，单项评定：合格

2、抗折强度

平均值2.7Mpa，单块最小值2.5Mpa，单项评定：合格

3、抗冻性

冻后强度平均值12.4Mpa，质量损失单块值0.5％，单项评定：合格

综合结论：依据JC239-2001标准监测该产品合格品性能指标的要求，其强度等级为MU10。

上述绿色环保免烧砖的制备方法，包括步骤如下：

(1)将建筑垃圾、煤渣、磷石膏分别预处理，得预处理后的建筑垃圾、煤渣、磷石膏；

(2)将粉碎后的建筑垃圾、煤渣、磷石膏与粉煤灰、水泥、水、氟硅酸钠、防冻剂按比例混合搅拌均匀，得混合物料；

(3)将混合物料在振动和压力的双重作用下，制得砖坯；

(4)将砖坯行码垛自然养护，或直接放入蒸养棚中进行进行码垛低压蒸养一天，放置20-28天即得。

本发明优选的，所述的自然养护为将制得的砖坯送到堆放区进行码垛，码放好的砖坯，8-12小时后进行洒水养护，每3-5h养护一次，砖坯养护期间，保持砖体湿润，养护7-10d后自然放置。

本发明优选的，所述的低压蒸养包括预热、升温、恒温和降温四个阶段，所述的预热温度为30～50℃，预热时间12-16h，预热后通入80～90℃的蒸汽1.0-1.5h进行升温处理，恒温90～92℃保持3-6h，恒温后进行降温处理，降温速率为每30mim的降温6-8摄氏度，降至常温。

本发明的预热烘干可以使砖坯中的自由水逐渐脱去，坯体颗粒彼此紧缩靠拢，可消除或减少水分急剧蒸发引起的热膨胀破坏作用。以保证砖坯不致遭到蒸汽破坏为前提，升温时间应尽量缩短，一般向养护室内送入蒸汽1.0-1.5h即可。恒温是坯体发生水化和水热合成而使强度增加的主要阶段。随着恒温时间的延长。水化产物越来越多，强度的增加也越来越快、但到一定时间后，强度增加趋于平缓，一般来说，在95-100摄氏度条件下，春季、秋季恒温时间为8h，夏季为7h，冬季为10h，。降温要严格控制降温速度，每30mim的降温不宜超过10摄氏度，养护室内外的温度差不大于30摄氏度。不能随意打开养护室门，采取快速降温，否则将导致砖体表里之间产生温差应力，使表面受拉，产生微裂纹。

本发明优选的，建筑垃圾预处理具体为：先将收集得到的建筑垃圾去除建筑垃圾中的杂物；然后进行粗破碎，通过磁选去除粗破碎后的建筑垃圾中的铁质物，对去除铁质物后的建筑垃圾进行细破碎，通过磁选去除细破碎后的建筑垃圾中的铁质物，之后通过风选去除建筑垃圾中的轻质物，去除铁质物和轻质物的建筑垃圾进行粉碎至粒径小于等于10mm，得到预处理后的建筑垃圾。

本发明优选的，所述煤渣的预处理具体为：通过磁选去除煤渣的铁质物，进行粉碎至粒径小于等于10mm，得到预处理后的煤渣。

本发明优选的，预处理后的建筑垃圾、煤渣、磷石膏的粒径为小于10mm。

本发明优选的，步骤(3)中，振动频率为4000-5000Hz，振动时间3-4S，***压力为10-15Mpa。

本发明达到的效果及优点如下：

(1)本发明通过原料合理调配及养护，形成了高强度、抗冻融、低成本的绿色环保免烧砖，原料混合配比后，充分水化形成硅、铝型玻璃体，这种玻璃体与水化后的氧化钙化合，产生化学反应，化学反应中的水化硅(铝)酸钙是一种胶状玻璃体，随时间的延续反应，逐渐凝固，形成一种高强度的网络结构，将破碎后的建筑垃圾中的砖块瓦块等骨料紧紧的连接在一起。

(2)本发明的制备方法在机械的震动和压力双重作用下，生产出各种规格的抗压抗折强度高，重量比相同尺寸同类产品轻便，阻热保温的砖体。同时满足建筑民房、楼房的承重墙和高层框架楼体填充的需求，是一种生产简便、使用方便、用途广泛的绿色环保新型墙体材料。

(3)本发明利用工业废料和建筑垃圾生产，原料广泛低廉，可直接码垛，占地少，周期短，且在整个制作过程中无任何污染物排放，一经推广，将对全球的水土资源保护和生活环境改善起到积极作用。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

实施例1

一种绿色环保免烧砖，所述免烧砖的原料重量百分比如下：

建筑垃圾58％，磷石膏12％，煤渣8％，粉煤灰9％，水泥7.99％，水9％，氟硅酸钠0.01％，防冻剂2％。

制备方法，步骤如下：

(1)建筑垃圾预处理：先将收集得到的建筑垃圾去除建筑垃圾中的杂物；然后进行粗破碎，通过磁选去除粗破碎后的建筑垃圾中的铁质物，对去除铁质物后的建筑垃圾进行细破碎，通过磁选去除细破碎后的建筑垃圾中的铁质物，之后通过风选去除建筑垃圾中的轻质物，去除铁质物和轻质物的建筑垃圾进行粉碎至粒径小于等于10mm，得到预处理后的建筑垃圾。

