CN108609923B - 一种建筑垃圾再生料制备环保渗水砖的方法 - Google Patents

一种建筑垃圾再生料制备环保渗水砖的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种建筑垃圾再生料制备环保渗水砖的方法，包括：制备胶凝基层料和润湿基层料、制备混凝基层料、制备胶凝表层料和润湿表层料、制备混凝表层料、模压成型、蒸养和养护。通过减水剂和水泥的混合，增加水泥表面吸附的减水剂量，增强减水效果，降低减水剂和水的用量；将粉煤灰加入混有减水剂的水泥中，使粉煤灰与水泥充分搅拌均匀，促进粉煤灰在水泥表面的吸附，降低粉煤灰用量；此外，通过蒸养和养护两个过程，促进水泥水化以及水化水泥中Ca(OH)2与粉煤灰中活性氧化物的有效反应，提高渗水砖的强度，且该制备方法简单，原料易得。

Description

一种建筑垃圾再生料制备环保渗水砖的方法
技术领域
本发明涉及一种制备渗水砖的方法，特别是涉及一种建筑垃圾再生料制备环保渗水砖的方法。
背景技术
随着我国城市化的迅猛发展，一方面，建筑垃圾也越来越多，建筑商为快速低成本地处理大批量的建筑垃圾，将废固体物料随意堆放和填埋，占用土地资源，降低土壤质量，还对周边地表水和地下水产生污染，影响生态环境。近年来，部分较发达的城市开始关注建筑垃圾带来的恶劣影响，并将建筑垃圾进行回收处理和再生利用。
另一方面，建筑物越来越多的覆盖城市地面，城市降水无法渗入地下，地下水也较难蒸发，从而破坏了城市的水循环过程，形成城市“热岛效应”，由于城市降水无法渗入地下，多雨天气时，容易形成城市内涝，给城市居民的生活带来极大不便。而渗水砖由于拥有良好的透水性，可促进城市的水循环，有效改善城市的“热岛效应”。
现有的渗水砖混凝料的制备是将所有的物料按质量配比称取，一次混合，该混凝料制备方法简单，但由于建筑垃圾制备的再生料吸水性较高、表面灰分高，一次混合的制备方法无法促进碱水剂与水泥表面的吸附能力以及胶凝料与润湿料的黏附能力，从而导致水和减水剂的消耗量过大，制备的渗水砖强度较低。
发明内容
本发明的目的是提供一种建筑垃圾再生料制备环保渗水砖的方法，本发明的混凝料制备方法能有效促进减水剂和粉煤灰与水泥表面的吸附能力，以及胶凝料与润湿料的黏附能力，减少水、减水剂和粉煤灰的使用量，提高渗水砖的强度，且该制备方法简单，原料易得。
为实现上述目的，本发明的技术方案是，一种建筑垃圾再生料制备环保渗水砖的方法，包括以下步骤：
（1）制备胶凝基层料和润湿基层料：将10~20份水泥和0.3~0.8份减水剂搅拌均匀，加3~8份粉煤灰混合，制得胶凝基层料；将40~60份再生细骨料和20~30份再生砂搅拌均匀，加3~5份水，混合制得润湿基层料；
（2）制备混凝基层料：将步骤（1）的胶凝基层料和润湿基层料混合，搅拌10~20min，加7~10份水，再搅拌10~30min，得混凝基层料，备用；
（3）制备胶凝表层料和润湿表层料：将15~30份水泥和0.5~1份减水剂搅拌均匀，加5~10份粉煤灰混合，得到胶凝表层料；将0.5~3份矿物颜料和5~10份水加入65~80份再生砂中加，混合，制得润湿表层料；
（4）制备混凝表层料：将步骤（3）的胶凝表层料和润湿表层料混合，加0.3~1份透水剂，搅拌10~20min，加5~10份水，搅拌均匀，制得混凝表层料，备用；
（5）模压成型：将步骤（2）的混凝基层料和步骤（4）的混凝表层料依次加入制砖模具中，分层布料后，在10~20MPa的压力下加压5~10min，制得砖坯；
（6）蒸养和养护：将步骤（5）的砖坯在湿度为95~99 %，温度为50~80℃的条件下蒸养10~24h，随后在湿度为60～70%的常温条件下养护1~2天，制成环保渗水砖。
