CN112661463A - 一种利用废弃砖瓦制备的防火砂浆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用废弃砖瓦制备的防火砂浆及其制备方法，属于建筑材料领域，本发明按重量份计包括：胶凝材料400‑500份、蛭石骨料100‑280份、玻化废弃砖瓦骨料200‑400份、纤维素7‑10份、减水剂2‑5份、增粘剂2‑4份；所述的玻化废弃砖瓦骨料粒度为0.5‑1.5mm，堆积面积为70‑80kg/m3；本发明以玻化废弃砖瓦骨料和蛭石骨料为砂浆骨料，采用硅酸盐水泥或者铝酸盐水泥为胶凝材料，可以对废弃砖瓦实现资源化利用，最大限度的减轻由废弃砖瓦造成的环境污染、资源能源的消耗等问题；本发明将废弃砖瓦进行破碎加工，制备成废弃砖瓦微粒，通过盐酸酸化，增大废弃砖瓦微粒比表面积和孔隙度，从而降低废弃砖瓦微粒的导热性，有效提高砂浆的防火性能。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料领域，具体的说，涉及一种利用废弃砖瓦制备的防火砂浆及其制备方法。
背景技术
随着社会化进程的不断加快，建筑行业也在迅猛发展，与此同时人们对于更高层次生活质量的追求也在与日剧增，具有保温性能的建筑砂浆也随之普遍化，但传统保温砂浆多为有机质材料，理化性能不稳定，容易引发火灾，造成较大的人员伤亡和财物损失，随着人们安全意识的不断增强，防火砂浆逐渐受到建筑行业的青睐。目前的防火砂浆主要采用部分天然石料来制备，但这些天然石料储备不足，所以天然石料资源短缺的问题已经成为制约防火砂浆技术发展的因素及危害建筑物安全的隐患。
在另一方面，由于建筑行业的不断发展以及大量旧建筑的拆除，城市建筑废弃物的产量越来越大，特别是废弃砖瓦。目前，针对废弃砖瓦没有相对应具体的措施合理处置，通常仅仅是把它们简单送到垃圾填埋场填埋处理，而不是在新建筑中循环利用。大量的废弃砖瓦以填埋处理为主，不仅占用耕地资源，长期以往，还对周围生态环境造成严重伤害。
因此，如果将废弃砖瓦资源化再生利用，利用其作为制备防火砂浆的原料，不仅解决了制作防火砂浆的天然石料短缺的问题，还能最大限度的减轻由废弃砖瓦造成的环境污染、资源能源的消耗等问题。
发明内容
为了克服背景技术中存在的问题，本发明提供了一种利用废弃砖瓦制备的防火砂浆及其制备方法，不仅能将废弃砖瓦资源化再生利用，还能解决制作防火砂浆的天然石料短缺的问题。
所述的一种利用废弃砖瓦制备的防火砂浆按重量份计包括：胶凝材料400-500份、蛭石骨料100-280份、玻化废弃砖瓦骨料200-400份、纤维素7-10份、减水剂2-5份、增粘剂2-4份；所述的玻化废弃砖瓦骨料粒度为0.5-1.5mm，堆积面积为70-80kg/m3。
进一步的，所述的玻化废弃砖瓦骨料通过如下步骤制备而来：(1)废弃砖瓦的处理：从建筑垃圾中分选出废弃砖瓦，使用破碎装置将废弃砖瓦破碎，其粒度0.3-0.8mm；(2)废弃砖瓦微粒酸化：将步骤(1)得到的废弃砖瓦微粉加500-1000重量份水打浆，然后加入盐酸，盐酸用量为废弃砖瓦微粉的阳离子交换容量的0.5-1.2倍，浸泡活化1-2天，压滤脱水，得到酸活化废弃砖瓦微粒；(3)预热脱水；(4)空心玻化：将预热脱水后的废弃砖瓦微粒放入玻化炉进行玻化，玻化炉的温度为1000-1500℃；(5)分选：将玻化后的废弃砖瓦微粒使用筛分进行分选，分选收集粒度为0.5-1.5mm的微粒。
更进一步的，所述的预热脱水具体为：将酸化后的废弃砖瓦微粉在300℃下进行预热，并控制含水量在0.2-3％之间。
更进一步的，所述的蛭石骨料的粒度为4-8mm。
