CN112028515A - 一种由建筑废砖制得的填料 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种由建筑废砖制得的填料，该填料包含：来自包括建筑废砖的原料的骨料，以及来自包括废砖的原料的水稳材料。通过这样的填料，能够将建筑废砖在同一填料中完全利用。

Description

一种由建筑废砖制得的填料
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种由建筑废砖制得的填料及其制备方法。
背景技术
随着我国城镇化进程的加快，产生的建筑垃圾也日益增多。据估计我国城市每年产生的垃圾约为70亿吨，其中建筑垃圾为33亿吨左右，已占到城市垃圾总量的约50％。现在拆除的建筑物多为砖混结构建筑，在拆除这些建筑物所产生的建筑垃圾中，建筑废砖占相当比例，如何实现这些废弃黏土砖的资源化利用受到广泛研究。
CN101250044A公开了一种道路底基层材料及其制备方法，所述道路底基层材料由废混凝土、废砖、废渣土及粘结剂为主要组成，各组成的重量百分比如下：废混凝土10～80％，废砖10～70％，废渣土5～40％，粘结剂2～20％，以上各组成之和为100％。所述道路底基层材料抗压强度高、水硬性好、回弹模量高、抗变形能力强，可广泛用于沿江、沿海等地区的软土地基的公路建设。
CN101255040A公开了用建筑废弃物制备再生筑路材料，该材料用作市政道路主干路、次干路、支路及施工便道的垫层材料，再生筑路材料包括：特粗骨料，粗骨料，中粗骨料，细骨料，细粒土，水泥及水。
CN101265685A公开了一种废弃固体物再生利用于道路基层工程的方，它是以废弃固体物的废混凝土块、废砖、废瓦、废石为主要原料，经过破碎机破碎、磁性分离器将金属物分离后，制成为粒径为0～30mm、0～70mm的两大类符合颗粒连续级配的再生级配固体物料，粒径为0～30mm的再生级配固体物料直接用作道路人行道透水性路面砖的基层、路基垫层的填料、软土路基的填换增强材料，粒径为0～70mm的再生级配固体物料直接用作道路工程路基碎石桩处理的填料。
CN1990129A公开了一种建筑垃圾综合处理方法，首先将拆除建筑物、房屋装修和改造道路中产生的建筑垃圾用车运到处理场所，然后，用人工的办法将建筑垃圾中的可直接再生利用的物质，如金属材料、木质类材料和塑料类材料分选归类，直接供给相应的公司进行处理。对建筑垃圾中的大块废混凝土、废砖、大理石等物质，利用大型破锤或破碎机破碎至粉碎机所能粉碎的尺寸，一般为小于100毫米，然后用石料粉碎机进行粉碎至建筑所需的石子、砂子，再将上述混合物用多层分级筛分级成合符建筑标准的粗石子、细石子、粗砂子、细砂子，以及泥砂等再生材料。
“典型建筑固体废弃物再生骨料对环保砖性能的影响”，程国淡等，《环境工程学报》，2013年07期，以建筑垃圾再生骨料、炉底渣和石粉等区域特色的骨料制备环保砖，***考察了骨料对环保砖力学性能的影响。实验结果表明，再生骨料的种类对环保砖抗压强度的影响显著，再生骨料中混凝土的增加，环保砖抗压强度逐渐增加，而再生骨料中粘土砖含量的增加，环保砖抗压强度明显降低。
然而，在现有技术中，考虑到填料强度例如抗压强度要求，往往是单独利用建筑废砖制造骨料，或者单独利用建筑废砖磨粉替代部分水泥，没有有效将二者结合起来。因此，本领域需要将建筑废砖在同一填料中完全利用的方法及其制得的填料。
发明内容
为了解决上述问题，本发明人经过深入研究和大量试验，提供了一种由建筑废砖制得的填料及其制备方法。所述方法能够在填料中将建筑废砖充分利用。将建筑废砖在同一填料中完全利用，尚未见报导。
在本发明的一方面，提供了一种由建筑废砖制得的填料，该填料包含：来自包括建筑废砖的原料的骨料，以及来自包括废砖的原料的水稳材料。
优选地，所述建筑废砖的SiO2含量大于63.6wt％。
