CN108275944B - 一种用建筑垃圾微粉—再生砂制备的环保砖及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用建筑垃圾微粉—再生砂制备的环保砖及其制备方法。该环保砖按照以下重量份的原料制成：建筑垃圾微粉30~40份、建筑垃圾再生砂30~40份、脱硫石膏5~10份、水泥5~10份、水10~15份。本发明制备的环保砖，抗压强度为17.8~25.8MPa，抗折强度为4.5~6.7MPa，达到MU20免烧砖的强度等级；建筑垃圾微粉和建筑垃圾再生砂的掺量达到75%，固体废弃物的利用率高达85%，变废为宝，符合国家可持续发展的政策要求；所用建筑垃圾微粉、建筑垃圾再生砂、脱硫石膏，均为固体废弃物，其他原材料亦为市场极易获得的廉价原料，且制备工艺简单，生产成本较低，易于实现规模化生产，市场前景广阔。
Description
技术领域
本发明属于固体废弃物资源化利用与绿色建筑材料制品技术领域，具体涉及一种用建筑垃圾微粉—再生砂制备的环保砖及其制备方法。
背景技术
随着我国城市建设的迅猛发展和城镇化率的不断提高，楼房拆迁、旧房改造、扩建、改建工程产生了大量的建筑垃圾。目前我国年产建筑垃圾排放量已达20亿t，占城市垃圾总量的80~90 %。大量的建筑垃圾没有经过任何处理就直接运送到乡村或郊外，一般采用填埋或露天堆放的方式简单处理，这种传统的处置方式在运送或堆存过程中会造成遗撒和扬尘等环境问题，同时占用大量的耕地资源。将建筑垃圾进行分选、破碎、筛分等预处理后作为新型建材的原料，积极推进其资源化利用，不仅可以解决建筑垃圾引起的环保问题，还可以为建筑材料提供廉价的原料，具有广阔的应用市场。
由于环境保护和节能降耗的需要，烧结类砖厂多处于停产状态。专利CN101559618、CN102924027A和CN106966674A均以粉煤灰为主要原料制备蒸养砖，生产时需要大量的粉煤灰（＞50%），但随着粉煤灰在混凝土、砌块等方面的应用，粉煤灰资源大幅度减少，价格不断增长，生产粉煤灰蒸养砖的成本日益增加。
发明内容
本发明的目的是提供一种用建筑垃圾微粉—再生砂制备的环保砖及其制备方法，实现建筑垃圾的资源化，以减少其堆积带来的环境危害问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是，一种用建筑垃圾微粉—再生砂制备的环保砖，采用以下重量份的原料制成：建筑垃圾微粉30~40份、建筑垃圾再生砂30~40份、脱硫石膏5~10份、水泥5~10份、水10~15份；所述的建筑垃圾微粉为建筑垃圾经过筛分所得的料径在0.15mm以下的颗粒；所述的建筑垃圾再生砂为建筑垃圾经过筛分所得粒径为0.15mm~9.5mm的颗粒。
优选的，所述脱硫石膏的采用如下方法制备得到：电厂湿法脱硫后产生的废弃物，60℃干燥至恒重得所述脱硫石膏（二水石膏的含量为85~90wt%）。
优选的，所述的水泥为普通硅酸盐水泥42.5。
优选的，所述的水为自来水。
所述的环保砖的制备方法，包括以下步骤：
步骤1）、原料干燥：将电厂湿法脱硫后产生的废弃物在55~65℃下进行干燥，直至恒重得脱硫石膏；
步骤2）、原料筛分：建筑垃圾粉碎后用0.15mm方孔筛网进行筛分，取粒径0.15mm以下颗粒作为建筑垃圾微粉备用，粒径0.15mm以上的颗粒用9.5mm方孔筛网进行筛分，取粒径为0.15mm~9.5mm的颗粒作为建筑垃圾再生砂备用；脱硫石膏用0.15mm方孔筛网进行筛分，取粒径0.15mm以下脱硫石膏备用；
步骤3）、配料与搅拌混合：按照配比称取所需的建筑垃圾微粉、建筑垃圾再生砂、脱硫石膏及水泥，混合均匀成为混合料；按照配比称取水，逐渐加入混合料中并搅拌均匀；
