CN104496304A

CN104496304A - 一种新型墙体材料及其制造方法

Info

Publication number: CN104496304A
Application number: CN201410701616.1A
Authority: CN
Inventors: 华洪星; 江海洋; 孙守旗; 马林; 倪林; 任静
Original assignee: HUAIAN HAIYANG NEW BUILDING MATERIALS Co Ltd
Current assignee: HUAIAN HAIYANG NEW BUILDING MATERIALS Co Ltd
Priority date: 2014-11-28
Filing date: 2014-11-28
Publication date: 2015-04-08

Abstract

本发明提供一种新型墙体材料及其制造方法，新型墙体材料的制作包括按以下重量百分比的成分：管桩余浆20-30%，粉煤灰20-25%，骨料40-58%，水泥2-5%；骨料为建筑物或道路拆除后产生的建筑垃圾经破碎处理后的颗粒。有效制造出满足不同强度要求的新型墙体材料，并可以同时利用多种废弃物包括建筑垃圾，减少资源浪费和环境污染，降低生产成本。

Description

一种新型墙体材料及其制造方法

技术领域

本发明涉及建筑材料制造及建筑垃圾回收利用领域，尤其涉及一种新型墙体材料及其制造方法。

背景技术

随着我国城市化进程的不断加快，城市建设的高速发展，大量高层建筑的新建及其工程软土地基处理对预应力管桩的需求量不断加大，管桩生产企业也进入了前所未有的高速发展时期。预应力管桩生产过程中在消耗大量的砂、石、水泥、钢材和外加剂等资源，同时由于采用离心法成型工艺，会产生较多的余浆废弃物排放，造成新的环境污染和资源浪费。

据统计，每万米管桩经离心后产生约50m3的余浆。假设一家企业年生产管桩1500万米，产生余浆约7.5万立方米。该企业原将余浆硬化处理，需要10余亩地堆放。管桩余浆未利用起来，既是污染，又是资源浪费，更是浪费可贵的土地资源，同时余浆硬化后人工破碎或机械破碎、外运处理的费用也相当惊人。

目前，对管桩余浆进行废物循环利用，开发生产新型墙体材料等产品是减少资源浪费和环境污染一大重要手段。但是如何有效制造出满足不同强度要求的新型墙体材料，并可以同时利用多种废弃物包括建筑垃圾等，是亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种利用管桩余浆、建筑垃圾等废弃物生产不同强度要求的新型墙体材料及其制造方法，通过对废弃物的循环利用来减少资源浪费和环境污染。

为解决上述技术问题，本发明提供一种新型墙体材料，所述新型墙体材料的制作包括按以下重量百分比的成分：管桩余浆20-30%，粉煤灰20-25%，骨料40-58%，水泥2-5%；所述骨料为建筑物或道路拆除后产生的建筑垃圾经破碎处理后的颗粒，所述建筑垃圾包括余浆块、混凝土块、水泥砂浆块、废弃砖块、废弃瓷砖、大理石块、水稳和二灰碎石中的至少两种。

作为本发明的一种优选方案，所述管桩余浆的烧失量为11.0%，所述管桩余浆的成分包括34.29%的CaO 、1.47%的MgO、2.12%的SO3和0.026%的CL离子。

作为本发明的一种优选方案，所述管桩余浆中加入0.02-0.06%的缓凝剂。所述缓凝剂为多元醇生物-糖类，以制糖厂尾料糖蜜添加少量外加剂构成。

作为本发明的一种优选方案，所述管桩余浆的抗折强度为2.3Mpa，抗压强度为8.5MPa。

本发明同时提供一种制造上述新型墙体材料的方法，包括以下步骤：

（1）原料制备：在生产预应力管桩的车间设置可定时搅拌的储存池，待其达到预定量后运输至制备新型墙体材料的车间，并储存在可定时搅拌的浆池内，按照管桩余浆的重量比添加缓凝剂后备用；粉煤灰和水泥检验合格后运输至制备新型墙体材料的车间备用；骨料经筛分机筛选出所需粒径后备用；

（2）配料：按照重量比例，将骨料、水泥、粉煤灰、管桩余浆进行自动化电子称量配料，；

（3）搅拌：依次将骨料、水泥和粉煤灰经称量配料后送至搅拌机内，干拌25-35s，由于粉煤灰和水泥易扬尘，所以后于骨料加入，然后加入称量好的管桩余浆进行搅拌，搅拌时间为110-130s；

（4）布料与成型：搅拌均匀的混合料送至储料箱，经布料车供料至模具内；经台振、模振共同振压成型，成型时间为12-25s，压力控制为18-25MPa；

（5）喷码与静养：对成型后的新型墙体材料进行喷码，此时的新型墙体材料为半成品，然后利用全自动码垛机将半成品连同托板码放在滚动小车上，通过万向转动移车将滚动小车沿轨道送进养护房，在室内静养24至36小时；

