CN106587816B - 用湿磨废玻璃制备蒸养砌块的方法 - Google Patents
用湿磨废玻璃制备蒸养砌块的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种用湿磨废玻璃制备蒸养砌块的方法，取重量份数50‑70份废玻璃和10‑20份电石渣送入破碎机中破碎，然后送入湿式球磨机中，按照水料重量比0.4‑0.6的比例加水，再加入0.5份助磨剂进行球磨，得到料浆；料浆置于搅拌机中加4‑6份水泥、20‑30份粉煤灰、2‑5份激发剂、1‑2份外加剂后搅拌成型，经静置、升温、恒温和降温四个阶段蒸汽养护得到砌块。本发明通过湿磨工艺实现了废玻璃粉超细化，充分发挥了废玻璃粉的火山灰活性，从而可采用免蒸压的工艺制备砌块，能耗低、生产成本低且可缩短养护周期；加入粉煤灰、电石渣，使制得的砌块性能优良；且利用了大量废弃物，提高了固废利用率。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料的技术领域，具体涉及一种用湿磨废玻璃制备蒸养砌块的方法。
背景技术
因废弃玻璃量大，废弃玻璃的回收与利用已经成为全世界急切解决的环境问题。由于玻璃的硬度模数和天然砂石比较相似，而且两者之间的密度也接近，所以将废弃玻璃用来替代日益枯竭的天然砂石是可能的。此外，玻璃本身含有大量的二氧化硅且是无定形的非晶体，这也使其具有成为混凝土辅助胶凝材料的可能性。因此，合理开发利用废玻璃并应用于工程中不仅能同时缓解废玻璃处理难和因混凝土消耗的逐渐增大带来的砂石资源枯竭的压力，还能为提高社会经济效益，改善环境，节约资源做出巨大贡献。
砌块是砌筑用的人造块材，是建筑上常用的墙体材料。这种新材料是目前代替粘土砖做墙砌体的一种较好的材料，可应用于二等及二等以下的房屋建筑中。砌块分很多种类型，从养护方式上可分为蒸压加气砌块、蒸养砌块和免蒸养砌块。目前蒸养砌块研究最多的是蒸养粉煤灰硅酸盐砌块，还未研究过蒸养废玻璃砌块。
现有以废玻璃粉为原料制备砌块的技术工艺中，通常采用将原料分别干磨后再加水机械搅拌，成型，然后将试块装入蒸压釜中，抽真空、升温升压、向蒸压釜内打入高压蒸汽进行恒温蒸养、降温降压、出釜的方式。用这种方法制砌块存在如下问题：首先，干磨研磨效率低，若研磨时间过短，则很难达到超细化，不能激发出废玻璃粉活性；若过分提高粉磨时间，不仅增加了成本，而且废玻璃粉细小颗粒团聚效应的发生，使颗粒粒径变大，粒径范围变宽，导致其活性损失较快。其次，原料原状含水率较高，在使用时需预烘干，大大增加了原料的能耗。最后，制备蒸压砌块需要进行蒸压的过程耗时较长，且机械设备成本较高，人工操作还存在一定危险性。因此，发明湿磨废玻璃制备蒸养砌块的方法具有重要的意义。
CN105236905A公开了一种利用废玻璃生产的蒸压加气混凝土砌块及其生产方法，具体制备步骤如下：将60-80份沙漠细砂和5-10份废玻璃用球磨机磨制，用打浆机打浆备用；生石灰用破碎机破碎，用球磨机磨制为粉料；打浆后的沙漠细砂和废玻璃粉、球磨后的10-20份生石灰与5-10份水泥和0.05-0.10份铝粉膏在搅拌机中加水充分搅拌得混合料，控制水料比为0.5-0.7：1；混合料浇铸入模，初凝，得到砌块坯体；切割得标准尺寸的砌块坯体，静停养护；送入蒸压釜内进行蒸压养护得混凝土砌块。
