CN106278173A - 一种利用废弃混凝土制备抗冻环保砖的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用废弃混凝土制备抗冻环保砖的方法，属于建筑材料制备领域。该方法首先将废弃混凝土粉碎后用沼气液浸泡，再液氮冷冻球磨得再生混凝土粉末，将其和无机盐以及其他辅料复配后研磨制浆，注模后烧坯，再将坯体疏水改性后沉积致密碳酸钙层，烧制后即得抗冻环保砖。本发明利用微生物和冰劈作用将混凝土粉碎再生，掺杂无机盐制坯，对坯体孔结构进行细化，降低坯体的凝固点，增加抗冻性，制坯后再用植物油和微生物对坯体进行改性，增加坯体的疏水性，最后沉积致密的碳酸钙层进一步增加环保砖的防水性，避免了环境中的水分浸入砖体孔隙中，发生冻胀破坏砖体结构，提高了环保砖的抗冻性，具有广阔的应用前景。

Description

一种利用废弃混凝土制备抗冻环保砖的方法
技术领域
本发明涉及一种利用废弃混凝土制备抗冻环保砖的方法，属于建筑材料制备领域。
背景技术
目前，我国的建筑墙体材料一直以粘土砖为主，粘土砖的制作不仅毁掉了大量的良田，耗费了大量的能源，而且不利于环境的治理和建筑业的发展，因此建筑墙体材料逐步从粘土砖向环保砖转变。环保砖强度高、耐久性好、尺寸标准、外形完整、色泽均一，具有古朴自然的外观，可做清水墙也可以做任何外装饰，但是环保砖也存在缺陷。环保砖的抗冻性是影响环保砖耐久性的一个重要因素。大多数环保砖暴露在大气中，环保砖结构中存在的孔隙在自然气候条件下吸收自然降雨（雪）或空气中的水分。在低温条件下孔隙中的水份发生冻胀现象，使环保砖结构局部破坏，从而影响环保砖的使用寿命，由于环保砖结构内部孔隙和毛细孔的存在，环保砖结构具有吸湿性和吸水性，从而使环保砖在大气中具有一定的含水率。因此它的抗冻性差并不能在北方天寒地冻的地方以及冰库等温度极低的地方使用。
目前建筑工地上有很多废弃的混凝土被直接丢弃在环境中，不仅浪费了材料，而且丢弃的过程中造成粉尘飞扬，对环境造成了极大的污染，如果不加以利用，任由其作为废料抛弃，不仅浪费资源而且也污染环境。
发明内容
本发明主要解决的技术问题：针对目前常见的环保砖多存在低温条件下孔隙中的水份发生冻胀现象，使环保砖结构局部破坏，从而影响环保砖的使用寿命导致抗冻性差，无法在高寒地区使用的缺陷，提供了一种利用废弃混凝土制备抗冻环保砖的方法。该方法首先将废弃混凝土粉碎后用沼气液浸泡，再液氮冷冻球磨得再生混凝土粉末，将其和无机盐以及其他辅料复配后研磨制浆，注模后烧坯，再将坯体疏水改性后沉积致密碳酸钙层，烧制后即得抗冻环保砖。本发明利用微生物和冰劈作用将混凝土粉碎再生，掺杂无机盐制坯，对坯体孔结构进行细化，降低坯体的凝固点，增加抗冻性，制坯后再用植物油和微生物对坯体进行改性增加其表面疏水性酯基基团，增加坯体的疏水性，最后沉积致密的碳酸钙层进一步增加环保砖的防水性，避免了环境中的水分浸入砖体孔隙中，发生冻胀破坏砖体结构，提高了环保砖的抗冻性，有效解决了传统粘土砖抗冻性差的问题，具有广阔的应用前景。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
（1）称取5～10kg建筑工地上废弃的混凝土先用碎石机粉碎后过10目筛，将过筛后的混凝土颗粒浸入其体积5～10倍的沼气液中浸泡过夜，将浸泡后的混凝土颗粒立即取出并用液氮喷淋冷冻1～2min后放入球磨机中球磨1～2h并过200目筛，得到再生混凝土粉末；
（2）按重量份数计称取12～15份上述制得的再生混凝土粉末、20～30份高岭土、3～8份滑石粉、20～30份甘油、1～3份氯化钾、1～2份聚乙烯醇、2～5份羧甲基纤维素钠和3～5份水玻璃依次加入到球磨机中进行研磨混合60～80min得到制砖浆料；
（3）将上述得到的制砖浆料注入25cm×10cm×5cm的制砖模具中，以5～8MPa的压力压制成坯，将坯体先放入烘箱在105～110℃下干燥1～2h后装入马弗炉中，加热升温至1200～1300℃保温烧制2～3h，拆模后得到砖体内芯；
（4）将上述得到的砖体内芯平放在陶瓷罐底部，再向罐中加入蓖麻油直至将砖体内芯浸没，按接种量为10%向蓖麻油中接入绿脓杆菌，密封罐口后在30～35℃下保温发酵改性2～3周，得到改性砖芯；
