CN100337761C - 废建筑材料的土壤转化方法 - Google Patents

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Abstract

一种废建筑材料的土壤转化方法，其中通过破碎或蒸汽处理等方法将由一种建筑材料组合物成型的建筑材料构成的废建筑材料把废建筑材料转换成土壤，所述建筑材料组合物通过向硅酸钙基建筑材料混入未膨胀蛭石构成。

Description

废建筑材料的土壤转化方法
本分案申请是原发明申请PN020439(申请日：2001年11月09日，申请号：01803611.2，发明创造名称：建筑材料组合物和建筑材料)的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种建筑材料组合物、一种使用该组合物的建筑材料和它们的生产方法。此外，本发明涉及一种涂料组合物和用其涂敷的涂敷制品。另外，本发明涉及一种建筑材料的土壤转化方法。
背景技术
过去，在建筑材料制造过程中，为了各种各样的目的选择基材，并且经常把各种各样的材料混入到每种基材中。
矿物基材料的一个特定实例是蛭石。这种蛭石是一种粘土矿物，其类似于黑云母，并且在高温下由于脱水在垂直于岩层的方向明显膨胀，使其转变为以水蛭方式延伸的多孔形式。因此，由于其具有优异的隔热性能和吸音性能，经常用作混入到基材中的材料(填料、增稠剂)，并作为各种建筑材料包括隔热材料和隔音材料的基材，用于减轻重量的额外目的。另一方面，由于蛭石的吸水能力特别强，根本不考虑其作为水分调节剂。因此，在向上述建筑材料中混入蛭石的情况下，膨胀蛭石通常用于降低重量等。例如，其用作水泥制品如砂浆和混凝土的轻质骨料。相反，未膨胀蛭石不提供如上所述的降低重量等优点，因此，为了利用其耐酸性、耐碱性和其它性质，其向基材中引入的用量只有几个百分数。此外，虽然已经试图使用主要由未膨胀蛭石制成的板，通过把它固定在内壁背面并且当火灾发生时使其膨胀，来防止火焰蔓延，在这种情况下的蛭石用作特殊的基材，这种材料利用蛭石的阻燃性。
另一方面，已经提出为建筑材料本身赋予各种功能，以便使其与竞争产品区分。其中，虽然已经对具有水分调节(水分的吸收和释放)和/或除臭和引人入胜的外观的建筑材料进行了各种研究，但是还没有发现令人满意的结果。即虽然通过使用具有大比表面积的建筑材料获得了某些结果，但是，存在许多情况，其中水的保持和水分保持能力特别强，产生水分释放速度方面的问题。
(A)所以，本发明的发明人进行了各种研究，寻找一种即使更有效地使用作为天然资源的蛭石，也能够满足水分调节和/或除臭和吸引人的外观方面的要求，并且在水分吸收和释放的量与速度之间提供了特别优异的平衡。
结果，意外地发现，通过向基材(特别是具有吸水性但是水分释放不足的水硬性(hydraulic)材料)中混入5-70重量％的未膨胀蛭石，明显改善了水分吸收和释放能力，并且解决了上述问题，从而导致本发明的完成。
(B)作为这些研究的一部分，本发明的目的是提供一种建筑材料组合物，它能生产具有更加改善的设计、吸音性和低重量性的建筑材料。
(C)由于为了在使用这些未膨胀蛭石的情况下提高生产率而进行的作为这些研究的一部分的额外研究，意外地发现，除了通过使用特定用量的细粉末在水分吸收和释放的量与速度之间的优异的平衡以外，在弯曲强度、弹性和生产率方面也获得了改善，即使未膨胀蛭石的混入量小于5重量％，也能获得抗弯强度、弹性和生产率的提高，从而完成了本发明。
(D)通过进行作为这些研究的一部分的更多的研究，意外地发现，通过向建筑材料等上涂敷含有未膨胀蛭石的涂料组合物能够解决上述问题，从而完成了本发明。
(E)另外，作为这些研究的一部分，在这些材料被使用并变成废建筑材料的情况下，本发明没有为回收和处理产生额外的负担，从而促进了其有效利用。
(F)过去，化合物建筑材料如硅酸钙、石膏板和水铝英石烧结板广泛用作内墙材料。但是，由于当这些材料连接时，从连接强度方面考虑，难以使用紧固件，所以，通常使用粘合剂。但是，使用粘合剂使得连接工作特别麻烦。并且由于释放组成粘合剂的高分子量单体和溶剂，在居住空间中使用粘合剂也不是优选的。而且，由于粘合剂的变质缩短了这些材料的使用寿命。
另一方面，在制造建筑材料时，为了各种目的选择基材，并且各种材料经常混入到这些基材中。
作为上述建筑材料研究的一部分，本发明的目的是获得可以使用紧固件代替粘合剂进行连接的建筑材料，并且意外地发现，通过使用含有上述未膨胀蛭石的建筑材料，可以达到上述这一目的。
发明内容
I.以下提供解决以上(A)中所述本发明目的的方法的解释
即本发明的要点是一种建筑材料组合物，其包括向基材中混入未膨胀蛭石，混入量为总组合物的(固体部分)的5-70重量％，本发明还涉及一种用其形成的建筑材料，以及它们的生产方法。
虽然对于本发明中所用的基材没有特别限制，只要基材不会导致下述蛭石性质的任何明显降低，但是，从水分调节和/或除臭方面来看，其优选的是亲水的。这是因为亲水基材本身具有水分调节和/或除臭功能，通过在其表面的未膨胀蛭石可以吸附内部分散的物质。这样的亲水基材的实例包括石膏、水泥、硅酸钙、矿渣石膏或它们的类似材料。这些也可以适当地组合使用。石膏可以是无水或水化物盐，并且可以使用各种类型的水泥，包括硅酸盐水泥。在这种情况下，使用一种骨料和掺和料。此外，虽然对硅酸钙没有特别的限制，但是，最常用的是通过使含硅原料与石灰在高压釜中水热反应获得的硅酸钙(雪硅钙石或硬硅钙石)。矿渣石膏通常含有20-40％的水造粒高炉矿渣粉末，并且与60-80％的二水石膏(烟气脱硫石膏)和1-5％硅酸盐水泥混合。