CN105130324A公布了一种蒸压粉煤灰加气混凝土砌块的制造方法。以废粉煤灰加气块、粉煤灰、生石灰、脱硫石膏、废混凝土、废玻璃粉碎与水玻璃，经过造粒、烧结制得骨料C；再将有色金属矿渣粉、水泥、生石灰、骨料C、脱硫石膏、高效发泡剂、高效砂浆稠化粉、聚萘磺酸钠、聚乙烯醇、氢氧化铝和水制成混合料浆，浇筑入模成型，蒸压养护即得。其废玻璃的掺量少，且需要先预养，然后蒸压养护才能得到蒸压加气混凝土砌块。
发明内容
本发明的目的是针对上述现状，旨在提供一种能有效激发废玻璃粉的潜在活性，利废率高，能耗低、施工简单、成本低、对环境友好的用湿磨废玻璃制备蒸养砌块的方法。
本发明目的的实现方式为，用湿磨废玻璃制备蒸养砌块的方法，具体步骤为：
1)称取重量份数50-70份废玻璃和10-20份电石渣送入破碎机中破碎至平均颗粒为2-20mm；
2)将经步骤1)破碎后的破碎料送入湿式球磨机中，按照水料重量比0.4-0.6的比例加水，再加入重量份数0.5份助磨剂球磨2h，将破碎料球磨至颗粒平均直径为0.1-2μm，得到料浆；
所述助磨剂为聚合多元醇类、三乙醇胺类或三异丙醇胺类助磨剂；
3)将步骤2)所得料浆置于搅拌机中加入重量份数4-6份水泥、20-30份粉煤灰、2-5份激发剂、1-2份外加剂后搅拌成型，然后进行蒸汽养护得到砌块；
所述激发剂为无水硫酸钠、水玻璃的一种或两种的复合物；
所述外加剂为发泡剂和稳泡剂的混合物，发泡剂和稳泡剂的重量比为1:1-2；
所述发泡剂为碳酸钙或铝粉；
所述稳泡剂为聚丙烯酰胺或聚乙烯醇；
所述蒸汽养护方法是：先在45～50℃下静置3-5小时；在45℃到70℃之间，每小时升温≯5-6℃，70℃到100℃间升温速度不受限制，升温时间6-8小时；在100士5℃下恒温8小时；再降温3-5小时，控制砌块表面温度和车间温度的温差≯40℃。
本发明的有益效果：
1、用湿磨工艺制备玻璃粉，使废玻璃超细化，充分发挥了废玻璃粉的火山灰活性，避免了干磨过程中，废玻璃粉细小颗粒团聚效应的产生，加速蒸养条件下的水化反应，确保水化产物的数量；
2、原料中加入粉煤灰补充Al2O3，加入电石渣补充CaO含量，促进了钙矾石的形成，使制得的砌块性能优良，并且利用了大量废弃物，提高了固废利用率；
3、废玻璃为主要材料，且只需进行蒸养即可得到砌块，大大提高了废玻璃的利用率，且生产成本降低；
4、采用了免蒸压的施工工艺，相对于蒸压法，有以下优点：一是其生产设备投资少，能耗低；二是可以排除养护池内的空气，使养护池内温度均匀，以提高产品强度的均匀性；三是可以缩短养护周期和降低蒸汽消耗。
具体实施方式
本发明是，取重量份数50-70份废玻璃和10-20份电石渣送入破碎机中破碎至平均颗粒为2-20mm，将破碎料送入湿式球磨机中，按照水料重量比0.4-0.6的比例加水，再加入0.5份助磨剂进行球磨，得到料浆；料浆置于搅拌机中加4-6份水泥、20-30份粉煤灰、1-2份外加剂后搅拌成型，经静置、升温、恒温和降温四个阶段蒸汽养护得到砌块。
所述助磨剂为聚合多元醇类、三乙醇胺类或三异丙醇胺类助磨剂。
所述激发剂为无水硫酸钠、水玻璃的一种或两种复合。
所述水泥为28d抗压强度为42.5MPa的普通硅酸盐水泥。
所述粉煤灰为原灰。
所述外加剂为发泡剂和稳泡剂的混合物，发泡剂和稳泡剂的重量比为1:1-2；
所述发泡剂为碳酸钙或铝粉。
所述稳泡剂为聚丙烯酰胺或聚乙烯醇。