进一步的，胶凝材料为硅酸盐水泥或者铝酸盐水泥；纤维素为甲基纤维素醚或羟丙基甲基纤维素醚；减水剂为聚羧酸系粉末高效减水剂；增粘剂为乙烯-醋酸乙烯共聚乳胶粉或丙烯酸类乳胶粉。
一种利用废弃砖瓦制备的防火砂浆的制备方法，包括以下步骤：(1)按照重量份配取胶凝材料、蛭石骨料、玻化废弃砖瓦骨料、纤维素、减水剂、增粘剂；(2)先将胶凝材料、蛭石骨料和玻化废弃砖瓦骨料放入搅拌装置内混合搅拌10-20分钟；(3)再向搅拌装置内加入减水剂、增粘剂混合搅拌8-15分钟；(4)最后向搅拌装置内加入纤维素混合搅拌5-8分钟，进行装袋，即得到一种利用废弃砖瓦制备的防火砂浆。
本发明的有益效果：
本发明通过对砂浆各组分的配比进行优化，在各组分的协同作用下，可以有效提高砂浆的防火性能。
本发明以玻化废弃砖瓦骨料和蛭石骨料为砂浆骨料，采用硅酸盐水泥或者铝酸盐水泥为胶凝材料，可以对废弃砖瓦实现资源化利用，最大限度的减轻由废弃砖瓦造成的环境污染、资源能源的消耗等问题；本发明利用从建筑垃圾中分选出废弃砖瓦，将废弃砖瓦进行破碎加工，制备成粒度为0.3-0.8mm的废弃砖瓦微粒，再经过酸化，通过盐酸酸化，用氢离子取代可交换的钙、镁等离子，并且盐酸能使废弃砖瓦微粒形成有细孔的表面，比表面积和孔隙度都增大，孔隙度的增大可以使废弃砖瓦微粒的导热性降低，有效提高砂浆的防火性能。
本发明利用蛭石骨料作为砂浆的骨架，在保证了砂浆防火性能的同时，也保证了砂浆的抗压性、抗折性等机械性能。当砂浆受力时，蛭石骨料通常承受较大的荷载。此外，在砂浆的硬化过程中，蛭石骨料不会产生因化学反应造成的体积变化。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将对本发明的优选实施例进行详细的说明，以方便技术人员理解。
实施例1
一种利用废弃砖瓦制备的防火砂浆按重量份计包括：硅酸盐水泥400份、粒度为5mm的蛭石骨料280份、粒度为1.5mm以及堆积面积为70kg/m3的玻化废弃砖瓦骨料200份、甲基纤维素醚7份、聚羧酸系粉末高效减水剂3份、增乙烯-醋酸乙烯共聚乳胶粉3份。
玻化废弃砖瓦骨料通过如下步骤制备而来：(1)废弃砖瓦的处理：从建筑垃圾中分选出废弃砖瓦，使用破碎装置将废弃砖瓦破碎，其粒度0.8mm；(2)废弃砖瓦微粒酸化：将步骤(1)得到的废弃砖瓦微粉加700重量份水打浆，然后加入盐酸，盐酸用量为废弃砖瓦微粉的阳离子交换容量的0.5倍，浸泡活化1天，压滤脱水，得到酸活化废弃砖瓦微粒；(3)预热脱水：将酸化后的废弃砖瓦微粉在300℃下进行预热，含水量为0.2；(4)空心玻化：将预热脱水后的废弃砖瓦微粒放入玻化炉进行玻化，玻化炉的温度为1000℃；(5)分选：将玻化后的废弃砖瓦微粒使用筛分进行分选，分选收集粒度为1.5mm的微粒。
一种利用废弃砖瓦制备的防火砂浆的制备方法，包括以下步骤：(1)按照重量份配取各组分材料；(2)先将硅酸盐水泥、蛭石骨料和玻化废弃砖瓦骨料放入搅拌装置内混合搅拌10分钟；(3)再向搅拌装置内加入聚羧酸系粉末高效减水剂、增乙烯-醋酸乙烯共聚乳胶粉混合搅拌8分钟；(4)最后向搅拌装置内加入甲基纤维素醚混合搅拌5分钟，进行装袋，即得到一种利用废弃砖瓦制备的防火砂浆。
将上述防火砂浆根据GB/T25181-2019方法检测，对其进行性能指标检测。
实施例2
一种利用废弃砖瓦制备的防火砂浆按重量份计包括：铝酸盐水泥500份、粒度为4mm的蛭石骨料270份、粒度为1mm以及堆积面积为72kg/m3的玻化废弃砖瓦骨料300份、羟丙基甲基纤维素醚10份、聚羧酸系粉末高效减水剂5份、丙烯酸类乳胶粉4份。
