CN103964789B - 利用人造石板废弃物生产发泡混凝土的方法 - Google Patents

利用人造石板废弃物生产发泡混凝土的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种利用人造石板废弃物生产发泡混凝土的方法，该方法包括以下步骤：步骤一，分析所述人造石板废弃物的成分含量，经过筛、压滤，得到含5%-15%水的人造石板废弃物粉料；步骤二，按重量份比称取以下原料混合搅拌均匀：40-60份步骤一中得到的人造石板废弃物粉料、10-20份水泥、5-10份人造石颗粒、0.5-0.8份秸秆纤维、0.015-0.03份减水剂及15-20份水，再按重量份比加入1-3份发泡稳泡剂，得到混凝土预产物；步骤三，将步骤二中得到的混凝土预产物倒入模具自然流平，进行发泡养护后，即得到发泡混凝土。本发明的该生产方法简单，可操作性强，不仅为该人造石板废弃物的利用提供了新的途径，达到节能减排、废物利用的目的，而且提高了产品发泡混凝土的韧性与强度。

Description

利用人造石板废弃物生产发泡混凝土的方法
技术领域
本发明涉及建筑墙体材料领域，尤其涉及一种利用人造石板废弃物生产发泡混凝土的方法。
背景技术
目前保温砌块材料有蒸压加气混凝土砌块、复合保温砌块、陶粒混凝土小型空心砌块及泡沫混凝土自保温砌块等等。蒸压加气混凝土砌块性能指标应符合《蒸压加气混凝土砌块》GB11968-2006的要求，蒸压加气混凝土砌块根据不同性能指标进行分级，砌块的抗压强度为2.0-10.0MPa，导热系数为0.12-0.18W/(m·K)，密度为400-900kg/m3。蒸压加气混凝土砌块仅适用于框架填充，同时其与抹灰层不粘结，需要特殊处理，墙面易空鼓、开裂等。复合保温砌块一般是由空心结构的主体砌块、保温层、保层及连接主体砌块与保护层并贯通保温层的“连接柱销”组成，可满足粘贴釉面砖、干挂石材、涂料等不同外装方式的要求。根据其技术指标，复合保温砌块可使用在非承重型、承重型及内墙砌块三种不同场合，但是这种保温砌块保温芯料主要为填充有机材料，防火性能不足，同时为确保安全，必须在“连接柱销”中设置加强钢丝。陶粒混凝土小型空心砌块通过掺加密度轻的陶粒降低密度，但总体上讲，该材料的当量导热系数偏高(0.28W/(m·K))。
另据不完全统计，全国生产人造石板的企业一年所产生的人造石板废弃物是2000多万吨。人造石板固体废弃物主要是在加工和制备人造石板时打磨和抛光掉落的粉尘，该人造石板固体废弃物中含有30％左右的树脂，一般树脂中均含有苯等化合物，而这些有机物在自然环境中降解非常缓慢；由于人造石板加工过程中需要湿磨，因此人造石板废弃物中还含有大量的水分。由于人造石板废弃物中大量树脂和水分的存在，树脂燃烧所产生的气体会严重污染大气，因此对其无法进行无污染煅烧处理。人造石板的含水率高，一般都在40％以上，但其表观为含水少，难挥发、烘干困难是制约其工业化应用的根本原因，且其完全烘干后易出现颗粒团聚导致无法均匀分散，同时在烘干温度达到70℃时树脂会挥发出刺激性气味，因此一般企业只能将该人造石板废弃物不作任何处理的排放和填埋。此外，人造石板固体废弃物中还含有一些碱性的无机添加物，例如重金属盐类等，这些化合物都会对环境产生严重的污染，且由于这些化合物的堆积将占用大量土地。
因此，如何设计一种方法更好地利用人造石板废弃物、降低混凝土制品的生产能耗是当务之急，且符合国家绿色环保、可持续发展的政策。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用人造石板废弃物生产发泡混凝土的方法，用于实现人造石板废弃物的废物利用。