（6）出厂：检验合格的产品出厂，检验不合格产品运至集料机报废处理。

作为本发明的一种优选方案，所述粉煤灰在运输过程中采用封闭式运输车辆，以减少粉尘对环境的污染。

作为本发明的一种优选方案，所述养护房屋面采用阳光瓦铺设，阳光瓦铺设方向朝阳，阳光瓦下方间隔30cm用塑料薄膜吊平顶；利用太阳能和辅助电加热作为养护房的主要热源，利用成型机的液压泵冷却系统产生的热水通过高压喷雾加湿的方式，保障养护房内所需的温度和湿度。

作为本发明的一种优选方案，所述养护房内的湿度保持在90%，所述养护房内的四季温度分别控制为：春季45-60℃，夏季60-70℃，秋季45-60℃，冬季45-60℃。

作为本发明的一种优选方案，步骤（6）后面增加保水养护环节，在室内静养后在砖坯上浇水养护15-20天。

本发明的有益效果为：

（1）制造原料选自管桩余浆、建筑垃圾等废弃物，通过废物循环再利用，节省了废弃物处理的费用和资源，同时产生了有益产品，从而有效减少资源浪费和环境污染，节约管桩企业处理余浆的费用；

（2）通过控制各种原料的配比、养护周期和温湿度参数，可以获得满足不同强度需要的新型墙体材料，包括普通混凝土小型空心砌块、多孔砖、实心砖等。

（3）用余浆替代水泥，同时利用建筑垃圾粉碎筛分的骨料生产混凝土砌块(砖)成本大约在120元/m3，大大低于采用水泥生产混凝土砌块(砖)的生产成本(大约210元／m3)，管桩余浆应用于新型墙体材料的研究符合节能减排、清洁生产和资源综合利用的要求，因此可产生较好的经济效益和社会效益;

（4）生产过程中可以省去保水养护环节，静养后直接进行浇水覆盖打包堆放，大大缩短了出货周期。

附图说明

图1为本发明的新型墙体材料的制造流程图。

具体实施方式

为了使发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释发明，并不用于限定发明。

本发明涉及一种新型墙体材料，包括按以下重量百分比的成分：管桩余浆20-30%，粉煤灰20-25%，骨料40-58%，水泥2-5%。其中管桩余浆的烧失量为11.0%。其中管桩余浆的抗折强度为2.3Mpa，抗压强度为8.5MPa，烧失量为11.0%，成分包括34.29%的CaO 、1.47%的MgO、2.12%的SO3和0.026%的CL离子。按余浆的重量比添加0.02-0.06%的多元醇生物-糖类（以制糖厂尾料糖蜜添加少量外加剂构成）的缓凝剂以保持废弃余浆的和易性、流动性，延缓其初凝时间。骨料为建筑物或道路拆除后产生的垃圾经破碎处理后的颗粒，所述建筑垃圾包括余浆块、混凝土块、水泥砂浆块、废弃砖块、废弃瓷砖、大理石块、水稳和二灰碎石中的一种或多种。

参见图1，本发明同时提供一种制造上述新型墙体材料的方法，包括以下步骤：

（1）原料制备：在生产预应力管桩的车间设置可定时搅拌的储存池，待其达到预定量后运输至制备新型墙体材料的车间，并储存在可定时搅拌的浆池内，按照管桩余浆的重量比添加缓凝剂后备用；粉煤灰和水泥检验合格后运输至制备新型墙体材料的车间备用，粉煤灰在运输过程中采用封闭式小车，以减少对环境的污染；骨料经筛分机筛选出所需粒径后备用；

（2）配料：按照重量比例，依骨料、水泥、粉煤灰、管桩余浆的顺序进行自动化电子称量配料；

（3）搅拌：骨料、水泥和粉煤灰经称量配料后送至强制式搅拌机内，干拌25-35s，然后加入称量好的管桩余浆进行搅拌，搅拌时间为110-130s；

养护房屋面采用阳光瓦铺设，阳光瓦铺设方向朝阳，阳光瓦下方间隔30cm用塑料薄膜吊平顶；利用太阳能和辅助电加热作为养护房的主要热源，利用成型机的液压泵冷却系统产生的热水通过高压喷雾加湿的方式，保障养护房内所需的温度和湿度。具体的温湿度控制如下表所示：