玻化废弃砖瓦骨料通过如下步骤制备而来：(1)废弃砖瓦的处理：从建筑垃圾中分选出废弃砖瓦，使用破碎装置将废弃砖瓦破碎，其粒度0.4mm；(2)废弃砖瓦微粒酸化：将步骤(1)得到的废弃砖瓦微粉加1000重量份水打浆，然后加入盐酸，盐酸用量为废弃砖瓦微粉的阳离子交换容量的1.2倍，浸泡活化2天，压滤脱水，得到酸活化废弃砖瓦微粒；(3)预热脱水：将酸化后的废弃砖瓦微粉在300℃下进行预热，含水量为1.8；(4)空心玻化：将预热脱水后的废弃砖瓦微粒放入玻化炉进行玻化，玻化炉的温度为1200℃；(5)分选：将玻化后的废弃砖瓦微粒使用筛分进行分选，分选收集粒度为1mm的微粒。
一种利用废弃砖瓦制备的防火砂浆的制备方法，包括以下步骤：(1)按照重量份配取各组分原料；(2)先将铝酸盐水泥、蛭石骨料和玻化废弃砖瓦骨料放入搅拌装置内混合搅拌18分钟；(3)再向搅拌装置内加入聚羧酸系粉末高效减水剂、丙烯酸类乳胶粉混合搅拌10分钟；(4)最后向搅拌装置内加入羟丙基甲基纤维素醚混合搅拌8分钟，进行装袋，即得到一种利用废弃砖瓦制备的防火砂浆。
将上述防火砂浆根据GB/T25181-2019方法检测，对其进行性能指标检测。
实施例3
一种利用废弃砖瓦制备的防火砂浆按重量份计包括：铝酸盐水泥460份、粒度为8mm的蛭石骨料100份、粒度为0.5mm以及堆积面积为80kg/m3的玻化废弃砖瓦骨料400份、甲基纤维素醚9份、聚羧酸系粉末高效减水剂2份、丙烯酸类乳胶粉2份。
玻化废弃砖瓦骨料通过如下步骤制备而来：(1)废弃砖瓦的处理：从建筑垃圾中分选出废弃砖瓦，使用破碎装置将废弃砖瓦破碎，其粒度0.3mm；(2)废弃砖瓦微粒酸化：将步骤(1)得到的废弃砖瓦微粉加500重量份水打浆，然后加入盐酸，盐酸用量为废弃砖瓦微粉的阳离子交换容量的0.7倍，浸泡活化2天，压滤脱水，得到酸活化废弃砖瓦微粒；(3)预热脱水：将酸化后的废弃砖瓦微粉在300℃下进行预热，含水量为3；(4)空心玻化：将预热脱水后的废弃砖瓦微粒放入玻化炉进行玻化，玻化炉的温度为1500℃；(5)分选：将玻化后的废弃砖瓦微粒使用筛分进行分选，分选收集粒度为0.5mm的微粒。
一种利用废弃砖瓦制备的防火砂浆的制备方法，包括以下步骤：(1)按照重量份配取各组分原料；(2)先将铝酸盐水泥、蛭石骨料和玻化废弃砖瓦骨料放入搅拌装置内混合搅拌20分钟；(3)再向搅拌装置内加入聚羧酸系粉末高效减水剂、丙烯酸类乳胶粉混合搅拌15分钟；(4)最后向搅拌装置内加入甲基纤维素醚混合搅拌7分钟，进行装袋，即得到一种利用废弃砖瓦制备的防火砂浆。
将上述防火砂浆根据GB/T25181-2019方法检测，对其进行性能指标检测。
对比例1
一种利用废弃砖瓦制备的防火砂浆按重量份计包括：铝酸盐水泥500份、粒度为1mm以及堆积面积为72kg/m3的玻化废弃砖瓦骨料300份、羟丙基甲基纤维素醚10份、聚羧酸系粉末高效减水剂5份、丙烯酸类乳胶粉4份。
玻化废弃砖瓦骨料通过如下步骤制备而来：(1)废弃砖瓦的处理：从建筑垃圾中分选出废弃砖瓦，使用破碎装置将废弃砖瓦破碎，其粒度0.4mm；(2)废弃砖瓦微粒酸化：将步骤(1)得到的废弃砖瓦微粉加1000重量份水打浆，然后加入盐酸，盐酸用量为废弃砖瓦微粉的阳离子交换容量的1.2倍，浸泡活化2天，压滤脱水，得到酸活化废弃砖瓦微粒；(3)预热脱水：将酸化后的废弃砖瓦微粉在300℃下进行预热，含水量为1.8；(4)空心玻化：将预热脱水后的废弃砖瓦微粒放入玻化炉进行玻化，玻化炉的温度为1200℃；(5)分选：将玻化后的废弃砖瓦微粒使用筛分进行分选，分选收集粒度为1mm的微粒。
一种利用废弃砖瓦制备的防火砂浆的制备方法，包括以下步骤：(1)按照重量份配取各组分原料；(2)先将铝酸盐水泥、玻化废弃砖瓦骨料放入搅拌装置内混合搅拌18分钟；(3)再向搅拌装置内加入聚羧酸系粉末高效减水剂、丙烯酸类乳胶粉混合搅拌10分钟；(4)最后向搅拌装置内加入羟丙基甲基纤维素醚混合搅拌8分钟，进行装袋，即得到一种防火砂浆。
