CN101486550A - 一种生活垃圾预制件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种生活垃圾预制件及其制造方法,其中所述生活垃圾预制件的原料包括如下组成:生活垃圾焚烧渣:36-57wt%;水泥:5-14wt%;碎石:24-47wt%;建筑用砂:0-8wt%;粉煤灰:0-4wt%;硅灰:0-0.5wt%;混凝土外加剂:0-0.2wt%;水:5-9.5wt%。本发明所提供的生活垃圾预制件可以替代混凝土预制件成为具有较高强度的地砖、砌块或路缘石等建筑材料,在较低的成本下实现对生活垃圾的无害化处理,具有良好的经济效益和社会效益。本发明还提供了上述生活垃圾预制件的制造方法,通过混料、成型、养护等步骤制得本发明的生活垃圾预制件。

Description

一种生活垃圾预制件及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种利用垃圾焚烧渣生产的混凝土预制件,尤其提供了利 用该混凝土制成的地砖和砌块,属于绿色建材制造领域。
背景技术
随着经济的高速发展,人民的生活水平迅速提高,城市化进程不断加 快,我国城市垃圾产生量急剧增加,且增长势头不减。目前,我国城市垃
圾年产生量已达1.4亿吨,人均垃圾产生量在450-500公斤左右,还在以每 年8-10%的增长率不断增加。为更好地处理日益增多的生活垃圾并解决传 统的垃圾处理方式所带来的一系列问题,我国的城市生活垃圾的处理正在 向无害化处理过渡。以北京市为例,目前,垃圾的处理方法正在由露天堆 放、简易填埋向以卫生填埋为主、焚烧、堆肥和综合处理为辅的无害化处 理阶段过渡。以北京为例,北京共有垃圾场490处,累计填埋量3036万吨, 其中,正规垃圾场处理量达83%。从量上来说,北京人均日产生活垃圾约 0.82公斤,2004年年产垃圾约491万吨,实际清运到无害化正规垃圾处理 场的垃圾约393万吨,每年尚有约98万吨的生活垃圾以直接填埋的方式, 在非正规垃圾场消纳。卫生填埋不仅占有大量土地,而且会造成土壤和地 下水的污染。因此,生活垃圾的无害化处理将由现在的大部分卫生填埋, 改为焚烧、堆肥、填埋科学均衡处理。在"十一五"期间,北京将对垃圾 处理的工艺系统进行科学配比,焚烧、堆肥、填埋比例将达4: 3: 3。然后, 大量的生活垃圾必然带来大量的垃圾焚烧渣,如何更好地处理这些垃圾焚 烧渣是关系到能够真正实现垃圾无害化处理的关键。
利用垃圾焚烧渣应用于建筑材料的制造是一个逐渐兴起的趋势,目前
3已经有将垃圾焚烧渣应用于塑性混凝土制品、地砖和砌块等产品的制造, 这不失为是垃圾焚烧渣综合利用的一个较好的方向。
中国98125624.4号专利(授权公告日:2001年4月4日)公开了一种 垃圾粉煤灰轻质免烧砖,其是使用30-35重量份的生活垃圾焚烧熟料结合粉 煤灰、炉渣或砂石骨料、水泥等原料制造的,虽然该专利公开的技术方案 可以解决部分垃圾焚烧渣(即生活垃圾焚烧熟料)的处理问题,为满足最 终免烧砖产品的使用要求(例如强度和容重要求),仍需要配合较大量的粉 煤灰,而所使用的垃圾焚烧渣的数量不能过高(该专利中仅限制在35%以 下),无法应对垃圾焚烧渣日益增多的局面。
中国02114714.0号专利申请(公开日:2003年7月30日)公开了一 种利用50-68wt。/。垃圾焚烧灰渣结合20-35wt。/。水泥等原料制造的混凝土制 品,出于对制品性能的要求,该专利申请公开的技术方案在使用较多的垃 圾焚烧灰渣的同时,其所需要使用的水泥的量也比较多,也不适于以较低 的成本实现较大量的垃圾焚烧渣的处理;而且,混凝土制品在成型后还需 要在85-9(TC的蒸汽室内进行养护。
因此,如何在使用较低水泥用量和较低成本的条件下,利用较多的垃 圾焚烧渣制造符合标准的混凝土制品、地砖和砌块等产品是本领域亟待解 决的问题。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明的目的在于提供一种利用生活垃圾焚烧 渣制造的生活垃圾预制件,其原料包括较大量的生活垃圾焚烧渣,以及较 少的水泥,可以替代混凝土预制件成为具有较高强度的地砖、砌块或路缘 石等建筑材料,在较低的成本下实现对生活垃圾的无害化处理。
