CN104761275A - 综合治理废弃脱硫粉生产可装配式建筑节能保温构件的新方法 - Google Patents

Abstract

综合治理废弃脱硫粉生产可装配式建筑节能构件的新方法，是由快凝快硬高强硫铝酸盐水泥为胶凝材料，用高效无机活化剂激活废弃脱硫粉、废弃粉煤灰、改性膨润土、硅灰，使其也具有一定的胶凝性，引入硃光砂等无机保温材料，在聚合物胶粉、抗裂纤维、多功能复合助剂、高效有机硅防水剂、发泡复合助剂、高强网格布、组合管网等共同作用下形成的新方法。新方法一是变废物为原料。二是使构件整体形成新型的无规则网状与介微孔绝热不裂创新结构。三是新方法效率高，脱模快，原料易得，成本低，效益好，产品是建筑节能必需产品。既符合环保要求又满足节能建筑的需要。

Description

综合治理废弃脱硫粉生产可装配式建筑节能保温构件的新方法

一、技术领域：

本发明属环保治理新技术。是将煤电厂排放的废弃三十多年的脱硫粉综合治理转变为当今世界最先进的可装配式建筑节能构件的一种环保治理新工艺新方法。

二、背景技术

该发明技术为解决煤电厂排放了三十多年废弃的脱硫粉二次污染的环保治理技术。治理的目标是将二次污染物完全治理不再有污染，并又将其转变为现代先进的可装配式建筑节能构件。是废物的再资源化技术的终极处理环保技术兼节能技术。

所谓的脱硫粉就是火力发电厂燃煤时排放出的烟尘含有大量污染空气的二氧化硫、三氧化硫、硫化氢、氮氧化物等有害气体，而该类气体不仅自身对人体有一定的毒害，与空气中的水分接触结合反应会生成酸雨，对大气、土壤、庄稼、建筑、工业装置等构成腐蚀危害。因此，脱硫是解决一次污染的必经措施。一般选用石灰粉(主要成分是氧化钙)来脱硫。脱硫后的混合物即称之为脱硫粉。该粉由罐车装载后排入指定的山沟又形成二次污染。既含有有毒气体，又有有毒粉尘，将原本美丽的山岗山沟小溪、绿树草丛全部遮盖污染成了茫茫的灰白色。呈现一片荒凉的景象。当大风骤起，粉尘直冲云霄飘向四方，助虐雾霾。雨天中雨水溶解了脱硫粉中的硫氧化物、氮氧化物形成酸性水流向下游，污染农田。严重的使庄稼不再生长，草和树烧死，农民绝收。这就是脱硫粉排放后的二次污染的后果。三十多年没有办法解决。我国有多少个这样的电厂，就有多少个这样的污染源。化工企业有多少个类似脱硫装置，就有多少个这样的污染物。解决掉这个废弃近30年的脱硫粉二次污染是摆在环保科技人员面前的重大难题。本发明经多次攻关试验终于为脱硫粉找到了治理技术及它科学合理的归宿。那就是将其转变为终极环保建材产品——即可装配式建筑节能保温构件。从根本上根治了污染，让原本郁郁葱葱的绿色生态环境重见天日，还给农民美好家园。同时也成为经济发展新的增长点。

可装配式建筑节能保温构件是国际上新兴的先进技术。是建筑节能未来发展方向和必然趋势。它是指建筑围护结构所必用的各种隔墙板、外墙板、屋面板、阳台板、构造柱、风井烟道、门窗口预制件、 艺术围栏、装饰造型等等，这些构件既要有符合标准的强度，又要达到节能规范，又要符合消防条件的新型构件，品种规格较多，较为复杂。其生产方式是工厂机械化流水线。产成品运至工地现场像搭积木式组装成墙和屋面等。完全摒弃了手工砌筑抹灰的传统落后工艺。是当代国际发达国家流行的新建筑工艺。使建筑达到优质高效。每个构件在工厂出厂时都有严格的质检措施，有质量保证，比手工砌筑先进了一大步。装配式安装使建房速度快了5倍以上。因此，工厂化生产装配式构件必将取代落后的手工砌筑工艺。它代表世界建筑施工的发展方向。