（5）将上述得到的改性砖芯放入烘箱，在150～160℃下保温加热处理1～2h，加热结束后立即取出得到高温改性砖芯并立即将其浸入其体积8～10倍的质量浓度为10%碳酸氢钙溶液中，使碳酸氢钙受热在改性砖芯表面沉积一层致密的碳酸钙层，取出后放入马弗炉中在200～300℃下烧制1～3h，待其冷却至室温后即得抗冻环保砖。
本发明的原理是：本发明利用微生物和冰劈作用将混凝土粉碎再生，掺杂无机盐制坯，对坯体孔结构进行细化，降低坯体的凝固点，增加抗冻性，制坯后再用植物油和微生物对坯体进行改性增加其表面疏水性酯基基团，增加坯体的疏水性，最后沉积致密的碳酸钙层进一步增加环保砖的防水性，避免了环境中的水分浸入砖体孔隙中，发生冻胀破坏砖体结构，提高了环保砖的抗冻性，有效解决了传统粘土砖抗冻性差的问题，具有广阔的应用前景。
本发明的有益效果是：
（1）本发明制得的抗冻环保砖抗冻性强、不会在低温下变脆破坏砖体结构；
（2）本发明制得的抗冻环保砖充分利用了废弃混凝土材料，变废为宝，避免浪费资源的同时也保护了环境。
（3）本发明制得的抗冻环保砖抗压强度可达85～100MPa，经过30～40次冻融循环，抗压强度损失率低于15%，具有极佳的抗冻性。
具体实施方式
称取5～10kg建筑工地上废弃的混凝土先用碎石机粉碎后过10目筛，将过筛后的混凝土颗粒浸入其体积5～10倍的沼气液中浸泡过夜，将浸泡后的混凝土颗粒立即取出并用液氮喷淋冷冻1～2min后放入球磨机中球磨1～2h并过200目筛，得到再生混凝土粉末；按重量份数计称取12～15份上述制得的再生混凝土粉末、20～30份高岭土、3～8份滑石粉、20～30份甘油、1～3份氯化钾、1～2份聚乙烯醇、2～5份羧甲基纤维素钠和3～5份水玻璃依次加入到球磨机中进行研磨混合60～80min得到制砖浆料；将上述得到的制砖浆料注入25cm×10cm×5cm的制砖模具中，以5～8MPa的压力压制成坯，将坯体先放入烘箱在105～110℃下干燥1～2h后装入马弗炉中，加热升温至1200～1300℃保温烧制2～3h，拆模后得到砖体内芯；将上述得到的砖体内芯平放在陶瓷罐底部，再向罐中加入蓖麻油直至将砖体内芯浸没，按接种量为10%向蓖麻油中接入绿脓杆菌，密封罐口后在30～35℃下保温发酵改性2～3周，得到改性砖芯；将上述得到的改性砖芯放入烘箱，在150～160℃下保温加热处理1～2h，加热结束后立即取出得到高温改性砖芯并立即将其浸入其体积8～10倍的质量浓度为10%碳酸氢钙溶液中，使碳酸氢钙受热在改性砖芯表面沉积一层致密的碳酸钙层，取出后放入马弗炉中在200～300℃下烧制1～3h，待其冷却至室温后即得抗冻环保砖。
实例1
称取5kg建筑工地上废弃的混凝土先用碎石机粉碎后过10目筛，将过筛后的混凝土颗粒浸入其体积5倍的沼气液中浸泡过夜，将浸泡后的混凝土颗粒立即取出并用液氮喷淋冷冻1min后放入球磨机中球磨1h并过200目筛，得到再生混凝土粉末；按重量份数计称取12份上述制得的再生混凝土粉末、20份高岭土、3份滑石粉、20份甘油、1份氯化钾、1份聚乙烯醇、2份羧甲基纤维素钠和3份水玻璃依次加入到球磨机中进行研磨混合60min得到制砖浆料；将上述得到的制砖浆料注入25cm×10cm×5cm的制砖模具中，以5MPa的压力压制成坯，将坯体先放入烘箱在105℃下干燥1h后装入马弗炉中，加热升温至1200℃保温烧制2h，拆模后得到砖体内芯；将上述得到的砖体内芯平放在陶瓷罐底部，再向罐中加入蓖麻油直至将砖体内芯浸没，按接种量为10%向蓖麻油中接入绿脓杆菌，密封罐口后在30℃下保温发酵改性2周，得到改性砖芯；将上述得到的改性砖芯放入烘箱，在150℃下保温加热处理1h，加热结束后立即取出得到高温改性砖芯并立即将其浸入其体积8倍的质量浓度为10%碳酸氢钙溶液中，使碳酸氢钙受热在改性砖芯表面沉积一层致密的碳酸钙层，取出后放入马弗炉中在200℃下烧制1h，待其冷却至室温后即得抗冻环保砖。
本发明制得的抗冻环保砖抗压强度可达85MPa，经过30次冻融循环，抗压强度损失率低于14%，具有极佳的抗冻性。
实例2
