CN108623247B - 一种建筑垃圾再生料制备的环保渗水砖 - Google Patents

一种建筑垃圾再生料制备的环保渗水砖 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种建筑垃圾再生料制备的环保渗水砖，包括渗水基层和渗水表层，所述渗水基层的厚度为40~60mm，渗水表层的厚度为10~15mm，渗水基层和渗水表层采用压砖机紧密压制成型，渗水基层包括的质量份数组分：再生细骨料40~60份、再生砂20~30份、粉煤灰3~8份、水泥10~20份、碱水剂0.3~0.8份、水10~15份，渗水表层包括：再生砂65~80份、水泥15~30份、粉煤灰5~10份、矿物颜料0.5~3份、透水剂0.3~1份、减水剂0.5~1份、水10~20份。本发明所得的渗水砖具有环保、节能和价格便宜等优点，还可实现渗水砖的透水和保水的双层效果。

Description

一种建筑垃圾再生料制备的环保渗水砖
技术领域
本发明涉及渗水砖技术领域，更具体地，涉及一种建筑垃圾再生料制备的环保渗水砖。
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，通常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，使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”。
所以，将建筑垃圾变废为宝，并将回收处理的建筑垃圾再生料合理应用到渗水砖中，成为城市化发展的必然趋势。
发明内容
本发明的目的是提供一种建筑垃圾再生料制备的环保渗水砖，本发明采用建筑垃圾制备的再生细骨料和再生砂作为渗水砖的主要组分，所得的渗水砖具有环保、节能和价格便宜等优点；同时，通过渗水基层和渗水表层的双层设置，实现渗水砖的透水和保水的双层效果。
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的环保渗水砖，包括渗水基层和渗水表层，所述渗水基层的厚度为40~60mm，渗水表层的厚度为10~15mm，渗水基层和渗水表层采用压砖机紧密压制成型，渗水基层包括如下质量份数的组分：再生细骨料40~60份、再生砂20~30份、粉煤灰3~8份、水泥10~20份、碱水剂0.3~0.8份水10~15份；渗水表层包括如下质量份数的组分：再生砂65~80份、水泥15~30份、粉煤灰5~10份、矿物颜料0.5~3份、透水剂0.3~1份、减水剂0.5~1份、水10~20份。
渗水砖包括渗水基层和渗水表层，其中，渗水基层的主要成分为再生细骨料和再生砂，再生细骨料堆积所形成的空隙通道实现透水功能，但由于再生细骨料颗粒较大，所形成的空隙通道使渗水砖的强度显著下降，所以，需采用再生砂来填补再生细骨料间较大的空隙通道，保证渗水砖透水性的同时，提高渗水砖的强度；而渗水表层以再生砂为主要成分，再生砂颗粒较小且粒度均匀，能形成平整、美观的防滑表层，又由于加入了0.3~1份的透水剂，渗水表层具有一定的透水和保水性能。渗水表层的再生砂所形成的空隙小，其透水性能小于渗水基层，而保水性能优于渗水基层，从而实现渗水砖渗水表层保水和渗水基层透水的双层效果，既能在多雨天气，快速将地表的雨水渗透至地下，又能在雨过天晴后，使保存在渗水表层的水蒸发带走部分热量，从而有效改善城市的“热岛效应”。
进一步的，所述再生细骨料来自建筑废固体物料，粒径为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、破碎、磁选、球磨等处理，得到粒径为1~5mm的再生细骨料。
进一步的，所述再生砂来自建筑废渣土，粒径为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。
进一步的，所述粉煤灰为在800~1000℃下煅烧0.5~1h、冷却后，经球磨得到的细粉料。渗水砖以水泥为主要的胶凝材料，经水化的水泥中有Ca(OH)2，当遇酸性物质时，水泥中的Ca(OH)2与酸产生化学反应，生成体积松散、膨胀的物质，遇水后易粉化，使水泥逐渐被解体，渗水砖强度下降。而粉煤灰中的SiO2、Al2O3等氧化物组份能消耗水泥中的Ca(OH)2，反应生成致密的硅酸钙和铝酸钙，提高水泥的耐酸性和渗水砖的强度。经高温煅烧、球磨处理，粉煤灰玻璃体的表面形态被破坏，粉煤灰比表面积增加，有利于粉煤灰玻璃体中的SiO2、Al2O3的溶出和Ca2+的渗入，提高粉煤灰与Ca(OH)2的反应活性。
进一步的，所述粉煤灰的比表面积为400~500m2/kg。
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，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。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：本发明所述渗水砖采用建筑垃圾制备的再生细骨料和再生砂作为渗水砖的主要组分，所得的渗水砖环保、节能、价格便宜；本发明的渗水砖包括渗水基层和渗水表层两层，通过渗水基层和渗水表层的组分不同，分别赋予渗水基层优异的透水性和渗水表层良好的保水性，从而实现渗水砖透水和保水的双层性能，改善城市的内涝和“热岛效应”。
