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一种利用废弃建筑材料制作发泡砖的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种利用废弃建筑材料制作发泡砖的方法，该方法按以下步骤实施，1)混料：首先称取57％～75％的废弃建筑材料颗粒、22％～40％的水泥、1.5％～3.8％的添加剂，总质量为100％，与另外加入的水一起搅拌混合均匀；2)制泡：将发泡剂和适量的水，经高速搅拌后得到稳定均一的泡沫；3)混合：按照每100克混料加入泡沫40～60毫升的比例，泡沫通入混料中，经高速搅拌使其快速均匀混合，得到发泡坯料；4)注模成型：将得到的发泡坯料在模具中注模成型，在堆场浇水养护10～15小时，风干后得到发泡砖成品。利用本发明的方法，可将在地震或拆迁后的废弃建筑材料有效利用，制作出低成本高性能的保温、隔音、防火、防震的墙体材料。

Description

一种利用废弃建筑材料制作发泡砖的方法
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，涉及一种利用废弃建筑材料制作发泡砖的方法。
背景技术
常温免烧复合发泡墙材是使用复合发泡液与经过超细粉磨后的固体工业废料粉体(胶凝材料)搅拌混合，获得细小而封闭的独立微孔，从而获得一种新的建筑材料，其保温、隔音、防火、强度和加工性能等各项指标都比传统工艺具有相当的优越性。但是现有技术采用的主要原料为水泥、细河沙、粉煤灰为主要原料，其中水泥占到40％～50％，而且只有粉煤灰等工业废料可以利用，并且粉煤灰来源有限，同时采用的LS～3型发泡剂为蛋白质类，价格较高，使得以粉煤灰为主要原料的墙体材料的市场价格较高，所生产的常温免烧复合发泡墙材材料的市场占有量受到限制。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用废弃建筑材料制作发泡砖的方法，充分利用了废弃建筑材料，解决了现有发泡墙材材料存在的粉煤灰来源有限、制作成本高的问题。
本发明所采用的技术方案是，一种利用废弃建筑材料制作发泡砖的方法，该方法按以下步骤实施，
1)、混料：首先将废弃建筑材料研磨成粒径为50μm～100μm的颗粒，按质量百分比分别称取57％～75％的上述研磨的废弃建筑材料颗粒、22％～40％的水泥和1.5％～3.8％的添加剂，该废弃建筑材料颗粒、水泥和添加剂的总质量为100％；将上述称取好的废弃建筑材料颗粒、水泥和添加剂中加水搅拌混合均匀，得到混料；所述的添加剂由混凝土减水剂、早强剂和体积安定剂组成，混凝土减水剂、早强剂和体积安定剂的重量配比为5～10：10～30：1～3；
2)、制泡：按重量配比为4～6：3～4.5：0.5～1的比例分别选取阴离子表面活性剂、司盘和明胶混合组成发泡剂，将该发泡剂加水经高速搅拌后得到稳定均一的泡沫；
3)、混合：按照每100克混料加入泡沫40～60毫升的比例，将步骤2)中得到的泡沫通入步骤1)中得到的混料中，经高速搅拌使其混合均匀，得到发泡坯料；
4)、注模成型：将步骤3)中得到的发泡坯料在模具中注模成型，浇水养护10～15小时，风干后得到发泡砖成品。
利用本发明的方法，可将大量在地震或房屋拆迁后产生的废弃建筑材料有效利用，制作出低成本高性能的保温、隔音、防火、防震墙体材料，节能环保效果非常显著。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明的方法，按照以下步骤实施：
