CN109020318B - 利用建筑垃圾冗余土的免烧实心砖及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及利用建筑废料的免烧实心砖技术领域，公开了一种利用建筑垃圾冗余土的免烧实心砖及其制备方法。本发明包括以下重量份数的原料组分：包括以下重量份数的原料组分：水泥5‑20份，建筑垃圾冗余土70‑90份，水5‑13份，其中建筑垃圾冗余土包括以下重量份数的原料组分：废弃砖瓦50‑70份，废弃混凝土10‑20份，废砂浆10‑20份和渣土5‑10份。本发明使用含泥量高的建筑垃圾原料，对原料破碎粒径要求较低，制备成本低，制备产品抗压强度好。
Description
技术领域
本发明涉及利用建筑废料的免烧实心砖技术领域，特别是涉及一种利用建筑垃圾冗余土的免烧实心砖及其制备方法。
背景技术
免烧砖是一种不经高温煅烧制作而成的一种新型墙体材料，通常以粉煤灰、煤渣、煤矸石、尾矿渣、化工渣或者天然砂、海涂泥中的一种或几种作为主要原料，这种传统的免烧砖，抗压强度好，但是制备成本高。
近些年来，由于大量建筑垃圾的产生，其再利用已经成为了研究热点。目前已有的将建筑垃圾废料应用到免烧实心砖中的方法，所应用的建筑垃圾主要是废弃混凝土再生骨料，对于其余种类的建筑垃圾，如废弃砖瓦、废砂浆、以及渣土等并没有相关的应用研究。
建筑垃圾经过除土工艺处理后的再生材料为冗余土，冗余土占建筑垃圾总量的20-30％，但是由于冗余土中的含泥量一般在10-30％，其余成分为废红砖、废混凝土、废砂浆及少量杂质，采用现有的含建筑垃圾的免烧砖的制作方法制得的实心砖强度较低，无法达到相关的实心砖性能要求；冗余土的高含泥量限制了其在资源再利用中的使用；而且现有的制备方法采用的大多是建筑垃圾除土后的二级甚至三级处理粉料，要求的粉料粒径可低至0.5mm左右，对建筑垃圾的利用率低。
发明内容
本发明提供一种使用含泥量高的建筑垃圾原料，对原料破碎粒径要求较低，制备成本低，制备产品抗压强度好的利用建筑垃圾冗余土的免烧实心砖及其制备方法。
解决的技术问题是：现有建筑垃圾在免烧砖中的应用主要是废弃混凝土，其余废料由于强度低含泥量高，通常不被应用在免烧砖中，其余种类的建筑垃圾无法得到有效的回收再利用，无法解决其带来的严重的环境负担，造成了严重的材料浪费；现有的建筑垃圾的应用粒径要求较低，较大粒径的冗余土无法直接应用，对原料处理要求较高。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明利用建筑垃圾冗余土的免烧实心砖，包括以下重量份数的原料组分：水泥5-20份，建筑垃圾冗余土70-90份，水5-13份，其中建筑垃圾冗余土包括以下重量份数的原料组分：废弃砖瓦50-70份，废弃混凝土10-20份，废砂浆10-20份和渣土5-10份。
本发明利用建筑垃圾冗余土的免烧实心砖，进一步的，所述建筑垃圾冗余土的含泥量为10-20％，含水率为3-10％。
本发明利用建筑垃圾冗余土的免烧实心砖，进一步的，所述废弃砖瓦的粒径不大于10mm，其中粒径4.75mm以上的原料质量占废弃砖瓦总质量的比例不小于50％。
本发明利用建筑垃圾冗余土的免烧实心砖，进一步的，所述废弃混凝土的粒径不大于10mm，其中粒径4.75mm以上的原料质量占废弃混凝土总质量的比例不小于30％。
本发明利用建筑垃圾冗余土的免烧实心砖，进一步的，所述废砂浆的粒径不大于10mm，其中粒径2.36mm以下的原料质量占废砂浆总质量的比例不大于30％。
