CN108569875A

CN108569875A - 一种混合料、建材及其制作方法

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Publication number: CN108569875A
Application number: CN201810705849.7A
Authority: CN
Inventors: 张以河; 袁健博; 张娜; 李�根; 魏琦
Original assignee: China University of Geosciences Beijing
Current assignee: China University of Geosciences Beijing
Priority date: 2018-06-29
Filing date: 2018-06-29
Publication date: 2018-09-25

Abstract

一种混合料、建材及其制作方法，属于环保领域。混合料主要包括重量百分比计的以下组分：建筑垃圾余泥50～70％、建筑垃圾骨料10～30％、水泥5～20％。本发明能够以低成本的方式使建筑垃圾材料被充分利用，实现废物利用，减少建筑垃圾。其中，建筑垃圾余泥主要是指建设、施工单位或个人对各类建筑物、构筑物、管网等进行建设、铺设或拆除、修缮过程中所产生的渣土、淤泥等废弃物。

Description

一种混合料、建材及其制作方法

技术领域

本发明涉及环保领域，具体而言，涉及一种混合料、建材及其制作方法。

背景技术

建筑垃圾是一种成分复杂的城市固体废弃物，具有数量大、地域性强、附加值低等特点。其管理和资源化利用牵涉面广、政策性强，尽快并且科学合理地处置这些建筑垃圾已成为关系我国经济发展和人民生活不容忽视的问题。利用建筑垃圾生产建筑材料—混凝土、新型墙体材料、免烧砖、环保型墙砖、蒸压卯榫砖等—，可以大批量的消耗建筑垃圾，从而对建筑垃圾的资源化起到积极的作用。

当前，我国正处于经济建设的发展时期，每年大量的工程建设和拆迁改造不可避免地产生了数亿吨的建筑垃圾。大量的建筑垃圾堆积不仅占用土地资源，还会对环境产生污染。如何充分、合理地利用建筑垃圾，使其变废为宝是一个亟待解决的问题。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

基于现有技术的不足，本发明提供了一种混合料、建材及其制作方法，以部分或全部地改善、甚至解决以上问题。

本发明是这样实现的：

在第一方面，本发明实施例的提供了一种混合料。

混合料主要包括重量百分比计的以下组分：建筑垃圾余泥50～70％、建筑垃圾骨料10～30％、水泥5～20％。混合料是粉末状且经过了颗粒整形处理。

在第二方面，本发明实施例的提供了一种建材。

建材由上述混合料制作而成。

在第三方面，本发明实施例提供了一种建材的制作方法。

制作方法可以用于制作作为建材的示例的砖。制作方法包括将上述混合料用水调匀、压制成型。

有益效果：

本发明实施例提供的混合料、建材及其制作方法实现了建筑垃圾的资源化，从而为建筑垃圾的利用提供了一种解决方案。本发明实施例利用建筑垃圾利用建筑垃圾余泥、建筑垃圾骨料、赤泥、脱硫石膏等固体废弃物来制备绿色建材。制备出来的建材具有力学性能好，经济成本低等优点，具有较高的社会效益。

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。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

随着城市的发展，各种基础设施建筑不断产生和正在建设，因此，也产生了大量的建筑垃圾。目前，对于建筑垃圾的主要处理方式是填埋或者焚烧。由此，也带来了大量的问题，例如，占用土地、污水土地、水源等。

有鉴于此，本发明为了使建筑垃圾资源化而提出了一种建筑垃圾的利用方式。通过将建筑材料作为制作建材的原料，从而将其实现了再利用。

以下针对本发明实施例的一种混合料、建材及其制作方法进行具体说明：

本发明实施例提供的混合料主要采用了建筑垃圾，及其他的少量原料。本发明实施例提供的混合料可以作为各种建筑材料的原料使用，具有较高的使用价值。更好地，通过以混合料的形式被使用，建筑垃圾的使用成本低、使用难度小，从而有利于大批量地利用建筑垃圾。建筑垃圾余泥主要是指建设、施工单位或个人对各类建筑物、构筑物、管网等进行建设、铺设或拆除、修缮过程中所产生的渣土、淤泥等废弃物。