1)、混料：废弃建筑材料颗粒由废混凝土渣、废粘土砖渣、废瓷片及其它建筑废弃材料中的一种或多种组成，经破碎研磨处理而得，研磨处理后的颗粒大小达到50μm～100μm；称取57％～75％研磨处理后的废弃建筑材料颗粒、1.5％～3.8％的添加剂、22％～40％的水泥，总质量为100％；将称取好的废弃建筑材料颗粒、添加剂、水泥与另外加入的水一起搅拌混合均匀，得到混料。水泥可以根据建筑物的施工要求，选用相应标号的水泥。
每份添加剂又是由混凝土减水剂、早强剂和体积安定剂三者按照5～10：10～30：1～3的配比组成。其中的混凝土减水剂选用木质素磺酸盐(包括木质素磺酸钠、木质素磺酸钙、木质素磺酸镁等)、奈系磺酸盐或磺化蜜胺树脂；早强剂选用无机复合类，比如氯盐中的氯化钠、氯化钾、氯化钙或硫酸盐中的硫酸钠、硫酸钾、硫酸钙；体积安定剂选用无机盐类，优选锂盐(包括氯化锂、硫酸锂、硝酸锂)。混凝土减水剂是在混凝土渣、粘土砖渣和水泥用量不变条件下，能减少拌和用水量、提高墙体强度、节约水泥用量的外加剂，主要采用木质素磺酸盐、奈系磺酸盐和磺化蜜胺树脂。早强剂是加速墙体材料早期强度发展的外加剂，用于常温、低温条件下有早强要求的墙体工程，本技术主要采用无机复合类，包括氯盐和硫酸盐。体积安定剂是抑制硬化后体积膨胀不均匀和变形的外加剂。
2)、制泡：将发泡剂和适量的水，经高速搅拌后得到稳定均一的泡沫。
发泡剂选用阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、泡沫稳定剂混合配制而成，阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂和泡沫稳定剂三者配置比例为4～6：3～4.5：0.5～1。
发泡剂是利用机械搅拌把空气带入配制完毕的发泡剂液中，使其产生均匀稳定的微泡，泡沫是由细小空气泡组成的分散体系，气泡之间由细微的液体薄膜隔开。由于液体的表面张力，液体表面有自动缩小的趋势，因而纯静液体经搅动以后并不能产生大量泡沫。在纯静液体中，两个气泡相碰就会毫无阻碍地结合在一起，最后气泡全部破裂。但如果在液体中溶解一种能降低气—液界面张力的物质，使形成在组成上与其他液体有区别的、且有一定机械强度的临界层，那么在两个气泡相碰时，这种临界层便可作为“缓冲层”防止气泡破裂。发泡剂因其分子结构的不对称性，能聚集在气—液界面上，降低表面张力，提高膜的机械强度，形成“缓冲层”，因而在纯静液体中加入发泡剂以后用搅拌、混合、吹入、喷射等机械方法将气体带入发泡剂液体中就能制得稳定的泡沫。发泡剂使本发明的发泡砖内部产生均匀而细小的独立微孔，从而获得理想的孔形及孔径，提高了墙材的强度和轻体、保温性能，采用复合高分子发泡剂，使得发泡效果更好。
阴离子表面活性剂选用苯磺酸类，如K12或LAS，主要起发泡作用。
非离子表面活性剂选用司盘，泡沫稳定剂选用明胶，均起泡沫稳定作用。
3)、混合：按照每100克混料加入泡沫40～60毫升的比例，将步骤2)中得到的泡沫通入步骤1)中得到的混料中，经高速搅拌使其快速均匀混合，得到发泡坯料。
4)、注模成型：将步骤3)中得到的发泡坯料在模具中注模成型，在堆场浇水养护10～15小时后，涂刷一层表面保护剂，风干后得到发泡砖(或墙材)成品。发泡砖(墙材)可制作成长短、薄厚、方圆不同的样式，以适应不同的建筑结构需求。表面保护剂是在墙体材料成型过程中，在表面涂刷的一种高分子预聚体，主要采用聚乙烯吡咯烷酮的乳液，在存放期间对墙体材料进行表面保护。
实施例1
依照上述的本发明方法步骤，选取下列组分和含量制备得到发泡砖：
100克混料中包括：废粘土砖渣57克，添加剂中的混凝土减水剂选用木质素磺酸盐0.5克、早强剂选用氯化钠3.0克、体积安定剂选用氯化锂0.1克；水泥39.4克；发泡剂由K12、司盘和明胶按照4：4.5：1比例混合，并加水高速搅拌配制而成泡沫；按照每100克混料中加入40毫升泡沫进行混合，在堆场浇水养护时间为15时。