将上述防火砂浆根据GB/T25181-2019方法检测，对其进行性能指标检测。
对比例2
一种防火砂浆按重量份计包括：铝酸盐水泥500份、粒度为4mm的蛭石骨料270份、粒度为1mm以及堆积面积为72kg/m3的酸化废弃砖瓦骨料300份、羟丙基甲基纤维素醚10份、聚羧酸系粉末高效减水剂5份、丙烯酸类乳胶粉4份。
废弃砖瓦骨料通过如下步骤制备而来：(1)废弃砖瓦的处理：从建筑垃圾中分选出废弃砖瓦，使用破碎装置将废弃砖瓦破碎，其粒度1mm；(2)废弃砖瓦微粒酸化：将步骤(1)得到的废弃砖瓦微粉加1000重量份水打浆，然后加入盐酸，盐酸用量为废弃砖瓦微粉的阳离子交换容量的1.2倍，浸泡活化2天，压滤脱水，得到酸化废弃砖瓦微粒，收集待用。
一种砂浆的制备方法，包括以下步骤：(1)按照重量份配取各组分原料；(2)先将铝酸盐水泥、蛭石骨料和酸化废弃砖瓦骨料放入搅拌装置内混合搅拌18分钟；(3)再向搅拌装置内加入聚羧酸系粉末高效减水剂、丙烯酸类乳胶粉混合搅拌10分钟；(4)最后向搅拌装置内加入羟丙基甲基纤维素醚混合搅拌8分钟，进行装袋，即得到一种利用废弃砖瓦制备的防火砂浆。
将上述防火砂浆根据GB/T25181-2019方法检测，对其进行性能指标检测。
对比例3
一种利用废弃砖瓦制备的防火砂浆按重量份计包括：铝酸盐水泥500份、粒度为4mm的蛭石骨料270份、粒度为1mm以及堆积面积为72kg/m3的未酸化废弃砖瓦骨料300份、羟丙基甲基纤维素醚10份、聚羧酸系粉末高效减水剂5份、丙烯酸类乳胶粉4份。
未酸化废弃砖瓦骨料通过如下步骤制备而来：(1)废弃砖瓦的处理：从建筑垃圾中分选出废弃砖瓦，使用破碎装置将废弃砖瓦破碎，其粒度0.4mm；(2)预热脱水：将步骤(1)得到的废弃砖瓦微粉在300℃下进行预热，含水量为1.8；(3)空心玻化：将预热脱水后的废弃砖瓦微粒放入玻化炉进行玻化，玻化炉的温度为1200℃；(5)分选：将玻化后的废弃砖瓦微粒使用筛分进行分选，分选收集粒度为1mm的微粒。
一种防火砂浆的制备方法，包括以下步骤：(1)按照重量份配取各组分原料；(2)先将铝酸盐水泥、蛭石骨料和玻化废弃砖瓦骨料放入搅拌装置内混合搅拌18分钟；(3)再向搅拌装置内加入聚羧酸系粉末高效减水剂、丙烯酸类乳胶粉混合搅拌10分钟；(4)最后向搅拌装置内加入羟丙基甲基纤维素醚混合搅拌8分钟，进行装袋，即得到一种防火砂浆。
将上述防火砂浆根据GB/T25181-2019方法检测，对其进行性能指标检测。
分别对三个实施例和三个对比例产品的理化性能进行检测，检测结果见表1，由表1可以看出，采用本发明防火砂浆的组分及配比，不仅能有效提高砂浆的防火能力，同时还能够有效保证砂浆的抗压、抗折强度等机械性能以及与钢结构之间的粘结强度。
表1实施例1-3和对比例1-3性能指标检测结果
对实施例1-3中的玻化废弃砖瓦骨料进行性能检测，见表2。
表2实施例1-3玻化废弃砖瓦骨料性能指标检测结果
玻化废弃砖瓦骨料是经破碎、筛分的废弃砖瓦，通过盐酸酸化，使废弃砖瓦微粒的孔隙度都增大，再经过预热脱水和空心玻化加工而成。加工过程中，膨胀的微粒表面经高温熔化，克服表面张力而闭合，快速降温处理后形成表面连续玻璃化且封闭的颗粒，同时其内部仍保持着完整的多孔空心结构。
由于其加工工艺特殊，玻化废弃砖瓦骨料的理化性能十分稳定，具有质轻、抗老化、耐高温，是一种既环保型，又高效的轻质绝热材料。
最后说明的是，以上优选实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。
Claims (6)