混合料主要包括重量百分比计的以下组分：建筑垃圾余泥50～70％、建筑垃圾骨料10～30％、水泥5～20％。即，在混合料中，按重量计，建筑垃圾余泥、建筑垃圾骨料、水泥的总量可以是小于或等于100％，根据实际的需要可以选择性地添加适量的除建筑垃圾余泥、建筑垃圾骨料、水泥之外的其他物质。在本发明的其他一些示例中，混合料主要包括重量百分比计的以下组分：建筑垃圾余泥56～63％、建筑垃圾骨料16～22％、水泥11～16％。

在一些改进示例中，混合料中还包括有脱硫石膏2～5％，进一步地，脱硫石膏的含量为3～4％。

一般地，建筑垃圾骨料的粒径可根据需要进行选择调整，但是，基于实际的使用效果和成本控制的考虑，建筑垃圾骨料的粒径优选为2～5mm。显然，建筑垃圾骨料的粒径过细则会显著地提高其细化的制造成本；建筑垃圾骨料的粒径太大则不利于其与混合料中的其他物料的均匀混合。另外，为了使建筑垃圾骨料更易与其他原料混合，优选对其粒径进行调节，例如，使其被制作为2～5mm的连续级配的物料。建筑垃圾骨料通常是采用建筑废物中的混凝土、砂浆、石、砖瓦等加工而成。一般，建筑垃圾骨料可以采用建筑垃圾废弃混凝土破碎后得到。

另外，由于建筑垃圾余泥常常含有水分，且含水率常常较大，其水分含量过高会影响到其使用。因此，控制建筑垃圾余泥的含水率是较好的处理方式。例如，在本发明的一些实施例中，建筑垃圾余泥的含水率小于5wt％。建筑垃圾余泥的含水率还可以是小于3wt％。通常地，所使用的建筑垃圾余泥的含水率不应高于24％。建筑垃圾余泥主要包括建筑设施在建设过程中产生的固体废弃物(主要为无机成分)，主要是渣土，废弃石块、建筑垃圾、余土、混凝土以及砖瓦的粉末化碎屑。

其中的水泥可以根据所制作的建筑材料的使用场景来进行选择，可以是市售的各种水泥。例如，在一些示例中，水泥采用硅酸盐水泥。进一步地，水泥还可以采用硅酸盐42.5水泥。

石膏的主要成分为硫酸钙(CaSO₄)，其可以是生石膏，也可以是硬石膏。其中，生石膏是二水硫酸钙(CaSO₄·2H₂O)，又称二水石膏、水石膏或软石膏，其氧化钙(CaO)的含量在30％左右。硬石膏是无水硫酸钙(CaSO₄)，氧化钙的含量在40％左右。在本发明实施例优选采用硬石膏。

在本发明的一些改进示例中，混合料中还可以添加赤泥作为原料。赤泥是制铝工业提取氧化铝时排出的污染性废渣。赤泥亦称红泥，一般含氧化铁量大，外观与赤色泥土相似。赤泥的主要矿物为文石和方解石，其次是蛋白石、三水铝石、针铁矿，含量最少的是钛矿石、菱铁矿、天然碱、水玻璃、铝酸钠和火碱。

另外，混合料中还可以添加砂石以进一步提高建筑废弃物的使用率，同时在一定程度上提高混合料的粒径级配，改善和易性。

混合料可以通过将其各种物料按照前述比例混合而制成。

较佳地，为了提高混合料的性能，以便由其制作的各种建筑材料的使用性能更佳，可以对混合料进行颗粒整形，以便使其被强化。通过颗粒整形，可以使混合料中的各种颗粒物的凸出棱角，同时还是颗粒物表面的砂浆、混凝土分离，从而颗粒物更加干净、圆滑。经过整形处理，混合料种的颗粒的粒形更好，且表面更干净的天然材料。其次，通过整形，混合料更易于通过水等分散液进行调和，且也更易于压实，有利于提高堆积密度，同时孔隙率和吸水率也显著降低。通过机械处理进行强化的方式可以在不增加其他原料或化学试剂使用的前提下，以相对更环保的方式完成对混合料的性能改进。