优选地，所述建筑废砖的Al2O3含量大于21.5wt％。
优选地，所述建筑废砖的SiO2和Al2O3含量之和大于89.5wt％，优选大于90.0wt％。
研究表明，当建筑废砖的SiO2和Al2O3含量满足上述要求时，能够实现良好的水化作用。
优选地，所述水稳材料包括水泥材料和级配碎石。
优选地，所述水泥材料包含来自废砖的废砖粉。
所述填料可以为道路填料、湿地填料、建筑填料等。
在本发明的另一方面，提供了一种制备根据前述填料的方法，该方法包括以下步骤：(1)将建筑废砖破碎，然后进行筛分，将大颗粒用于制备骨料；(2)将小颗粒进行研磨，将得到的粉末用于制备水稳材料；(3)使用所述骨料和水稳材料制备填料。
优选地，所述破碎使用颚式破碎机进行。
就本发明而言，所述大颗粒优选是指平均粒径大于4mm的颗粒。
就本发明而言，所述小颗粒优选是指平均粒径小于或等于4mm的颗粒。
优选地，所述研磨是指将小颗粒研磨至平均粒径小于60μm的粉末。
优选地，在对小颗粒进行研磨之前，将所述小颗粒在100-120℃的温度下进行干燥。
更优选地，所述干燥使得小颗粒的含水率低于3.2wt％。
优选地，将所述大颗粒与10-50mm的粗碎石(优选级配碎石)按照1:1-1:5的重量比混合，用作骨料，例如道路填料的骨料。在将二者混合后，在填料铺筑中，可以形成骨架，利于机械摊铺，且其颗粒棱角较大，更利于相互嵌锁。大颗粒废砖还可以起到级配碎石的填隙料的作用，有助于填充密实。所述配料比可以保证填隙料在骨料空隙间能被很好的压实。
研究发现，对于本发明的目的而言，水稳材料对掺和料的细度要求较高，至少要达到600m2/kg，掺和料的细度较高，才能达到本发明的前述效果。而一般的建筑废砖在研磨情况下有相当部分颗粒达不到所述细度要求，即便使用特殊研磨机进行长时间研磨，往往也难以达到所述细度要求，这无疑增加了工艺的复杂性和生产成本。本发明人研究发现，影响研磨细度的一个重要因素时废砖颗粒的含水率，这在空气湿度较大的季节和南方地区尤为明显。为此，本发明将细颗粒的含水量限定在所述范围内。
优选地，所述水稳材料由上述粉末、水泥和级配碎石制成或者包含上述粉末、水泥和级配碎石。在所述水稳材料中，建筑废砖制得的粉末与水泥的重量比为1:4-1:8，优选1:5-1:8。
水泥与级配碎石的重量比为常规水稳材料比例，根据填料的类型可以进行调整。
更优选地，所述水稳材料还包含减水剂。
更进一步优选地，所述减水剂为下式(I)所示的减水剂：
Figure BDA0002685626240000041
其中，优选地，τ＝0.2-0.6，更优选0.2-0.4；n优选为2-4的整数，更优选为3-4，最优选为4。当τ在所述范围内时，可以实现两种聚合物嵌段的最佳配合。所述n的值可以获得最佳的疏水性，从而实现最佳的减水效果。
所述式(I)减水剂的重均分子量优选为7,000-70,000，更优选10,000-50,000。
该减水剂可以通过简单聚合方法由羧酸盐单体和聚羧酸酯单体聚合而成。聚合可以通过本体或悬浮法进行。
优选地，所述减水剂的用量为水泥重量的0.2-5.0wt％，优选0.5-2.0wt％。
本发明人发现，当同时使用建筑废砖原料制得的骨料和建筑废砖原料制得的水稳材料时，对于高标准的道路填料应用，混凝土强度通常难以达到要求，为此，本发明提供了上述针对性的减水剂。
在此指出的是，所述减水剂对于实现本发明目的而言，并不是必须的。换言之，当使用普通减水剂时，也能够实现本发明的目的。对于所述减水剂的应用，本发明人拟另行进行专利申请。
研究发现，如图1所示，当使用该减水剂时，水泥在水泥-颗粒界面处的聚合物行为得到明显改善，并且发现该减水剂对表面电势和流变性能具有积极影响。当在相同的使用量下，与普通市售聚羧酸盐减水剂(例如南通德益化工公司的DY-YL-330型号聚羧酸钠)相比，填料的抗压强度可以提高20-40％。
说明书附图