所述蒸汽养护方法是：先在45～50℃下静置3-5小时；在45℃到70℃之间，每小时升温≯5-6℃，70℃到100℃间升温速度不受限制，升温时间6-8小时；在100士5℃下恒温8小时；再降温3-5小时，控制砌块表面温度和车间温度的温差≯40℃。
本申请人在研究中发现，若采用单料湿磨直接替代原有的干磨工艺，则很难激发废玻璃粉的活性。而废玻璃粉是一种潜在的活性材料，其在碱性环境中更容易激发其活性，生成类似于C-S-H凝胶的物质。为了更大程度激发其火山灰活性，本发明采用湿磨工艺，且在湿磨的前提下，对原料组份进行了严格筛选，将废玻璃和电石渣破碎后在水、碱性环境和助磨剂的作用下磨细，发生协同效应，当磨至颗粒平均直径为0.1-2μm时，充分激发了废玻璃粉的火山灰活性，使后期的水化反应更快更充分，使传统的蒸压工艺变蒸养工艺成为可能。
本发明先将废玻璃和电石渣送入破碎机中破碎至平均颗粒为2-20mm，然后将破碎料球磨至颗粒平均直径为0.1-2μm，如破碎料磨至颗粒平均直径过小会增加粉磨能耗，降低粉磨效率，过大则不能充分激发废玻璃粉的火山灰活性。
下面用具体实施例详述本发明。
实施例1、
1)称取重量份数70份废玻璃和10份电石渣送入破碎机中破碎至平均颗粒为2mm；
2)将经步骤1)破碎后的破碎料送入湿式球磨机中，按照水料重量比0.5的比例加水，再加入重量份数0.5份聚合多元醇类助磨剂球磨2h，将破碎料球磨至颗粒平均直径为0.1μm，得到料浆；
3)将步骤2)所得料浆置于搅拌机中加入重量份数4份水泥、20份粉煤灰、2份无水硫酸钠、0.5份铝粉和0.5份聚丙烯酰胺后搅拌成型，然后进行蒸汽养护得到砌块。
蒸养过程，先在45～50℃下静置3-5小时；在45℃到70℃之间，每小时升温≯5-6℃，70℃到100℃间升温速度不受限制，升温时间6-8小时；在100士5℃下恒温8小时；再降温3-5小时，控制砌块表面温度和车间温度的温差≯40℃。
采用本实施例制备的砌块，以直接生产工人的实物劳动生产率计，一般1.6-2.5立米/工日，较利用干磨废玻璃生产蒸压加气混凝土砌块的方法，生产效率提高了20％，并且生产成本也减小了5％。
实施例2、同实施例1，不同的是，
1)称取重量份数50份废玻璃和20份电石渣送入破碎机中破碎至平均颗粒为10mm；
2)将经步骤1)破碎后的破碎料送入湿式球磨机中，按照水料重量比0.5的比例加水，再加入重量份数0.5份聚合多元醇类助磨剂球磨2h，将破碎料球磨至颗粒平均直径为1μm，得到料浆；
3)将步骤2)所得料浆置于搅拌机中，加入重量份数4份水泥、30份粉煤灰、2份水玻璃、0.6份铝粉和0.8份聚丙烯酰胺后搅拌成型，然后进行蒸汽养护得到砌块。
采用本实施例制备的砌块，以直接生产工人的实物劳动生产率计，一般1.6-2.5立米/工日，较利用干磨废玻璃生产蒸压加气混凝土砌块的方法，生产效率提高了25％，并且生产成本也减小了4％。
实施例3、同实施例1，不同的是，
1)称取重量份数55份废玻璃和17份电石渣送入破碎机中破碎至平均颗粒为15mm；
2)将经步骤1)破碎后的破碎料送入湿式球磨机中，按照水料重量比0.55的比例加水，再加入重量份数0.5份三乙醇胺类助磨剂球磨2h，将破碎料球磨至颗粒平均直径为2μm后，得到料浆；
3)将步骤2)所得料浆置于搅拌机中加入重量份数4份水泥、28份粉煤灰、2份无水硫酸钠、0.5份铝粉和1份聚乙烯醇后搅拌成型，然后进行蒸汽养护得到砌块。