另一方面，在本发明中，混入上述基材中的蛭石是含有其主要成分SiO2、MgO和Al2O3的片状矿物，通常可以是黑云母或绿泥石系统，并且即使由于来源不同而存在组成等方面的差异也可以使用。比表面积(氮吸附法)通常为10m2/g或更小。虽然对颗粒尺寸没有特别限制，但是通常为5mm或更小，优选的是3mm或特别是0.5mm或者更小。例如，虽然由于意外地确定在矿石破碎、选矿、干燥和分级过程中，细颗粒导致蛭石内层水分更少的脱水破坏(其中在层间的双分子层水变成单分子层)，因为其不适合于膨胀蛭石的用途，尺寸为0.25mm或更小的细颗粒产品由于尾料而被处理成非标准产品，但是本发明相反优选地使用这些细粉。这是因为对于水分调节和除臭性能，双分子层的层间水是优选的。
在本发明中，这种蛭石以基本未膨胀的状态使用。即该蛭石通常含有约10-20％的水，在高温下由于快速加热产生脱水(从约320-1000℃层间水开始分解)而明显膨胀(在1000℃大部分在1-2秒内膨胀到其原始厚度的10-30倍)。因此，在本发明中使用基本可以获得这种膨胀程度的蛭石。
此外，在本发明中优选的是使用在混入基材前已经经过活化处理的蛭石。活化处理的目的是分解粘附到蛭石上的任何有机或无机物，以重组和恢复其固有的水分调节和吸附性能。虽然活化处理的实例包括高压蒸气处理和盐水煮沸处理，但是，优选的是可以在饱和蒸气压和105-200℃通过蒸气处理来进行活化处理。
此外，在其中基材特别是硅酸钙的情况下，即使在水热反应之前混入未经活化处理的蛭石，由于其随后在例如饱和蒸气压和150-200℃经过高压釜处理，所以其最终被活化。
向基材中混入蛭石使得混入量为总组合物(固体部分)5-70重量％，优选的是10-50重量％。虽然根据基材的种类和水分调节程度和目标建筑材料的其它方面进行选择，为了获得优选的水分吸收和释放量和速率，对于形成足够的蛭石通道，至少15重量％通常是特别优选的。
除了上述未膨胀蛭石以外，为了其它目的在各种建筑材料基材中独特使用的各种混合材料也可以适当地混入本发明的结构材料组合物中。这些混入材料的种类和混入量可以根据日常的方法确定。适当选择的混入材料的实例包括纸浆、纤维素纤维、玻璃纤维、烟尘二氧化硅、泡沫玻璃、shirasu空心球、氧化铝空心球、珍珠岩、硅灰石、海泡石、砾石、砂和有机粘合剂。
所得的本发明的建筑材料可以根据常用方法如薄板成型、挤压成型、压制成型和浇注成形成具有希望形状和尺寸的建筑材料如板。一般来说，在板的情况下，在工业上选择使用所谓薄板成型机的薄板成型。
本发明的建筑材料优选的是在水分吸收和释放试验中在相对湿度从60到90％的变化中证明水分吸收和释放速度，如下文所述的参考实施例1中所述，其对于水分吸收在30分钟内达到平衡值的90％或更大，对于水分释放，在25分钟或更短的时间内，优选的是在20分钟或更短的时间内达到平衡。
虽然用这种方式获得的建筑材料适用于墙壁材料、天花板材料、隔壁材料或其它内墙材料，但是其也可以用作屋檐和屋顶材料或其它外墙材料。
本发明的建筑材料能够满足对于水分调节和/或除臭和美观的要求。换言之，本发明的建筑材料特征在于：
1.本发明的建筑材料由于具有合适的水分释放特性而具有优异的水分调节功能。例如，水分吸收和释放的平衡、量和速度都是优越的。因此，它能防止水分的冷凝、翘曲等，并且还能有效抑制霉菌和螨虫等的生长。
2.本发明的建筑材料具有优异的除臭功能。例如，本发明的建筑材料能吸收挥发性物质或有味气体如甲醛、甲苯和二甲苯。
3.此外，通过表面抛光等使未膨胀蛭石颗粒浮雕化，可以使本发明的建筑材料具有花岗岩状表面，从而可以容易地提供具有美观的板等。
4.通过回收本发明的建筑材料并使其直接经过在约105-150℃的高压釜中的蒸气处理，可以再生生产过程中经过高压釜处理的产品。这是因为蛭石不与上述基材反应。
5.由于非标准的细颗粒制品可以优选地用于未膨胀蛭石的原料，所以，可以有效地利用资源。
II.下面提供解决上述(B)中所述本发明目的的方法的解释。
通过一种建筑材料组合物和一种用其形成的包含一种建筑材料组合物的建筑材料可以实现该目的，所述建筑材料组合物由向基材中混入量为总组合物(固体部分)的5-70重量％的未膨胀蛭石组成；其中，未膨胀蛭石还混入总组合物(固体部分)的2.5-20重量％的用量的膨胀蛭石。
虽然对本发明中所用的基材没有特别的限制，只要其基本不会降低蛭石的性能，其方式与在以上I中所述相同，但是从水分调节和/或除臭方面来看，其优选的是亲水形式的。
另一方面，在本发明中向上述基材中混入的蛭石与以上I中所解释的相同。
在本发明中，这种蛭石基本以未膨胀状态使用。即所述蛭石通常含有10-20重量％的水，并且由于在高温下快速加热产生的脱水(从约320-1000℃层间水开始分解)而明显膨胀(在1000℃在1-2秒内大部分膨胀到其原始厚度的10-30倍)。因此，在本发明中使用基本可以达到这种膨胀程度的蛭石。
进行蛭石向基材中的混入使得混入量为总组合物(固体部分)的5-70重量％，优选的是10-50重量％。虽然根据基材的种类和湿度调节的程度以及目标建筑材料的其它性能特征进行选择，但是为了获得优选的水分吸收和释放的量和速度，至少15重量％通常是特别优选的，以形成足够的蛭石通道。
除了上述未膨胀蛭石以外，还必须向本发明的建筑材料组合物中混入膨胀蛭石，其混入量为总组合物(固体部分)的2.5-20重量％。在混入膨胀蛭石时，根据目标设计和轻质性能来适当选择混入量。此外，虽然对颗粒尺寸没有特别限制，但是通常选择颗粒尺寸约为0.5-30mm。
