CN101508544A - 一种建筑垃圾混凝土砌块及其制造方法 - Google Patents

一种建筑垃圾混凝土砌块及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了建筑垃圾混凝土砌块及其制造方法。该建筑垃圾混凝土砌块由建筑垃圾再生原料、水泥、粉煤灰、增粘剂、防水剂、激发剂和水混合后经成型、养护、干燥而成。建筑垃圾再生原料为废弃混凝土及制品、废砖瓦、废石块等无机硬质组份经加工而成，最大粒度为8mm；增粘剂为电石渣、高粘凹凸棒粘土粉、纤维素醚等；防水剂为硬脂酸盐系列产品；激发剂为生石灰粉、氯化钙、硫酸钠等。本发明经原料搅拌、成型、养护、干燥等步骤制备的建筑垃圾混凝土砌块，其工艺简单、易操作、成本低、产品质量稳定，用其砌筑的墙体抗渗性和防裂性好。该砌块大量利用建筑垃圾，取材价格低廉，减少天然资源消耗，符合可持续发展战略，社会和环境效益显著。

Description

一种建筑垃圾混凝土砌块及其制造方法
技术领域
本发明涉及建筑垃圾混凝土砌块及其制造方法，属于建筑材料技术领域。
背景技术
建筑垃圾主要来源于新建筑物的建造、危旧建筑物拆除、建筑物装修以及建筑物因自然灾害或其他原因造成的破坏。建筑垃圾中含有60％-100％的可再生资源。研究结果表明，工业化国家建筑垃圾的人均年排放量达1吨，循环利用建筑垃圾可减少对天然资源5％的消耗。同时能有效地提高资源、能源利用效率，保护生态和促进经济发展，使建筑业走上可持续发展道路。
建筑垃圾组成因地区经济发展水平、建筑结构、拆除方式、回收方式不同而变化，通常包含水泥基材料、烧结类材料、天然石材、金属和其它(如木材、塑料)等。在拆除混凝土结构时，建筑垃圾主要组成是废弃混凝土，如道路和机场跑道拆除工程。建筑物拆除和新建建筑产生的建筑垃圾中，组成变化则较大。自上世纪八十年代以来，我国建筑垃圾排放量快速增长，可再生组分比例不断提高。利用建筑垃圾制备再生骨料、再生骨料混凝土、新型墙体砌筑材料，或用于建筑基础，不但实现建筑垃圾的资源化、减量化、无害化，满足建筑材料原料的市场需要，符合可持续发展战略，而且可形成“建筑垃圾资源化再生利用”新兴行业，具有巨大的社会经济效益和环境效益。
经检索，国内已申请或授权利用建筑垃圾生产混凝土砌块的专利有10多项，主要分为两大类：只使用废砖为主要原料生产砖渣砌块和使用混合建筑垃圾再生骨料生产建筑砌块。如ZL 97110484.0的中国专利公开了一种砖渣混凝土小型空心砌块，其特征在于采用废砖为主要原料，经粉碎，配以水泥、添加剂和水，混合搅拌，振压成型，自然养护而而成；申请号为200710099538.2的中国专利公开了一种轻质砖渣砌块，其特征是这种砌块是由废砖、膨胀珍珠岩、水泥为原料所制成；ZL02148334.5的中国专利公开了一种无机矿空芯砌块及其制作方法，其特征是由建筑垃圾、氢氧化钙、沸石、硫酸钙、水泥组成。其制作方法是将建筑垃圾粉碎与上述原料配料，加适量水搅拌均匀，再经振压成空芯砌块，经常温养护而成，其缺陷是要求建筑垃圾破碎后须按级配要求组合使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种适用性强、生产工艺简便、产品质量和性能稳定的建筑垃圾混凝土砌块。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种建筑垃圾混凝土砌块，其特点为：它由建筑垃圾再生原料、水泥、粉煤灰、增粘剂、激发剂、防水剂和水混合后经成型、养护、干燥而成。所述建筑垃圾再生原料为废弃混凝土及制品、废砖瓦、废石块等无机硬质组份经破碎而成，其最大粒度为8mm。其中，建筑垃圾中废弃混凝土及制品的重量比为0％至100％，废砖瓦的重量比0％至100％，废弃混凝土及制品和废砖瓦总重量应占有80％至100％；所述增粘剂为电石渣、高粘凹凸棒粘土粉、纤维素醚等；所述激发剂为生石灰粉、氯化钙、硫酸钠等；所述防水剂为硬脂酸盐系列产品，如硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸锌等。在建筑垃圾混凝土砌块中，建筑垃圾再生原料含量为50～90重量份、粉煤灰含量为0～25重量份、水泥含量为8～20重量份、增粘剂含量为0～8重量份、激发剂含量为0～5重量份、防水剂含量为0～0.3重量份。优选建筑垃圾再生原料65～77重量份、粉煤灰10～15重量份、水泥12～15重量份、增粘剂0～4重量份、激发剂0.8～4重量份、防水剂0.012～0.26重量份、水12～20重量份。
本发明的第二个目的是提供一种上述建筑垃圾混凝土砌块的制造方法，其特点为：它包括有如下步骤，
1)建筑垃圾再生原料制备：将通过选择性拆除或选择性回收取得的建筑垃圾通过颚式破碎机直接加工成最大粒度为8mm的再生原料，并进行均化处理；
2)原料搅拌：将步骤1)制备的建筑垃圾再生原料用其吸水率20％至60％的拌合用水预湿润，然后加入水泥、粉煤灰、增粘剂、激发剂、防水剂和剩余拌合用水搅拌均匀成混合料；
3)成型：使用模振或台振砌块成型机振动加压成型；
4)养护：将步骤3)制备的建筑垃圾混凝土砌块坯体带托板养护，可采用自然养护或蒸汽养护。蒸汽养护养护温度为40℃～90℃，养护时间为4h～12h，然后自然养护至28天；自然养护应在自然条件下养护28天；
5)干燥：将步骤3)养护到期的建筑垃圾混凝土砌块在鼓风干燥室(窑)内干燥，干燥室(窑)温度为40℃～90℃，干燥时间以建筑垃圾混凝土砌块的相对含水率达到相应国家(行业)标准为准。冷却后采用塑料布包装，堆放时应有防雨措施。
上述方法中，步骤2)可以通过调整各组分含量得到不同强度等级的建筑垃圾混凝土砌块；通过调整防水剂含量和各组分含量还可得到防水型建筑垃圾混凝土砌块。步骤3)可以通过更换模具可以生产不同规格、不同形状的建筑垃圾混凝土砌块。步骤5)可以通过控制建筑垃圾混凝土砌块的相对含水率抑制其上墙后的线性干缩收缩率，以免墙体出现裂缝。
采用以上技术方案，本发明具有以下优点：1)将混合建筑垃圾破碎后直接用于混凝土砌块生产，不需分级，全部使用。2)通过控制建筑垃圾混凝土砌块的相对含水率控制混凝土砌块上墙后的线性干缩收缩率，以免墙体出现裂缝。3)对建筑垃圾再生原料预湿润，防止因再生原料争抢混凝土砌块中水泥的水化用水，保证其物理力学强度和耐久性。
具体实施方式
本发明的建筑垃圾混凝土砌块，由建筑垃圾再生原料、水泥、粉煤灰、增粘剂、激发剂、防水剂和水混合后经成型、养护、干燥而成。建筑垃圾再生原料含量为50～90重量份(实施例为65％～77％)、粉煤灰含量为0～25重量份(实施例为10％～15％)、水泥含量为8～20重量份(实施例为12％～15％)、增粘剂含量为0～8重量份(实施例为0％～4％)、激发剂含量为0～5重量份(实施例为0.8％～4％)、防水剂含量为0～0.3重量份(实施例为0.012％～0.26％)、水含量为12～20重量份(实施例为13％～18.4％)。其中：
所述建筑垃圾再生原料为废弃混凝土及制品、废砖瓦、废石块等无机硬质组份经破碎而成，其最大粒度为8mm。这里，建筑垃圾中废弃混凝土及制品的重量比为0％至100％，废砖瓦的重量比0％至100％，且废弃混凝土及制品和废砖瓦总重量应占建筑垃圾总重量的80％至100％；
所述增粘剂为电石渣、高粘凹凸棒粘土粉、纤维素醚等其中一种或几种的混合；
所述激发剂为生石灰粉、氯化钙、硫酸钠等中一种或几种的混合；
所述防水剂为硬脂酸盐系列产品，如硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸锌等中的一种或几种的混合。
所述水(拌合用水)用于以上原料的搅拌过程中。其中建筑垃圾再生原料需先用水预湿润，使用预湿润的水量为建筑垃圾再生原料吸水量的10％～60％为好；剩余水量再用于和其它原料拌合。
下面通过实施例进一步描述本发明，但本发明不仅限于所述的实施例。实施例中对混凝土砌块的测试参照GB/T 4111-1997标准进行。
实施例1
将废弃混凝土重量比占100％的建筑垃圾通过颚式破碎机加工成最大粒度为8mm的建筑垃圾再生原料并均化处理。先将364.5kg(总原料量的72.9％)建筑垃圾再生原料用其吸水率30％的拌合用水(7.65kg)预湿润，然后加入60.0kg(总原料量的12.0％)强度等级为32.5的矿渣硅酸盐水泥、50.0kg(总原料量的10.0％)粉煤灰、20.0kg(总原料量的4.0％)电石渣、5.0kg(总原料量的1.0％)硫酸钠和余量水(57.35kg)搅拌均匀成混合料。使用台振砌块成型机成型规格尺寸为390mm×190mm×190mm的单排孔建筑垃圾混凝土砌块，坯体带托板自然养护养护至28天。出厂前在60℃的干燥室内干燥，当相对含水率小于35％(干燥地区)时停止干燥。
经测试，该例建筑垃圾混凝土砌块空心率为46％，抗压强度达到10.0级，密度等级为1000级，吸水率为12.2％，软化系数为0.90，碳化系数为0.90，F25合格。
实施例2
将废砖重量比占100％的建筑垃圾通过颚式破碎机加工成最大粒度为8mm的建筑垃圾再生原料并均化处理。先将385.0kg(77.0％)建筑垃圾再生原料用其吸水率60％的拌合用水(34.65kg)预湿润，然后加入60.0kg(12.0％)强度等级为32.5的矿渣硅酸盐水泥、50.0kg(10.0％)粉煤灰、0.2kg(0.04％)纤维素醚、4.0kg(0.8％)氯化钙、和余量水(57.35kg)搅拌均匀成混合料。使用模振砌块成型机成型规格尺寸为390mm×190mm×190mm的单排孔建筑垃圾混凝土砌块，坯体带托板在60℃温度下蒸汽养护10h，再自然养护至28天。出厂前在40℃的干燥窑内干燥，当相对含水率小于45％(潮湿地区)时停止干燥。
经测试，该例建筑垃圾混凝土砌块空心率为46％，抗压强度达到7.5级，密度等级为900级，吸水率为18.6％，软化系数为0.86，碳化系数为0.86，F25合格。
实施例3
将废弃混凝土和废砖重量比各占50％的建筑垃圾通过颚式破碎机加工成最大粒度为8mm的建筑垃圾再生原料并均化处理。先将349.4kg(69.88％)建筑垃圾再生原料用其吸水率50％的拌合用水(19.22kg)预湿润，然后加入60kg(12.0％)强度等级为32.5的矿渣硅酸盐水泥、50kg(10.0％)粉煤灰、20kg(4.0％)高粘凹凸棒粘土粉、20kg(4.0％)生石灰粉和余量水(64.78kg)搅拌均匀成混合料。使用台振砌块成型机成型规格尺寸为390mm×190mm×190mm的单排孔建筑垃圾混凝土砌块，坯体带托板自然养护养护至28天。出厂前在50℃的干燥室内干燥，当相对含水率小于40％(中等地区)时停止干燥。
经测试，该例建筑垃圾混凝土砌块空心率为46％，抗压强度达到7.5级，密度等级为1000级，吸水率为14.1％，软化系数为0.88，碳化系数为0.87，F25合格。
实施例4
将重量比占70％的废弃混凝土和重量比占30％的废砖组成的建筑垃圾通过颚式破碎机加工成最大粒度为8mm的建筑垃圾再生原料并均化处理。先将328.7kg(65.74％)建筑垃圾再生原料用其吸水率40％的拌合用水(12.36kg)预湿润，然后加入75kg(15.0％)强度等级为32.5的矿渣硅酸盐水泥、75kg(15.0％)粉煤灰、20kg(4.0％)生石灰粉、1.3kg(0.26％)硬脂酸锌和余量水(65.14kg)搅拌均匀成混合料。使用模振砌块成型机成型规格尺寸为390mm×190mm×190mm的单排孔建筑垃圾混凝土砌块，坯体带托板自然养护养护至28天。出厂前在50℃的干燥室内干燥，当相对含水率小于40％(中等地区)时停止干燥。
经测试，该例建筑垃圾混凝土砌块空心率为46％，抗压强度达到15.0级，密度等级为1000级，抗渗性合格，软化系数为0.88，碳化系数为0.87，F25合格，可用于清水墙。
实施例5
将废弃混凝土和废砖重量比各占45％，废石块占10％的建筑垃圾通过颚式破碎机加工成最大粒度为8mm的建筑垃圾再生原料并均化处理。先将349.4kg(69.88％)建筑垃圾再生原料用其吸水率45％的拌合用水(15.57kg)预湿润，然后加入60kg(12.0％)强度等级为32.5的矿渣硅酸盐水泥、50kg(10.0％)粉煤灰、20kg(4.0％)高粘凹凸棒粘土粉、20kg(4.0％)生石灰粉、0.6kg(0.12％)硬脂酸锌和余量水(64.43kg)搅拌均匀成混合料。使用台振砌块成型机成型规格尺寸为390mm×240mm×190mm的双排孔建筑垃圾混凝土砌块，坯体带托板在60℃温度下蒸汽养护10h，再自然养护至28天。出厂前在40℃的干燥室内干燥，当相对含水率小于40％(中等地区)时停止干燥。
经测试，该例建筑垃圾混凝土砌块空心率为41％，抗压强度达到10.0级，密度等级为1000级，吸水率为13.2％，软化系数为0.89，碳化系数为0.89，F25合格。
以上实施例中建筑垃圾混凝土砌块的特点：(1)产品性能达到GB 8239-1997或GB/T 15229-2002规定的指标；(2)实施例1、2、3、4、5表明，用不同品种再生原料或再生原料组成不同，建筑垃圾再生混凝土砌块的强度等级和密度等级存在显著差异；(3)实施例4表明，生产建筑垃圾再生混凝土砌块时，掺加一定量的防水剂，产品的抗渗性合格，可用于清水墙结构；(4)实施例1、2、3、4、5表明，对于不同品种再生原料或再生原料组成不同，生产再生产品时，需用不同比例的拌合用水对建筑垃圾再生原料进行预湿润。

Claims (7)

1.一种建筑垃圾混凝土砌块，其特征在于：它由建筑垃圾再生原料、水泥、粉煤灰、增粘剂、防水剂、激发剂和水经原料搅拌、成型、养护、干燥而成；其中，建筑垃圾再生原料投入量为50～90重量份、粉煤灰投入量为0～25重量份、水泥投入量为8～20重量份、增粘剂投入量为0～8重量份、激发剂投入量为0～5重量份、防水剂投入量为0～0.3重量份、水投入量为12～20重量份。
2.根据权利要求1所述的建筑垃圾混凝土砌块，其特征在于：所述原料投入量为建筑垃圾再生原料65～77重量份、粉煤灰10～15重量份、水泥12～15重量份、增粘剂0～4重量份、激发剂0.8～4重量份、防水剂0.012～0.26重量份、水13～18.4重量份。
3.根据权利要求1或2所述的建筑垃圾混凝土砌块，其特征在于：所述建筑垃圾再生原料由建筑垃圾破碎而成，其最大粒度为8mm。
4.根据权利要求3所述的建筑垃圾混凝土砌块，其特征在于：所述建筑垃圾再生原料的建筑垃圾由废弃混凝土及制品、废砖瓦、废石块等无机硬质组份组成，其中，废弃混凝土及制品的重量比为0％至100％，废砖瓦的重量比0％至100％，且废弃混凝土及制品和废砖瓦占建筑垃圾总重量的80％至100％。
5.根据权利要求3所述的建筑垃圾混凝土砌块，其特征在于：所述增粘剂为电石渣、高粘凹凸棒粘土粉、纤维素醚中的一种或几种的混合；所述防水剂为硬脂酸盐系列产品硬脂酸钙、硬脂酸镁或硬脂酸；所述激发剂为生石灰粉、氯化钙或硫酸钠。
6.一种以上任一权利要求所述建筑垃圾混凝土砌块的制造方法，其特征在于：它包括有如下步骤，
1)建筑垃圾再生原料制备：将所述建筑垃圾通过颚式破碎机直接加工成最大粒度为8mm的再生原料，并进行均化处理；
2)原料搅拌：将步骤1)制备的建筑垃圾再生原料用其吸水率20％至60％的拌合用水预湿润，然后加入水泥、粉煤灰、增粘剂、激发剂、防水剂和剩余拌合用水搅拌均匀成混合料；
3)成型：使用模振或台振砌块成型机振动加压成型；
4)养护：将步骤3)制备的建筑垃圾混凝土砌块坯体带托板养护；
5)干燥：将步骤4)养护到期的建筑垃圾混凝土砌块在鼓风干燥室(窑)内干燥，干燥室(窑)温度为40℃～90℃，干燥时间以建筑垃圾混凝土砌块的相对含水率达到相应国家(行业)标准为准；冷却后采用塑料布包装，堆放时应有防雨、防潮措施。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：步骤4)采用自然养护或蒸汽养护；蒸汽养护养护温度为40℃～90℃，养护时间为4h～12h，然后自然养护至28天；自然养护应在自然条件下养护28天。
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