产品早期养护尤其重要，决定产品初凝时间、产品码垛的时间以及产品的早、后期强度和产品码垛时的对产品外观质量人为的破坏率、损耗率。现在一般生产厂家采用自然养护，虽然覆盖草帘、土工布、塑料薄膜等材料进行遮阳、保湿、保温、适时浇水，但是这样仍会对产品湿度、温度造成一定的流失。如果产品养护期间的温度和湿度控制不好，对产品质量会带来较大影响。采用轨道式运输将成型后产品送入养护房，养护房屋面采用阳光瓦铺设，阳光瓦铺设方向朝阳，下部间隔30cm用塑料薄膜吊平顶。利用太阳能和辅助电加热作为养护房的主要热源，利用成型机的液压泵站冷却系统产生的热水通过高压喷雾加湿的方式，确保产品成型后在养护房内保持必要的温度和湿度。在养护房内设置辅助电加热设施，以防连续阴雨天气无阳光照晒和冬天夜晚低温影响（特殊天气，如阴雨或温度低于正常工艺要求时，采用蒸汽养护）。产品养护系统通过使用取得理想的效果，这样既保证生产顺利进行，又解决了产品早期养护要求。产品早期强度有了较大提高，降低了人为因素对产品外观质量的破坏，同对由于产品码垛时间提前，缩短了生产周期，既节约了能源，又降低了成本。

晴朗天气可以选择室外进行堆放，覆盖土工布和塑料薄膜等不同方式进行养护；雨雪天气采用室内堆放，同时保温保湿。

产品后期养护对湿度、温度要求非常高，养护方式的不同，对产品内在质量指标影响较大。一般厂家对码垛后的产品不采取覆盖措施进行自然养护，部分厂家会采用草帘、土工布进行覆盖养护，这样很难满足产品后期养护需求，温度和湿度得不到保证，最终产品的强度等性能指标会受到一定的影响。根据不同气候、季节、发货时间采用厂房室内堆放，室外堆放加覆盖土工布和塑料薄膜等不同方式进行养护，这样既保证产品后期养护所需的温度、湿度，雨天过后产品从厂房内发货，这样可以保证产品出厂时相对含水率的要求。同时又可以避免出厂产品在后期砌筑过程中出现游墙、开裂等不良现象。

下面列举三种不同强度的新型墙体材料的制作配比及工艺参数：

1. GB8239-1997普通混凝土小型空心砌块

a.生产配比（重量百分比）余浆：粉煤灰：骨料：水泥=20%：20%：58%：2%，其中骨料粒径不大于10mm；

b.骨料、水泥、粉煤灰经自动配料机计量后送至搅拌机内，首先干拌25s-35s，然后加入管桩余浆进行搅拌，搅拌时间为110s-130s；

c.成型时间控制为15-25s，压力控制为18-25MPa；

d.半成品出室后用叉车转运至库房或堆场分类堆放，浇水养护后覆盖透水土工布和塑料薄膜，养护周期为10天；

e.经检测普通混凝土小型空心砌块的主规格尺寸为390×190×190，最小外壁厚为30mm、最小肋厚为27mm，空心率为31%，其外观质量、尺寸允许偏差、强度等级、相对含水率、碳化系数、抗冻性、抗渗性均符合GB/T4111-1997、GB8239-1997。其抗压强度等级≥7.5 MPa（平均值为8.3 MPa、单块最小值为6.8 MPa）、相对含水率为33.3%。

2.GB25779-2010承重混凝土多孔砖

a.生产配比（重量百分比）余浆：粉煤灰：骨料：水泥=28%：22%：46%：4%，其中骨料粒径不大于10mm；

b.骨料、水泥、粉煤灰经自动配料机计量后送至搅拌机内，首先干拌25s-35s，然后加入管桩余浆进行搅拌，搅拌时间为120s；

c.成型时间控制为15-20s，压力控制为20-25MPa;

d.半成品静养后转运至打包线，浇水覆盖打包后运至库房分类堆放；

e.经检测承重混凝土多孔砖的主规格尺寸为240×115×90，最小外壁厚为20mm、最小肋厚为17mm，孔洞率为32%，其外观质量、尺寸允许偏差、强度等级、相对含水率、最大吸水率、碳化系数、抗冻性等均符合GB25779-2010、GB2542-2003、GB/T4111-1997、GB50325-2010、GB6566-2010其抗压强度等级≥15 MPa（平均值为17.7 MPa、单块最小值为14.9 MPa）、最大吸水率为≤10.7、相对含水率为33.3%、线性干燥收缩率为≤0.038、抗冻性（质量损失率≤3.6，抗压强度损失率≤16）软化系数为0.88、碳化系数为0.86、放射性（内照≤0.2、外照≤0.3）。