在本发明中，这种膨胀蛭石的组合使用使其可以赋予由这种建筑材料获得的建筑材料轻质性和各种各样的设计，换言之，使其可以赋予具有透明感的片状表面。
除了上述未膨胀蛭石以外，为了其它目的在各种建筑材料基材中独特使用的各种混合材料也可以适当地混入本发明的结构材料组合物中。这些混入材料的种类和混入量可以根据日常的方法确定。适当选择的混入材料的实例包括骨料、加强材料、掺合物和重量减轻材料，特别是纸浆、纤维素纤维、玻璃纤维、烟尘二氧化硅、泡沫玻璃、“shirasu”(沉积的二氧化硅)空心球、氧化铝空心球、珍珠岩、硅灰石、海泡石、砾石、砂和有机粘合剂。
所得的本发明的建筑材料可以根据常用方法如薄板成型、挤压成型、压制成型和浇注成形成具有希望形状和尺寸的建筑材料如板。一般来说，在板的情况下，在工业上选择使用所谓薄板成型机的薄板成型。
本发明的建筑材料优选的是在水分吸收和释放试验中在相对湿度从60到90％的变化中证明水分吸收和释放速度，如下文所述的参考实施例1中所述，其对于水分吸收在30分钟内达到平衡值的90％或更大，对于水分释放，在25分钟或更短的时间内，优选的是在20分钟或更短的时间内达到平衡。
虽然用这种方式获得的建筑材料适用于墙壁材料、天花板材料、隔壁材料或其它内墙材料，但是其也可以用作屋檐和屋顶材料或其它外墙材料。
除了上述轻质和多种设计性能以外，本发明的建筑材料能满足对于前述水分调节和/或除臭和美观的要求。
III.以下提供解决以上(C)中所述本发明目的的方法的解释
即本发明的要点是一种建筑材料组合物，其包含在基材中混入未膨胀蛭石，混入量为总组合物(固体部分)的0.5-70重量％；其中，300微米或更小的未膨胀蛭石部分为总组合物(固体部分)的0.5-15重量％，本发明要点还涉及一种用所述组合物形成的建筑材料以及它们的生产方法。
虽然对本发明中所用的基材没有特别的限制，只要其基本不会降低蛭石的性能，其方式与在以上I中所述相同，但是从水分调节和/或除臭方面来看，其优选的是亲水形式的。
另一方面，在本发明中向上述基材中混入的蛭石与以上I中所解释的相同。
在本发明中，这种蛭石基本以未膨胀状态使用。即所述蛭石通常含有10-20重量％的水，并且由于在高温下快速加热产生的脱水(从约320-1000℃层间水开始分解)而明显膨胀(在1000℃在1-2秒内大部分膨胀到其原始厚度的10-30倍)。因此，在本发明中使用基本可以达到这种膨胀程度的蛭石。
把未膨胀蛭石混入到基材中，其用量为300微米或更小的未膨胀蛭石部分为建筑材料中总组合物(固体部分)的0.5-15重量％，其中，未膨胀蛭石的混入量为总组合物(固体部分)的0.5-70重量％。在这种情况下，虽然通过混入多种类型的具有不同300微米或更小的部分的含量的未膨胀蛭石获得了各种组合物，例如其90％或更多的300微米或更小的未膨胀蛭石细粉可以混入基材中使得300微米或更小的部分为总组合物(固体部分)的0.5-15重量％、0.5-10重量％或1-5重量％。
如果300微米或更小的未膨胀蛭石细粉的量小于0.5重量％，则不能获得本发明的效果，而如果该量大于15重量％，则作为本发明主要目的的弯曲强度的提高达到最大值并且随后降低。
进行蛭石向基材中的混入使得混入量为总组合物(固体部分)的5-70重量％。虽然根据基材的种类和湿度调节的程度以及目标建筑材料的其它性能特征进行选择，但是为了获得最优选的水分吸收和释放的量和速度，5-70重量％，优选的是10-50重量％，且至少15重量％通常是特别优选的，以形成足够的蛭石通道。
另一方面，在使本发明的主要目的为改善硅酸钙基建筑材料的抗弯强度、弹性和生产率而不是使主要目的为水分调节的情况下，优选的是在基材中混入蛭石的量为0.5-15重量％，优选的是0.5-10重量％，更优选的是1-5重量％。
本发明中，由于未膨胀蛭石的细颗粒混入，在成型槽等中混合过程中蛭石容易均匀分散在水中，所以，可以改善生产效率和产率，可以有效地使用由于不适用于膨胀用途而废弃的资源，并且即使混入0.5-5重量％，也可以实现对硅酸钙基建筑材料抗弯强度的贡献。在这种情况下，优选的是使用其90％或更多为300微米或更小的未膨胀蛭石细粉。混入的未膨胀蛭石细粉作为雪硅钙石外延生长的晶核，促进硅酸钙水化产物的生长，并且由于降低了未反应原料的含量而改善了抗弯强度和弹性(弹性模量降低)。因此，可以获得断裂能大的建筑材料。
为了其它目的而在各种建筑材料基材中独特使用的各种混合材料也可以适当地混入本发明的建筑材料组合物中。这些混入材料的种类和混入量可以是根据常规方法的。
所得的本发明的建筑材料可以根据常用方法如薄板成型、挤压成型、压制成型和浇注成形成具有希望形状和尺寸的建筑材料如板。一般来说，在板的情况下，在工业上选择使用所谓薄板成型机的薄板成型。
在蛭石的混入量为总组合物(固体部分)的5-70重量％的情况下，本发明的建筑材料优选的是在前述水分吸收和释放试验中在相对湿度从60到90％的变化中证明水分吸收和释放速度，其对于水分吸收在30分钟内达到平衡值的90％或更大，对于水分释放，在25分钟或更短的时间内，优选的是在20分钟或更短的时间内达到平衡。
虽然用这种方式获得的建筑材料适用于墙壁材料、天花板材料、隔壁材料或其它内墙材料，但是其也可以用作屋檐和屋顶材料或其它外墙材料。
在蛭石的混入量为总组合物(固体部分)的5-70重量％的情况下，本发明的建筑材料能满足水分调节和/或除臭以及美观的要求，如前所述。
而且，即使在蛭石的混入量为总组合物(固体成分)的0.5-5重量％的情况下，也可以改善本发明的建筑材料的断裂能，如前所述。
IV.以下提供解决在以上(D)中所述本发明目的的方法的解释。
