CN106478011B - 一种基于建筑和生活垃圾的相变储能干粉砂浆及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于建筑和生活垃圾的相变储能干粉砂浆的制备方法，包括以下步骤：将建筑垃圾混凝土和橡胶分别经粉碎研磨过滤形成粉末，将秸秆晒干焚烧得到秸秆灰；将石蜡切成石蜡粉末，与橡胶和混凝土粉末混合，置于反应釜中加热，抽真空，静置冷却，浸入水玻璃粘合剂，搅拌，再加入秸秆灰，搅拌，烘干，粉碎得到相变复合材料；将相变复合材料与硅酸盐水泥、建筑回收砂、减水剂和纤维素醚混合均匀，得到基于建筑和生活垃圾的相变储能干粉砂浆。该方法通过简单的方法提高垃圾的功能性，经济效益好，绿色环保，制备的干粉砂浆符合使用要求。

Description

一种基于建筑和生活垃圾的相变储能干粉砂浆及制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种基于建筑和生活垃圾的相变储能干粉砂浆及制备方法。
背景技术
建筑垃圾是指在建筑构建、维修和拆除过程中产生的固体废弃物，包括废弃的混凝土、砂浆、时分、碎砖渣、金属和木材等。建筑垃圾的数量十分大，不及时处理会造成环境的污染，破坏生态环境，不符合绿色可循环经济。目前，建筑垃圾中的非混凝土和废砖渣可以经过一些类处理后形成再生骨料，运用于道路工程作为基垫、作为砖块等建材制备的原料、或者代替天然砂石制备混凝土和砂浆。
中国专利CN 103664027A公开的一种以城市建筑垃圾为原料制备煤矿膏体充填骨料的方法，将建筑垃圾经分类粉碎后形成粒径为5-25mm、小于5mm和小于0.15mm的三种骨料，三种骨料可以引入煤矿膏体填充中，有效的处理城市建筑垃圾。中国专利CN101830673B公开的一种利用建筑垃圾制备砌筑砂浆的方法，将废弃的混凝土经破碎、筛分、二次破碎形成砂浆微粉，与废弃烧结砖微粉混合形成建筑垃圾微粉，再与硫酸钙、硅酸钠、粉煤灰、铅锌尾矿、水泥、砂进行混合，粉磨，得到砌筑砂浆。中国专利CN 101857397A公开的用建筑垃圾细骨料配置干粉砂浆的方法，将粒径小于5mm的再生细骨料与水泥、粉煤灰或磨细矿渣矿物添加剂、保水剂、增稠剂、减水剂和碱性激发剂按比例混合得到干粉砂浆。除此之外，其他城市垃圾也可以再回收用于建筑砂浆，中国专利CN 104355583B公开的一种掺杂城市无机垃圾的建筑砂浆，该建筑垃圾中包括城市无机垃圾颗粒、水泥、轻骨料、纤维素醚、羧甲基纤维素、碳酸氢钠和水构成，主要是将城市无机垃圾颗粒与水泥和轻骨料经加热反应后，晾干成粉，再与草木灰颗粒混合形成建筑砂浆。
由上述现有技术可知，目前都是将建筑垃圾单纯粉碎后作为填充物质，对建筑垃圾的使用性不高，经济价值有限。本发明的申请人对建筑垃圾和生活垃圾进行改性整理，使建筑生活垃圾与纳米技术相结合，形成相变复合材料，继而运用于制备储能砂浆，大幅度提高建筑垃圾的经济价值，促进资源的可循环发展。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基于建筑和生活垃圾的相变储能干粉砂浆及制备方法，采用混凝土粉末、建筑回收砂、橡胶粉末、秸秆灰、水玻璃、硅酸盐水泥、石蜡、纤维素醚和减水剂作为原料，将混凝土粉末、建筑回收砂、橡胶粉末、秸秆灰、水玻璃和石蜡复合制备相变复合材料，再与其他原料混合形成基于建筑和生活垃圾的相变储能干粉砂浆。该方法制备的砂浆充分利用各种垃圾，通过简单的方法提高回收物质的功能性，经济效益好，绿色环保，制备的相变储能干粉砂浆复合使用要求。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种基于建筑和生活垃圾的相变储能干粉砂浆，其特征在于，所述基于建筑和生活垃圾的相变储能干粉砂浆包括建筑垃圾、生活垃圾、水泥、相变材料、黏合剂、减水剂、保水剂，所述建筑垃圾为混凝土粉末、建筑回收砂、和橡胶粉末，所述生活垃圾为秸秆灰，所述黏合剂为水玻璃，所述水泥为硅酸盐水泥，所述相变材料为石蜡，所述保水剂为纤维素醚。