步骤4）、环保砖的成型：将搅拌均匀的混合料装入模具中进行模压成型，控制成型压力在15~20 MPa，加压速率为0.1~0.3 MPa/s ，保压时间为2~4min；
步骤5）、环保砖的养护：将步骤4成型的砖坯立即拆模，移送到蒸压釜中蒸压养护，蒸养温度160~190℃、蒸养压力0.5~1.2 MPa、恒压恒温时间12~18h；
步骤6）、将蒸压好的砖坯从蒸压釜中移出，自然环境存放3天以上，即得到成品环保砖。
本发明产生的有益效果是：
1、本发明制备的环保砖，抗压强度为17.8~25.8MPa，抗折强度为4.5~6.7MPa，达到MU20免烧砖的强度等级，可以作为烧结砖的有效替代品，降低了能耗和生产成本，具有明显的节能降耗效益，是一种具备发展潜力的绿色建筑材料；
2、本发明制备的环保砖，建筑垃圾微粉和建筑垃圾再生砂的掺量达到75%，固体废弃物的利用率高达85%，变废为宝，对实现建筑垃圾资源化和保护环境具有重要意义，符合国家可持续发展的政策要求；
3、本发明制备的环保砖，以建筑垃圾微粉、建筑垃圾再生砂、脱硫石膏为主要原料，均为固体废弃物，其他原材料亦为市场极易获得的廉价原料，且制备工艺简单，生产成本较低。
附图说明
图1为本发明的环保砖制备方法工艺流程示意图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。以下实施例中所用的水泥为普通硅酸盐水泥42.5，所用的水为自来水。
实施例1
一种用建筑垃圾微粉—再生砂制备的环保砖，采用以下重量份的原料制成：建筑垃圾微粉30份、建筑垃圾再生砂40份、脱硫石膏10份、水泥10份、水10份；所述的建筑垃圾微粉为建筑垃圾经过筛分所得的料径在0.15mm以下的颗粒；所述的建筑垃圾再生砂为建筑垃圾经过筛分所得粒径为0.15mm~9.5mm的颗粒。
所述的环保砖的制备方法，包括以下步骤：
步骤1）、原料干燥：将电厂湿法脱硫后产生的废弃物在60 ℃进行干燥，直至恒重得脱硫石膏；
步骤2）、原料筛分：建筑垃圾粉碎后用0.15mm方孔筛网进行筛分，取粒径0.15mm以下颗粒作为建筑垃圾微粉备用，粒径0.15mm以上的颗粒用9.5mm方孔筛网进行筛分，取粒径为0.15mm~9.5mm的颗粒作为建筑垃圾再生砂备用；脱硫石膏用0.15mm方孔筛网进行筛分，取粒径0.15mm以下脱硫石膏备用；
步骤3）、配料与搅拌混合：按照配比称取所需的建筑垃圾微粉、建筑垃圾再生砂、脱硫石膏及水泥，混合均匀成为混合料；按照配比称取水，逐渐加入混合料中并搅拌均匀；
步骤4）、环保砖的成型：将搅拌均匀的混合料装入模具中进行模压成型，控制成型压力在20 MPa，加压速率为0.1 MPa/s ，保压时间为3 min；
步骤5）、环保砖的养护：将步骤4成型的砖坯立即拆模，移送到蒸压釜中蒸压养护，蒸养温度170℃、蒸养压力0.8 MPa、恒压恒温时间14h；
步骤6）、将蒸压好的砖坯从蒸压釜中移出，自然环境存放3天，即得到成品环保砖，测得其性能为：抗压强度为22.9 MPa，抗折强度为5.2MPa。
实施例2
一种用建筑垃圾微粉—再生砂制备的环保砖，采用以下重量份的原料制成：建筑垃圾微粉35份、建筑垃圾再生砂35份、脱硫石膏10份、水泥10份、水10份。环保砖的制备步骤与实施例1相同。测得其性能为：抗压强度为24.7 MPa，抗折强度为5.8MPa。
实施例3
一种用建筑垃圾微粉—再生砂制备的环保砖，采用以下重量份的原料制成：建筑垃圾微粉40份、建筑垃圾再生砂30份、脱硫石膏10份、水泥10份、水10份。环保砖的制备步骤与实施例1相同。测得其性能为：抗压强度为24.1 MPa，抗折强度为6.3MPa。
实施例4
一种用建筑垃圾微粉—再生砂制备的环保砖，采用以下重量份的原料制成：建筑垃圾微粉35份、建筑垃圾再生砂35份、脱硫石膏10份、水泥10份、水10份。
所述的环保砖的制备方法，包括以下步骤：
步骤1）、原料干燥：将电厂湿法脱硫后产生的废弃物在60 ℃进行干燥，直至恒重得脱硫石膏；
步骤2）、原料筛分：建筑垃圾粉碎后用0.15mm方孔筛网进行筛分，取粒径0.15mm以下颗粒作为建筑垃圾微粉备用，粒径0.15mm以上的颗粒用9.5mm方孔筛网进行筛分，取粒径为0.15mm~9.5mm的颗粒作为建筑垃圾再生砂备用；脱硫石膏用0.15mm方孔筛网进行筛分，取粒径0.15mm以下脱硫石膏备用；
步骤3）、配料与搅拌混合：按照配比称取所需的建筑垃圾微粉、建筑垃圾再生砂、脱硫石膏及水泥，混合均匀成为混合料；按照配比称取水，逐渐加入混合料中并搅拌均匀；
步骤4）、环保砖的成型：将搅拌均匀的混合料装入模具中进行模压成型，控制成型压力在20 MPa，加压速率为0.1 MPa/s ，保压时间为3 min；
步骤5）、环保砖的养护：将步骤4成型的砖坯立即拆模，移送到蒸压釜中蒸压养护，蒸养温度190℃、蒸养压力1.2 MPa、恒压恒温时间18h；
步骤6）、将蒸压好的砖坯从蒸压釜中移出，自然环境存放3天，即得到成品环保砖，测得其性能为：抗压强度为25.8 MPa，抗折强度为6.7MPa。
实施例5
一种用建筑垃圾微粉—再生砂制备的环保砖，采用以下重量份的原料制成：建筑垃圾微粉40份、建筑垃圾再生砂35份、脱硫石膏5份、水泥10份、水10份。环保砖的制备步骤与实施例1均相同，测得其性能为：抗压强度为22.7 MPa，抗折强度为5.1MPa。
实施例6
一种用建筑垃圾微粉—再生砂制备的环保砖，采用以下重量份的原料制成：建筑垃圾微粉40份、建筑垃圾再生砂35份、脱硫石膏10份、水泥5份、水10份。环保砖的制备步骤与实施例1相同。测得其性能为：抗压强度为21.8MPa，抗折强度为4.8MPa。
实施例7
一种用建筑垃圾微粉—再生砂制备的环保砖，采用以下重量份的原料制成：建筑垃圾微粉40份、建筑垃圾再生砂35份、脱硫石膏10份、水泥5份、水10份。环保砖的制备步骤与实施例4相同。测得其性能为：抗压强度为24.2 MPa，抗折强度为5.8MPa。
实施例8
一种用建筑垃圾微粉—再生砂制备的环保砖，采用以下重量份的原料制成：建筑垃圾微粉35份、建筑垃圾再生砂40份、脱硫石膏5份、水泥10份、水10份。环保砖的制备步骤与实施例1相同。测得其性能为：抗压强度为22.3MPa，抗折强度为4.6MPa。
实施例9
一种用建筑垃圾微粉—再生砂制备的环保砖，采用以下重量份的原料制成：建筑垃圾微粉40份、建筑垃圾再生砂40份、脱硫石膏5份、水泥5份、水10份；所述的建筑垃圾微粉为建筑垃圾经过筛分所得的料径在0.15mm以下的颗粒；所述的建筑垃圾再生砂为建筑垃圾经过筛分所得粒径为0.15mm~9.5mm的颗粒。
所述的环保砖的制备方法，包括以下步骤：
步骤1）、原料干燥：将电厂湿法脱硫后产生的废弃物在60 ℃进行干燥，直至恒重得脱硫石膏；
步骤2）、原料筛分：建筑垃圾粉碎后用0.15mm方孔筛网进行筛分，取粒径0.15mm以下颗粒作为建筑垃圾微粉备用，粒径0.15mm以上的颗粒用9.5mm方孔筛网进行筛分，取粒径为0.15mm~9.5mm的颗粒作为建筑垃圾再生砂备用；脱硫石膏用0.15mm方孔筛网进行筛分，取粒径0.15mm以下脱硫石膏备用；
步骤3）、配料与搅拌混合：按照配比称取所需的建筑垃圾微粉、建筑垃圾再生砂、脱硫石膏及水泥，混合均匀成为混合料；按照配比称取水，逐渐加入混合料中并搅拌均匀；
步骤4）、环保砖的成型：将搅拌均匀的混合料装入模具中进行模压成型，控制成型压力在20 MPa，加压速率为0.1MPa/s ，保压时间为3 min；
步骤5）、环保砖的养护：将步骤4成型的砖坯立即拆模，移送到蒸压釜中蒸压养护，蒸养温度190℃、蒸养压力1.2 MPa、恒压恒温时间16h；
步骤6）、将蒸压好的砖坯从蒸压釜中移出，自然环境存放3天，即得到成品环保砖。
实施例10
一种用建筑垃圾微粉—再生砂制备的环保砖，采用以下重量份的原料制成：一种用建筑垃圾微粉—再生砂制备的环保砖，采用以下重量份的原料制成：建筑垃圾微粉40份、建筑垃圾再生砂35份、脱硫石膏10份、水泥5份、水10份。环保砖的制备步骤与实施例4相同。测得其性能为：抗压强度为21.3 MPa，抗折强度为4.7MPa。
对比例1
一种用建筑垃圾微粉—再生砂制备的环保砖，采用以下重量份的原料制成：建筑垃圾再生砂70份、脱硫石膏10份、水泥10份、水10份。
所述的环保砖的制备方法，包括以下步骤：
步骤1）、原料干燥：将电厂湿法脱硫后产生的废弃物在60 ℃进行干燥，直至恒重得脱硫石膏；
步骤2）、原料筛分：建筑垃圾粉碎后用0.15mm方孔筛网进行筛分，粒径0.15mm以上的颗粒用9.5mm方孔筛网进行筛分，取粒径为0.15mm~9.5mm的颗粒作为建筑垃圾再生砂备用；脱硫石膏用0.15mm方孔筛网进行筛分，取粒径0.15mm以下脱硫石膏备用；
步骤3）、配料与搅拌混合：按照配比称取所需的建筑垃圾再生砂、脱硫石膏及水泥，混合均匀成为混合料；按照配比称取水，逐渐加入混合料中并搅拌均匀；
步骤4）、环保砖的成型：将搅拌均匀的混合料装入模具中进行模压成型，控制成型压力在20 MPa，加压速率为0.1 MPa/s ，保压时间为3 min；
步骤5）、环保砖的养护：将步骤4成型的砖坯立即拆模，移送到蒸压釜中蒸压养护，蒸养温度190℃、蒸养压力1.2 MPa、恒压恒温时间18h；
步骤6）、将蒸压好的砖坯从蒸压釜中移出，自然环境存放3天，即得到成品环保砖，测得其性能为：抗压强度为15.6 MPa，抗折强度为2.8MPa。
对比例2
一种用建筑垃圾微粉—再生砂制备的环保砖，采用以下重量份的原料制成：建筑垃圾微粉70份、脱硫石膏10份、水泥10份、水10份。
所述的环保砖的制备方法，包括以下步骤：
步骤1）、原料干燥：将电厂湿法脱硫后产生的废弃物在60 ℃进行干燥，直至恒重得脱硫石膏；
步骤2）、原料筛分：建筑垃圾粉碎后用0.15mm方孔筛网进行筛分，取粒径0.15mm以下颗粒作为建筑垃圾微粉备用；脱硫石膏用0.15mm方孔筛网进行筛分，取粒径0.15mm以下脱硫石膏备用；
步骤3）、配料与搅拌混合：按照配比称取所需的建筑垃圾微粉、脱硫石膏及水泥，混合均匀成为混合料；按照配比称取水，逐渐加入混合料中并搅拌均匀；
步骤4）、环保砖的成型：将搅拌均匀的混合料装入模具中进行模压成型，控制成型压力在20 MPa，加压速率为0.1 MPa/s ，保压时间为3 min；
步骤5）、环保砖的养护：将步骤4成型的砖坯立即拆模，移送到蒸压釜中蒸压养护，蒸养温度190℃、蒸养压力1.2 MPa、恒压恒温时间18h；
步骤6）、将蒸压好的砖坯从蒸压釜中移出，自然环境存放3天，即得到成品环保砖，测得其性能为：抗压强度为11.9 MPa，抗折强度为2.1MPa。
对比例3
一种用建筑垃圾微粉—再生砂制备的环保砖，采用以下重量份的原料制成：建筑垃圾粉（直接常规粉碎后未筛分）70份、脱硫石膏10份、水泥10份、水10份。
环保砖的制备方法包括以下步骤：