本发明的要点是(1)包含(A)未膨胀蛭石的涂料组合物，
(2)包含未膨胀蛭石、(B)有机粘合剂和/或(C)无机粘合剂的涂料组合物，
(3)包含(A)未膨胀蛭石、(B)有机粘合剂和/或(C)无机粘合剂和(D)吸湿材料的涂料组合物，其中，由BET测定的比表面积为10m2/g或更大，和
(4)包含用这些涂料组合物涂敷待涂敷制品的涂敷体。
以下提供本发明的详细解释。虽然本发明是一种包含未膨胀蛭石(A)的涂料组合物，本发明中所用的蛭石与以上I中所述相同。
在本发明中，这种蛭石基本以未膨胀状态使用。即所述蛭石通常含有10-20重量％的水，并且由于在高温下快速加热产生的脱水(从约320-1000℃层间水开始分解)而明显膨胀(在1000℃在1-2秒内大部分膨胀到其原始厚度的10-30倍)。因此，在本发明中使用基本可以获得这种膨胀程度的蛭石。
虽然本发明中所用的有机粘合剂的实例包括涂料和/或糊状料以及通常用于建筑材料、建筑内墙或室内家具的涂料等。例如，根据目的，所述涂料可以适当地选自树脂或乳液涂料，如丙烯酸、尿烷、环氧、聚酯、硅氧烷、氯乙烯、醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛或苯乙烯-丁二烯基涂料。即所述涂料可以适当考虑待涂敷制品的种类、材料等任意选择。
糊状料的实例包括基于藻酸盐如藻酸钠、淀粉如小麦淀粉、甘露聚糖如konjak糊、由淀粉热处理获得的糊精、蛋白质如干酪素、和甲基纤维素如羧甲基纤维素(CMC)、羟丙基甲基纤维素和羟乙基甲基纤维素的糊状料，其中，具有天然来源的糊状料是优选的。
此外，本发明中所用的无机粘合剂的实例包括水泥如硅酸盐水泥和白水泥、水硬性材料如水造粒炉渣和半水石膏、气硬性材料如灰桨、石灰岩灰泥粉和氧氯化镁、以及硅酸钠，并且可以根据目的适当选择。
本发明中，在向未膨胀蛭石中混入上述有机粘合剂和/或无机粘合剂的情况下，相对于总组合物固体部分，它们优选的是按5-70重量％未膨胀蛭石(A)和5-40重量％有机粘合剂(B)和/或无机粘合剂(C)混入，更优选的是按0-30重量％有机粘合剂和0-40重量％无机粘合剂混入。
其中向未膨胀蛭石中混入上述有机粘合剂和/或无机粘合剂的涂料组合物在涂敷到待涂敷制品上时，满足水分调节和/或除臭以及美观的要求，并且虽然其表明了在水分吸收和释放的量与速度之间的优异平衡，但是，特别优选的是涂敷建筑材料或建筑内墙，这种建筑材料或建筑内墙使用所述建筑材料，其包含一种建筑材料组合物的形成，在该建筑材料组合物中，把上述未膨胀蛭石混入到基材中并且混入量为总组合物(固体部分)的5-70重量％。
此外，为了提高本发明中的涂料组合物本身的水分吸收，可以获得一种涂料组合物，其中加入比表面积用BET测量为10m2/g的吸水材料(D)。优选使用的这种吸水材料的实例包括硅酸钙、硅藻土、沸石和水铝英石。这种吸水材料的混入量使其相对于总组合物固体部分的含量为0-70重量％。关于提高水分吸收性方面，这种涂料组合物与不加入所述吸水材料的涂料组合物相比，能够拓宽所涂敷制品的优选的应用范围。
除了上述成分(A)-(D)以外，还可以根据目的向本发明的涂料组合物中混入各种成分。例如，可以适当地使用骨料如硅砂和河沙，无机粉末如硅灰石、碳酸钙和海泡石，有机或无机纤维如纸浆和玻璃纤维等，并且在不在涂料中混入的情况下，也可以使用某些颜料成分如颜料和显色剂。此外，还可以混入膨胀蛭石以防流动(running)。
本发明的涂料组合物涂敷在建筑材料、建筑内墙和室内固定设备或其部件形式的待涂敷制品上。建筑材料的优选的实例包括无机建筑材料如硅酸钙、水泥、石膏、硅藻土、沸石、水铝英石和炉渣石膏，以及木基建筑材料如刨花板(particle board)，并且这些通常在工厂中涂敷。此外，建筑内表面的实例包括已经构成建筑物的内墙、天花板、房间隔壁、门等的一部分的那些建筑内表面，它们通常以所谓建筑涂层的形式在建筑现场涂敷。此外，室内固定设备包括基本没有固定到建筑物上的那些固定设备如家具和私人物品。上述部件是构成上述建筑内表面或室内固定设备的一部分的部件。此外，待涂敷的制品可以是连接件或修理部分。
这些可以根据常规方法涂敷，在建筑现场涂敷的情况下，其典型的实例包括刷涂、辊刷涂敷和喷涂，或者在工厂涂敷的情况下的鼓风机涂敷(blower coating)和辊涂。
虽然这些涂敷制品的薄膜厚度根据涂敷制品的材料、种类等而变化，但是其通常选自约10微米-5毫米，优选的是约1毫米-3毫米。在涂敷制品是一种建筑材料，即包含通过形成其中把未膨胀蛭石混入基材中并且混入量为总组合物(固体部分)的5-70重量％的建筑材料组合物的建筑材料，或者是使用所述建筑材料的建筑内表面或者室内固定设备的情况下，存在诸如即使涂敷薄膜厚度相当大也不抑制所述涂敷制品时水分调节的优点。
V.以下提供解决在以上(E)中所述本发明目的的方法的解释。
本发明的要点是用于废建筑材料的土壤转化方法，其包括通过把已经从向硅酸钙基基材中混入未膨胀蛭石构成的建筑材料组合物成型的建筑材料构成的非建筑材料破碎而把非建筑材料转变成土壤。
本发明中的建筑材料是一种由一种建筑材料组合物成型的建筑材料，所述建筑材料组合物包括向硅酸钙基基材中混入未膨胀蛭石。虽然对硅酸钙基基材没有特别的限制，但是最常用的是通过使含硅原料与石灰在一个高压釜中水热反应获得的硅酸钙基基材(雪硅钙石或硬硅钙石)。
另一方面，混入本发明的上述基材中的蛭石如下所述。
