CN101269927B - 用于固体废弃物混凝土的固化剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于固体废弃物混凝土的固化剂，包括10-20wt％的有机组分和80-90wt％的无机组分，有机组分由10-20wt％多环芳香族磺酸盐类和80-90wt％水溶性树脂磺酸类构成；无机组分由工业盐10wt％、氯酸钾15wt％、氯化铵10wt％、氯化镁10-15wt％、碳酸钾10wt％、碳酸钠10wt％、氟硅酸镁5-20wt％、促凝剂10-25wt％构成。本发明还提供了一种固化剂的制备方法。本发明能够提高固体废弃物混凝土制品的力学性能。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料和环保领域，具体而言，涉及一种用于固体废弃物混凝土的固化剂及其制备方法。
背景技术
随着社会经济的发展，产生的固体废弃物例如垃圾也日益增多。
为解决垃圾问题，现有技术提出了一种垃圾高温焚烧技术。进一步的，为了环保节能和有效利用垃圾的剩余价值，还提出了一种垃圾焚烧发电的新技术。目前垃圾焚烧发电已经形成了高新环保产业，得以加快发展。
垃圾高温焚烧处理或者垃圾焚烧发电处理都会留下大量的垃圾焚烧灰渣，通常都将这灰渣作填埋处理。但是，随着垃圾焚烧的日益应用，只增不减的垃圾焚烧灰渣的填埋开始占用越来越多的土地，这又成了一个新问题。
一种解决方法是对其进行无害化处理后用作混凝土混合料，废弃陶瓷等建造垃圾也可以经处理后作为混凝土制品的有用成分。目前，有关的研究已有报道(城市生活垃圾焚烧灰渣的资源化利用，环境卫生工程，2002，第10卷第1期)。
但在实现本发明过程中，发明人发现垃圾焚烧灰渣和废弃陶瓷等固体废弃物在混凝土制品中应用存在制品强度不高的问题。
发明内容
本发明旨在提供一种用于固体废弃物混凝土的固化剂及其制备方法，能够解决固体废弃物混凝土制品的强度不高的问题。
在本发明的实施例中，提供了一种用于固体废弃物混凝土的固化剂，包括10-20wt％的有机组分和80-90wt％的无机组分，有机组分由10-20wt％多环芳香族磺酸盐类和80-90wt％水溶性树脂磺酸类构成；无机组分由工业盐10wt％、氯酸钾15wt％、氯化铵10wt％、氯化镁10-15wt％、碳酸钾10wt％、碳酸钠10wt％、氟硅酸镁5-20wt％、促凝剂10-25wt％构成。
优选的，有机组分中的各组分具体比例为：多环芳香族磺酸盐类10％，水溶性树脂磺酸类90wt％。
优选的，有机组分中的各组分具体比例为：多环芳香族磺酸盐类20％，水溶性树脂磺酸类80wt％。
优选的，无机组分中的各组分具体比例为：工业盐10wt％、氯酸钾15wt％、氯化铵10wt％、氯化镁15wt％、碳酸钾10wt％、碳酸钠10wt％、氟硅酸镁5wt％、促凝剂25wt％。
优选的，无机组分中的各组分具体比例为：工业盐10wt％、氯酸钾15wt％、氯化铵10wt％、氯化镁10wt％、碳酸钾10wt％、碳酸钠10wt％、氟硅酸镁10wt％、促凝剂25wt％。
在本发明的实施例中，还提供了一种用于固体废弃物混凝土的固化剂的制备方法，包括以下步骤：将10-20wt％多环芳香族磺酸盐类和80-90wt％水溶性树脂磺酸类混合均匀得到有机组分；将工业盐10wt％、氯酸钾15wt％、氯化铵10wt％、氯化镁10-15wt％、碳酸钾10wt％、碳酸钠10wt％、氟硅酸镁5-20wt％、促凝剂10-25wt％混合均匀得到无机组分；将10-20wt％的有机组分和80-90wt％的无机组分混合均匀，经时效和陈化后构成固化剂。
优选的，有机组分中的各组分具体比例为：多环芳香族磺酸盐类10％，水溶性树脂磺酸类90wt％。
优选的，有机组分中的各组分具体比例为：多环芳香族磺酸盐类20％，水溶性树脂磺酸类80wt％。
优选的，无机组分中的各组分具体比例为：工业盐10wt％、氯酸钾15wt％、氯化铵10wt％、氯化镁15wt％、碳酸钾10wt％、碳酸钠10wt％、氟硅酸镁5wt％、促凝剂25wt％。
优选的，无机组分中的各组分具体比例为：工业盐10wt％、氯酸钾15wt％、氯化铵10wt％、氯化镁10wt％、碳酸钾10wt％、碳酸钠10wt％、氟硅酸镁10wt％、促凝剂25wt％。