为达到上述目的，本发明所提出的技术方案为：
本发明的一种利用人造石板废弃物生产发泡混凝土的方法，包括以下步骤：步骤一，分析所述人造石板废弃物的成分含量，经过筛、压滤，得到含5％-15％水的人造石板废弃物粉料；步骤二，按重量份比称取以下原料混合搅拌均匀：40-60份步骤一中得到的所述人造石板废弃物粉料、10-20份水泥、5-10份人造石颗粒、0.5-0.8份秸秆纤维、0.015-0.03份减水剂及15-20份水，再按重量份比加入1-3份发泡稳泡剂，得到混凝土预产物；步骤三，将步骤二中得到的所述混凝土预产物倒入模具自然流平，进行发泡养护后，即得到所述发泡混凝土。
进一步地，所述步骤一中的所述过筛分为两次：第一次过筛使用筛孔孔径为0.08mm的筛子，筛余量为12％-14％；第二次过筛使用筛孔孔径为0.2mm的筛子，筛余量小于1％。
进一步地，所述步骤二中的所述原料的重量份比为50份所述人造石板废弃物粉料、15份所述水泥、7份所述人造石颗粒、0.6份所述秸秆纤维、0.02份所述减水剂、17份所述水及2份所述发泡稳泡剂。
进一步地，所述人造石板废弃物包括2.48％-2.5％三氧化二铝(Al2O3)、39.05％-41.49％氧化钙(CaO)、0.24％-0.3％氧化镁(MgO)、0.08％-0.1％氧化钾(K2O)、0.15％-0.17％氧化钠(Na2O)、40％-50％树脂及8％-15.44％水。
进一步地，所述水泥为早强型硅酸盐水泥。
进一步地，所述人造石颗粒通过以下步骤制备：对人造石板加工时切割出的人造石板边条进行破碎及研磨，得到粒径为0.3-0.6mm的所述人造石颗粒。
进一步地，所述秸秆纤维的长度为10-15mm。
进一步地，所述减水剂为羧酸减水剂。
进一步地，所述发泡稳泡剂由30％双氧水、30％聚乙烯醇溶液及40％碳酸锆钾抗水剂组成，其中，所述聚乙烯醇溶液的质量百分比浓度为10％。
进一步地，所述步骤三中所述养护为先进行65℃湿热养护12小时，再进行自然养护7天。
与现有技术相比，本发明的一种利用人造石板废弃物生产发泡混凝土的方法，具有以下有益效果：以人造石板废弃物作为原料生产发泡混凝土，生产方法简单，可操作性强，不仅为该人造石板废弃物的利用提供了新的途径，达到节能减排，废物利用的目的，而且提高了产品发泡混凝土的韧性与强度，有效地解决了现有人造石板行业中存在的废弃物浪费、污染环境以及混凝土制品生产能耗高等问题。
附图说明
图1是本发明的一种利用人造石板废弃物生产发泡混凝土的方法的流程图。
具体实施方式
以下参考附图1，对本发明的各实施例予以进一步地详尽阐述。
如图1所示，为本发明提供的一种利用人造石板废弃物生产发泡混凝土的方法的流程图，该方法包括以下步骤：
步骤101，分析人造石板废弃物的成分含量，经两次过筛、压滤，得到含5％-15％水的人造石板废弃物粉料。
其中，经分析，用于本发明各实施例中的该人造石板废弃物包括2.48％-2.5％Al2O3、39.05％-41.49％CaO、0.24％-0.3％MgO、0.08％-0.1％K2O、0.15％-0.17％Na2O、40％-50％树脂及8％-15.44％水。
该两次过筛具体为：第一次过筛使用筛孔孔径为0.08mm的筛子，筛余量为12％-14％；第二次过筛使用筛孔孔径为0.2mm的筛子，筛余量小于1％。筛余量即没有从筛孔中通过而留在筛子上的物料的数量。