进行向所述基材中混入蛭石使得混入量为总组合物(固体部分)的5-70重量％，优选的是10-50重量％。虽然根据基材的种类和水分调节的程度以及目标建筑材料的其它特征进行选择，但是为了获得优选的水分吸收和释放的量和速度，至少15重量％通常是特别优选的，以形成足够的蛭石通道。
除了上述未膨胀蛭石以外，为了其它目的而在建筑材料的基材硅酸钙中独特使用的各种混入材料也可以适当地混入本发明的建筑材料组合物中。例如可以含有膨胀蛭石。这些混入材料的种类和混入量可以根据常规方法确定。
所得的本发明的建筑材料可以根据常用方法如薄板成型、挤压成型、压制成型和浇注成形成具有希望形状和尺寸的建筑材料如板。一般来说，在板的情况下，在工业上选择使用所谓薄板成型机的薄板成型。
本发明的建筑材料优选的是在前述水分吸收和释放试验中在相对湿度从60到90％的变化中证明水分吸收和释放速度，其对于水分吸收在30分钟内达到平衡值的90％或更大，对于水分释放，在25分钟或更短的时间内，优选的是在20分钟或更短的时间内达到平衡。
虽然用这种方式获得的建筑材料适用于墙壁材料、天花板材料、隔壁材料或其它内墙材料，但是其也可以用作屋檐和屋顶材料或其它外墙材料。
本发明的建筑材料能满足水分调节和/或除臭以及美观的要求，如前所述。
本发明的方法在这些建筑材料变成废建筑材料而不是在其用过后再生为建筑材料的情况下还可以使废建筑材料转变成土壤。
开始虽然首先破碎废建筑材料，但是这种破碎可以根据典型的破碎方法而进行如使用普通破碎机。在破碎过程中，考虑废建筑材料量、破碎地点等选择破碎方法。也可以通过在废料产生地用破碎方法进行破碎处理。
虽然对于破碎程度没有特别限制，但是应该根据目标土壤用途适当选择，并且破碎最常见的是进行到例如约5毫米或更小。
此外，在上述破碎前或破碎后，也可以根据需要进行在高压釜中在约100-200℃的沸腾或蒸汽处理，以便除去在废建筑材料中可能含有的粘附物质等。
用这种方式破碎和处理的废建筑材料可以用作土壤。即在本发明中获得的具有良好排水性的人工土壤可以用于包括植物种植、土壤改良和基础改良的目的。虽然这种人工土壤本身满足硅酸肥料的作用，但是可以根据各自的目的加入其它成分。例如，可以加入选自N、P、K和微量元素等各种肥料成分。
VI.以下提供解决在以上(F)中所述本发明目的的方法的解释
即本发明的要点是一种建筑材料，其包含用紧固件连接的由把未膨胀蛭石混入到基材中并且混入量为总组合物(固体部分)的5-70重量％的建筑材料组合物成型构成的建筑材料。
虽然本发明中所用的基材是如前面在I中所述的，并且不进行任何特别的限制，只要它不导致蛭石性能的明显降低，但是从水分调节和/或除臭方面来看，其优选的是亲水的。
另一方面，在本发明中，混入上述基材中的蛭石是如前所述的。
在本发明中，这种蛭石基本以未膨胀状态使用。即所述蛭石通常含有10-20重量％的水，并且由于在高温下快速加热产生的脱水(从约320-1000℃层间水开始分解)而明显膨胀(在1000℃在1-2秒内大部分膨胀到其原始厚度的10-30倍)。因此，在本发明中使用基本可以达到这种膨胀程度的蛭石。
进行蛭石向基材中的混入使得混入量为总组合物(固体部分)的5-70重量％，优选的是10-50重量％。虽然根据基材的种类和湿度调节的程度以及目标建筑材料的其它性能特征进行选择，但是为了获得优选的水分吸收和释放的量和速度，至少15重量％通常是特别优选的，以形成足够的蛭石通道。
除了上述未膨胀蛭石以外，还可以适当地向本发明的建筑材料组合物中混入为了其它目的在这种建筑材料基材中独特使用的各种混入材料。
所得的本发明的建筑材料可以根据常用方法如薄板成型、挤压成型、压制成型和浇注成形成具有希望形状和尺寸的建筑材料如板。一般来说，在板的情况下，在工业上选择使用所谓薄板成型机的薄板成型。
本发明的建筑材料优选的是在水分吸收和释放试验中在相对湿度从60到90％的变化中证明水分吸收和释放速度，如下文所述的参考实施例1中所述，其对于水分吸收在30分钟内达到平衡值的90％或更大，对于水分释放，在25分钟或更短的时间内，优选的是在20分钟或更短的时间内达到平衡。
虽然用这种方式获得的建筑材料适用于墙壁材料、天花板材料、隔壁材料或其它内墙材料，但是其也可以用作屋檐和屋顶材料或其它外墙材料。
本发明的建筑材料能满足对于前述水分调节和/或除臭和美观的要求。
在本发明中，用这种方式获得的建筑材料可以用紧固件连接。通常在两个建筑材料之间或者在一种建筑材料与另一种部件或结构单元等之间进行连接。优选使用的紧固件的实例包括钉子、机用螺钉、螺栓和螺母、平头钉、U型钉和销子。根据连接的目的适当选择这些紧固件。对这些紧固件的材料没有特别的限制，可以使用任何材料，其实例包括金属、木材、竹子、塑料和陶瓷。钉子可以是西方形式的钉子或日本形式的钉子，其实例包括平顶式、平、方和圆顶钉子。机用螺钉的实例包括圆顶、半圆、平顶和十字凹进顶的机用螺钉，而螺栓和螺母通常是六角顶螺栓。销子的实例包括细窄型、螺脊窄型、平窄型、平和圆销。
在连接时，由于根据本发明的建筑材料具有所谓握力，推测这种握力是由于未膨胀蛭石产生的弹性后效作用产生的，它可以在连接侧或被连接侧上存在。在连接侧上使用的实例包括绘画、灯、杆和毛巾架。由于用紧固件连接的位置具有足够的恢复性，即使在螺钉退出后也可以重新固定在相同的位置上。
而且，由于根据本发明的建筑材料具有令人满意的弹性、没有平面阻力和形状保持性，即使其表面用刨子(plane)刮，也不损坏表面并且可以形成光滑的表面而不产生细小的刨花。由于根据本发明的建筑材料不需要粘附饰面材料如布料和墙纸，从而具有不需要在这种情况下为此目的而使用粘合剂的额外优点。