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
一种用建筑垃圾再生料制备的环保渗水砖，所用渗水基层的各质量组分为：再生细骨料40份，再生砂30份，粉煤灰5份，水泥15份，减水剂0.5份，水13份；渗水表层的各质量组分为：再生砂70份，水泥20份，粉煤灰7份，矿物颜料2份，透水剂0.5份，减水剂0.8份，水17份。
其制备过程如下：
（1）制备胶凝基层料和润湿基层料：将水泥和减水剂搅拌均匀，加粉煤灰混合，制得胶凝基层料；将再生细骨料和再生砂搅拌均匀，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：将水泥和减水剂搅拌均匀，加粉煤灰混合，得到胶凝表层料；将矿物颜料和5~10份水加入再生砂中加，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）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。
实施例2
一种用建筑垃圾再生料制备的环保渗水砖，其制备方法与实施例1基本相同，区别在于所用渗水基层的各质量组分为：再生细骨料50份，再生砂30份，粉煤灰3份，水泥10份，减水剂0.5份，水15份；渗水表层的各质量组分为：再生砂65份，水泥15份，粉煤灰5份，矿物颜料1.5份，透水剂0.3份，减水剂0.8份，水10份。
实施例3
一种用建筑垃圾再生料制备的环保渗水砖，其制备方法与实施例1基本相同，区别在于所用渗水基层的各质量组分为：再生细骨料60份，再生砂30份，粉煤灰8份，水泥20份，减水剂0.8份，水15份；渗水表层的各质量组分为：再生砂70份，水泥30份，粉煤灰10份，矿物颜料3份，透水剂0.5份，减水剂1份，水20份。
实施例4
一种用建筑垃圾再生料制备的环保渗水砖，其制备方法与实施例1基本相同，区别在于所用渗水基层的各质量组分为：再生细骨料53份，再生砂27份，粉煤灰6份，水泥20份，减水剂0.6份，水14份；渗水表层的各质量组分为：再生砂75份，水泥26份，粉煤灰6份，矿物颜料1.5份，透水剂0.7份，减水剂0.7份，水16份。
实施例5
一种用建筑垃圾再生料制备的环保渗水砖，其制备方法与实施例1基本相同，区别在于所用渗水基层的各质量组分为：再生细骨料40份，再生砂23份，粉煤灰4份，水泥10份，减水剂0.3份，水11份；渗水表层的各质量组分为：再生砂67份，水泥15份，粉煤灰5份，矿物颜料0.5份，透水剂0.5份，减水剂0.5份，水12份。
实施例6
一种用建筑垃圾再生料制备的环保渗水砖，其制备方法与实施例1基本相同，区别在于所用渗水基层的各质量组分为：再生细骨料57份，再生砂20份，粉煤灰7份，水泥18份，减水剂0.7份，水11份；渗水表层的各质量组分为：再生砂80份，水泥26份，粉煤灰8份，矿物颜料2.5份，透水剂1份，减水剂0.7份，水17份。
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 685955DEST_PATH_IMAGE001
本发明的上述实施例仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种建筑垃圾再生料制备的环保渗水砖，包括渗水基层和渗水表层，所述渗水基层的厚度为40～60mm，渗水表层的厚度为10～15mm，渗水基层和渗水表层采用压砖机紧密压制成型，其特征在于：渗水基层包括如下质量份数的组分：再生细骨料40～60份、再生砂20～30份、粉煤灰3～8份、水泥10～20份、减水剂0.3～0.8份、水10～15份；渗水表层包括如下质量份数的组分：再生砂65～80份、水泥15～30份、粉煤灰5～10份、矿物颜料0.5～3份、透水剂0.3～1份、减水剂0.5～1份、水10～20份；所述再生细骨料来自建筑废固体物料，粒径为1-5mm；所述再生砂来自建筑废渣土，粒径为0.5mm以下。
2.根据权利要求1所述的环保渗水砖，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1所述的环保渗水砖，其特征在于：所述粉煤灰为在800～1000℃下煅烧0.5～1h、冷却后，经球磨得到的细粉料。
4.根据权利要求3所述的环保渗水砖，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所述的环保渗水砖，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所述的环保渗水砖，其特征在于：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)将步骤(2)所得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。
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