图1是根据本发明的水稳材料在实验室中硬化并养护14天时SEM背散射图，其显示了填料内部斑块之间的边界。
具体实施方案
为了使本发明更加清楚明白，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用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
取城区改造的建筑废砖，所述废砖为废弃红砖，其SiO2含量为66.4wt％，Al2O3含量为23.1wt％，干燥后含水率为2.9wt％，将该建筑废砖用颚式破碎机破碎，然后进行筛分，收集平均粒径大于4mm的颗粒，用于制备骨料，将平均粒径小于或等于4mm的颗粒用研磨机进行磨碎，研磨至平均粒径小于60μm的粉末，将得到的粉末用于制备水稳材料。将所述骨料与10-50mm粒径范围内的粗碎石按照1:1的重量比混合，用作道路填料骨料。将所述粉末与水泥(波特兰)按照1:5的重量比混合，加入水泥重量0.51％的式(I)所示的减水剂，然后再与级配碎石(得自北京京豫鲁建筑工程公司，类型为天然砂，堆积密度为1200kg/m3，含泥小于量0.1％)按照1:9.2的重量比混合，作为水稳材料，然后按照根据《城市道路设计规范》(CJJ39-90)进行道路填料施工，将骨料、水稳材料(掺量8.2wt％)和水进行级配和拌合，测量其养护14天的抗压强度。经测量，抗压强度为49.86MPa。
对比例1
重复实施例1，区别仅在于使用的减水剂为市售减水剂(南通德益化工公司的DY-YL-330型号聚羧酸钠)。经测量，抗压强度为36.11MPa。
由上述实施例和对比例可以看出，本申请的方法使得建筑废砖在同一填料中完全利用，从而实现建筑废砖的综合利用。
本书面描述使用实例来公开本发明，包括最佳模式，且还使本领域技术人员能够制造和使用本发明。本发明的可授予专利的范围由权利要求书限定，且可以包括本领域技术人员想到的其它实例。如果这种其它实例具有不异于权利要求书的字面语言的结构元素，或者如果这种其它实例包括与权利要求书的字面语言无实质性差异的等效结构元素，则这种其它实例意图处于权利要求书的范围之内。在不会造成不一致的程度下，通过参考将本文中参考的所有引用之处并入本文中。

Claims (10)

1.一种由建筑废砖制得的填料，其特征在于，该填料包含：来自包括建筑废砖的原料的骨料，以及来自包括废砖的原料的水稳材料。
2.根据权利要求1所述的填料，其特征在于，所述建筑废砖的SiO2含量大于63.6wt％。
3.根据权利要求1或2所述的填料，其特征在于，所述建筑废砖的Al2O3含量大于21.5wt％。
4.根据权利要求1或2所述的填料，其特征在于，所述建筑废砖的SiO2和Al2O3含量之和大于89.5wt％。
5.根据前述权利要求中任一项所述的填料，其特征在于，所述水稳材料包括水泥材料和级配碎石。
6.根据权利要求5所述的填料，其特征在于，所述水泥材料包含来自废砖的废砖粉。
7.一种制备根据前述权利要求中任一项所述填料的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)将建筑废砖破碎，然后进行筛分，将大颗粒用于制备骨料；
(2)将小颗粒进行研磨，将得到的粉末用于制备水稳材料；
(3)使用所述骨料和水稳材料制备填料。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述大颗粒是指平均粒径大于4mm的颗粒。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述大颗粒是指平均粒径小于或等于4mm的颗粒。
10.根据权利要求7-9中任一项所述的方法，其特征在于，所述水稳材料还包含减水剂。
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