减水剂大多为阴离子表面活性剂，既溶于水又可吸附于水泥颗粒表面使颗粒显示电性能，颗粒间由于带相同电荷而相互排斥，使水泥颗粒被分散而释放颗粒间多余的水分而减少混凝土中水的使用量，先将减水剂和水泥混合，可增加水泥表面吸附的减水剂量，增强减水剂的减水效果，降低用水量，从而降低减水剂用量；再将粉煤灰加入混有减水剂的水泥中，使粉煤灰与水泥充分搅拌均匀，促进粉煤灰在水泥表面的吸附，促进水化水泥中的Ca(OH)2与粉煤灰中活性氧化物的有效反应，增强粉煤灰的使用效果，降低粉煤灰用量。
将再生料搅拌，加水润湿，使胶凝料更好的黏附在再生料表面，提高再生料与胶凝料的粘接性能，提高环保渗水砖的强度。将矿物颜料加少量水和再生砂混合，可避免水量过多导致矿物颜料流失，且分散在少量水中的矿物颜料在水润湿再生砂的过程中，随水渗入再生砂表面微孔中，增强渗水表层的染色和保色效果。
将混凝基层料和混凝表层料分层铺设于制砖模具中，由于混凝基层料与混凝表层料均为无机材料，组成成分相似，其界面的相容性好，在模压成型过程中，两层的界面由于模压作用，有部分粒子相互渗透，使其界面粘接性好，不出现分层现象，所得到渗水表层外观平整、美观。且再生砂具有一定吸水性、颗粒小，形成的空隙小，渗水速率较慢，具有良好的保水性能，可有效改善城市“热岛效应”。
模压成型的砖坯先放至湿度为95~99%，温度为50~80℃的环境中蒸养10~24h，使砖坯中的水泥充分水化，形成有一定硬度的胶粘物质，然后在湿度为60～70%的常温条件下养护1~2天，使水化水泥中的Ca(OH)2与粉煤灰充分反应，生成硬质的水化硅酸钙和水化铝酸钙，提高渗水砖的强度。
进一步的，所述再生细骨料的粒度为1~5mm。将建筑垃圾分类筛选得到的建筑废固体物料再经过人工拣选、磁选、破碎、球磨等处理，得到粒径为1~5mm的再生细骨料。
进一步的，所述再生砂的粒度为0.5mm以下。将建筑垃圾分类筛选得到的建筑废渣土经磁选、有机物分离、刮砂池、制砂机等处理过程，得到颗粒均匀，粒径为0.5mm以下再生砂。
进一步的，所述减水剂为萘磺酸盐减水剂、十二烷基苯磺酸钠和氨基磺酸盐组成的复合减水剂。萘磺酸盐为一种常用的高效减水剂，吸附于水泥颗粒表面使颗粒显示电性能，颗粒间由于带相同电荷而相互排斥，使水泥颗粒被分散而释放颗粒间多余的水分而减少混凝土中水份的使用量，但萘磺酸盐用于混凝土的施工坍落度经时损失较大，所以需与氨基磺酸盐减水剂配合使用，同时加入少量十二烷基苯磺酸钠可改善混凝料的流动性和可塑性，便于混凝料的装模和成型。
进一步的，所述复合减水剂的萘磺酸盐、十二烷基苯磺酸钠和氨基磺酸盐的质量配比为125：1：60。
进一步的，所述粉煤灰的比表面积为400~500m2/kg。粉煤灰的粒径越细，其比表面积越大，当粉煤灰比表面积大于400m2/kg时，粉煤灰玻璃体的表面形态被破坏，有利于粉煤灰玻璃体中的SiO2、Al2O3的溶出和Ca2+的渗入，从而提高粉煤灰与水泥孰料中Ca(OH)2的反应活性，但粉煤灰的粒径越小，研磨的时间越长，制造成本越高，所以，粉煤灰的比表面积以400~500m2/kg为宜。
进一步的，所述水泥为强度等级不低于52.5级的高强度硅酸盐水泥。
进一步的，所述环保渗水砖的基层厚度为40~60mm，表层厚度为10~15mm。
进一步的，本实施例中，所述再生细骨料和再生砂的制备方法包括如下步骤：（1）对建筑垃圾进行预处理，破碎得到粒径150mm以下的混合物料；（2）将经预处理的混合物料用滚动筛进行初步筛选，分离得到废固体物料和废渣土，将废固体物料经人工拣选，除去纤维、塑料、破玻璃、电线、钢筋和木材杂物；（3）将除杂的废固体物料依次经破碎、磁选、筛分得到粒径为30mm以上的一级物料和粒径为30mm以下的二级物料；（4）将所得的一级物料重复步骤（3），直到所得的物料均为粒径为30mm以下的二级物料；将二级物料再破碎，除去表面的包裹物，经球磨机打磨处理后再筛分，得到粒径为5~30mm的再生粗骨料、粒径为1~5mm的再生细骨料和粒径为1mm以下的三级物料；（5）将步骤（2）所得的废渣土依次经磁选、有机物分离，除去钢铁和有机物，再经刮砂池处理，分离得到0.3~3mm的四级物料和泥浆，将四级物料干燥，用制砂机制得粒径不超过0.5mm的再生砂；（6）将步骤（4）所得的三级物料经步骤（5）所述的刮砂池分离得到四级物料和泥浆，将四级物料按步骤（5）处理得到再生砂；（7）将步骤（5）和步骤（6）所得的泥浆用压滤分离器滤除污水制得泥沙，再将泥沙干燥、筛分，得到再生砂。