此外，由于根据本发明的建筑材料表面刻制足够容易并且可以用异型铣刀(router)或刻制机加工，它可以获得希望的设计，并且能通过赋予其整齐的几何外形来任意提高建筑材料的图案质量。
本发明中的这些用刨子刨或刻制的建筑材料自然也可以用如上所述的紧固件连接。
具体实施方式
下面所述的实施方案1-5解决了在上述(A)中描述的问题。
其次，虽然以下通过其实施方案提供了本发明更详细的解释，但是，本发明不受这些实施方案限制。下文所用的术语“份”表示“重量份”。
实施方案1
使用27份石英岩粉末作为含硅原料、27份氢氧化钙作为含钙原料、6份纸浆作为增强纤维和40份未膨胀蛭石(来源：南非，颗粒尺寸：0.25-0.5毫米)，这些成分用作起始原料，向该起始原料中加入水，然后混合形成固体含量约12％的浆料，在使用薄板成型机形成粗制薄板后，把该薄板在高压釜中加压固化(160-180℃固化约10小时)，然后在80℃干燥到预定含水量，获得硅酸钙板(30cm×30cm×6cm)。
实施方案2
使用42份石英岩粉末、42份氢氧化钙、6份纸浆和10份未膨胀蛭石用与实施方案1相同的方法获得硅酸钙板。
实施方案3
向16份炉渣粉末、38份烟气脱硫石膏粉、6份纸浆和40份未膨胀蛭石中加入水，然后混合形成固体部分约为12％的浆料。然后，在使用薄板成型机形成粗制薄板后，把薄板在约80℃蒸汽固化约12小时，然后在80℃干燥，以获得炉渣石膏板(30cm×30cm×6cm)。
实施方案4
把60份半水石膏、40份未膨胀蛭石和24份水混合，把所得的混合物在预定的模型中浇注成板形，然后在常温下固化，并在80℃干燥，获得石膏板(30cm×30cm×6cm)。
参考实施例1
(水分吸收和释放试验)
根据以下描述的测量方法测定本发明的建筑材料和市售建筑材料的水分吸收系数以及水分吸收和释放速度。
(1)测量方法和仪器
测量仪器：“IGA SORP”，Hiden Analytical Ltd.
测量方法：
把粉末样品直接放在约1cc的测量篮中，而块状样品在调节到约2-3毫米后放在测量篮中。
测量参数：
在相对湿度为0-90％的水分吸收系数，相对湿度为60-90％的水分吸收系数，从相对湿度为60％到相对湿度为90％的水分吸收速度，从相对湿度90％到相对湿度为60％的水分释放速度。
按照30分钟的循环重复测试水分吸收和释放速度。
(2)测量样品
本发明：使用在实施方案1-4中所获得的下列板。
实施方案1：含有40重量％未膨胀蛭石的硅酸钙板
实施方案2：含有10重量％未膨胀蛭石的硅酸钙板
实施方案3：含有40重量％未膨胀蛭石的炉渣石膏板
实施方案4：含有40重量％未膨胀蛭石的石膏板
对比制品：使用以下A-H的制品。
A：水铝英石烧制板(商品)
B：水铝英石(来源：Tochigi省，日本)
C：含有30重量％沸石的炉渣石膏板(商品)
D：沸石(来源：Miyagi省，日本)
E：含有40重量％硅藻土的硅酸钙板(商品)
F：硅藻土(来源：Akita省，日本)
G：含有40重量％膨胀蛭石的硅酸钙板(除了使用膨胀蛭石以外，用与实施方案1相同的方法获得)
H：硅酸钙板(在实施方案1中使用47份石英岩、47份氢氧化钙和6份纸浆获得)
(3)测量结果表示于表1中。
表1
  水分吸收系数(％)(0-90％)  水分吸收系数(％)(60-90％)   水分吸收速度(60→90％)   水分释放速度(90→60％)
 实施例1   7.5   4.4   在30分钟内接近平衡   在15分钟内平衡
 实施例2   7.3   4.3   在30分钟内达到95％   在25分钟内平衡
 实施例3   7.5   4   在30分钟内接近平衡   在20分钟内平衡
 实施例4   2.5   2.2   在30分钟内接近平衡   在10分钟内平衡
 对比技术A   3.4   2.8   在30分钟内达到85％   在30分钟内平衡
 对比技术B   29   14   在30分钟内达到75％   在30分钟内达到60％
 对比技术C   8.3   4.1   在30分钟内达到75％   在30分钟内平衡
 对比技术D   8.2   3.6   在30分钟内达到95％   在15分钟内平衡
 对比技术E   18   12   在30分钟内达到70％   在30分钟内达到55％
 对比技术F   8.9   6.1   在30分钟内达到80％   在18分钟内平衡
 对比技术G   6.5   3.7   在30分钟   在11分钟
  内达到95％   内平衡
 对比技术H   7.3   4.6   在30分钟内达到80％   在30分钟内平衡
这些结果表明，本发明的建筑材料表现出在水分吸收和释放特性的量和速度之间的优异的平衡。以30分钟循环测试水分吸收和水分释放，在本发明的建筑材料中，由于在水分吸收和释放之间的令人满意的平衡，在水分释放过程中的基线保持恒定，但是在对比制品中，由于水分释放不能保持不落后于水分吸收，所以基线往往随时间在右侧向上漂移。从这些发现还可以确定，本发明的建筑材料抵抗水分的凝聚。
参考实施例2
在180℃高压釜中处理蛭石，以观察蒸汽处理对水分吸收和释放特性的影响。那些结果表示于表2中。
表2
  水分吸收系数(％)(0-90％)   水分吸收系数(％)(60-90％)   水分吸收速度(60→90％)   水分释放速度(90→60％)
  未膨胀/高压釜处理：是   6.4   1.4   在30分钟内平衡   在7分钟内平衡
  膨胀/高压釜处理：是   5.7   1.9   在30分钟内达到95％   在11分钟内平衡