本发明的目的还在于提供上述生活垃圾预制件的制造方法,将生活垃 圾焚烧渣与水泥混合,控制适当的成型工艺并结合一定量的辅料和外加剂 制成强度和容重性质良好的地砖、砌块和路缘石等混凝土预制件。为达到上述目的,本发明提供了一种生活垃圾预制件,其原料包括以 下组成:
生活垃圾焚烧渣 36-57wt0/0
水泥 5-14wt%
碎石 24-47wt0/0
建筑用砂 0-8wt%
粉煤灰 0-4wto/o
硅灰 0-0.5wt%
混凝土外加剂 0-0.2wt%
水 5-9.5wt%。
本发明所采用的生活垃圾焚烧渣可以是来自垃圾处理场焚烧处理后的
焚烧渣,也可以是将收集的生活垃圾在800-115(TC进行焚烧后,通过磁选 和筛分将焚烧渣中的金属、玻璃等杂物清除掉后,得到的焚烧渣。为了利 于在水泥生产中使用,可以对焚烧渣进行进一步的筛分和粉碎,获得符合 一定要求的焚烧渣,例如可以采用粒度小于10mm的焚烧渣,这样可以提 高生活垃圾焚烧渣与其他原料的结合性能,使制造的生活垃圾预制件具有 较高的强度等力学性能指标。
本发明提供的生活垃圾预制件采用生活垃圾焚烧渣为主要原料,并以 碎石作为骨料,从而满足强度要求。具体配方中,碎石的尺寸最好在 2-10mm,可以是碎石或尾矿等材料。
根据本发明的具体方案,为了得到较高品质的混凝土预制件产品,可 以向原料中加入本领域常用的混凝土外加剂,优选地,该混凝土外加剂包 括减水剂、保水剂和早强剂等中的一种或几种的组合。其中,减水剂能够 减少拌合物用水量,降低水灰比,降低水泥用量,节省成本;早强剂能够 提高混凝土早期强度,并对混凝土后期强度不会产生影响。
本发明提供的生活垃圾预制件是一种混凝土预制件,可以是建筑行业
5常用的各类预制件,例如,可以采用不同的模具将该预制件制成空心砌块、 地砖、路缘石或其他建筑构件。
本发明还提供了一种上述生活垃圾预制件的制造方法,其包括如下步
骤:
混料:将原料混合并搅拌均匀得到混合料;
成型:利用预制块成型机将混合料振捣成型,其中,击振力为 110-160KN,振动频率为2880-3600次/分;
养护:按照混凝土的标准养护方法进行养护24-48小时,然后在自然环 境下养护15-26天,得到本发明的生活垃圾预制件。
根据本发明的具体方案,在成型处理中,可以将混合料制成各种所需 的形状或样式的空心砌块、地砖或路缘石等预制件产品。
在本发明的生活垃圾预制件的制造方法中,可以采用已经焚烧处理完 毕的垃圾焚烧渣经筛分后直接进行混料、成型、养护等步骤,也可以先进 行垃圾焚烧、筛分的处理步骤,将符合要求的垃圾焚烧渣进行混料、成型、 养护等步骤。因此,本发明提供的生活垃圾预制件的制造方法也可以具体 地包括下列步骤:
(1) 垃圾的焚烧、筛分:将生活垃圾集中在800-1150'C下焚烧,将所 剩的垃圾渣筛分,除去对混凝土耐久性有害的没烧尽的有机物及金属杂质;
(2) 混料:将筛分后的垃圾渣、水泥、无机辅料(建筑用砂、粉煤灰、 硅灰等)、混凝土外加剂等原料组分按一定重量配比混合,同时加入相当于 原料总重量的5-9.5%的水,搅拌均匀;
(3) 成型:用预制块成型机将上述混合料振捣成型,成型过程控制击 振力110-160KN,振动频率为2880-3600次/分钟;
(4) 养护:用混凝土标准的养护方法进行养护24-48小时,然后在自 然环境下养护15-26天,即成成品。
在本发明提供的生活垃圾预制件的制造方法中,通过采用在本发明提供的范围内的击振力和振动频率可以得到振捣均匀密实、气泡排放充分、 具有一定力学性能、符合一定标准的混凝土预制件(如地砖或砌块)。至于 更具体的操作条件,本领域技术人员可以根据所制成的产品通过调节原料 的组成,并选择合适的工艺参数进行操作而实现。上述制造方法中提及的 "自然环境下养护"也是混凝土预制件加工中的常规操作,即,将经标准 养护后的预制件置于不需任何控制的环境(自然环境)中放置设定的时间。 根据本发明提供的制造方法获得的预制件产品不仅抗压强度可以满足