本发明的有益效果是：先将减水剂和水泥混合，增加水泥表面吸附的减水剂量，增强减水效果，降低减水剂和水的用量；将粉煤灰加入混有减水剂的水泥中，使粉煤灰与水泥充分搅拌均匀，促进粉煤灰在水泥表面的吸附，降低粉煤灰用量；通过蒸养和养护两个过程，促进水泥水化以及水化水泥中Ca(OH)2与粉煤灰中活性氧化物的有效反应，提高渗水砖的强度。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
以下实施例所用再生细骨料和再生砂，按如下方法制备得到：（1）对建筑垃圾进行预处理，破碎得到粒径150mm以下的混合物料；（2）将经预处理的混合物料用滚动筛进行初步筛选，分离得到废固体物料和废渣土，将废固体物料经人工拣选，除去纤维、塑料、破玻璃、电线、钢筋和木材杂物；（3）将除杂的废固体物料依次经破碎、磁选、筛分得到粒径为30mm以上的一级物料和粒径为30mm以下的二级物料；（4）将所得的一级物料重复步骤（3），直到所得的物料均为粒径为30mm以下的二级物料；将二级物料再破碎，除去表面的包裹物，经球磨机打磨处理后再筛分，得到粒径为5~30mm的再生粗骨料、粒径为1~5mm的再生细骨料和粒径为1mm以下的三级物料；（5）将步骤（2）所得的废渣土依次经磁选、有机物分离，除去钢铁和有机物，再经刮砂池处理，分离得到0.3~3mm的四级物料和泥浆，将四级物料干燥，用制砂机制得粒径不超过0.5mm的再生砂；（6）将步骤（4）所得的三级物料经步骤（5）所述的刮砂池分离得到四级物料和泥浆，将四级物料按步骤（5）处理得到再生砂；（7）将步骤（5）和步骤（6）所得的泥浆用压滤分离器滤除污水制得泥沙，再将泥沙干燥、筛分，得到再生砂。
实施例1
一种建筑垃圾再生料制备环保渗水砖的方法，包括以下步骤：
（1）制备胶凝基层料和润湿基层料：将15份水泥和0.5份减水剂搅拌均匀，加5份粉煤灰混合，制得胶凝基层料；将40份再生细骨料和30份再生砂搅拌均匀，加5份水，混合制得润湿基层料；
（2）制备混凝基层料：将步骤（1）的胶凝基层料和润湿基层料混合，搅拌15min，加8份水，再搅拌20min，得混凝基层料，备用；
（3）制备胶凝表层料和润湿表层料：将20份水泥和0.8份减水剂搅拌均匀，加7份粉煤灰混合，得到胶凝表层料；将2份矿物颜料和10份水加入70份再生砂中加，混合，制得润湿表层料；
（4）制备混凝表层料：将步骤（3）的胶凝表层料和润湿表层料混合，加0.5份透水剂，搅拌15min，加7份水，搅拌均匀，制得混凝表层料，备用；
（5）模压成型：将步骤（2）的混凝基层料和步骤（4）的混凝表层料依次加入制砖模具中，分层布料后，在20MPa的压力下加压5min，制得砖坯；
（6）将步骤（5）的砖坯在湿度为95~99%，温度为70~80℃的条件下蒸养15h，随后在湿度为60～70%的常温条件下养护1天，制成环保渗水砖。
实施例2
一种建筑垃圾再生料制备环保渗水砖的方法，包括以下步骤：
（1）制备胶凝基层料和润湿基层料：将10份水泥和0.5份减水剂搅拌均匀，加3份粉煤灰混合，制得胶凝基层料；将50份再生细骨料和30份再生砂搅拌均匀，加5份水，混合制得润湿基层料；
（2）制备混凝基层料：将步骤（1）的胶凝基层料和润湿基层料混合，搅拌10min，加10份水，再搅拌20min，得混凝基层料，备用；
（3）制备胶凝表层料和润湿表层料：将15份水泥和0.8份减水剂搅拌均匀，加5份粉煤灰混合，得到胶凝表层料；将1.5份矿物颜料和5份水加入65份再生砂中加，混合，制得润湿表层料；
（4）制备混凝表层料：将步骤（3）的胶凝表层料和润湿表层料混合，加0.3份透水剂，搅拌10min，加5份水，搅拌均匀，制得混凝表层料，备用；