步骤102，按重量份比称取以下原料混合搅拌均匀：40-60份步骤101中得到的人造石板废弃物粉料、10-20份早强型硅酸盐水泥、5-10份粒径为0.3-0.6mm的人造石颗粒、0.5-0.8份长度为10-15mm的秸秆纤维、0.015-0.03份羧酸减水剂及15-20份水，再按重量份比加入1-3份发泡稳泡剂，得到混凝土预产物。
其中，该人造石颗粒通过以下步骤制备：对人造石板加工时切割出的人造石板边条进行破碎及研磨，得到粒径为0.3-0.6mm的人造石颗粒。
该发泡稳泡剂由30％双氧水、30％聚乙烯醇溶液及40％碳酸锆钾抗水剂组成，其中，该聚乙烯醇溶液的质量百分比浓度为10％。
步骤103，将步骤102中得到的混凝土预产物倒入模具自然流平，进行发泡，再进行65℃湿热养护12小时以及自然养护7天后，即得到发泡混凝土。
经过产品性能测试，该发泡混凝土的抗压强度为1.2-2MPa，导热系数为0.061-0.078W/(m·K)，密度为270-380kg/m3。
实施例1
如图1所示，本实施例的利用人造石板废弃物生产发泡混凝土的方法包括以下步骤：
步骤101，分析人造石板废弃物的成分含量，经两次过筛、压滤，得到含5％水的人造石板废弃物粉料。
其中，经分析，用于本实施例1的该人造石板废弃物包括2.48％Al2O3、39.05％CaO、0.24％MgO、0.08％K2O、0.15％Na2O、50％树脂及8％水。
该两次过筛具体为：第一次过筛使用筛孔孔径为0.08mm的筛子，筛余量为12％；第二次过筛使用筛孔孔径为0.2mm的筛子，筛余量小于1％。
步骤102，按重量份比称取以下原料混合搅拌均匀：40份步骤101中得到的人造石板废弃物粉料、10份早强型硅酸盐水泥、5份粒径为0.3mm的人造石颗粒、0.5份长度为10mm的秸秆纤维、0.015份羧酸减水剂及15份水，再按重量份比加入1份发泡稳泡剂，得到混凝土预产物。
其中，该人造石颗粒通过以下步骤制备：对人造石板加工时切割出的人造石板边条进行破碎及研磨，得到粒径为0.3mm的人造石颗粒。
该发泡稳泡剂由30％双氧水、30％聚乙烯醇溶液及40％碳酸锆钾抗水剂组成，其中，该聚乙烯醇溶液的质量百分比浓度为10％。
步骤103，将步骤102中得到的混凝土预产物倒入模具自然流平，进行发泡，再进行65℃湿热养护12小时以及自然养护7天后，即得到发泡混凝土。
经过产品性能测试，该发泡混凝土的抗压强度为1.2MPa，导热系数为0.061W/(m·K)，密度为270kg/m3。
实施例2
如图1所示，本实施例的利用人造石板废弃物生产发泡混凝土的方法包括以下步骤：
步骤101，分析人造石板废弃物的成分含量，经两次过筛、压滤，得到含10％水的人造石板废弃物粉料。
其中，经分析，用于本实施例2的该人造石板废弃物包括2.49％Al2O3、40.09％CaO、0.27％MgO、0.09％K2O、0.16％Na2O、45％树脂及11.9％水。
该两次过筛具体为：第一次过筛使用筛孔孔径为0.08mm的筛子，筛余量为13％；第二次过筛使用筛孔孔径为0.2mm的筛子，筛余量小于1％。
步骤102，按重量份比称取以下原料混合搅拌均匀：50份步骤101中得到的人造石板废弃物粉料、15份早强型硅酸盐水泥、7份粒径为0.5mm的人造石颗粒、0.7份长度为13mm的秸秆纤维、0.023份羧酸减水剂及17份水，再按重量份比加入2份发泡稳泡剂，得到混凝土预产物。
其中，该人造石颗粒通过以下步骤制备：对人造石板加工时切割出的人造石板边条进行破碎及研磨，得到粒径为0.5mm的人造石颗粒。