上述实施例的固化剂因为采用独特的分子结构设计，利用多组元活性成份，综合利用了有机固化剂和无机固化剂的优点，所以添加这种固化剂的固体废弃物混凝土可在常温条件下养护后，达到或超过国家建材行业标准，克服了固体废弃物混凝土制品强度低的问题，具有强度高，附着力强，收缩率小，耐有机溶剂性能好，耐腐蚀性能优异，电绝缘性好的特点。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本发明实施例的固化剂制备过程的流程图。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。
在本发明的实施例中，提供了一种用于固体废弃物混凝土的固化剂，包括10-20wt％的有机组分和80-90wt％的无机组分，有机组分由10-20wt％多环芳香族磺酸盐类和80-90wt％水溶性树脂磺酸类构成；无机组分由工业盐10wt％、氯酸钾15wt％、氯化铵10wt％、氯化镁10-15wt％、碳酸钾10wt％、碳酸钠10wt％、氟硅酸镁5-20wt％、促凝剂10-25wt％构成。
添上述实施例的固化剂因为采用独特的分子结构设计，利用多组元活性成份，综合利用了有机固化剂和无机固化剂的优点，所以添加这种固化剂的固体废弃物混凝土可在常温条件下养护后，达到或超过国家建材行业标准，克服了固体废弃物混凝土制品强度低的问题，具有强度高，附着力强，收缩率小，耐有机溶剂性能好，耐腐蚀性能优异，电绝缘性好的特点。
图1示出了根据本发明实施例的固化剂制备过程的流程图，包括以下步骤：
将10-20wt％多环芳香族磺酸盐类和80-90wt％水溶性树脂磺酸类混合均匀得到有机组分；
将工业盐10wt％、氯酸钾15wt％、氯化铵10wt％、氯化镁10-15wt％、碳酸钾10wt％、碳酸钠10wt％、氟硅酸镁5-20wt％、促凝剂10-25wt％混合均匀得到无机组分；
将10-20wt％的有机组分和80-90wt％的无机组分混合均匀；
经时效和陈化构成固化剂；
最后可以包装用于市场销售。
优选的，有机组分中的各组分具体比例为：多环芳香族磺酸盐类10％，水溶性树脂磺酸类90wt％；或者具体比例为：多环芳香族磺酸盐类20％，水溶性树脂磺酸类80wt％。
优选的，无机组分中的各组分具体比例为：工业盐10wt％、氯酸钾15wt％、氯化铵10wt％、氯化镁15wt％、碳酸钾10wt％、碳酸钠10wt％、氟硅酸镁5wt％、促凝剂25wt％；或者具体比例为：工业盐10wt％、氯酸钾15wt％、氯化铵10wt％、氯化镁10wt％、碳酸钾10wt％、碳酸钠10wt％、氟硅酸镁10wt％、促凝剂25wt％。
使用上述实施例的固化剂时，按照下列配合比配制混凝土。混凝土配方原料为废弃陶瓷制备的陶瓷骨料(用废弃陶瓷经过破碎筛分获得)、垃圾焚烧灰渣(经过磁选、破碎筛分、消毒处理)、水泥、细砂、固化剂和活性剂、水。各原料组分的配比(按重量百分比)如下：
| 水泥 | 水 | 陶瓷骨料 | 垃圾焚烧灰渣 | 细砂 | 本固化剂 | 活性剂 |
| 10-15 | 3-7 | 15-25 | 40-60 | 3-8 | 3-5 | 0-10 |
其中，水泥：普通硅酸盐水泥，强度等级为32.5或42.5。陶瓷骨料：工业生产的陶瓷废料，经破碎筛分，粒径为5-20mm，容重约1400kg/m3。垃圾焚烧灰渣：垃圾发电厂产生的固体排放物，经磁选、破碎筛分和消毒处理，粒径为0.2-20mm，容重约1300kg/m3。活性剂：粉煤灰，硅灰，沸石粉。
加这种固化剂的固体废弃物混凝土可在常温条件下养护后，达到或超过国家建材行业标准，能够解决目前固体废弃物混凝土制品强度不够等问题，有效利用垃圾焚烧灰渣及陶瓷废料，从而节约了土地资源并改善了环境，生产出环保生态的绿色建材。主要适用于制造人行道砖、广场砖、码头砖、水工护坡砖、路缘石、井座井盖和雨箅等市政基础设施建设所用材料制品。
实施例1
将10wt％多环芳香族磺酸盐类和90wt％水溶性树脂磺酸类在搅拌式反应釜内混合均匀。构成有机组分。再将工业盐10wt％、氯酸钾15wt％、氯化铵10wt％、氯化镁15wt％、碳酸钾10wt％、碳酸钠10wt％、氟硅酸镁5wt％、促凝剂25wt％在搅拌式反应釜内混合均匀，构成无机组分。将20wt％的机组分和80wt％的无机组分在搅拌式反应釜内搅拌均匀，制成固化剂，装入统一规格的塑料桶中即可。