（5）模压成型：将步骤（2）的混凝基层料和步骤（4）的混凝表层料依次加入制砖模具中，分层布料后，在20MPa的压力下加压5min，制得砖坯；
（6）将步骤（5）的砖坯在湿度为95~99%，温度为70~80℃的条件下蒸养10h，随后在湿度为60～70%的常温条件下养护1天，制成环保渗水砖。
实施例3
一种建筑垃圾再生料制备环保渗水砖的方法，包括以下步骤：
（1）制备胶凝基层料和润湿基层料：将20份水泥和0.8份减水剂搅拌均匀，加8份粉煤灰混合，制得胶凝基层料；将60份再生细骨料和30份再生砂搅拌均匀，加5份水，混合制得润湿基层料；
（2）制备混凝基层料：将步骤（1）的胶凝基层料和润湿基层料混合，搅拌20min，加10份水，再搅拌30min，得混凝基层料，备用；
（3）制备胶凝表层料和润湿表层料：将30份水泥和1份减水剂搅拌均匀，加10份粉煤灰混合，得到胶凝表层料；将3份矿物颜料和10份水加入70份再生砂中加，混合，制得润湿表层料；
（4）制备混凝表层料：将步骤（3）的胶凝表层料和润湿表层料混合，加0.5份透水剂，搅拌20min，加10份水，搅拌均匀，制得混凝表层料，备用；
（5）模压成型：将步骤（2）的混凝基层料和步骤（4）的混凝表层料依次加入制砖模具中，分层布料后，在20MPa的压力下加压7min，制得砖坯；
（6）将步骤（5）的砖坯在湿度为95~99%，温度为70~80℃的条件下蒸养18h，随后在湿度为60～70%的常温条件下养护1天，制成环保渗水砖。
实施例4
一种建筑垃圾再生料制备环保渗水砖的方法，包括以下步骤：
（1）制备胶凝基层料和润湿基层料：将20份水泥和0.6份减水剂搅拌均匀，加6份粉煤灰混合，制得胶凝基层料；将53份再生细骨料和27份再生砂搅拌均匀，加4份水，混合制得润湿基层料；
（2）制备混凝基层料：将步骤（1）的胶凝基层料和润湿基层料混合，搅拌15min，加10份水，再搅拌25min，得混凝基层料，备用；
（3）制备胶凝表层料和润湿表层料：将26份水泥和0.7份减水剂搅拌均匀，加6份粉煤灰混合，得到胶凝表层料；将1.5份矿物颜料和8份水加入75份再生砂中加，混合，制得润湿表层料；
（4）制备混凝表层料：将步骤（3）的胶凝表层料和润湿表层料混合，加0.7份透水剂，搅拌15min，加8份水，搅拌均匀，制得混凝表层料，备用；
（5）模压成型：将步骤（2）的混凝基层料和步骤（4）的混凝表层料依次加入制砖模具中，分层布料后，在15MPa的压力下加压7min，制得砖坯；
（6）将步骤（5）的砖坯在湿度为95~99%，温度为50~60℃的条件下蒸养24h，随后在湿度为60～70%的常温条件下养护2天，制成环保渗水砖。
实施例5
一种建筑垃圾再生料制备环保渗水砖的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）制备胶凝基层料和润湿基层料：将10份水泥和0.3份减水剂搅拌均匀，加4份粉煤灰混合，制得胶凝基层料；将40份再生细骨料和23份再生砂搅拌均匀，加3份水，混合制得润湿基层料；
（2）制备混凝基层料：将步骤（1）的胶凝基层料和润湿基层料混合，搅拌10min，加8份水，再搅拌15min，得混凝基层料，备用；
（3）制备胶凝表层料和润湿表层料：将15份水泥和0.5份减水剂搅拌均匀，加5份粉煤灰混合，得到胶凝表层料；将0.5份矿物颜料和5份水加入67份再生砂中加，混合，制得润湿表层料；
（4）制备混凝表层料：将步骤（3）的胶凝表层料和润湿表层料混合，加0.5份透水剂，搅拌15min，加7份水，搅拌均匀，制得混凝表层料，备用；
（5）模压成型：将步骤（2）的混凝基层料和步骤（4）的混凝表层料依次加入制砖模具中，分层布料后，在10MPa的压力下加压10min，制得砖坯；
（6）将步骤（5）的砖坯在湿度为95~99%，温度为50~60℃的条件下蒸养12h，随后在湿度为60～70%的常温条件下养护1天，制成环保渗水砖。
实施例6