步骤1）、原料干燥：将电厂湿法脱硫后产生的废弃物在60 ℃进行干燥，直至恒重得脱硫石膏；
步骤2）、配料与搅拌混合：按照配比称取所需的建筑垃圾粉、脱硫石膏以及水泥，混合均匀成为混合料；按照配比称取水，逐渐加入混合料中并搅拌均匀；
步骤3）、环保砖的成型：将搅拌均匀的混合料装入模具中进行模压成型，控制成型压力为20 MPa，加压速率为0.1 MPa/s ，保压时间为3 min；
步骤4）、环保砖的养护：将步骤3）成型的砖坯立即拆模，移送到蒸压釜中蒸压养护，蒸养温度190℃、蒸养压力1.2MPa、恒压恒温时间18h；
步骤5）、将蒸压好的砖坯从蒸压釜中移出，自然环境存放3天，测得其性能为：抗压强度为9.2 MPa，抗折强度为1.4MPa。
由以上的实施例可以看出，本发明制备的环保砖，抗压强度为17.8~25.8MPa，抗折强度为4.5~6.7MPa，达到MU20免烧砖的强度等级；建筑垃圾微粉和建筑垃圾再生砂的掺量可达到75%，固体废弃物的利用率高达85%，变废为宝，符合国家可持续发展的政策要求；本发明制备的环保砖，以建筑垃圾微粉、建筑垃圾再生砂、脱硫石膏为主要原料，均为固体废弃物，其他原材料亦为市场极易获得的廉价原料，且制备工艺简单，生产成本较低，易于实现规模化生产，市场前景广阔。
Claims (5)
1.一种用建筑垃圾微粉—再生砂制备环保砖的方法，其特征在于采用以下重量份的原料制成：建筑垃圾微粉30~40份、建筑垃圾再生砂30~40份、脱硫石膏5~10份、水泥5~10份、水10~15份；所述的建筑垃圾微粉为建筑垃圾经过筛分所得的料径在0.15mm以下的颗粒；所述的建筑垃圾再生砂为建筑垃圾经过筛分所得粒径为0.15mm~9.5mm的颗粒；具体包括以下步骤：
步骤1）、原料干燥：将电厂湿法脱硫后产生的废弃物在55~65 ℃下进行干燥，直至恒重得脱硫石膏；
步骤2）、原料筛分：建筑垃圾粉碎后用0.15mm方孔筛网进行筛分，取粒径0.15mm以下颗粒作为建筑垃圾微粉备用，粒径0.15mm以上的颗粒用9.5mm方孔筛网进行筛分，取粒径为0.15mm~9.5mm的颗粒作为建筑垃圾再生砂备用；脱硫石膏用0.15mm方孔筛网进行筛分，取粒径0.15mm以下脱硫石膏备用；
步骤3）、配料与搅拌混合：按照配比称取所需的建筑垃圾微粉、建筑垃圾再生砂、脱硫石膏及水泥，混合均匀成为混合料；按照配比称取水，逐渐加入混合料中并搅拌均匀；
步骤4）、环保砖的成型：将搅拌均匀的混合料装入模具中进行模压成型，控制成型压力在15~20 MPa，加压速率为0.1~0.3 MPa/s ，保压时间为2~4 min；
步骤5）、环保砖的养护：将步骤4成型的砖坯立即拆模，移送到蒸压釜中蒸压养护，蒸养温度160~190℃、蒸养压力0.5~1.2 MPa、恒压恒温时间12~18h；
步骤6）、将蒸压好的砖坯从蒸压釜中移出，自然环境存放3天以上，即得到成品环保砖。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述脱硫石膏中二水石膏的含量为85~90%。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的水泥为普通硅酸盐水泥42.5。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的水为自来水。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤1）中干燥在60 ℃下进行。
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