采用本实施例制备的砌块，以直接生产工人的实物劳动生产率计，一般1.6-2.5立米/工日，较利用干磨废玻璃生产蒸压加气混凝土砌块的方法，生产效率提高了22％，并且生产成本也减小了4.5％。
实施例4、同实施例1，不同的是，
1)称取重量份数62份废玻璃和15份电石渣送入破碎机中破碎至平均颗粒为20mm；
2)将经步骤1)破碎后的破碎料送入湿式球磨机中，按照水料重量比0.6的比例加水，再加入重量份数0.5份三异丙醇胺助磨剂球磨2h，将破碎料球磨至颗粒平均直径为1.2μm，得到料浆；
3)将步骤2)所得料浆置于搅拌机中加入重量份数6份水泥、23份粉煤灰、2份水玻璃和3份无水硫酸钠的混合物、0.5份碳酸钙和1份聚乙烯醇后搅拌成型，然后进行蒸汽养护得到砌块。
采用本实施例制备的砌块，以直接生产工人的实物劳动生产率计，一般1.6-2.5立米/工日，较利用干磨废玻璃生产蒸压加气混凝土砌块的方法，生产效率提高了21％，并且生产成本也减小了4％。
实施例5、同实施例1，不同的是，
1)称取重量份数68份废玻璃和12份电石渣送入破碎机中破碎至平均颗粒为5mm；
2)将经步骤1)破碎后的破碎料送入湿式球磨机中，按照水料重量比0.4的比例加水，再加入重量份数0.5份三乙醇胺类助磨剂球磨2h，将破碎料球磨至颗粒平均直径为0.5μm，得到料浆；
3)将步骤2)所得料浆置于搅拌机中加入重量份数4份水泥、20份粉煤灰、4份无水硫酸钠、0.4份铝粉和0.6份聚乙烯醇后搅拌成型，然后进行蒸汽养护得到砌块。
采用本实施例制备的砌块，以直接生产工人的实物劳动生产率计，一般为1.6-2.5立米/工日，较利用干磨废玻璃生产蒸压加气混凝土砌块的方法，生产效率提高了22％，并且生产成本也减小了5％。
Claims (3)
1.用湿磨废玻璃制备蒸养砌块的方法，其特征在于：具体步骤如下：
1)称取重量份数50-70份废玻璃和10-20份电石渣送入破碎机中破碎至平均颗粒为2-20mm；
2)将经步骤1)破碎后的破碎料送入湿式球磨机中，按照水料重量比0.4-0.6的比例加水，再加入重量份数0.5份助磨剂球磨2h，将破碎料球磨至颗粒平均直径为0.1-2μm，得到料浆；
所述助磨剂为聚合多元醇类、三乙醇胺类或三异丙醇胺类助磨剂；
3)将步骤2)所得料浆置于搅拌机中加入重量份数4-6份水泥、20-30份粉煤灰、2-5份激发剂、1-2份外加剂后搅拌成型，然后进行蒸汽养护得到砌块；
所述激发剂为无水硫酸钠、水玻璃的一种或两种的复合物；
所述外加剂为发泡剂和稳泡剂的混合物，发泡剂和稳泡剂的重量比为1:1-2；
所述发泡剂为碳酸钙或铝粉；
所述稳泡剂为聚丙烯酰胺或聚乙烯醇；
所述蒸汽养护方法是：先在45～50℃下静置3-5小时；在45℃到70℃之间，每小时升温≯5℃，70℃到100℃间升温速度不受限制，升温时间6-8小时；在100士5℃下恒温8小时；再降温3-5小时，控制砌块表面温度和车间温度的温差≯40℃。
2.根据权利要求1所述的用湿磨废玻璃制备蒸养砌块的方法，其特征在于：所述水泥为28d抗压强度为42.5MPa的普通硅酸盐水泥。
3.根据权利要求1所述的用湿磨废玻璃制备蒸养砌块的方法，其特征在于：所述粉煤灰为原灰。
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