本发明利用建筑垃圾冗余土的免烧实心砖，进一步的，所述渣土的粒径不大于2.36mm，其中粒径0.075mm以下的原料质量占渣土总质量的比例不小于60％。
本发明利用建筑垃圾冗余土的免烧实心砖，进一步的，所述废弃砖瓦的压碎值小于50.0％，废弃混凝土的压碎值小于15.0％，废砂浆的压碎值小于50.0％。
本发明利用建筑垃圾冗余土的免烧实心砖的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、原料分拣：将建筑垃圾原料进行分拣，将其中的粒径大于100mm的废弃砖瓦，废弃混凝土，废砂浆和粒径小于100mm的渣土进行分类整理；
步骤二、原料破碎：将步骤一得到的建筑垃圾分别进行破碎，并过筛，分别得到粒径不大于10mm的废砖瓦骨料、废混凝土骨料和废砂浆骨料，以及粒径不大于2.36mm的渣土；
步骤三、备料：按照以下重量份数进行备料：
水泥5-20份，建筑垃圾冗余土70-90份，水5-13份，其中建筑垃圾冗余土包括以下重量份数的原料组分：废弃砖瓦50-70份，废弃混凝土10-20份，废砂浆10-20份和渣土5-10份
步骤四、实心砖成型：将步骤三称取的原料混合，搅拌均匀后，压制成型；
步骤五、养护：将制得的实心砖进行养护。
本发明利用建筑垃圾冗余土的免烧实心砖的制备方法，进一步的，步骤四中采用制砖机进行实心砖的压制成型，制砖机的激振力为50-58kn，振幅为2-3mm，振动频率为72次/分钟。
本发明利用建筑垃圾冗余土的免烧实心砖及其制备方法与现有技术相比，具有如下有益效果：
本发明利用建筑垃圾冗余土的免烧实心砖通过严格筛选各种建筑垃圾的粒径，并控制各组分建筑垃圾之间的配比组分，将含泥量10-20％，含水率3-10％的冗余土用于制作免烧砖，制得抗压强度等级满足MU5.0-MU10.0的免烧实心砖，并且制备的过程中没有使用任何其余的外加剂，制备成本低。
本发明利用到的建筑垃圾种类包括废砖瓦、废混凝土、废砂浆、渣土等，建筑废料的利用范围广，可以较大程度的解决多种类建筑垃圾给环境带来的负担；而且使用的是建筑垃圾破碎后的冗余土，生产的实心砖容重轻、保温性能好、强度高、吸水率小、软化性能好，可达到国家建筑用砖的标准，而且绿色、环保、无污染，实现了建筑垃圾的资源化再利用，具有较大的经济效益和社会效益。
本发明的建筑垃圾冗余土中含泥量10-20％，除此之外还含有大量的废红砖、废混凝土、废砂浆、细砂和渣土，红砖容重轻、保温性能好，可有效降低实心砖的容重，提高其保温性能；细砂可有效的填充冗余土的颗粒级配，提高实心砖的强度和密实度；适量的渣土能有效的填充实心砖的空隙，在压制过程中形成一定的板结效果。
本发明直接利用建筑垃圾破碎后的冗余土，粒径不超过10mm，属于强度相对较小的材料，破碎后筛选分级即可，制备过程简单易操作，可控性强，制得的产品性能稳定。
具体实施方式
制备实施例
本发明利用建筑垃圾冗余土的免烧实心砖采用下述方法制备而成，包括以下步骤：
步骤一、原料分拣：将建筑垃圾原料进行分拣，将粒径大于10mm的废弃砖瓦，废弃混凝土，废砂浆和粒径小于100mm的渣土进行分类整理；
步骤二、原料破碎：将步骤一得到的建筑垃圾分别进行破碎，并过筛，分别得到粒径不大于10mm的废砖瓦骨料、废混凝土骨料和废砂浆骨料，以及粒径不大于2.36mm的渣土；
步骤三、备料：按照表1和表2所示重量份数进行备料：
步骤四、实心砖成型：将步骤三称取的原料混合，搅拌均匀后，采用制砖机进行实心砖的压制成型，制砖机的激振力为50-58kn，振幅为2-3mm，振动频率为72次/分钟；
步骤五、养护：将制得的实心砖进行养护，具体的养护方式为先进行1-7天的热蒸养护，7天后进行自热养护。