一种建筑垃圾再生料制备环保渗水砖的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）制备胶凝基层料和润湿基层料：将18份水泥和0.7份减水剂搅拌均匀，加7份粉煤灰混合，制得胶凝基层料；将57份再生细骨料和20份再生砂搅拌均匀，加3份水，混合制得润湿基层料；
（2）制备混凝基层料：将步骤（1）的胶凝基层料和润湿基层料混合，搅拌20min，加7份水，再搅拌10min，得混凝基层料，备用；
（3）制备胶凝表层料和润湿表层料：将26份水泥和0.7份减水剂搅拌均匀，加8份粉煤灰混合，得到胶凝表层料；将2.5份矿物颜料和10份水加入80份再生砂中加，混合，制得润湿表层料；
（4）制备混凝表层料：将步骤（3）的胶凝表层料和润湿表层料混合，加1份透水剂，搅拌15min，加7份水，搅拌均匀，制得混凝表层料，备用；
（5）模压成型：将步骤（2）的混凝基层料和步骤（4）的混凝表层料依次加入制砖模具中，分层布料后，在15MPa的压力下加压6min，制得砖坯；
（6）将步骤（5）的砖坯在湿度为95~99%，温度为70~80℃的条件下蒸养16h，随后在湿度为60～70%的常温条件下养护1.5天，制成环保渗水砖。
根据中华人民共和国建材行业标准JC/T 945-2005，对实施例1~6所得的环保渗水砖分别进行抗压强度、保水性和透水系数的测试，其测试结果如表1所示：
表1
Figure 445339DEST_PATH_IMAGE001
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种建筑垃圾再生料制备环保渗水砖的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）制备胶凝基层料和润湿基层料：将10~20份水泥和0.3~0.8份减水剂搅拌均匀，加3~8份粉煤灰混合，制得胶凝基层料；将40~60份再生细骨料和20~30份再生砂搅拌均匀，加3~5份水，混合制得润湿基层料；
（2）制备混凝基层料：将步骤（1）的胶凝基层料和润湿基层料混合，搅拌10~20min，加7~10份水，再搅拌10~30min，得混凝基层料，备用；
（3）制备胶凝表层料和润湿表层料：将15~30份水泥和0.5~1份减水剂搅拌均匀，加5~10份粉煤灰混合，得到胶凝表层料；将0.5~3份矿物颜料和5~10份水加入65~80份再生砂，混合，制得润湿表层料；
（4）制备混凝表层料：将步骤（3）的胶凝表层料和润湿表层料混合，加0.3~1份透水剂，搅拌10~20min，加5~10份水，搅拌均匀，制得混凝表层料，备用；
（5）模压成型：将步骤（2）的混凝基层料和步骤（4）的混凝表层料依次加入制砖模具中，分层布料后，在10~20MPa的压力下加压5~10min，制得砖坯；
（6）蒸养和养护：将步骤（5）的砖坯在湿度为95~99%，温度为50~80℃的条件下蒸养10~24h，随后在湿度为60～70%的常温条件下养护1~2天，制成环保渗水砖；
所述再生细骨料的粒度为1~5mm；
所述再生砂的粒度为0.5mm以下。
2.根据权利要求1所述的建筑垃圾再生料制备环保渗水砖的方法，其特征在于，所述减水剂为萘磺酸盐减水剂、十二烷基苯磺酸钠和氨基磺酸盐组成的复合减水剂。
3.根据权利要求2所述的建筑垃圾再生料制备环保渗水砖的方法，其特征在于，所述复合减水剂的萘磺酸盐、十二烷基苯磺酸钠和氨基磺酸盐的质量配比为125：1：60。
4.根据权利要求1所述的建筑垃圾再生料制备环保渗水砖的方法，其特征在于，所述粉煤灰的比表面积为400~500m2/kg。
5.根据权利要求1所述的建筑垃圾再生料制备环保渗水砖的方法，其特征在于，所述水泥为强度等级不低于52.5级的高强度硅酸盐水泥。
6.根据权利要求1所述的建筑垃圾再生料制备环保渗水砖的方法，其特征在于，所述环保渗水砖的基层厚度为40~60mm，表层厚度为10~15mm。
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