实施例2
依照上述的本发明方法步骤，选取下列组分和含量制备得到发泡砖：
100克混料中包括：废混凝土渣75克，添加剂中的混凝土减水剂选用奈系磺酸盐0.5克、早强剂选用硫酸钠2.3克、体积安定剂选用硫酸锂0.2克；水泥22克；发泡剂由K12、司盘和明胶按照5：3：0.5比例混合，并加水高速搅拌配制而成泡沫；按照每100克混料中加入45毫升泡沫进行混合，在堆场浇水养护时间为10时。
实施例3
依照上述的本发明方法步骤，选取下列组分和含量制备得到发泡砖：
100克混料中包括：废瓷片70克，添加剂中的混凝土减水剂选用磺化蜜胺树脂0.9克、早强剂选用氯化钾1.5克、体积安定剂选用硫酸锂0.1克；水泥27.5克；发泡剂由LAS、司盘和明胶按照6：4.5：1比例混合，并加水高速搅拌配制而成泡沫；按照每100克混料中加入45毫升泡沫进行混合，在堆场浇水养护时间为15时。
实施例4
依照上述的本发明方法步骤，选取下列组分和含量制备得到发泡砖：
100克混料中包括：废粘土砖渣35克，废混凝土渣40克，添加剂中的混凝土减水剂选用木质素磺酸盐0.4克、早强剂选用硫酸钙1.5克、体积安定剂选用氯化锂0.1克；水泥23克；发泡剂由LAS、司盘和明胶按照5：4：0.75比例混合，并加水高速搅拌配制而成泡沫；按照每100克混料中加入45毫升泡沫进行混合，在堆场浇水养护时间为11时。
实施例5
依照上述的本发明方法步骤，选取下列组分和含量制备得到发泡砖：
100克混料中包括：废混凝土渣20克，废瓷片40克，添加剂中的混凝土减水剂选用奈系磺酸盐0.7克、早强剂选用硫酸钾1.0克、体积安定剂选用硝酸锂0.1克；水泥38.2克；发泡剂由K12、司盘和明胶按照6：3：0.5比例混合，并加水高速搅拌配制而成泡沫；按照每100克混料中加入50毫升泡沫进行混合，在堆场浇水养护时间为14时。
实施例6
依照上述的本发明方法步骤，选取下列组分和含量制备得到发泡砖：
100克混料中包括：废粘土砖渣40克，废瓷片35克，添加剂中的混凝土减水剂选用磺化蜜胺树脂0.5克、早强剂硫酸钙2.0克、体积安定剂选用硫酸锂0.3克；水泥22.2克；发泡剂由K12、司盘和明胶按照6：4.5：1比例混合，并加水高速搅拌配制而成泡沫；按照每100克混料中加入50毫升泡沫进行混合，在堆场浇水养护时间为15时。
实施例7
依照上述的本发明方法步骤，选取下列组分和含量制备得到发泡砖：
100克混料中包括：废粘土砖渣25克，废混凝土渣30克，废瓷片15克，添加剂中的混凝土减水剂选用木质素磺酸盐0.6克、早强剂选用氯化钙1.0克、体积安定剂选用硫酸锂0.2克；水泥28.2克；发泡剂由LAS、司盘和明胶按照4：3：0.5比例混合，并加水高速搅拌配制而成泡沫；按照每100克混料中加入55毫升泡沫进行混合，在堆场浇水养护时间为15时。
实施例8
依照上述的本发明方法步骤，选取下列组分和含量制备得到发泡砖：
100克混料中包括：废粘土砖渣30克，废混凝土渣15克，废瓷片20克，添加剂中的混凝土减水剂选用奈系磺酸盐0.8克、早强剂选用硫酸钠1.8克、体积安定剂选用硝酸锂0.2克；水泥32.2克；发泡剂由K12、司盘和明胶按照6：3：1比例混合，并加水高速搅拌配制而成泡沫；按照每100克混料中加入55毫升泡沫进行混合，在堆场浇水养护时间为10时。
实施例9
依照上述的本发明方法步骤，选取下列组分和含量制备得到发泡砖：
100克混料中包括：废粘土砖渣25克，废混凝土渣25克，废瓷片25克；添加剂中的混凝土减水剂选用磺化蜜胺树脂1.0克、氯化钾1.3克、体积安定剂选用硫酸锂0.1克；水泥22.6克；发泡剂由K12、司盘和明胶按照4：3：1比例混合，并加水高速搅拌配制而成泡沫；按照每100克混料中加入60毫升泡沫进行混合，在堆场浇水养护时间为15时。
