CN106082907A - 一种利用橡胶和陶粒制成的粉煤灰砌块及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用橡胶和陶粒制成的粉煤灰砌块，主要由以下原料制成：橡胶粉0.1‑20份，生石灰10‑30份，粉煤灰30‑60份，砂30‑60份，陶粒20‑50份，以及上述原料总质量1％‑5％的外掺石膏。本发明还公开了所述砌块的制备方法。本发明砌块性能得到如下改善：(1)橡胶粉和陶粒质量较轻，可以有效减轻砌块的重量；(2)有效提高砌块强度；(3)保温绝热效果优异；(4)橡胶颗粒具有较低的弹性模量和较高的阻尼，可以有效地减小粉煤灰砌块的脆性，减少裂缝的产生和发展；(5)橡胶颗粒的添加，可以提高蒸压砌块的吸水速率，增强与砌体的粘结力；(6)橡胶颗粒的添加，可以提高砌块的抗冻性能。

Description

一种利用橡胶和陶粒制成的粉煤灰砌块及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种利用橡胶和陶粒制成的粉煤灰砌块及其制备方法，属于建筑材料领域。

背景技术

目前，我国能源结构仍然以传统化石燃料为主、新型能源为辅。其中煤炭消耗占能源消耗的一半以上(如2010年，煤炭消耗占71.9％)，与其他国家相比，我国煤炭消耗量巨大。我国燃煤电厂等排放的粉煤灰总量约3亿t，粉煤灰的综合利用率仅为30％左右。然而，我国现行政策要求粉煤灰应达到60％以上的综合利用率。因此，如何有效地综合利用粉煤灰资源尤为迫切。目前，粉煤灰已经广泛用于市政、建工、建材、水力等工程领域，其中，在建材领域，粉煤灰砌块等新型墙体材料的研发是粉煤灰再利用的重要研究方向之一。

随着社会现代化脚步的进程越来越快，是世界上的车辆数也随之剧烈增加，随之而来的大量废旧轮胎成为了一大环境问题。大量的废旧轮胎的堆积，不仅占地面积大，浪费土地资源，而且还造成环境污染，土质恶化。因此，废旧轮胎的重复利用被人们真正地重视起来，合理的利用废旧轮胎制成橡胶粉，不仅利用了资源，保护了环境，而且能有效的改善很多方面的性能。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供了一种利用橡胶和陶粒制成的粉煤灰砌块及其制备方法。

技术方案：为实现上述目的，本发明提供了一种利用橡胶和陶粒制成的粉煤灰砌块，主要由以下原料制成：

橡胶粉0.1-20份，生石灰10-30份，粉煤灰30-60份，砂30-60份，陶粒20-50份，以及上述原料总质量1％-5％的外掺石膏。

作为优选，所述的粉煤灰砌块主要由以下原料制成：

橡胶粉0.5-5份，生石灰10-30份，粉煤灰30-60份，砂30-60份，陶粒20-50份，以及上述原料总质量1％-5％的外掺石膏。

作为另一种优选，所述的粉煤灰砌块主要由以下原料制成：

橡胶粉5份，生石灰15份，粉煤灰50份，砂10份，陶粒20份，以及上述原料总质量5％的外掺石膏。

作为另一种优选，所述的粉煤灰砌块主要由以下原料制成：

橡胶粉10份，生石灰15份，粉煤灰50份，砂10份，陶粒15份，以及上述原料总质量5％的外掺石膏。

作为另一种优选，所述橡胶粉是由硅烷和橡胶所形成的橡胶融合物。

本发明还提供了所述粉煤灰砌块的制备方法，包括以下步骤：

(1)橡胶粉的制备：

将橡胶制品洗净、粉碎，制成橡胶粉，用10％NaOH溶液浸泡，洗净晾干后，在微波环境下作用，随后与硅烷酒精溶液混合，搅拌，以硅烷：橡胶粉＝(0.5-2)：100的比例进行融合，挥去酒精，最后得橡胶融合物，即为处理后的橡胶粉；