称取8kg建筑工地上废弃的混凝土先用碎石机粉碎后过10目筛，将过筛后的混凝土颗粒浸入其体积8倍的沼气液中浸泡过夜，将浸泡后的混凝土颗粒立即取出并用液氮喷淋冷冻2min后放入球磨机中球磨2h并过200目筛，得到再生混凝土粉末；按重量份数计称取14份上述制得的再生混凝土粉末、25份高岭土、5份滑石粉、25份甘油、2份氯化钾、1份聚乙烯醇、4份羧甲基纤维素钠和4份水玻璃依次加入到球磨机中进行研磨混合70min得到制砖浆料；将上述得到的制砖浆料注入25cm×10cm×5cm的制砖模具中，以7MPa的压力压制成坯，将坯体先放入烘箱在108℃下干燥1h后装入马弗炉中，加热升温至1250℃保温烧制2h，拆模后得到砖体内芯；将上述得到的砖体内芯平放在陶瓷罐底部，再向罐中加入蓖麻油直至将砖体内芯浸没，按接种量为10%向蓖麻油中接入绿脓杆菌，密封罐口后在33℃下保温发酵改性3周，得到改性砖芯；将上述得到的改性砖芯放入烘箱，在155℃下保温加热处理2h，加热结束后立即取出得到高温改性砖芯并立即将其浸入其体积9倍的质量浓度为10%碳酸氢钙溶液中，使碳酸氢钙受热在改性砖芯表面沉积一层致密的碳酸钙层，取出后放入马弗炉中在250℃下烧制2h，待其冷却至室温后即得抗冻环保砖。
本发明制得的抗冻环保砖抗压强度可达95MPa，经过35次冻融循环，抗压强度损失率低于12%，具有极佳的抗冻性。
实例3
称取10kg建筑工地上废弃的混凝土先用碎石机粉碎后过10目筛，将过筛后的混凝土颗粒浸入其体积10倍的沼气液中浸泡过夜，将浸泡后的混凝土颗粒立即取出并用液氮喷淋冷冻2min后放入球磨机中球磨2h并过200目筛，得到再生混凝土粉末；按重量份数计称取15份上述制得的再生混凝土粉末、30份高岭土、8份滑石粉、30份甘油、3份氯化钾、2份聚乙烯醇、5份羧甲基纤维素钠和5份水玻璃依次加入到球磨机中进行研磨混合80min得到制砖浆料；将上述得到的制砖浆料注入25cm×10cm×5cm的制砖模具中，以8MPa的压力压制成坯，将坯体先放入烘箱在110℃下干燥2h后装入马弗炉中，加热升温至1300℃保温烧制3h，拆模后得到砖体内芯；将上述得到的砖体内芯平放在陶瓷罐底部，再向罐中加入蓖麻油直至将砖体内芯浸没，按接种量为10%向蓖麻油中接入绿脓杆菌，密封罐口后在35℃下保温发酵改性3周，得到改性砖芯；将上述得到的改性砖芯放入烘箱，在160℃下保温加热处理2h，加热结束后立即取出得到高温改性砖芯并立即将其浸入其体积10倍的质量浓度为10%碳酸氢钙溶液中，使碳酸氢钙受热在改性砖芯表面沉积一层致密的碳酸钙层，取出后放入马弗炉中在300℃下烧制3h，待其冷却至室温后即得抗冻环保砖。
本发明制得的抗冻环保砖抗压强度可达100MPa，经过40次冻融循环，抗压强度损失率低于12%，具有极佳的抗冻性。

Claims (1)

1.一种利用废弃混凝土制备抗冻环保砖的方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）称取5～10kg建筑工地上废弃的混凝土先用碎石机粉碎后过10目筛，将过筛后的混凝土颗粒浸入其体积5～10倍的沼气液中浸泡过夜，将浸泡后的混凝土颗粒立即取出并用液氮喷淋冷冻1～2min后放入球磨机中球磨1～2h并过200目筛，得到再生混凝土粉末；
（2）按重量份数计称取12～15份上述制得的再生混凝土粉末、20～30份高岭土、3～8份滑石粉、20～30份甘油、1～3份氯化钾、1～2份聚乙烯醇、2～5份羧甲基纤维素钠和3～5份水玻璃依次加入到球磨机中进行研磨混合60～80min得到制砖浆料；
（3）将上述得到的制砖浆料注入25cm×10cm×5cm的制砖模具中，以5～8MPa的压力压制成坯，将坯体先放入烘箱在105～110℃下干燥1～2h后装入马弗炉中，加热升温至1200～1300℃保温烧制2～3h，拆模后得到砖体内芯；
（4）将上述得到的砖体内芯平放在陶瓷罐底部，再向罐中加入蓖麻油直至将砖体内芯浸没，按接种量为10%向蓖麻油中接入绿脓杆菌，密封罐口后在30～35℃下保温发酵改性2～3周，得到改性砖芯；
（5）将上述得到的改性砖芯放入烘箱，在150～160℃下保温加热处理1～2h，加热结束后立即取出得到高温改性砖芯并立即将其浸入其体积8～10倍的质量浓度为10%碳酸氢钙溶液中，使碳酸氢钙受热在改性砖芯表面沉积一层致密的碳酸钙层，取出后放入马弗炉中在200～300℃下烧制1～3h，待其冷却至室温后即得抗冻环保砖。
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