以现行国标GRC隔墙板为例。它是替代砌块和砖的新产品。其显著优点是：1、轻质：40kg/㎡比砌筑120kg/㎡，重量轻了60％。2、墙体薄：90mm比240mm(或210mm)，增加了室内有效使用面积10～16％。3、装配施工快，效率高，平均每人每天可安装60㎡隔墙板，而砌筑加抹灰平均每人每天只能完成7～9㎡。4、成本低。砌砖及抹灰每㎡工程造价约155元，而用隔墙板只需100～120元。5、具有较好的保温功能。

以前的装配式建筑构件对保温有标准要求，但能达到质量指标的很少，需要另外做保温。有的虽达到保温指标了，强度不合格，靠内充填可燃的苯板，不符合消防要求，没有安全保证，也不能用。本发明在技术上一步完成保温和强度双合格的指标。例如：分户墙保温隔墙板是节能建筑规范中必须达到隔热保温标准要求的。外墙非承重自保温墙板也要达到隔热保温的技术要求，由本专利去完成。

脱硫粉三十多年来一直未能在应用上取得进展。还因为没有先进的治理技术和治理方向。采用一般技术难以形成优质产品，若能形成优质产品又成本高，生产工艺技术落后，原材料技术不过关，设备又采用单个模具浇注式，产能低亏损。致使脱硫粉的开发利用一直没有突破。

三、发明内容

本发明是在可装配式建筑节能保温构件产品生产技术的基础上予以创新发展。在原料路线、组成成分、结构特点、生产工艺方法方面进行了重大改进。开发出外形相似、内质不同、尺寸未变、性能优变的新产品。那就是装配式建筑保温构件各品种，形成一整套生产新工艺、新方法。

本发明的生产方法是大量采用了新技术、新工艺、新设备。

1、主要采用的新技术是：

a.无机材料高活化激活技术

b.催化转化快凝快硬技术

c.介微孔结构生成和控制技术

d.抗折抗裂增强技术

e.果壳结构制造技术

f.可装配组合拆分技术

g.废物的再资源化技术

下面分述： 

a.无机材料高活化技术是近十多年来无机材料提高使用价值的一场技术革命。其机理就是提高无机材料的结合力——化学键的键能、键强和极性。从而赋予材料的高强度、高熔点、耐腐性、抗氧化等优异性能。本发明在脱硫粉、硅灰、粉煤灰等原材料中添加一种无机高效复合激活剂(主要成分为硫酸钠与氧化钙含两个结晶水)，从而使上述原料中的火山灰活性得以激活，加快反应，也就使分子之间的键能和极性得以激活和增强，使松散、结合力差的状态得到极大改善，使其具有胶凝性，具有应用价值。脱硫粉中的CaO、Ca(OH)₂、CaSO₄、CaSO₃等固体物都能与水发生水化反应，从而，具有胶凝功能。再配有特种硫铝酸盐水泥、改性膨润土、硃光砂、抗裂纤维、双氧水、多功能专用助剂等，形成一种新型含微孔状轻质高强复合新材料，同时将脱硫粉中微含的酸性硫氧化物和氮氧化物污染物一并中和掉转化为固体物被胶凝固定，不再有污染。新材料不仅具有不燃性、绝热性、阻燃性、隔音性，还具有可锯可钉可钻的加工性。成为本专利的目的物——节能建筑保温构件的优质原材料。

b.催化转化快凝快硬技术

建筑构件的批量化生产要求原材料必须较快成型上强度，以便脱模搬运。以前工艺，脱模周期长，周转慢，生产量少，生产成本高，不能形成生产力，就很难打入市场。本发明就是采用速凝速硬的高强硫铝酸盐水泥使构件达初凝早强可脱模时间常温下缩短至6～8分钟左右，可实现全自动生产线连续生产。淘汰了现有单个模具的灌注式落后生产工艺。保湿养护72小时后即可吊运至工地安装使用。

c.介微孔结构控制技术

构件材料的介微孔结构是保温和隔音的技术特征。脱硫粉在构件原料中只是轻集料的一种组分。脱硫粉自身无介微孔结构，硫铝酸盐水泥和改性膨润土也无介微孔结构，这就要求改善脱硫粉各成分间的表面活性，改善其均匀分散性、相容性、扩张膨胀性，从而形成微孔 轻质结构。同时，构成构件的其它原材料也必须形成微孔结构(如硃光砂、粉煤灰等)，与脱硫粉一同形成介微孔材质结构。本专利采用双氧水和复合表面活性剂等。

d.抗折抗裂抗压增强技术

墙材做为建筑构件必须要达到安装、运输、使用的标准强度。材质重了，不便应用。轻质又易折断，不抗压，不抗冲击，居住使用缺乏安全感，市场不认同。虽然保温效果好了，但是，使用安全是第一要素。本发明采取了如下措施：①配制适当的表观密度，使之达600～650kg/m³。②选用高强的胶凝材料。③板内内置加强筋网。④采用抗裂纤维和抗裂剂。⑤注意养护的补水措施。总之，要达到和超过国家标准(JGJ/T157—2008)。

e.果壳结构技术 

就是在构件外形成强度较高的保护层。抗冲击，抗折弯，使内部轻质保温隔音结构不受破坏，更好发挥性能。只有个别构件品种需采用这种结构。在构件外部铺高强耐碱网格布，抹高强聚合物水泥。

f.可装配组合拆分技术

本专利产品发扬组合式建筑构件的特点，按装配式的要求生产，使物件之间达到无缝连接，不用时可以拆分，挪做它用。无需破坏再成为废品，使建筑改造、规划布局得以随心所欲。且长久使用，节能与环保兼备。例如内墙隔板GRC(参见图1)。

g.废物的再资源化技术

环保的终极目的和最高要求是根治污染又能成为下一个环保产品的原料。本技术正是其中的一个典范。脱硫粉是废弃的二次污染物，如今将其加工成可装配拆分的建筑节能构件，可装可拆，不被损毁，可裁可拼，可重新利用，重复使用，不必废弃，成为下一个建筑可利用的资源。原污染物已被彻底转化治理。实现了环保的最终目的。

2、技术创新点 

①.材质创新

以隔墙板为例。市场现有的隔墙板有混凝土和石膏两个品种。混凝土板是硅酸盐水泥中掺有粉煤灰内夹苯板，以利于利废及减重。其特点是密度大，强度好，但是笨重(面密度＞90kg/㎡)，吊运易折，安装、生产都很困难，不达节能标准，塞入苯板不符合消防要求和设计要求，制造和运输安装成本也高，市场有应用但没有打开。石膏材质的特点是强度低，轻质，保温隔音，但易折，安全系数低，成本也高，价格相应也高，市场不接受。已无生产厂。

本发明是采用特种硫铝酸盐水泥材料，加上脱硫粉、粉煤灰、硃 光砂、钠基膨润土、硅灰等原材料，在发泡剂等多种功能助剂作用下材质及结构发生巨大变化。成为一种无规则纤维网状结构与介微孔结构的优化组合轻质多孔强度高的保温效果好的新材料。

②.根据上述原材料的性能特点而设计的生产新工艺新方法。

3、本发明的产品原料组成是(含装配式建筑节能构件多个产品品种)：

高强硫铝酸盐水泥：40～60％

废弃脱硫粉：30～35％(也可用废弃烟道灰)

废弃粉煤灰：10～15％

改性膨润土：8～15％

硃光砂：5～10％

硅灰：3～10％

聚丙烯抗裂纤维：0.2～0.5％

高效无机活化剂(Na₂SO₄与CaCl₂·2H₂O的复配物)：0.1～0.4％

聚合物胶粉：0.5～2％

多功能复合助剂[壬基酚聚氧乙烯醚(NP-10)、十二烷基硫酸钠

及烷基醇酰胺、甲基羟丙基纤维素的复配物]：0.3～1％

脂肪酸钙与有机硅复合防水剂(外墙板、阳台板、门窗口一次成型用)：0.8～2％

发泡复合助剂(双氧水与松香酸钠复配)：0.5～1％

高强网格布： 

组合管网：若干

四、说明书附图

图1是内墙带孔的隔墙板。

图2为每条生产线的工艺路线流程图。

五、具体实施方式(以10块长3m宽0.6m厚0.1mGRC轻质隔墙板为例，表观密度600kg/m³)