1.一种利用废弃砖瓦制备的防火砂浆，其特征在于：所述的防火砂浆按重量份计包括：胶凝材料400-500份、蛭石骨料100-280份、玻化废弃砖瓦骨料200-400份、纤维素7-10份、减水剂2-5份、增粘剂2-4份；所述的玻化废弃砖瓦骨料粒度为0.5-1.5mm，堆积面积为70-80kg/m3。
2.根据权利要求1所述的一种利用废弃砖瓦制备的防火砂浆，其特征在于：所述的玻化废弃砖瓦骨料通过如下步骤制备而来：(1)废弃砖瓦的处理：从建筑垃圾中分选出废弃砖瓦，使用破碎装置将废弃砖瓦破碎，其粒度0.3-0.8mm；(2)废弃砖瓦微粒酸化：将步骤(1)得到的废弃砖瓦微粉加500-1000重量份水打浆，然后加入盐酸，盐酸用量为废弃砖瓦微粉的阳离子交换容量的0.5-1.2倍，浸泡活化1-2天，压滤脱水，得到酸活化废弃砖瓦微粒；(3)预热脱水；(4)空心玻化：将预热脱水后的废弃砖瓦微粒放入玻化炉进行玻化，玻化炉的温度为1000-1500℃；(5)分选：将玻化后的废弃砖瓦微粒使用筛分进行分选，分选收集粒度为0.5-1.5mm的微粒。
3.根据权利要求2所述的一种利用废弃砖瓦制备的防火砂浆，其特征在于：所述的预热脱水具体为：将酸化后的废弃砖瓦微粉在300℃下预热，并控制含水量在0.2-3％之间。
4.根据权利要求1或3所述的一种利用废弃砖瓦制备的防火砂浆，其特征在于：蛭石骨料的粒度为4-8mm。
5.根据权利要求4所述的一种利用废弃砖瓦制备的防火砂浆，其特征在于：胶凝材料为硅酸盐水泥或者铝酸盐水泥；纤维素为甲基纤维素醚或羟丙基甲基纤维素醚；减水剂为聚羧酸系粉末高效减水剂；增粘剂为乙烯-醋酸乙烯共聚乳胶粉或丙烯酸类乳胶粉。
6.根据权利要求1-5任意一项权利要求所述的一种利用废弃砖瓦制备的防火砂浆的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)按照重量份配取胶凝材料、蛭石骨料、玻化废弃砖瓦骨料、纤维素、减水剂、增粘剂；(2)先将胶凝材料、蛭石骨料和玻化废弃砖瓦骨料放入搅拌装置内混合搅拌10-20分钟；(3)再向搅拌装置内加入减水剂、增粘剂混合搅拌8-15分钟；(4)最后向搅拌装置内加入纤维素混合搅拌5-8分钟，进行装袋，即得到一种利用废弃砖瓦制备的防火砂浆。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20220211 Address after: 100190 unit 303, unit 2, 3 / F, building L1, courtyard a 69, Fushi Road, Haidian District, Beijing Applicant after: Beijing Huidi Intelligent Technology Research Institute Co.,Ltd. Applicant after: Beijing Lianlu ecological environment Co.,Ltd. Address before: 100190 unit 303, unit 2, 3 / F, building L1, courtyard a 69, Fushi Road, Haidian District, Beijing Applicant before: Beijing Huidi Intelligent Technology Research Institute Co.,Ltd. |
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210416 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |