CN102690069A - 一种以建筑垃圾作为水泥原料的再生方法 - Google Patents

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Abstract

一种以建筑垃圾作为水泥原料的再生方法，以建筑垃圾、石膏、水泥熟料为原料，其工艺为：称量混匀、细磨、粒检、性能检测、成品包装，建筑垃圾是以废砖为主，废砖含量在80-100Wt％；有机物含量在0-1.0Wt％；金属含量在0-5.0Wt％；在配料前建筑垃圾应被破碎成0mm且小于等于40mm的颗粒；石膏是指生石膏或半水石膏，石膏在配料前破碎成大于0mm且小于等于40mm的颗粒；所用水泥熟料3天抗拉强度应大于27.0MPa，主要化学成分应符合以下要求：CaO为65.0-70.0Wt％；SiO2为19.0-23.0Wt％；Al2O3为3-6Wt；Fe2O3为2.5-5.0Wt％。本发明以废砖为主的建筑垃圾为主要原材料制备水泥除了能减轻我国旧城改造所形成的主要建筑垃圾对环境的不利影响外，还能节约大量的水泥熟料。

Description

一种以建筑垃圾作为水泥原料的再生方法
技术领域
本发明涉及一种建筑垃圾的回收再利用，尤其涉及一种以建筑垃圾作为水泥原料的再生方法。
背景技术
在建筑领域，随着城市建筑业的快速发展，建筑垃圾的数量与日俱增，据统计我国每年城市建筑垃圾的产量在4000-5000万吨，城市建筑垃圾的主要成分是废砖。建筑垃圾的机械性能差，公路工程行业中规定不可直接将建筑垃圾作为路基材料，又由于建筑垃圾不可燃烧，所以建筑垃圾都被填埋、囤放手段处理，这些处理方式都需要占用大量的土地和消耗大量的处理资金，而且污染环境。因此，寻求一种新的处理方式显得尤为重要。
国内外常见的水泥品种有硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥、钢渣矿渣硅酸盐水泥等7个主要品种。各种工业废渣作为具有潜在水硬活性的混合材被大量应用于水泥制造业。其中高炉矿渣、粉煤灰应用最为广泛，用量也最大。但没有以建筑垃圾作为水泥主要混合材或作为水泥的主要原料的报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种以建筑垃圾作为水泥原料的再生方法，解决以废砖为主的城市垃圾的处理问题，使这些固体废弃物资源化并产生较高的附加值，同时减少水泥烧制过程中的环境污染。
以废砖为主的城市垃圾经过简单的分选，去掉过多的有机物、粘土、金属等物质，剩下的部分废砖含量可达80Wt％以上，其余20Wt％左右主要是砌筑过程中使用的灰砂，经年久反应风化，其主要矿物成分是石英、长石、方解石和水化硅酸钙等矿物。这些成分经磨细后对本发明所涉及的水泥无太大不利影响。烧制建筑用砖的主要原料是粘土，经900-1000℃烧制后大部分转变为高岭石，主要成分为硅酸盐玻璃相和其它硅酸盐矿物。这些物质经充分磨细后具有优良的水硬活性。这些具有水硬活性的物质在有自由水存在时能与水泥熟料水化后所形成的Ca(OH)2发生反应形成C-S-H凝胶从而具有很强的胶凝性能。废砖是由粘土烧结而成的多孔物质，使用普通的水泥磨机极易磨细，当磨到水泥同样细度时(以比表面积计算)其能耗只有研磨水泥熟料的一半左右，与磨细矿渣和钢渣相比其能耗只有30％左右。此外，在磨细砖粉中常出现亚微米颗粒或纳米颗粒，这种少量物料的超细效应也会对水泥石的强度增长产生较大影响。
一种以建筑垃圾作为水泥原料的再生方法，建筑垃圾要求是以废砖为主，废砖含量在80-100Wt％；有机物含量在0-1.0Wt％；金属含量在0-5.0Wt％；在配料前建筑垃圾应被破碎成大于0mm且小于等于40mm的颗粒；石膏是指生石膏或半水石膏，石膏在配料前破碎成大于0mm且小于等于40mm的颗粒；所用水泥熟料3天抗拉强度应大于27.0MPa，主要化学成分应符合以下要求：以下均按重量百分比计，CaO为65.0-70.0Wt％；SiO2为19.0-23.0Wt％；Al2O3为3-6Wt；Fe2O3为2.5-5.0Wt％。
配料及磨细：
将原材料按建筑垃圾40.0-65.0Wt％，水泥熟料30.0-55.0Wt％，石膏4.0-6.0Wt％，进行配料，初步混合后加入到水泥磨机中进行磨细，磨细混合物料的细度要求达到3500-4500cm2/g，并在磨细时外加0.5-5.0Wt％的表面活性剂。
生产52.5号水泥，建筑垃圾的用量应在40.0-45.0Wt％；水泥熟料的用量应在50.0-55.0Wt％；石膏的用量在4.5-5.5Wt％；磨细度应在4000-4500cm2/g；并在磨细时外加0.5-5.0Wt％的表面活性剂。
生产42.5号水泥，建筑垃圾的用量应在45.0-50.0Wt％；水泥熟料的用量应在45.0-50.0Wt％；石膏的用量在4.5-5.5Wt％；磨细度应在3700-4200cm2/g。
生产32.5号水泥，建筑垃圾的用量应在50.0-60.0Wt％；水泥熟料的用量应在35.0-45.0Wt％；石膏的用量在4.0-6.0Wt％；磨细度应在3500-4000cm2/g。
生产27.5号水泥，建筑垃圾的用量应在60.0-65.0Wt％；水泥熟料的用量应在30.0-35.0Wt％；石膏的用量在4.0-6.0Wt％；磨细度应在3000-3500cm2/g。
本发明以废砖为主的建筑垃圾为主要原材料制备水泥除了能减轻我国旧城改造所形成的主要建筑垃圾对环境的不利影响外，还能节约大量的水泥熟料。本发明制备一吨水泥比现有的普通水泥制备技术节省水泥熟料200-300kg，从而少向大气中排放CO2 200-300Kg，其它大气污染物也会相应减少20.0-30.0Wt％。在经济效益方面，除了减少烧制水泥熟料所节约的成本外，废砖的易磨性也使磨细成本下降10-20％。
具体实施方式
下面结合实施例对对发明作进一步说明。
实施例1
按建筑垃圾用量50.0Wt％，水泥熟料用量45.0Wt％，石膏用量5.0Wt％进行配料，经在水泥磨机中磨细到比表面积为4000cm2/g，并在磨细时外加0.5Wt％的表面活性剂。经3天、28天和60天强度试验测试，其结果见表1。
表1建筑垃圾加入量为50.0Wt％时水泥胶砂强度测试结果
Figure BSA00000454973300031
从表1可以看出本实施例中所制备的水泥符合GB12958-1999标准中42.5号复合硅酸盐水泥的强度标准，且后期强度增长余量较大，并有很高的抗折强度。本实施例中水泥的其它性能符合GB-12958-1999标准。
实施例2
按建筑垃圾用量55.0Wt％，水泥熟料用量40.0Wt％，石膏用量5.0Wt％进行配料，经在水泥磨机中磨细到比表面积为3700cm2/g，并在磨细时外加5Wt％的表面活性剂。经3天、28天和60天强度试验测试，其结果见表2。
表2建筑垃圾加入量为55.0Wt％时水泥胶砂强度测试结果
Figure BSA00000454973300041
从表1可以看出本实施例中所制备的水泥符合GB12958-1999标准中32.5号水泥的强度标准，且后期强度增长余量较大，并有很高的抗折强度。本实施例中水泥的其它性能符合GB-12958-1999标准。
实施例3
将实施例中所制备的水泥按下列比例配制混凝土：
水泥：528kg/m3；
复合减水剂：5.34kg/m3；
粗集料(石灰岩类，人工破碎而成)：1050kg/m3；
细集料(河砂)：690kg/m3；
水：214kg/m3；
所配制的混凝土强度及塌落度见表3。
表3用实施例1中所制备的水泥配制的混凝土强度及塌落度
本实施例中混凝土的其它性能符合GBJ80-85，GBJ81-85，GBJ82-85，GBJ55-81，GBJ63-89标准。

Claims (6)

1.一种以建筑垃圾作为水泥原料的再生方法，以建筑垃圾、石膏、水泥熟料为原料，其生产工艺流程为：称量混匀、细磨、粒检、性能检测、成品包装，其特征是，建筑垃圾要求是以废砖为主，废砖含量在80-100Wt％；有机物含量在0-1.0Wt％；金属含量在0-5.0Wt％；在配料前建筑垃圾应被破碎成大于0mm且小于等于40mm的颗粒；石膏是指生石膏或半水石膏，石膏在配料前破碎成大于0mm且小于等于40mm的颗粒；所用水泥熟料3天抗拉强度应大于27.0MPa，主要化学成分应符合以下要求：以下均按重量百分比计，CaO为65.0-70.0Wt％；SiO2为19.0-23.0Wt％；Al2O3为3-6Wt；Fe2O3为2.5-5.0Wt％。
2.如权利要求1所述的一种以建筑垃圾作为水泥原料的再生方法，其特征是，将原材料按建筑垃圾40.0-65.0Wt％，水泥熟料30.0-55.0Wt％，石膏4.0-6.0Wt％，进行配料，初步混合后加入到水泥磨机中进行磨细，磨细混合物料的细度要求达到3500-4500cm2/g，并在磨细时外加0.5-5.0Wt％的表面活性剂。
3.如权利要求1或2所述的一种以建筑垃圾作为水泥原料的再生方法，其特征是，生产52.5号水泥，建筑垃圾的用量应在40.0-45.0Wt％；水泥熟料的用量应在50.0-55.0Wt％；石膏的用量在4.5-5.5Wt％；磨细度应在4000-4500cm2/g；并在磨细时外加0.5-5.0Wt％的表面活性剂。
4.如权利要求1或2所述的一种以建筑垃圾作为水泥原料的再生方法，其特征是，生产42.5号水泥，建筑垃圾的用量应在45.0-50.0Wt％；水泥熟料的用量应在45.0-50.0Wt％；石膏的用量在4.5-5.5Wt％；磨细度应在3700-4200cm2/g。
5.如权利要求1或2所述的一种以建筑垃圾作为水泥原料的再生方法，其特征是，生产32.5号水泥，建筑垃圾的用量应在50.0-60.0Wt％；水泥熟料的用量应在35.0-45.0Wt％；石膏的用量在4.0-6.0Wt％；磨细度应在3500-4000cm2/g。
6.如权利要求1或2所述的一种以建筑垃圾作为水泥原料的再生方法，其特征是，生产27.5号水泥，建筑垃圾的用量应在60.0-65.0Wt％；水泥熟料的用量应在30.0-35.0Wt％；石膏的用量在4.0-6.0Wt％；磨细度应在3000-3500cm2/g。
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