水泥5-20份，建筑垃圾冗余土70-90份，水5-13份，其中建筑垃圾冗余土包括以下重量份数的原料组分：废弃砖瓦50-70份，废弃混凝土10-20份，废砂浆10-20份和渣土5-10份。
表1制备实施例中各原料组分的重量份数
表2制备实施例中建筑垃圾冗余土的具体组分及重量份数
| 重量份数(份) | 制备例1 | 制备例2 | 制备例3 | 制备例4 | 制备例5 |
| 废弃砖瓦 | 70 | 50 | 65 | 55 | 60 |
| 废弃混凝土 | 13 | 20 | 17 | 15 | 10 |
| 废砂浆 | 10 | 12 | 15 | 20 | 17 |
| 渣土 | 5 | 10 | 8 | 6 | 7 |
将制备实施例制备得到是免烧实心砖按照JG/T 505-2016“建筑垃圾再生骨料实心砖”中规定的相关试验方法进行基本的性能检测，具体的检测结果如表3所示。
表3制备实施例制得的免烧实心砖的性能测试结果
| 制备例1 | 制备例2 | 制备例3 | 制备例4 | 制备例5 | |
| 容重kg/m<sup>3</sup> | 1568 | 1576 | 1575 | 1623 | 1648 |
| 抗压强度等级 | MU5 | MU7.5 | MU10 | MU10 | MU10 |
| 吸水率％ | 14.9 | 14.2 | 12.9 | 14.8 | 13.5 |
| 软化系数 | 0.75 | 0.77 | 0.74 | 0.72 | 0.78 |
同类型的实心砖产品，应用到废弃砖料和废弃混凝土，其产品的平均抗压强度为8.8MPa，而吸水率则高达22％，采用本发明上述制备实施例所述方法制备得到的免烧实心砖，由表3可知，其容重在1550-1650kg/m3，抗压强度等级为MU5.0-MU10.0，软化系数为0.72-0.78，各项性能指标均满足JG/T 505-2016“建筑垃圾再生骨料实心砖”中的相关规定，而吸水率为12.0-15.0％，远低于现有类似产品。
本发明通过严格筛选各种建筑垃圾的粒径，并控制各组分建筑垃圾之间的配比组分，将含泥量10-20％，含水率3-10％的冗余土用于制作免烧砖，制得抗压强度等级满足MU5.0-MU10.0的免烧实心砖，并且制备的过程中没有使用任何其余的外加剂，制备成本低。
对比实施例
以制备实施例3为对照组，设置对比试验组，对比试验组1和2采用以下方法制备免烧砖：
(1)原料分拣：将建筑垃圾进行分类整理，废弃砖瓦，废弃混凝土，废砂浆和渣土按照一定比例进行混合，原料混合的比例与对照组各废料组分之间的比例相同；
(2)将上述各种类的建筑废料混合后统一破碎，然后过筛，对比试验组1-1和1-2分别选取粒径不大于0.25mm和不大于4mm的再生料，来替代对照组中的建筑垃圾冗余土；其中选择的0.25mm和4mm的两个粒径要求，参考了现有技术中，较为常见的再生骨料的粒径要求；
(3)称取步骤(2)得到的再生料，与水泥和水混合，混合比例，与对照组相同；
(4)压制成型并养护，具体操作和参数控制，与对照组相同。
将对比试验组1和2制得的实心砖按照JG/T 505-2016“建筑垃圾再生骨料实心砖”中规定的相关试验方法进行基本的性能检测，具体的检测结果如表4所示。
表4制备实施例制得的免烧实心砖的性能测试结果
| 制备例3 | 试验组1 | 试验组2 | |
| 容重kg/m<sup>3</sup> | 1575 | 1528 | 1578 |
| 抗压强度等级 | MU10 | MU5 | MU5 |