该发泡稳泡剂由30％双氧水、30％聚乙烯醇溶液及40％碳酸锆钾抗水剂组成，其中，该聚乙烯醇溶液的质量百分比浓度为10％。
步骤103，将步骤102中得到的混凝土预产物倒入模具自然流平，进行发泡，再进行65℃湿热养护12小时以及自然养护7天后，即得到发泡混凝土。
经过产品性能测试，该发泡混凝土的抗压强度为1.5MPa，导热系数为0.066W/(m·K)，密度为310kg/m3。
实施例3
如图1所示，本实施例的利用人造石板废弃物生产发泡混凝土的方法包括以下步骤：
步骤101，分析人造石板废弃物的成分含量，经两次过筛、压滤，得到含15％水的人造石板废弃物粉料。
其中，经分析，用于本实施例3的该人造石板废弃物包括2.5％Al2O3、41.49％CaO、0.3％MgO、0.1％K2O、0.17％Na2O、40％树脂及15.44％水。
该两次过筛具体为：第一次过筛使用筛孔孔径为0.08mm的筛子，筛余量为14％；第二次过筛使用筛孔孔径为0.2mm的筛子，筛余量小于1％。
步骤102，按重量份比称取以下原料混合搅拌均匀：60份步骤101中得到的人造石板废弃物粉料、20份早强型硅酸盐水泥、9份粒径为0.6mm的人造石颗粒、0.8份长度为15mm的秸秆纤维、0.027份羧酸减水剂及20份水，再按重量份比加入3份发泡稳泡剂，得到混凝土预产物。
其中，该人造石颗粒通过以下步骤制备：对人造石板加工时切割出的人造石板边条进行破碎及研磨，得到粒径为0.6mm的人造石颗粒。
该发泡稳泡剂由30％双氧水、30％聚乙烯醇溶液及40％碳酸锆钾抗水剂组成，其中，该聚乙烯醇溶液的质量百分比浓度为10％。
步骤103，将步骤102中得到的混凝土预产物倒入模具自然流平，进行发泡，再进行65℃湿热养护12小时以及自然养护7天后，即得到发泡混凝土。
经过产品性能测试，该发泡混凝土的抗压强度为2MPa，导热系数为0.078W/(m·K)，密度为380kg/m3。
综上所述，本发明的一种利用人造石板废弃物生产发泡混凝土的方法以含2.48％-2.5％Al2O3、39.05％-41.49％CaO、0.24％-0.3％MgO、0.08％-0.1％K2O、0.15％-0.17％Na2O、40％-50％树脂及8％-15.44％水的人造石板废弃物作为生产原料，通过对该生产原料进行分析含量、两次过筛、压滤、称取、混合搅拌、发泡及养护等一系列生产流程，生产出抗压强度为1.2-2MPa、导热系数为0.061-0.078W/(m·K)、密度为270-380kg/m3的性能优良的发泡混凝土。
其中，人造石板废弃物的主要成分是CaO，且由于人造石板后续加工过程中的打磨，CaO的颗粒比较细，该主要成分与水泥、粉煤灰中所含有的主要成分类似，在养护水化过程中发挥了微晶核和微集料效应，填充于纤维与凝胶互相搭接形成的空间网络中，使固体凝胶和纤维成核结晶并长大，起到了基体的密实作用。另外，人造石板废弃物的另一成分树脂中含有苯等有机化合物，该有机化合物虽然不会参与水化反应，但是该有机化合物可以与水化产物之间形成吸附作用，提高发泡混凝土的韧性。
由于人造石板废弃物主要来源于人造石板后续加工过程中的打磨、抛光和切割所产生的废料，这些废料一般的细度都在微米级，不需要破碎和长时间的研磨，节约了能源。在对人造石板加工时切割出的人造石板边条进行破碎及研磨中，得到的粒径为0.3-0.6mm的人造石颗粒，可以代替一部分天然细沙，在发泡混凝土中起到骨架作用，减少了发泡混凝土的收缩率，提高了发泡混凝土的强度。