采用本固化剂配制混凝土时，采用如下配方(重量百分比)：
| 水泥 | 水 | 陶瓷骨料 | 垃圾焚烧灰渣 | 细砂 | 本固化剂 | 活性剂 |
| 10 | 4 | 25 | 45 | 8 | 3 | 5 |
经检测，用此配方生产出来的生态水工护坡砖各项指标如下：
| 检验项目 | 单位 | 技术要求 | 检验结果 | 单项评定 |
| 抗压强度 | Mpa | Cc30：平均值≥30.0单块最小值≥25.0 | 平均值：34.5单块最小值：33.6 | 合格 |
| 坑折强度 | Mpa | Cf3.5：平均值≥3.5单块最小值≥3.0 | 平均值：3.8单块最小值：3.2 | 合格 |
| 吸水率 | ％ | 一等品：≤8.0 | 7.0 | 合格 |
实施例2
将20wt％多环芳香族磺酸盐类和80wt％水溶性树脂磺酸类在搅拌式反应釜内混合均匀。构成有机组分。再将10wt％工业盐、氯酸钾15wt％、氯化铵10wt％、氯化镁10wt％、碳酸钾10wt％、碳酸钠10wt％、氟硅酸镁10wt％、促凝剂25wt％在搅拌式反应釜内混合均匀，构成无机组分。将10wt％的机组分和90wt％的无机组分在搅拌式反应釜内搅拌均匀，制成固化剂，装入统一规格的塑料桶中即可。
采用本固化剂配制混凝土时，采用如下配方(重量百分比)：
| 水泥 | 水 | 陶瓷骨料 | 垃圾焚烧灰渣 | 细砂 | 本固化剂 | 活性剂 |
| 10 | 4 | 20 | 50 | 8 | 3 | 5 |
经检测，用此配方生产出来的环保型隔热砖主要指标如下：
| 质量 | 承载能力≥ | 检验结果 | 抗折力 | 检验结果 | 单项评定 | 参照标准 |
| 优质品 | 2000N | 2323N | 120 / | 147 / | 合格 | JC/T746 |
| 合格品 | 1800N | 2017N | 100 / | 1 22 / | 合格 | JC/T746 |
实施例3
将20wt％多环芳香族磺酸盐类和80wt％水溶性树脂磺酸类在搅拌式反应釜内混合均匀。构成有机组分。再将10wt％工业盐、氯酸钾15wt％、氯化铵10wt％、氯化镁10wt％、碳酸钾10wt％、碳酸钠10wt％、氟硅酸镁10wt％、促凝剂25wt％在搅拌式反应釜内混合均匀，构成无机组分。将20wt％的机组分和80wt％的无机组分在搅拌式反应釜内搅拌均匀，制成固化剂，装入统一规格的塑料桶中即可。
采用本固化剂配制混凝土时，采用如下配方(重量百分比)：
| 水泥 | 水 | 陶瓷骨料 | 垃圾焚烧灰渣 | 细砂 | 本固化剂 | 活性剂 |
| 10 | 4 | 15 | 55 | 6 | 5 | 5 |
经检测，用此配方生产出来的生态透水砖主要指标如下：
| 检验项目 | 单位 | 技术要求 | 检验结果 | 单项评定 |
| 抗压强度 | Mpa | Cc40：平均值≥38.单块最小值≥30 | 平均值：43单块最小值：41.2 | 合格 |
| 筒压强度 | Mpa | 1.1 | 1.27 | 合格 |
| 吸水率 | ％ | ≤20 | ≤16 | 合格 |
| 透水系数 | mm/s | 6.61 | 7.2 | 合格 |
实施例4
将10wt％多环芳香族磺酸盐类和90wt％水溶性树脂磺酸类在搅拌式反应釜内混合均匀。构成有机组分。再将10wt％工业盐、氯酸钾15wt％、氯化铵10wt％、氯化镁15wt％、碳酸钾10wt％、碳酸钠10wt％、氟硅酸镁5wt％、促凝剂25wt％在搅拌式反应釜内混合均匀，构成无机组分。将10wt％的机组分和90wt％的无机组分在搅拌式反应釜内搅拌均匀，制成固化剂，装入统一规格的塑料桶中即可。
采用本固化剂配制混凝土时，采用如下配方(重量百分比)：
| 水泥 | 水 | 陶瓷骨料 | 垃圾焚烧灰渣 | 细砂 | 本固化剂 | 活性剂 |
| 10 | 4 | 20 | 50 | 10 | 3 | 3 |
经检测，用此配方生产出来的生态透水砖主要指标如下：