| 吸水率％ | 12.9 | 21.8 | 19.6 |
| 软化系数 | 0.74 | 0.55 | 0.62 |
由表4可知，试验组制得的实心砖抗压强度明显低于本发明的对照组，其抗压强度等级MU5，而且吸水率高达21.8％，说明各种类建筑垃圾的混合使用，需要明确按照本发明记载的组分配比和各组分的粒径要求进行混合，制得的实心砖产品抗压强度和吸水率才能达到国家标准用砖的要求，而对照试验组中统一破碎的方式，虽然可以控制各种类的原料配比，但是无法准确控制建筑垃圾冗余土中各组分的比例关系，具有很大的不确定性，而这种不确定性，极大程度的影响了产品的抗压强度、吸水率等性能指标，也进一步说明了，本发明限定的各组分的配比和粒径要求，直接决定了产品具有较好的抗压强度和吸水率。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (4)
1.利用建筑垃圾冗余土的免烧实心砖，其特征在于：包括以下重量份数的原料组分：水泥5-20份，建筑垃圾冗余土70-90份，水5-13份，其中建筑垃圾冗余土包括以下重量份数的原料组分：废弃砖瓦50-70份，废弃混凝土10-20份，废砂浆10-20份和渣土5-10份，所述建筑垃圾冗余土的含泥量为10-20％，含水率为3-10％，所述废弃砖瓦的粒径不大于10mm，其中粒径4.75mm以上的原料质量占废弃砖瓦总质量的比例不小于50％，所述废弃混凝土的粒径不大于10mm，其中粒径4.75mm以上的原料质量占废弃混凝土总质量的比例不小于30％，所述废砂浆的粒径不大于10mm，其中粒径2.36mm以下的原料质量占废砂浆总质量的比例不大于30％，所述渣土的粒径不大于2.36mm，其中粒径0.075mm以下的原料质量占渣土总质量的比例不小于60％。
2.根据权利要求1所述的利用建筑垃圾冗余土的免烧实心砖，其特征在于：所述废弃砖瓦的压碎值小于50.0％，废弃混凝土的压碎值小于15.0％，废砂浆的压碎值小于50.0％。
3.权利要求1-2任意一项所述的利用建筑垃圾冗余土的免烧实心砖的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、原料分拣：将建筑垃圾原料进行分拣，将其中的粒径大于100mm的废弃砖瓦，废弃混凝土，废砂浆和粒径小于100mm的渣土进行分类整理；
步骤二、原料破碎：将步骤一得到的建筑垃圾分别进行破碎，并过筛，分别得到粒径不大于10mm的废砖瓦骨料、废混凝土骨料和废砂浆骨料，以及粒径不大于2.36mm的渣土；
步骤三、备料：按照以下重量份数进行备料：水泥5-20份，建筑垃圾冗余土70-90份，水5-13份，其中建筑垃圾冗余土包括以下重量份数的原料组分：废弃砖瓦50-70份，废弃混凝土10-20份，废砂浆10-20份和渣土5-10份；
步骤四、实心砖成型：将步骤三称取的原料混合，搅拌均匀后，压制成型；
步骤五、养护：将制得的实心砖进行养护。
4.根据权利要求3所述的利用建筑垃圾冗余土的免烧实心砖的制备方法，其特征在于：步骤四中采用制砖机进行实心砖的压制成型，制砖机的激振力为50-58kN，振幅为2-3mm，振动频率为72次/分钟。
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- 2018-08-17 CN CN201810942713.8A patent/CN109020318B/zh active Active
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