因此，该新式的生产方法简单，可操作性强，不仅为该人造石板废弃物的利用提供了新的途径，能彻底处理掉人造石板废弃物，避免了在高温处理过程中，树脂燃烧产生有毒的气体污染大气，达到节能减排，废物利用的目的，而且提高了产品发泡混凝土的韧性与强度，实现一体化保温，使建筑保温材料造价降低了40％～50％。
上述内容，仅为本发明的较佳实施例，并非用于限制本发明的实施方案，本领域普通技术人员根据本发明的主要构思和精神，可以十分方便地进行相应的变通或修改，故本发明的保护范围应以权利要求书所要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种利用人造石板废弃物生产发泡混凝土的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，分析所述人造石板废弃物的成分含量，经过筛、压滤，得到含5％-15％水的人造石板废弃物粉料；
步骤二，按重量份比称取以下原料混合搅拌均匀：40-60份步骤一中得到的所述人造石板废弃物粉料、10-20份水泥、5-10份人造石颗粒、0.5-0.8份秸秆纤维、0.015-0.03份减水剂及15-20份水，再按重量份比加入1-3份发泡稳泡剂，得到混凝土预产物；其中，所述发泡稳泡剂由30％双氧水、30％聚乙烯醇溶液及40％碳酸锆钾抗水剂组成；
步骤三，将步骤二中得到的所述混凝土预产物倒入模具自然流平，进行发泡养护后，即得到所述发泡混凝土。
2.根据权利要求1所述的利用人造石板废弃物生产发泡混凝土的方法，其特征在于，所述步骤一中的所述过筛分为两次：第一次过筛使用筛孔孔径为0.08mm的筛子，筛余量为12％-14％；第二次过筛使用筛孔孔径为0.2mm的筛子，筛余量小于1％。
3.根据权利要求1所述的利用人造石板废弃物生产发泡混凝土的方法，其特征在于，所述步骤二中的所述原料的重量份比为50份所述人造石板废弃物粉料、15份所述水泥、7份所述人造石颗粒、0.6份所述秸秆纤维、0.02份所述减水剂、17份所述水及2份所述发泡稳泡剂。
4.根据权利要求1所述的利用人造石板废弃物生产发泡混凝土的方法，其特征在于，所述人造石板废弃物包括2.48％-2.5％三氧化二铝、39.05％-41.49％氧化钙、0.24％-0.3％氧化镁、0.08％-0.1％氧化钾、0.15％-0.17％氧化钠、40％-50％树脂及8％-15.44％水。
5.根据权利要求1或3所述的利用人造石板废弃物生产发泡混凝土的方法，其特征在于，所述水泥为早强型硅酸盐水泥。
6.根据权利要求1或3所述的利用人造石板废弃物生产发泡混凝土的方法，其特征在于，所述人造石颗粒通过以下步骤制备：对人造石板加工时切割出的人造石板边条进行破碎及研磨，得到粒径为0.3-0.6mm的所述人造石颗粒。
7.根据权利要求1或3所述的利用人造石板废弃物生产发泡混凝土的方法，其特征在于，所述秸秆纤维的长度为10-15mm。
8.根据权利要求1或3所述的利用人造石板废弃物生产发泡混凝土的方法，其特征在于，所述减水剂为羧酸减水剂。
9.根据权利要求1所述的利用人造石板废弃物生产发泡混凝土的方法，其特征在于，所述聚乙烯醇溶液的质量百分比浓度为10％。
10.根据权利要求1所述的利用人造石板废弃物生产发泡混凝土的方法，其特征在于，所述步骤三中所述养护为先进行65℃湿热养护12小时，再进行自然养护7天。
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