(2)生石灰处理：将生石灰进行研磨，然后加水进行消化，得熟石灰；

(3)粉煤灰处理：将粉煤灰置于水中，充分浸泡；

(4)粉煤灰砌块的制作、成型和养护：

a)将处理后的熟石灰、粉煤灰以及橡胶粉与陶粒、砂、石膏以及水投料，搅拌混合；

b)轮碾，压制成所需要的砌块型式；

c)采用自然养护、蒸汽养护或者蒸压养护进行养护，即得。

作为优选，所述粉煤灰砌块的制备方法，包括以下步骤：

(1)橡胶粉的制备：

a)将废弃的橡胶轮胎或橡胶制品，洗净整理后，常温碾碎至10目-80目，制成橡胶粉，在10％NaOH溶液中浸泡24小时，晾干，用清水洗净，再晾干，之后在微波环境下作用1-2小时，以备取用；

b)将硅烷与酒精按质量比1:5-1:15配置，密闭条件下，充分均匀分散，形成硅烷酒精溶液，配置后处于密闭状态，开启后立即取用；

c)将所述硅烷酒精溶液与所述橡胶粉以硅烷:橡胶粉＝(0.5-2)：100的比例进行融合，并在高速搅拌机上搅拌15min以上，使硅烷酒精溶液与橡胶粉充分融合，形成橡胶融合物,以增强与无机物的结合力，提高力学性能，之后敞口摊开放置30min以上，使酒精充分挥发，以备取用；

(2)生石灰处理：

a)首先，将生石灰放入粉粹机中粉粹，然后放入球磨机中，进行研磨，使其达到一定的细度要求；

b)将磨细的生石灰粉，放入一定量的水，在消化仓进行消化；

(3)粉煤灰处理：将粉煤灰置于水中，充分浸泡，以防止混合料在搅拌过程中粉料结团，搅拌不均匀；

(4)粉煤灰砌块的制作、成型和养护：

a)将处理后的熟石灰、粉煤灰以及橡胶粉与陶粒、砂、石膏以及水按照一定的比例进行计量，投料，搅拌混合；水的计量应以便于成型即可，可根据经验确定。

b)轮碾，压制成所需要的砌块型式；

c)采用下述三种养护方式中的一种进行养护：

I、自然养护：将成型后的砌块，在20℃±2℃，湿度95％条件下养护28天；

II、蒸汽养护：将成型后的砌块，通入90-100℃水蒸气，蒸养24小时，之后自然条件下静置28天；

III、蒸压养护：将成型后的砌块，放入蒸压釜中进行蒸压养护，蒸压养护条件：2小时升压、2小时降压，保证180℃饱和蒸馏水条件下蒸压6小时；出釜后，放置堆场，自然条件静置28天。

作为另一种优选，所述硅烷为KH-550、KH-560等系列。

陶粒是一种轻质的建筑用骨料，在我国的研究应用已经有40多年的历史，陶粒作为最常用的轻集料之一，是以粘土、淤泥和粉煤灰等工业废料为主要原料，经过机械加工，焙烧制成。具有密度小。强度高、耐火保温等优点。利用工业废料制成的陶粒颗粒不仅减少了建筑产业对自然环境的依赖，同时还减少了其他工业行业对环境的污染。具有很好的社会效益和经济效益。

技术效果：本发明通过在粉煤灰砌块中添加橡胶粉和陶粒，以替代一定比例的砂，使砌块性能得到如下改善：(1)橡胶粉和陶粒质量较轻，替代一定量的砂，可以有效减轻砌块的重量；(2)陶粒中的多孔微管系统能提高骨料与砂浆的界面结合力，提高砌块强度；(3)能够有效提高保温绝热效果；(4)橡胶颗粒具有较低的弹性模量和较高的阻尼，可以有效地减小粉煤灰砌块的脆性，减少裂缝的产生和发展；(5)橡胶颗粒的添加，可以提高蒸压砌块的吸水速率，增强与砌体的粘结力；(6)橡胶颗粒的添加，可以提高砌块的抗冻性能。

具体实施方式

根据下述实施例，可以更好地理解本发明。而本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体试验结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所描述的本发明。