作为上述技术方案的优选，所述混凝土粉末、橡胶粉末、秸秆灰、石蜡和水玻璃构成相变复合材料，所述相变复合材料的外层为秸秆灰，中间层为水玻璃，内层为混凝土粉末、橡胶粉末和石蜡。
本发明还提供一种基于建筑和生活垃圾的相变储能干粉砂浆的制备方法，包括以下步骤：
(1)将建筑垃圾混凝土和橡胶分别经粉碎研磨过筛得到混凝土粉末和橡胶粉末，将秸秆晒干后焚烧得到秸秆灰；
(2)将石蜡切成石蜡粉末，与橡胶粉末、混凝土粉末混合，置于反应釜中，加热，抽真空，静置，冷却，浸入水玻璃粘合剂中，搅拌均匀，再加入秸秆灰，调节PH值至5-6，搅拌均匀，烘干，粉碎得到相变复合材料；
(3)将相变复合材料与硅酸盐水泥、建筑回收砂、减水剂和纤维素醚混合均匀，得到基于建筑和生活垃圾的相变储能干粉砂浆。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，混凝土粉末的粒径为2-5mm，橡胶粉末的粒径为0.1-1mm。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，相变复合材料的组分，按重量份计，包括：石蜡15-30份，橡胶粉末20-40份、混凝土粉末30-60份，水玻璃5-15份，秸秆灰20-30份。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，加热的温度为60-65℃，时间为10-20min。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，静置的时间为30-60min。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，搅拌的速度为500-700rpm，时间为1-2h。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，烘干的温度为40-50℃。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(3)中，基于建筑和生活垃圾的相变储能干粉砂浆中的组分，按重量份计，包括：相变复合材料5-20份，硅酸盐水泥50-60份、建筑回收砂30-40份、减水剂1-3份，纤维素醚3-6份。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明制备的基于建筑和生活垃圾的相变储能干粉砂浆中含有相变复合材料，该相变复合材料中含有石蜡、橡胶粉末、混凝土粉末、水玻璃和秸秆灰，液体石蜡能进入橡胶粉末、混凝土粉末的孔隙，附着于其表面，然后通过水玻璃作为黏合剂，将秸秆灰复合在相变复合材料的表面。附着在相变复合材料表面的秸秆灰不仅可以提高混凝土的强度，还可以防止相变材料的渗漏，提高砂浆的储热和保温能力，而且无毒，改善混凝土的综合性能，提高秸秆的经济价值。
(2)本发明制备方法简便，综合利用多种建筑、工业和生活垃圾，将多行业的垃圾进行回收利用，利用率高，且对垃圾进行功能性改性，提高其经济价值，而且制备的相变储能干粉砂浆的储热、防渗漏和保温性能良好，制备的砂浆的机械性能符合使用标准。
具体实施方式
下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1：
(1)将建筑垃圾混凝土和橡胶分别经粉碎研磨过筛得到粒径为2mm的混凝土粉末和粒径为0.1mm的橡胶粉末，将秸秆晒干后焚烧得到秸秆灰。
(2)按重量份计，将15份的石蜡切成石蜡粉末，与20份的橡胶粉末、30份的混凝土粉末混合，置于反应釜中，60℃下加热10min，抽真空至-0.2MPa，静置30min，冷却，浸入5份的水玻璃粘合剂中，500rpm搅拌1h至均匀，再加入20份的秸秆灰，调节PH值至5，500rpm搅拌1h至均匀，40℃下烘干，粉碎得到相变复合材料。
(3)按重量份计，将5份的相变复合材料与50份的硅酸盐水泥、30份的表现密度为1500kg/m3的建筑回收砂、1份的减水剂和3份的纤维素醚混合均匀，得到基于建筑和生活垃圾的相变储能干粉砂浆。
实施例2：