煤渣预处理：通过磁选去除煤渣的铁质物，进行粉碎至粒径小于等于10mm，得到预处理后的煤渣。

(3)将混合物料在振动和压力的双重作用下，制得砖坯；振动频率为4500Hz，振动时间4S，***压力为12Mpa。

(4)将砖坯直接放入蒸养棚中进行低压蒸养一天，所述的低压蒸养包括预热、升温、恒温和降温四个阶段，所述的预热温度为35℃，预热时间16h，预热后通入85℃的蒸汽1.5h进行升温处理，恒温90℃保持6h，恒温后进行降温处理，降温速率为每30mim的降温6-8摄氏度，降至常温。

对比例1

一种绿色环保免烧砖，所述免烧砖的原料重量百分比如下：

建筑垃圾58％，磷石膏12％，煤渣17％，水泥7.99％，水9％，氟硅酸钠0.01％，防冻剂2％。

对比例2

一种绿色环保免烧砖，所述免烧砖的原料重量百分比如下：

建筑垃圾58％，磷石膏12％，粉煤灰17％，水泥7.99％，水9％，氟硅酸钠0.01％，防冻剂2％。

实施例及对比例1-2制得免烧砖的性能对比如下：

Claims

1.一种绿色环保免烧砖，所述免烧砖的原料重量百分比如下：建筑垃圾40-60％，磷石膏10-30％，煤渣5-20％，粉煤灰5-15％，水泥5-15％，水5-10％，氟硅酸钠0.01％，防冻剂2％，各组分重量百分比之和为100％。

2.根据权利要求1所述的绿色环保免烧砖，其特征在于，所述的建筑垃圾主要组成成分为混凝土块、碎石块、砖瓦碎块、沥青块、废旧砖石、废砂浆，建筑垃圾的粒径小于等于10mm，所述的磷石膏主要成分是二水硫酸钙(CaSO₄·2H₂O)，为磷酸或者磷肥工业以及合成洗涤剂产业排放的工业废渣，煤渣的化学成分为SiO₂40-50％、Al₂O₃30-35％、Fe₂O₃4-20％、CaO1-5％及少量镁、硫、碳。

3.根据权利要求1所述的绿色环保免烧砖，其特征在于，粉煤灰中各组分含量SiO243-56％、Al2O320-32％、Fe2O34-10％、CaO1.5-5.5％、MgO0.6-2.0％、Na2O·K201.0-2.5％、SO30.3-1.5％，所述的水泥为普通硅酸盐水泥，标号为325。

4.根据权利要求1所述的绿色环保免烧砖，其特征在于，防冻剂为亚硝酸钠、亚硝酸钙、三乙醇胺、氯化钠、氯化钙、尿素或氯盐阻锈剂。

5.根据权利要求1所述的绿色环保免烧砖，其特征在于，所述免烧砖的原料重量百分比如下：

6.权利要求1所述的绿色环保免烧砖的制备方法，包括步骤如下：

(3)将混合物料在振动和压力的双重作用下，制得砖坯；

7.根据权利要求6所述的绿色环保免烧砖的制备方法，其特征在于，所述的自然养护为将制得的砖坯送到堆放区进行码垛，码放好的砖坯，8-12小时后进行洒水养护，每3-5h养护一次，砖坯养护期间，保持砖体湿润，养护7-10d后自然放置。

8.根据权利要求6所述的绿色环保免烧砖的制备方法，其特征在于，所述的低压蒸养包括预热、升温、恒温和降温四个阶段，所述的预热温度为30～50℃，预热时间12-16h，预热后通入80～90℃的蒸汽1.0-1.5h进行升温处理，恒温90～92℃保持3-6h，恒温后进行降温处理，降温速率为每30mim的降温6-8摄氏度，降至常温。

9.根据权利要求6所述的绿色环保免烧砖的制备方法，其特征在于，建筑垃圾预处理具体为：先将收集得到的建筑垃圾去除建筑垃圾中的杂物；然后进行粗破碎，通过磁选去除粗破碎后的建筑垃圾中的铁质物，对去除铁质物后的建筑垃圾进行细破碎，通过磁选去除细破碎后的建筑垃圾中的铁质物，之后通过风选去除建筑垃圾中的轻质物，去除铁质物和轻质物的建筑垃圾进行粉碎至粒径小于等于10mm，得到预处理后的建筑垃圾，所述煤渣的预处理具体为：通过磁选去除煤渣的铁质物，进行粉碎至粒径小于等于10mm，得到预处理后的煤渣，预处理后的建筑垃圾、煤渣、磷石膏的粒径为小于10mm。

10.根据权利要求6所述的绿色环保免烧砖的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，振动频率为4000-5000Hz，振动时间3-4S，***压力为10-15Mpa。