依照上述实施例1～实施例9进行制备的组分含量及发泡砖成品性能测试数据如附表中所示。在抗压强度性能方面，由于普通粘土砖需要用于承重墙体，其抗压强度为20MPa～25MPa，而本发明的发泡砖主要用于非承重墙体，因此只需要较低的抗压强度，能够达到一般墙体对于自身所需的抗压强度即可。从附表中可以看出，各个实施例的干体积密度介于0.8～0.9kg/m，导热系数介于0.08～0.37W/m·K，普通粘土砖的干体积密度介于1.55～1.7kg/m，导热系数介于0.6～0.95W/m·K，可见在干体积密度和导热系数两个可比性能上，本发明方法制备的发泡砖与普通粘土砖相比具有明显的优势。
发泡墙材中均匀分布大量独立封闭气孔，使得本发明方法制备的发泡砖
附表 各个实施例的配比含量及实验数据对照表
Figure A200810232188D00111
具有良好的轻质、保温、防震、隔音特性；使用由于地震、倒塌、拆迁造成的废混凝土渣、废粘土砖渣、废瓷片等建筑废弃材料为主要原料，为废弃建筑材料处理提供了一个有效地利用途径；由于本发明方法中物理表面活性的发泡剂大大降低了发泡剂的制作成本，从而降低了发泡砖的制作成本，适于大量生产和应用，用本发明方法制备的发泡砖，特别适用于非承重墙体。

Claims (7)

1、一种利用废弃建筑材料制作发泡砖的方法，其特征在于，该方法按以下步骤实施，
1)、混料：首先将废弃建筑材料研磨成粒径为50μm～100μm的颗粒，按质量百分比分别称取57％～75％的上述研磨的废弃建筑材料颗粒、22％～40％的水泥和1.5％～3.8％的添加剂，该废弃建筑材料颗粒、水泥和添加剂的总质量为100％；将上述称取好的废弃建筑材料颗粒、水泥和添加剂中加水搅拌混合均匀，得到混料；
所述的添加剂由混凝土减水剂、早强剂和体积安定剂组成，混凝土减水剂、早强剂和体积安定剂的重量配比为5～10：10～30：1～3；
2)、制泡：按重量配比为4～6：3～4.5：0.5～1的比例分别选取阴离子表面活性剂、司盘和明胶混合组成发泡剂，将该发泡剂加水经高速搅拌后得到稳定均一的泡沫；
3)、混合：按照每100克混料加入泡沫40～60毫升的比例，将步骤2)中得到的泡沫通入步骤1)中得到的混料中，经高速搅拌使其混合均匀，得到发泡坯料；
4)、注模成型：将步骤3)中得到的发泡坯料在模具中注模成型，浇水养护10～15小时，风干后得到发泡砖成品。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述浇水养护后，在发泡砖表面涂刷一层表面保护剂，该表面保护剂优选聚乙烯吡咯烷酮的乳液。
3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述废弃建筑材料颗粒选用废混凝土渣、废粘土砖渣、废瓷片中的一种或多种混合而成。
4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述混凝土减水剂选用木质素磺酸盐、奈系磺酸盐或磺化蜜胺树脂。
5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述早强剂选用无机复合类，优选氯盐或硫酸盐。
6、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述体积安定剂选用无机盐类，优选锂盐。
7、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述阴离子表面活性剂选用苯磺酸类，优选K12或LAS。
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