  未膨胀/高压釜处理：否   5.1   1.2   在30分钟内平衡   在7分钟内平衡
  膨胀/高压釜处理：否   4.5   1.6   在30分钟内平衡   在8分钟内平衡
实施方案5
向27份石英岩粉末、33份氢氧化钙和40份未膨胀蛭石中加入水，然后混合形成固体含量约12％的浆料，然后把这种浆料在高压釜(190-200°约10分钟)中加压固化。然后，把这种产品干燥到预定的含水量，以获得硬硅钙石基硅酸钙板。
根据按照参考实施例1中所述的方法测量的水分吸收和释放试验，与实施方案1的硅酸钙板相比，水分吸收量略大同时水分释放速度略大。
下面所述的实施方案6-10解决了在上述(B)中所述的问题。
实施例6
作为原料，把27份石英岩粉末作为含硅原料、27份氢氧化钙作为含钙原料、5份膨胀蛭石、6份纸浆作为增强纤维和40份未膨胀蛭石(来源：南非，颗粒尺寸：0.25-0.5mm)，向该原料中加入水，然后混合形成固体比例约12％的浆料，在使用薄板成型机形成粗制薄板后，把所述薄板在高压釜中加压固化(160-180℃约10小时)，然后在80℃下干燥到预定的含水量，以获得硅酸钙板(30cm×30cm×6mm)。
实施方案7
使用40份石英岩粉末、40份氢氧化钙、6份纸浆、4份膨胀蛭石和10份未膨胀蛭石，用与实施方案6相同的方法获得硅酸钙板。
实施方案8
向16份炉渣粉末、38份烟气脱硫石膏粉末、6份纸浆、4份膨胀蛭石和40份未膨胀蛭石，然后混合形成固体部分约12％浆料。然后，在使用薄板成型机形成粗制薄板后，把薄板在约80℃固化蒸汽固化约12小时，然后在80℃干燥以获得炉渣石膏板(30cm×30cm×6mm)。
实施方案9
把60份半水石膏、36份未膨胀蛭石、4份膨胀蛭石和24份水混合，把所得的混合物在预定的模具中浇注成型成板状，然后在常温下固化并在80℃干燥以获得石膏板(30cm×30cm×6mm)。
实施方案10
向27份石英岩粉末、33份氢氧化钙、5份膨胀蛭石和40份未膨胀蛭石中加入水，然后混合形成固体含量约12％的浆料，然后把这种浆料在高压釜(190-200°约10小时)中加压固化。然后，把这种产品在80℃干燥到预定的含水量，以获得硬硅钙石基硅酸钙板。
根据水分吸收和释放试验，与实施方案6的硅酸钙板相比，水分吸收量略大而水分释放速度略高。
根据实施方案6-10获得的建筑材料，都表现出改善的水分调节以及改善的设计质量，吸音性能和加工性能，并且具有透明感觉的片状表面。
下面所述的实施方案11-14解决了在上述(C)中所述的问题。
实施方案11
作为原料，把27份石英岩粉末作为含硅原料、27份氢氧化钙作为含钙原料、6份纸浆作为增强纤维和40份未膨胀蛭石(来源：南非，颗粒尺寸：300微米或更小的部分等于整个组合物(固体部分)的约5.0wt％)，向该原料中加入水，然后混合形成固体比例约12％的浆料，在使用薄板成型机形成粗制薄板后，把所述薄板在高压釜中加压固化(160-180℃约10小时)，然后在80℃下干燥到预定的含水量，以获得硅酸钙板(30cm×30cm×6mm)。在本实施方案中，由于混入未膨胀蛭石的细粉，在混合过程中蛭石容易均匀地分散在水中，导致生产效率和产率的提高。
实施方案12
使用42份石英岩粉末、42份氢氧化钙、6份纸浆和10份其90％或更多为300微米或更小的未膨胀蛭石细粉，用与实施方案11相同的方法获得硅酸钙板。
实施方案13
向16份炉渣粉末、38份烟气脱硫石膏粉末、6份纸浆和40份未膨胀蛭石(颗粒尺寸：300微米或更小的部分等于整个组合物(固体部分)的约5.0wt％)中加入水，然后混合形成固体含量约12％的浆料。然后在使用薄板成型机形成粗制薄板后，把所述薄板在高压釜中在约80℃蒸汽固化约12小时，然后在80℃下干燥，以获得硅酸钙板(30cm×30cm×6mm)。
实施方案14
作为原料，把分别为30份和10份的石英岩粉末和硅藻土作为含硅原料、40份氢氧化钙作为含钙原料、6份纸浆作为增强纤维、10份碳酸钙作为二维稳定剂、和4份其90％或更多为300微米或更小的未膨胀蛭石细粉(来源：南非)，向该原料中加入水，然后混合形成固体比例约12％的浆料，在使用薄板成型机形成粗制薄板后，把所述薄板在高压釜中加压固化(160-180℃约10小时)，然后在80℃下干燥到预定的含水量，以获得硅酸钙板(30cm×30cm×6mm)。所述板的物理性能如下：弯曲强度：13.1N/mm2、杨氏模量：5.7kN/mm2、体积密度：0.75。
对比实施例1
用与实施方案14相同的方式获得硅酸钙板(30cm×30cm×6mm)，但是不使用未膨胀蛭石。所述板的物理性能如下：弯曲强度：11.6N/mm2、杨氏模量：6.9kN/mm2、体积密度：0.75。
下面所述的实施方案15-21解决了在上述(D)中所述的问题。
参考实施例2：含有未膨胀蛭石的硅酸钙板的生产
作为原料，把27份石英岩粉末作为含硅原料、27份氢氧化钙作为含钙原料、6份纸浆作为增强纤维和40份未膨胀蛭石(来源：南非，颗粒尺寸：0.25-0.5mm)，向该原料中加入水，然后混合形成固体比例约12％的浆料，在使用薄板成型机形成粗制薄板后，把所述薄板在高压釜中加压固化(160-180℃约10小时)，然后在80℃下干燥到预定的含水量，以获得含有未膨胀蛭石的硅酸钙板(30cm×30cm×6mm)。
参考实施例3
使用47份石英岩粉末作为含硅原料、47份氢氧化钙作为含钙原料和6份纸浆作为增强纤维用与参考实施例2相同的方法获得硅酸钙板。
实施方案15
制备具有下文表明的组分的涂料组合物。
组成：(A)65wt％未膨胀蛭石/(B)35wt％丙烯酸乳液涂料