实施例1

配方：

处理后的橡胶粉5份，生石灰15份，粉煤灰50份，砂10份，陶粒20份，以及上述原料总质量5％的外掺石膏。

制备方法：

(1)橡胶粉的制备：

a)将废弃的橡胶轮胎或橡胶制品，洗净整理后，常温碾碎至10目-80目，制成橡胶粉，在10％NaOH溶液中浸泡24小时，晾干，用清水洗净，再晾干，之后在微波环境下作用1-2小时，以备取用；

b)将硅烷与酒精按质量比1:5-1:15配置，密闭条件下，充分均匀分散，形成硅烷酒精溶液，配置后处于密闭状态，开启后立即取用；

c)将所述硅烷酒精溶液与所述橡胶粉以硅烷:橡胶粉＝(0.5-2)：100的比例进行融合，并在高速搅拌机上搅拌15min以上，使硅烷酒精溶液与橡胶粉充分融合，形成橡胶融合物,以增强与无机物的结合力，提高力学性能，之后敞口摊开放置30min以上，使酒精充分挥发，以备取用；所述硅烷选用KH-550。

(2)生石灰处理：

a)首先，将生石灰放入粉粹机中粉粹，然后放入球磨机中，进行研磨，使其达到一定的细度要求；

b)将磨细的生石灰粉，放入一定量的水，在消化仓进行消化；

(3)粉煤灰处理：将粉煤灰置于水中，充分浸泡，以防止混合料在搅拌过程中粉料结团，搅拌不均匀；

(4)粉煤灰砌块的制作、成型和养护：

a)将处理后的熟石灰、粉煤灰以及橡胶粉与陶粒、砂、石膏以及水按照一定的比例进行计量，投料，搅拌混合；水的计量应以便于成型即可，可根据经验确定。

b)轮碾，压制成所需要的砌块型式；

c)采用自然养护方法进行养护：将成型后的砌块，在20℃±2℃，湿度95％条件下养护28天；

实施例2

配方：

处理后的橡胶粉10份，生石灰15份，粉煤灰50份，砂10份，陶粒15份，以及上述原料总质量5％的外掺石膏。

制备方法：

与实施例1方法相同，不同之处仅在于硅烷：橡胶粉＝0.5：100，硅烷选用KH-560。

采用蒸汽养护方法进行养护：将成型后的砌块，通入90-100℃水蒸气，蒸养24小时，之后自然条件下静置28天。

实施例3

配方：

处理后的橡胶粉0.1份，生石灰10份，粉煤灰30份，砂30份，陶粒50份，以及上述原料总质量1％的外掺石膏。

制备方法：

与实施例1方法相同，不同之处仅在于硅烷：橡胶粉＝2：100，硅烷选用KH-550。

采用蒸压养护方法进行养护：将成型后的砌块，放入蒸压釜中进行蒸压养护，蒸压养护条件：2小时升压、2小时降压，保证180℃饱和蒸馏水条件下蒸压6小时；出釜后，放置堆场，自然条件静置28天。

实施例4

配方：

处理后的橡胶粉20份，生石灰30份，粉煤灰60份，砂60份，陶粒20份，以及上述原料总质量2％的外掺石膏。

制备方法：

与实施例1方法相同，不同之处仅在于硅烷：橡胶粉＝1：100，硅烷选用KH-560。

采用蒸汽养护方法进行养护：将成型后的砌块，通入90-100℃水蒸气，蒸养24小时，之后自然条件下静置28天。

实施例5

配方：

处理后的橡胶粉2份，生石灰10份，粉煤灰35份，砂35份，陶粒28份，以及上述原料总质量3％的外掺石膏。

制备方法：

与实施例1方法相同，不同之处仅在于硅烷：橡胶粉＝1.5：100，硅烷选用KH-550。

采用蒸压养护方法进行养护：将成型后的砌块，放入蒸压釜中进行蒸压养护，蒸压养护条件：2小时升压、2小时降压，保证180℃饱和蒸馏水条件下蒸压6小时；出釜后，放置堆场，自然条件静置28天。

实验例 本发明所得粉煤灰砌块性能考察

对照例为按本发明实施例1配方和方法，不添加处理后的橡胶粉，只包含生石灰15份，粉煤灰50份，砂15份，陶粒20份，以及上述原料总质量5％的外掺石膏，按照相同的制备方法所得粉煤灰砌块；

脆性指标可以参考《金属材料下臂摆锤冲击试验方法(建筑材料通用)》中有关规定进行，强度采用《GBT 2542-2012砌墙砖试验方法》进行测定，结果见下表1。

表1 各组粉煤灰砌块性能考察结果

由上表1结果可得，与对照例相比较，本发明所得砌块在强度满足要求的情况下，能够吸收能量，增加砌块的韧性，降低脆性，可以有效减少裂缝的开展。

Claims (8)