3.GB/T21144-2007混凝土实心砖

a.生产配比（重量百分比）余浆：粉煤灰：骨料：水泥=30%：25%：40%：5%，其中骨料粒径不大于15mm ；

c.成型时间控制为12-15s，压力控制为25MPa；

e.经检测混凝土实心砖的主规格尺寸为240×115×53，其外观质量、尺寸允许偏差、密度等级、强度等级、相对含水率、最大吸水率、碳化系数、软化系数抗冻性等均符合GB/T21144-2007、GB/T2542-2003、GB/T4111-1997其密度等级A 2120㎏/m3、抗压强度等级≥20 MPa（平均值为22.7 MPa、单块最小值为19.5 MPa）、最大吸水率为≤9.4、相对含水率为30.5%、干燥收缩率为≤0.033、抗冻性（质量损失率≤3.1，抗压强度损失率≤19）软化系数为0.86、碳化系数为0.83。

由上述实施例可以看出，按照本发明提供的方法制造的新型墙体材料，满足现行的墙体材料国标标准，且本发明的新型墙体材料以管桩余浆和建筑垃圾等废弃物为原材料，实现了废物循环利用，减少了能源浪费和环境污染，并大大降低了生产成本。

以上是本发明的较佳实施方式，但本发明的保护范围不限于此。任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，未经创造性劳动想到的变换或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此本发明的保护范围应以权利要求所限定的保护范围为准。

Claims

1.一种新型墙体材料，其特征在于，所述新型墙体材料的制作包括按以下重量百分比的成分：管桩余浆20-30%，粉煤灰20-25%，骨料40-58%，水泥2-5%；所述骨料为建筑物或道路拆除后产生的建筑垃圾经破碎处理后的颗粒，所述建筑垃圾包括余浆块、混凝土块、水泥砂浆块、废弃砖块、废弃瓷砖、大理石块、水稳和二灰碎石中的至少两种。

2.如权利要求1所述的新型墙体材料，其特征在于，所述管桩余浆的烧失量为11.0%，所述管桩余浆的成分包括34.29%的CaO 、1.47%的MgO、2.12%的SO3和0.026%的CL离子。

3.如权利要求2所述的新型墙体材料，其特征在于，所述管桩余浆中加入0.02-0.06%的缓凝剂。

4.如权利要求3所述的新型墙体材料，其特征在于，所述缓凝剂为多元醇生物-糖类。

5.如权利要求4所述的新型墙体材料，其特征在于，所述管桩余浆的抗折强度为2.3Mpa，抗压强度为8.5MPa。

6.一种制造权利要求1至5 所述的新型墙体材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：

原料制备：在生产预应力管桩的车间设置可定时搅拌的储存池，待其达到预定量后运输至制备新型墙体材料的车间，并储存在可定时搅拌的浆池内，按照管桩余浆的重量比添加缓凝剂后备用；粉煤灰和水泥检验合格后运输至制备新型墙体材料的车间备用；骨料经振动筛分机筛选出所需粒径后备用；

配料：按照重量比例，将骨料、水泥、粉煤灰、管桩余浆进行自动化电子称量配料；

搅拌：依次将骨料、水泥和粉煤灰经称量配料后送至搅拌机内，干拌25-35s，然后加入称量好的管桩余浆进行搅拌，搅拌时间为110-130s；

布料与成型：搅拌均匀的混合料送至储料箱，经布料车供料至模具内；经台振、模振共同振压成型，成型时间为12-25s，压力控制为18-25MPa；

喷码与静养：对成型后的新型墙体材料进行喷码，此时的新型墙体材料为半成品，然后利用全自动码垛机将半成品连同托板码放在滚动小车上，通过万向转动移车将滚动小车沿轨道送进养护房，在室内静养24至36小时；

出厂：检验合格的产品出厂，检验不合格产品运至集料机报废处理。

7.如权利要求6所述的制造新型墙体材料的方法，其特征在于，所述粉煤灰在运输过程中采用封闭式运输车辆。

8.如权利要求6所述的制造新型墙体材料的方法，其特征在于，所述养护房屋面采用阳光瓦铺设，阳光瓦铺设方向朝阳，阳光瓦下方间隔30cm用塑料薄膜吊平顶；利用太阳能和辅助电加热作为养护房的主要热源，利用成型机的液压泵冷却系统产生的热水通过高压喷雾加湿的方式，保障养护房内所需的温度和湿度。

9.如权利要求8所述的制造新型墙体材料的方法，其特征在于，所述养护房内的湿度保持在90%，所述养护房内的四季温度分别控制为：春季45-60℃，夏季60-70℃，秋季45-60℃，冬季45-60℃。

10.如权利要求6所述的制造新型墙体材料的方法，其特征在于，步骤（6）后面增加保水养护环节，在室内静养后在砖坯上浇水养护15-20天。