使用Hobart混合机混合获得涂料组合物，然后使用辊涂机法把这种涂料组合物涂敷到在参考实施例2中获得的含有未膨胀蛭石的硅酸钙板上，达到2mm的厚度，以获得预定的涂敷的硅酸钙板。这种涂敷的硅酸钙板具有柔韧的涂敷的薄膜，并且对于在水分吸收和释放的量和速度之间的平衡表现出优异的特性。
实施方案16
组成：(A)40wt％未膨胀蛭石/(B)25wt％丙烯酸乳液涂料/(C)35wt％硅酸钙
使用Hobart混合机混合获得涂料组合物，然后使用辊涂机法把这种涂料组合物涂敷到在参考实施例3中获得的含有未膨胀蛭石的硅酸钙板上，达到2mm的厚度，以获得预定的涂敷的硅酸钙板。这种涂敷的硅酸钙板具有柔韧的涂敷薄膜，并且对于在水分吸收和释放的量和速度之间的平衡表现出优异的特性。
实施方案17
组成：(A)65wt％未膨胀蛭石/(C)35wt％水泥(灰浆)
使用Hobart混合机混合获得涂料组合物，然后使用辊涂机法把这种涂料组合物涂敷到在参考实施例2中获得的含有未膨胀蛭石的硅酸钙板上，达到2mm的厚度，以获得预定的涂敷的硅酸钙板。这种涂敷的硅酸钙板具有坚硬的、吸湿的涂层，并且对于在水分吸收和释放的量和速度之间的平衡表现出优异的特性。
实施方案18
组成：(A)35wt％未膨胀蛭石/(C)30wt％水泥(灰浆)/(D)35wt％硅酸钙
使用Hobart混合机混合获得涂料组合物，然后使用辊涂机法把这种涂料组合物涂敷到在参考实施例2中获得的含有未膨胀蛭石的硅酸钙板上，达到2mm的厚度，以获得预定的涂敷的硅酸钙板。这种涂敷的硅酸钙板具有坚硬的、吸湿的涂层，并且对于在水分吸收和释放的量和速度之间的平衡表现出优异的特性。
实施方案19
组成：(A)65wt％未膨胀蛭石/(C)35wt％海藻酸钠
使用Hobart混合机混合获得涂料组合物，然后使用辊涂机法把这种涂料组合物涂敷到在参考实施例3中获得的含有未膨胀蛭石的硅酸钙板上，达到2mm的厚度，以获得预定的涂敷的硅酸钙板。这种涂敷的硅酸钙板对于在水分吸收和释放的量和速度之间的平衡表现出优异的特性。
实施方案20
组成：(A)40wt％未膨胀蛭石/(B)20wt％海藻酸钠/(D)40wt％水铝英石
使用Hobart混合机混合获得涂料组合物，然后使用辊涂机法把这种涂料组合物涂敷到在参考实施例3中获得的含有未膨胀蛭石的硅酸钙板上，达到2mm的厚度，以获得预定的涂敷的硅酸钙板。这种涂敷的硅酸钙板对于在水分吸收和释放的量和速度之间的平衡表现出优异的特性。
实施方案21
组成：(A)35wt％未膨胀蛭石/(B)5wt％海藻酸钠/(C)20wt％灰浆/(D)40wt％硅藻土
使用Hobart混合机混合获得涂料组合物，然后使用辊涂机法把这种涂料组合物涂敷到在参考实施例3中获得的硅酸钙板上，达到2mm的厚度，以获得预定的涂敷的硅酸钙板。这种涂敷的硅酸钙板具有光滑的表面并且对于在水分吸收和释放的量和速度之间的平衡表现出优异的特性。
下文所述的实施方案22-27解决在上述(E)中的问题
实施方案22-24
把实施方案1、2和5中获得的硅酸钙建筑材料在室外放置6个月后，把它们分别破碎，获得粒径约3-5毫米的颗粒产物A-C。然后这些产物用作人工含硅肥料，并且表现出生长植物的令人满意的排水作用。
实施方案25-27
用相同的方法加工实施方案22-24中所得的颗粒产物A-C，但是另外在约150℃进行约1小时的蒸汽处理，获得人工土壤D-F。
下述实施方案28-30解决在上述(F)中所述的问题。
实施方案28(连接：扶杆的连接)
当用木螺钉(厚度3.8毫米，长32毫米)把扶杆连接到用在实施方案1中所获得的硅酸钙板作为内墙材料的墙表面上时，不存在固定方面的任何问题，并且获得了足够的连接。
此外，根据建筑研究所(Building Research Institute)的标准，使用拉伸强度测试仪测量拉伸强度。
试件尺寸：10mm×300mm×300mm
螺钉插入位置：中心和离试件边缘10cm
试验结果：木螺钉-中心：47kgf
                 边缘：47kgf
实施方案29(刨削planing))
当在实施方案2-4中获得的硅酸钙板、炉渣石膏板、石膏板用平刨刨削时，刨花与刨削木头的情况相同，没有产生细粉末并且获得了光滑的刨削表面。
实施方案30(刻制)
在实施方案5中获得的硅酸钙板的表面使用刻纹机刻制成格子图案。没有观察到缺失部分(deletions)。

Claims (3)

1.一种废建筑材料的土壤转化方法，其包括：通过破碎由一种建筑材料组合物成型的建筑材料构成的废建筑材料把废建筑材料转换成土壤，所述建筑材料组合物通过向硅酸钙基建筑材料混入未膨胀蛭石构成，其中，未膨胀蛭石的混入量为所述建筑材料组合物的固体部分的5-70重量％。
2.一种废建筑材料的土壤转化方法，其包括：通过破碎由一种建筑材料组合物成型的建筑材料构成的废建筑材料，然后进行蒸汽处理把废建筑材料转换成土壤，其中，蒸汽处理在100-200℃下进行，所述建筑材料组合物通过向硅酸钙基建筑材料混入未膨胀蛭石构成，未膨胀蛭石的混入量为所述建筑材料组合物的固体部分的5-70重量％。
3.一种废建筑材料的土壤转化方法，其包括：通过对由一种建筑材料组合物成型的建筑材料构成的废建筑材料进行蒸汽处理，然后破碎把废建筑材料转换成土壤，其中，蒸汽处理在100-200℃下进行，所述建筑材料组合物通过向硅酸钙基建筑材料混入未膨胀蛭石构成，未膨胀蛭石的混入量为所述建筑材料组合物的固体部分的5-70重量％。
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