1.一种利用橡胶和陶粒制成的粉煤灰砌块，其特征在于，主要由以下原料制成：

橡胶粉0.1-20份，生石灰10-30份，粉煤灰30-60份，砂30-60份，陶粒20-50份，以及上述原料总质量1％-5％的外掺石膏。

2.根据权利要求1所述的粉煤灰砌块，其特征在于，主要由以下原料制成：

橡胶粉0.5-5份，生石灰10-30份，粉煤灰30-60份，砂30-60份，陶粒20-50份，以及上述原料总质量1％-5％的外掺石膏。

3.根据权利要求1所述的粉煤灰砌块，其特征在于，主要由以下原料制成：

橡胶粉5份，生石灰15份，粉煤灰50份，砂10份，陶粒20份，以及上述原料总质量5％的外掺石膏。

4.根据权利要求1所述的粉煤灰砌块，其特征在于，主要由以下原料制成：

橡胶粉10份，生石灰15份，粉煤灰50份，砂10份，陶粒15份，以及上述原料总质量5％的外掺石膏。

5.根据权利要求1所述的粉煤灰砌块，其特征在于，所述橡胶粉是由硅烷和橡胶所形成的橡胶融合物。

6.权利要求1-5任一项所述粉煤灰砌块的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)橡胶粉的制备：

将橡胶制品洗净、粉碎，制成橡胶粉，用10％NaOH溶液浸泡，洗净晾干后，在微波环境下作用，随后与硅烷酒精溶液混合，搅拌，以质量比硅烷：橡胶粉＝(0.5-2)：100的比例进行融合，挥去酒精，最后得橡胶融合物，即为处理后的橡胶粉；

(2)生石灰处理：将生石灰进行研磨，然后加水进行消化，得熟石灰；

(3)粉煤灰处理：将粉煤灰置于水中，充分浸泡；

(4)粉煤灰砌块的制作、成型和养护：

a)将处理后的熟石灰、粉煤灰以及橡胶粉与陶粒、砂、石膏以及水投料，搅拌混合；

b)轮碾，压制成所需要的砌块型式；

c)采用自然养护、蒸汽养护或者蒸压养护进行养护，即得。

7.根据权利要求6所述粉煤灰砌块的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)橡胶粉的制备：

a)将废弃的橡胶轮胎或橡胶制品，洗净整理后，常温碾碎至10目-80目，制成橡胶粉，在10％NaOH溶液中浸泡24小时，晾干，用清水洗净，再晾干，之后在微波环境下作用1-2小时，以备取用；

b)将硅烷与酒精按质量比1:5-1:15配置，密闭条件下，充分均匀分散，形成硅烷酒精溶液，配置后处于密闭状态，开启后立即取用；

c)将所述硅烷酒精溶液与所述橡胶粉以硅烷:橡胶粉＝(0.5-2)：100的比例进行融合，并在高速搅拌机上搅拌15min以上，使硅烷酒精溶液与橡胶粉充分融合，形成橡胶融合物，之后敞口摊开放置30min以上，使酒精充分挥发，以备取用；

(2)生石灰处理：

a)首先，将生石灰放入粉粹机中粉粹，然后放入球磨机中，进行研磨；

b)将磨细的生石灰粉，放入一定量的水，在消化仓进行消化；

(3)粉煤灰处理：将粉煤灰置于水中，充分浸泡；

(4)粉煤灰砌块的制作、成型和养护：

a)将处理后的熟石灰、粉煤灰以及橡胶粉与陶粒、砂、石膏以及水按照一定的比例进行计量，投料，搅拌混合；

b)轮碾，压制成所需要的砌块型式；

c)采用下述三种养护方式中的一种进行养护：

I、自然养护：将成型后的砌块，在20℃±2℃，湿度95％条件下养护28天；

II、蒸汽养护：将成型后的砌块，通入90-100℃水蒸气，蒸养24小时，之后自然条件下静置28天；

III、蒸压养护：将成型后的砌块，放入蒸压釜中进行蒸压养护，蒸压养护条件：2小时升压、2小时降压，保证180℃饱和蒸馏水条件下蒸压6小时；出釜后，放置堆场，自然条件静置28天。

8.根据权利要求6或7所述粉煤灰砌块的制备方法，其特征在于，所述硅烷为KH-550或KH-560。