| 抗折强度等级 | 平均值 | 单块最小值 | 抗压强度等级 | 平均值≥ | 单块最小值≥ | 单项评定 |
| Cc20 | 20.0 | 15.0 | Cf3.0 | 3.0 | 3.0 | 合格 |
| Cc30 | 30.0 | 25.0 | Cf3.5 | 3.50 | 3.00 | 合格 |
| Cc35 | 35.0 | 30.0 | Cf4.0 | 4.00 | 3.20 | 合格 |
| Cc40 | 40.0 | 35.0 | Cf5.0 | 5.00 | 4.20 | 合格 |
上述实施例的固化剂因为采用独特的分子结构设计，利用多组元活性成份，综合利用了有机固化剂和无机固化剂的优点，所以添加这种固化剂的固体废弃物混凝土可在常温条件下养护后，达到或超过国家建材行业标准，克服了固体废弃物混凝土制品强度低的问题，具有强度高，附着力强，收缩率小，耐有机溶剂性能好，耐腐蚀性能优异，电绝缘性好的特点。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于固体废弃物混凝土的固化剂，其特征在于，由10-20wt％的有机组分和80-90wt％的无机组分组成，
所述有机组分由10-20wt％多环芳香族磺酸盐类和80-90wt％水溶性树脂磺酸类构成；
所述无机组分由工业盐10wt％、氯酸钾15wt％、氯化铵10wt％、氯化镁10-15wt％、碳酸钾10wt％、碳酸钠10wt％、氟硅酸镁5-20wt％、促凝剂10-25wt％构成。
2.根据权利要求1所述的固化剂，其特征在于，所述有机组分中的各组分具体比例为：多环芳香族磺酸盐类10wt％，水溶性树脂磺酸类90wt％。
3.根据权利要求2所述的固化剂，其特征在于，所述有机组分中的各组分具体比例为：多环芳香族磺酸盐类20wt％，水溶性树脂磺酸类80wt％。
4.根据权利要求1至3任一项所述的固化剂，其特征在于，所述无机组分中的各组分具体比例为：工业盐10wt％、氯酸钾15wt％、氯化铵10wt％、氯化镁15wt％、碳酸钾10wt％、碳酸钠10wt％、氟硅酸镁5wt％、促凝剂25wt％。
5.根据权利要求1至3任一项所述的固化剂，其特征在于，所述无机组分中的各组分具体比例为：工业盐10wt％、氯酸钾15wt％、氯化铵10wt％、氯化镁10wt％、碳酸钾10wt％、碳酸钠10wt％、氟硅酸镁10wt％、促凝剂25wt％。
6.一种用于固体废弃物混凝土的固化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将10-20wt％多环芳香族磺酸盐类和80-90wt％水溶性树脂磺酸类在反应釜内混合均匀得到有机组分；
将工业盐10wt％、氯酸钾15wt％、氯化铵10wt％、氯化镁10-15wt％、碳酸钾10wt％、碳酸钠10wt％、氟硅酸镁5-20wt％、促凝剂10-25wt％在反应釜内混合均匀得到无机组分；
将10-20wt％的所述有机组分和80-90wt％的所述无机组分在反应釜内混合均匀，经时效和陈化后构成所述固化剂。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述有机组分中的各组分具体比例为：多环芳香族磺酸盐类10wt％，水溶性树脂磺酸类90wt％。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述有机组分中的各组分具体比例为：多环芳香族磺酸盐类20wt％，水溶性树脂磺酸类80wt％。
9.根据权利要求6至8任一项所述的制备方法，其特征在于，所述无机组分中的各组分具体比例为：工业盐10wt％、氯酸钾15wt％、氯化铵10wt％、氯化镁15wt％、碳酸钾10wt％、碳酸钠10wt％、氟硅酸镁5wt％、促凝剂25wt％。
10.根据权利要求6至8任一项所述的制备方法，其特征在于，所述无机组分中的各组分具体比例为：工业盐10wt％、氯酸钾15wt％、氯化铵10wt％、氯化镁10wt％、碳酸钾10wt％、碳酸钠10wt％、氟硅酸镁10wt％、促凝剂25wt％。
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