1、将52.5级硫铝酸盐快凝快硬水泥、脱硫粉、粉煤灰等6种粉体原材料在检验合格的前提下输送至各自贮料仓(尤其是含水量经检验合格后再输送)。

2、按下列比例将各自原料经电子计量器输送至计量罐

52.5级硫铝酸盐快硬快凝水泥：280kg

废弃脱硫粉：210kg

粉煤灰：70kg

钠基膨润土：70kg

硃光砂：42kg

硅灰：17.5kg

聚丙烯抗裂纤维：0.7kg

聚乙烯醇胶粉：4.2kg

高效无机活化剂：5.6kg(Na₂So₄+CaCl₂·2H₂O各1摩尔比例均匀混合物)

多功能复合助剂[壬基酚聚氧乙烯醚(NP-10)1kg、十二烷基硫酸钠2.2kg及烷基醇酰胺1kg、甲基羟丙基纤维素的混合物0.6kg]：共4.6kg

双氧水：3kg

松香酸钠：1.4kg

直径50mmPVC管组合：一片(B₁级)

3、将各原料计量罐原料连同各粉状助剂(聚乙烯醇型号2488及高效无机活化剂)、聚丙烯抗裂纤维同时放入干粉混料机中，混合均匀(定时2.5分钟)，然后放入搅拌机中再依次加入190kg常温水、多功能复合助剂4.6kg、松香酸钠1.4kg和双氧水3kg，充分搅拌成粘稠状(约4分钟)料。

4、搅拌好的浆料经料斗快速注入模具达50％，然后移动输送带，置入PVC组合管，再放另一半浆料，将直径50mmPVC管组合夹中间(如前列图示)，慢慢输送至末端凝固成型，成型厚度90mm、长3000mm、宽600mm(拟选用北京中材建科有限公司生产的隔墙板成型机生产线)。

5、保湿养护72小时后可检测合格出厂。

6、根据设计要求，用上述基本相同原材料和工艺路线可生产不同品种规格的构件。

                  

Claims (3)

1.综合治理废弃脱硫粉生产可装配式建筑节能构件的新方法由快凝快硬高强硫铝酸盐水泥为胶凝材料，配以废弃脱硫粉、废弃粉煤灰、改性膨润土、硃光砂、硅灰、抗裂纤维、高效无机活化剂、早强高效减水剂、多功能复合助剂（润湿、分散、乳化、发泡、稳泡、耐水憎水、保水、成膜、增稠、交联）、高效防水剂（外墙板、阳台板、门窗口一次成型用）、发泡复合助剂、高强网格布、组合筋网（空心筋条组合）、聚合物胶粉制成。

2.其特征是所用的各种原料及重量比为：

特种复合高效无机胶凝材料：30~40%

废弃脱硫粉：30~35%（也可用废弃烟道灰）

废弃粉煤灰：10~15%

改性膨润土：8~15%

硃光砂：5~10%

硅灰：3~10%

抗裂纤维：0.2~0.5%

高效无机活化剂：0.1~0.4%

早强高效减水剂（羧酸系复合型）：0.15~0.35%

多功能复合助剂（润湿、分散、乳化、发泡、稳泡、耐水憎水、保水、成膜、增稠、交联）：0.5~1%

脂肪酸钙与有机硅复合防水剂（外墙板、阳台板、门窗口一次成型用）：0.8~2%

发泡复合助剂：0.5~1%

高强网格布：

组合管网：1~2片

聚合物胶粉：0.5~2%

根据权利1所用原料，其特征在于制作工艺和方法是：按上述配方要求，将各原料组分按质量标准检验合格用电子称计量准确后依次放入计量罐中，审查无误后，先放入干粉混料机中混合均匀（定时约3分钟），再放入搅拌机中，依次加入定量常温水和液态助剂[如高效无机活化剂、多功能复合助剂、高效防水剂（外墙板、阳台板、门窗口一次成型用）、发泡复合助剂]等。

3.根据权利1所述的生产可装配式建筑节能构件大品种（如内隔墙板、外墙板、屋面板、阳台板）。