颗粒整形的强化方法可以采用各种设备和工艺进行研磨。例如，采用立式偏心装置研磨、卧式回转研磨。

本发明还提供了建筑物废弃料的一些具体的用例，在实施例中，建筑物废弃料被以建材的形式被使用。建材采用前述的混合料制作而成。作为一些具体的实例，建材可以是混凝土、新型墙体材料、砖。其中，砖包括免烧砖、环保型墙砖、蒸压卯榫砖。根据建材的具体类型，其可以采用各种适当的方法制作而成。采用本发明实施例提供的混合料制作砖，可以免于烧、蒸等处理工序，制作方法简单。

作为一种具体的用例，本发明实施例提供了一种砖的制作方法。其制作方法包括将混合料用水调匀、压制成型。

其中，压制成型的压力强度可以通过压力机模压来实现，模压条件为22～28KN，优选为23～27KN，进一步优选为25KN。

另外，本发明实施例中的建材不需要其他外加的有机、无机试剂，例如常常被用来提高水泥强度的三乙醇胺，玻璃纤维、金属纤维等。

以下结合实施例对本发明的一种混合料、建材及其制作方法作进一步的详细描述。

实施例1

1)原料预处理、混料：将上述建筑垃圾余泥、建筑垃圾碎石骨料以及普通42.5硅酸盐水泥。

按质量百分含量为：建筑垃圾余泥63％，建筑垃圾碎石骨料13％，普通42.5硅酸盐水泥14％混合，加入适量水，并混料均匀后得到混合物。

2)成型处理，将步骤1混合物经压力机25KN、25秒模压成型，得到建筑用砖。

实施例2

1)原料预处理、混料：将上述建筑垃圾余泥、建筑垃圾碎石骨料、脱硫石膏以及普通42.5硅酸盐水泥。

按质量百分含量为：建筑垃圾余泥50％，建筑垃圾碎石骨料27％，普通42.5硅酸盐水泥8％，脱硫石膏4％混合，加入适量水，并混料均匀后得到混合物。

2)成型处理，将步骤1混合物经压力机模24KN、32秒压成型，得到建筑用砖。

实施例3

1)原料预处理、混料：将上述建筑垃圾余泥、建筑垃圾碎石骨料、脱硫石膏、赤泥以及普通42.5硅酸盐水泥。

按质量百分含量为：建筑垃圾余泥56％，建筑垃圾碎石骨料18％，普通42.5硅酸盐水泥14％，脱硫石膏4％，赤泥8％混合，加入适量水，并混料均匀后得到混合物。

2)成型处理，将步骤1混合物经压力机27KN、28秒模压成型，得到建筑用砖。

实施例4

按质量百分含量为：建筑垃圾余泥69％，建筑垃圾碎石骨料19％，普通42.5硅酸盐水泥5％，脱硫石膏2％，赤泥5％混合，加入适量水，并混料均匀后得到混合物；

2)成型处理，将步骤1混合物经压力机22KN、31秒模压成型，得到建筑用砖。

实施例5

1)原料预处理、混料：将上述建筑垃圾余泥、建筑垃圾碎石骨料以及普通32.5硅酸盐水泥按质量百分含量为：建筑垃圾余泥66％，建筑垃圾碎石骨料17％，普通42.5R硅酸盐水泥17％混合，加入适量水，并混料均匀后得到混合物；

2)成型处理，将步骤1混合物经压力机24KN、26秒模压成型，得到建筑用砖。

实施例6

1)原料预处理、混料：将上述建筑垃圾余泥、建筑垃圾碎石骨料、以及普通42.5硅酸盐水泥按质量百分含量为：建筑垃圾余泥50％，建筑垃圾碎石骨料30％，普通42.5硅酸盐水泥20％混合，加入水，并混料均匀后得到混合物；

2)成型处理，将步骤1混合物经压力机26KN、26秒模压成型，得到建筑用砖。

实施例7

1)原料预处理、混料：将上述建筑垃圾余泥、建筑垃圾碎石骨料、脱硫石膏、赤泥以及普通42.5硅酸盐水泥按质量百分含量为：建筑垃圾余泥53％，建筑垃圾碎石骨料16％，普通32.5硅酸盐水泥14％，脱硫石膏3％，赤泥14％混合，加入水，并混料均匀后得到混合物；