(1)将建筑垃圾混凝土和橡胶分别经粉碎研磨过筛得到粒径为5mm的混凝土粉末和粒径为1mm的橡胶粉末，将秸秆晒干后焚烧得到秸秆灰。
(2)按重量份计，将30份的石蜡切成石蜡粉末，与40份的橡胶粉末、60份的混凝土粉末混合，置于反应釜中，65℃下加热20min，抽真空至-0.5MPa，静置60min，冷却，浸入15份的水玻璃粘合剂中，700rpm搅拌2h至均匀，再加入30份的秸秆灰，调节PH值至6，700rpm搅拌2h至均匀，50℃下烘干，粉碎得到相变复合材料。
(3)按重量份计，将20份的相变复合材料与60份的硅酸盐水泥、40份的表现密度为1500kg/m3的建筑回收砂、3份的减水剂和6份的纤维素醚混合均匀，得到基于建筑和生活垃圾的相变储能干粉砂浆。
实施例3：
(1)将建筑垃圾混凝土和橡胶分别经粉碎研磨过筛得到粒径为3mm的混凝土粉末和粒径为0.5mm的橡胶粉末，将秸秆晒干后焚烧得到秸秆灰。
(2)按重量份计，将20份的石蜡切成石蜡粉末，与30份的橡胶粉末、40份的混凝土粉末混合，置于反应釜中，62℃下加热15min，抽真空至-0.3MPa，静置40min，冷却，浸入10份的水玻璃粘合剂中，600rpm搅拌1.5h至均匀，再加入25份的秸秆灰，调节PH值至5.5，600rpm搅拌1.5h至均匀，45℃下烘干，粉碎得到相变复合材料。
(3)按重量份计，将10份的相变复合材料与55份的硅酸盐水泥、35份的表现密度为1500kg/m3的建筑回收砂、2份的减水剂和4份的纤维素醚混合均匀，得到基于建筑和生活垃圾的相变储能干粉砂浆。
实施例4：
(1)将建筑垃圾混凝土和橡胶分别经粉碎研磨过筛得到粒径为3mm的混凝土粉末和粒径为0.1mm的橡胶粉末，将秸秆晒干后焚烧得到秸秆灰。
(2)按重量份计，将25份的石蜡切成石蜡粉末，与40份的橡胶粉末、50份的混凝土粉末混合，置于反应釜中，60℃下加热10min，抽真空至-0.5MPa，静置40min，冷却，浸入10份的水玻璃粘合剂中，600rpm搅拌2h至均匀，再加入20份的秸秆灰，调节PH值至5，500rpm搅拌2h至均匀，50℃下烘干，粉碎得到相变复合材料。
(3)按重量份计，将15份的相变复合材料与55份的硅酸盐水泥、40份的表现密度为1500kg/m3的建筑回收砂、2份的减水剂和4份的纤维素醚混合均匀，得到基于建筑和生活垃圾的相变储能干粉砂浆。
实施例5：
(1)将建筑垃圾混凝土和橡胶分别经粉碎研磨过筛得到粒径为3mm的混凝土粉末和粒径为0.7mm的橡胶粉末，将秸秆晒干后焚烧得到秸秆灰。
(2)按重量份计，将20份的石蜡切成石蜡粉末，与25份的橡胶粉末、45份的混凝土粉末混合，置于反应釜中，60℃下加热20min，抽真空至-0.4MPa，静置30min，冷却，浸入5份的水玻璃粘合剂中，700rpm搅拌1h至均匀，再加入30份的秸秆灰，调节PH值至5，700rpm搅拌1h至均匀，50℃下烘干，粉碎得到相变复合材料。
(3)按重量份计，将10份的相变复合材料与60份的硅酸盐水泥、30份的表现密度为1500kg/m3的建筑回收砂、3份的减水剂和3份的纤维素醚混合均匀，得到基于建筑和生活垃圾的相变储能干粉砂浆。
实施例6：
(1)将建筑垃圾混凝土和橡胶分别经粉碎研磨过筛得到粒径为5mm的混凝土粉末和粒径为0.5mm的橡胶粉末，将秸秆晒干后焚烧得到秸秆灰。
(2)按重量份计，将20份的石蜡切成石蜡粉末，与20份的橡胶粉末、40份的混凝土粉末混合，置于反应釜中，65℃下加热10min，抽真空至-0.5MPa，静置30min，冷却，浸入10份的水玻璃粘合剂中，500rpm搅拌2h至均匀，再加入25份的秸秆灰，调节PH值至6，500rpm搅拌2h至均匀，45℃下烘干，粉碎得到相变复合材料。
(3)按重量份计，将10份的相变复合材料与60份的硅酸盐水泥、30份的表现密度为1500kg/m3的建筑回收砂、2份的减水剂和5份的纤维素醚混合均匀，得到基于建筑和生活垃圾的相变储能干粉砂浆。
经检测，实施例1-6制备的基于建筑和生活垃圾的相变储能干粉砂浆制备的干制品的导热系数、相变潜能、机械强度的结果如下所示：