要求,而且重量轻。例如制备200X 100X60mm的普通地砖,强度达到40MPa 时,容重为2178.5 Kg/m3;而砌块强度最高可达到12MPa,最低也在5MPa 以上,其容重却可降到1900Kg/m3,这大大减轻了在运输过程的费用及高层 建筑物的自重。另外,本发明的预制件成型简单,养护条件与一般混凝土 养护条件一样,利于大规模生产(例如,用Masa成型设备一天可制造普通 地砖4500平方米,这样一天最少可处理垃圾焚烧渣120吨),可大大减轻 处理生活垃圾的压力。所以,本发明可以最大限度地利用生活垃圾焚烧后 的垃圾渣为主要原料,不仅实现了变废为宝,而且生产方法简单,产品生 产成本低,更可以节约土地资源,因此具有良好的经济效益和社会效益。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明,但不能理解
为对本发明的可实施范围所做的任何限制。 实施例1-5
砌块和地砖的制造工艺:
(1) 焚烧、筛分:将生活垃圾集中在800-1150。C下焚烧,将所剩的垃 圾渣筛分,除去对混凝土耐久性有害的有机物;
(2) 配料混合:将筛分后的垃圾渣、水泥、无机辅料、混凝土外加剂 按一定重量配比混合,同时加水搅拌均匀,加水量为原料总重量的5%-9.5%;
(3) 成型:用德国MASA公司的Masa9001型成型机将上述混合料振捣成型,击振力110-160KN,振动频率(或称振捣频率)2880-3600次/分钟, 制成砌块或地砖(称砌块1-3和地砖1-2);
(4)养护:用混凝土标准的养护方法进行养护24-48小时,然后在自 然条件下养护15-26天,即成成品。
根据本发明提供的制造方法获得产品的原料组成及工艺参数如表1所
表l (重量含量,单位:%):
原料 砌块1 砌块2 砌块3 地砖1 地砖2
水泥 7.6 13.6 14
垃圾渣 38 38.7 42 57 36
建筑用砂 0 0 0 0 8
碎石 46 47 37 24 37
粉煤灰 0 4 0 0
硅灰 0 0 0.5 0.4 0
外加剂 0 0.1 0 0 0.2
水 8 6.4 9.5
击振力 110KN 130KN 110KN 140KN 160KN
振动频率 2880~3000 2880-3000 2880~3000 3300~3600 3300~3600
产品的物理性能如表2所示。
表2:
抗压强度(MPa) 振动频率(次/分) 容重(Kg/m3)
砌块l 5.4(最大值:5.7;最小值4.8) 2880~3000 1897.8
砌块2 12.5(最大值:15.7;最小值10.2) 2880~3000 1915.9
地砖1 29.4(最大值:35.7;最小值28.9) 3300—3600 1977.2
地砖2 50.2(最大值:57.0;最小值47.5) 3300~3600 2178.5
8

Claims (6)

1、一种生活垃圾预制件,其原料包括如下组成:生活垃圾焚烧渣 36-57wt%水泥 5-14wt%碎石 24-47wt%建筑用砂 0-8wt%粉煤灰 0-4wt%硅灰 0-0.5wt%混凝土外加剂 0-0.2wt%水 5-9.5wt%。
2、 如权利要求1所述的生活垃圾预制件,其中,所述混凝土外加剂包 括减水剂、保水剂和早强剂中的一种或几种的组合。
3、 如权利要求1所述的生活垃圾预制件,其中,所述碎石的尺寸为 2-10mm。
4、 如权利要求1所述的生活垃圾预制件,其包括空心砌块、地砖或路 缘石。 _
5、 权利要求1-4任一项所述生活垃圾预制件的制造方法,其包括如下 步骤:混料:将原料混合并搅拌均匀得到混合料;成型:利用预制块成型机将混合料振捣成型,其中,击振力为110-160KN,振动频率为2880-3600次/分钟;养护:按照混凝土的标准养护方法进行养护24-48小时,然后在自然环 境下养护15-26天,得到本发明的生活垃圾预制件。
6、 如权利要求5所述的制造方法,其中,所述成型操作中将混合料制 成空心砌块、地砖或路缘石。
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