2)成型处理，将步骤1混合物经压力机25KN、28秒模压成型，得到建筑用砖。

实施例8

按质量百分含量为：建筑垃圾余泥50％，建筑垃圾碎石骨料17％，普通32.5硅酸盐水泥20％，脱硫石膏4％，赤泥9％混合，通过颗粒整形处理加入适量水，并混料均匀后得到混合物；

2)成型处理，将步骤1混合物经压力机24KN、25秒模压成型，得到建筑用砖。

实施例9

按质量百分含量为：建筑垃圾余泥69％，建筑垃圾碎石骨料15％，普通42.5硅酸盐水泥16％混合，经过颗粒整形处理后加入适量水，并混料均匀后得到混合物；

实施例10

按质量百分含量为：建筑垃圾余泥60％，建筑垃圾碎石骨料19％，普通42.5硅酸盐水泥13％，脱硫石膏8％混合，经颗粒整形处理后加入适量水，并混料均匀后得到混合物；

2)成型处理，将步骤1混合物经压力机25KN、29秒模压成型，得到建筑用砖。

对比例1

1)原料预处理、混料：建筑废混凝土35份、建筑废砖粉50份、普通32.5硅酸盐水泥15份。原料混合后，用水调和，在27KN、31秒下模压成型。

对比例2

1)原料预处理、混料：建筑废混凝土25份、建筑废砖粉60份、普通32.5硅酸盐水泥：10份。原料混合，用水调和，在28KN、27秒下模压成型。

对比例3

原料配比为：建筑废混凝土43份、建筑废砖粉50份、电石渣7份。制备方法为：将建筑废混凝土、建筑废砖粉、电石渣在搅拌机中搅拌10分钟后加入水，使湿基含水率为14％，30KN、29秒模压机模压成型。

对比例4

建筑垃圾主料和粘结剂3:1。其中，建筑垃圾主料为废弃混凝土和砖瓦；粘结剂为硅酸盐烧结料、矿粉、石膏按重量比为5:3:1的比例混合。建筑垃圾主料和粘结剂混合后，用水调和、27KN、32秒模压成型。

对实施例1-10、对比例1-4中所制作的砖的性能进行测试，其结构如下表1。

表1

由以上结果可以知晓，采用本发明实施例提供的混合料制作的成型材料的砖具有早期强度更高的优点，且后期的强度也更高、抗折性能也更优。

尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims

1.一种混合料，其特征在于，所述混合料主要包括重量百分比计的以下组分：建筑垃圾余泥50～70％、建筑垃圾骨料10～30％、水泥5～20％，所述混合料是粉末状，且经过了颗粒整形处理。

2.根据权利要求1所述的混合料，其特征在于，所述混合料主要包括重量百分比计的以下组分：建筑垃圾余泥56～63％、建筑垃圾骨料16～22％、水泥11～16％，优选地，所述混合料还包括脱硫石膏3～4％，进一步优选地，所述混合料中还掺入有赤泥。

3.根据权利要求1或2所述的混合料，其特征在于，所述建筑垃圾骨料的粒径为2～5mm。

4.根据权利要求1所述的混合料，其特征在于，所述建筑垃圾余泥的含水率小于5wt％。

5.根据权利要求1所述的混合料，其特征在于，所述水泥是硅酸盐水泥。

6.一种建材，其特征在于，采用如权利要求1～5中任意一所述的混合料制作而成。

7.根据权利要求6所述的建材，其特征在于，所述建材包括混凝土、新型墙体材料、砖。

8.根据权利要求7所述的建材，其特征在于，所述砖包括免烧砖、环保型墙砖、蒸压卯榫砖。

9.一种建材的制作方法，其特征在于，所述建材为砖，所述制作方法包括将如权利要求1～5中任意一项所述的混合料用水调匀、压制成型。

10.根据权利要求9所述的建材的制作方法，其特征在于，所述压制成型的步骤是通过压力机模压来实现的，模压条件为22～28KN。