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6
导热系数(W/(m·k)) 0.32 0.34 0.33 0.32 0.33 0.34
相变潜能(J/g) 60.2 61.0 60.7 60.8 60.5 60.3
抗压强度(MPa) 41 43 44 45 44 41
抗折强度(MPa) 4.7 4.2 4.5 4.6 4.4 4.2
由上表可见，本发明制备的基于建筑和生活垃圾的相变储能干粉砂浆制备的干制品的导热系数低，相变潜能大，抗压和抗折强度好。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种基于建筑和生活垃圾的相变储能干粉砂浆，其特征在于：所述基于建筑和生活垃圾的相变储能干粉砂浆包括建筑垃圾、生活垃圾、水泥、相变材料、黏合剂、减水剂、保水剂，所述建筑垃圾为混凝土粉末、建筑回收砂、和橡胶粉末，所述生活垃圾为秸秆灰，所述黏合剂为水玻璃，所述水泥为硅酸盐水泥，所述相变材料为石蜡，所述保水剂为纤维素醚，所述混凝土粉末、橡胶粉末、秸秆灰、石蜡和水玻璃构成相变复合材料，所述相变复合材料的外层为秸秆灰，中间层为水玻璃，内层为混凝土粉末、橡胶粉末和石蜡。
2.一种基于建筑和生活垃圾的相变储能干粉砂浆的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将建筑垃圾混凝土和橡胶分别经粉碎研磨过筛得到混凝土粉末和橡胶粉末，将秸秆晒干后焚烧得到秸秆灰；
(2)将石蜡切成石蜡粉末，与橡胶粉末、混凝土粉末混合，置于反应釜中，加热，抽真空，静置，冷却，浸入水玻璃粘合剂中，搅拌均匀，再加入秸秆灰，调节PH值至5-6，搅拌均匀，烘干，粉碎得到相变复合材料；
(3)将相变复合材料与硅酸盐水泥、建筑回收砂、减水剂和纤维素醚混合均匀，得到基于建筑和生活垃圾的相变储能干粉砂浆。
3.根据权利要求2所述的一种基于建筑和生活垃圾的相变储能干粉砂浆的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，混凝土粉末的粒径为2-5mm，橡胶粉末的粒径为0.1-1mm。
4.根据权利要求2所述的一种基于建筑和生活垃圾的相变储能干粉砂浆的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，相变复合材料的组分，按重量份计，包括：石蜡15-30份，橡胶粉末20-40份、混凝土粉末30-60份，水玻璃5-15份，秸秆灰20-30份。
5.根据权利要求2所述的一种基于建筑和生活垃圾的相变储能干粉砂浆的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，加热的温度为60-65℃，时间为10-20min。
6.根据权利要求2所述的一种基于建筑和生活垃圾的相变储能干粉砂浆的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，静置的时间为30-60min。
7.根据权利要求2所述的一种基于建筑和生活垃圾的相变储能干粉砂浆的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，搅拌的速度为500-700rpm，时间为1-2h。
8.根据权利要求2所述的一种基于建筑和生活垃圾的相变储能干粉砂浆的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，烘干的温度为40-50℃。
9.根据权利要求2所述的一种基于建筑和生活垃圾的相变储能干粉砂浆的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，基于建筑和生活垃圾的相变储能干粉砂浆中的组分，按重量份计，包括：相变复合材料5-20份，硅酸盐水泥50-60份、建筑回收砂30-40份、减水剂1-3份，纤维素醚3-6份。
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