CN109336530B - 建筑垃圾再生保温砖及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种建筑垃圾再生保温砖，包括以下重量百分比的原料：建筑垃圾再生料55‑85％、水泥8‑15％、生石灰1‑5％、改性硅藻土2‑15％、木质纤维素1‑8％和余量水；同时还提供了上述建筑垃圾再生保温砖的制备方法，(1)将建筑垃圾再生料、生石灰、木质纤维素与水搅拌，得到混合料A；(2)向步骤(1)获得的混合料A中加入改性硅藻土和水泥，搅拌，得到混合料B；(3)将步骤(2)获得的混合料B浇筑于预制模型中，初凝后进行切割，养护、干燥，制得建筑垃圾再生保温砖。与现有技术相比，本发明的建筑垃圾再生保温砖，强度高，收缩率小，解决了自保温材料使用过程中墙体开裂、鼓泡等问题；同时具有吸附甲醛的效果。

Description

建筑垃圾再生保温砖及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑废弃物资源化利用技术领域，具体涉及一种建筑垃圾再生保温砖及其制备方法。
背景技术
建筑垃圾是城市建筑拆除后产生的废料，主要由废弃混凝土、废弃砂浆、废弃砖石、废弃木材等组成，绝大部分建筑垃圾未经任何处理，便被运往郊外或城市周边进行简单填埋或露天堆存，不仅浪费了土地和资源，也污染了环境。目前，我国建筑垃圾的数量占每年城市垃圾总量的30-40％，建筑垃圾已成为城市中主要的固体废弃物之一，如何妥善处理这些建筑垃圾，已成为现在建筑领域和环保领域研究的重点。
CN101148340A公开了一种建筑垃圾混凝土多孔砖，利用建筑垃圾中废砖、混凝土破碎再生骨料，掺合水泥作为胶粘料和电厂排废湿粉煤灰作调和料制作的新型外墙材料，其组分重量百分比为粗骨料20-25％，细骨料50-55％、水泥15-18％、粗湿排灰10-12％、水固比13-15％；CN104529285A公开了一种利用建筑垃圾制备自保温空心砌块的方法，该方法是将建筑垃圾中的废弃混凝土、废弃砂浆和废弃砖石经颚式破碎机破碎得后得建筑垃圾粗料，建筑垃圾粗料过10mm筛得建筑垃圾再生骨料；然后按以下重量份：建筑垃圾再生骨料70～90份；胶凝材料0～30份，水8～15份混合均匀后得砌块基料，通过振动加压成型机将砌块基料压制成空心砌块；然后在空心砌块的空腔内注入发泡保温材料经静置和养护后得自保温空心砌块。以上现有技术，将建筑垃圾作为原料代替了传统的粉煤灰和天然砂制作成为再生自保温砖/砌块，实现了建筑垃圾的资源化利用，为建筑垃圾的再生利用开辟了一条新途径。
CN104355576A公开了一种防水自保温砖，按重量百分比由以下组分组成：水泥10-13％、工业固废45-65％、铝粉发泡剂0.5-1％、纤维素0.2-3％、胶粉0.5-0.8％、防水胶1-2％和余量水，该发明提高了防水自保温砖的强度；CN102336584A公开了一种轻质微孔保温砖，其原料配比为水泥10-40wt％、熟石灰0-30wt％、混灰40-75wt％、发泡剂0.5kg/m3和水10-20wt％，其中，混灰为粒径小于5mm的建筑垃圾和高分子聚合物的混合物，该发明改善了保温砖的保温隔热性能。
目前，利用建筑垃圾制作再生自保温材料的研究相对较少，现有的建筑垃圾再生保温砖仍然存在隔热保温效果差，强度较低，使用过程中收缩率较大，容易出现墙体开裂等诸多问题，影响了建筑垃圾再生保温砖的推广应用。因此，亟需开发一种性能良好的建筑垃圾再生保温砖，以克服现有产品在应用中的不足，为建筑垃圾再生保温砖的工程化推广应用提供技术支持，为建筑垃圾的资源和利用提供保障。
发明内容
为了解决以上技术问题，本发明提供了一种建筑垃圾再生保温砖及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种建筑垃圾再生保温砖，包括以下重量百分比的原料：
建筑垃圾再生料 55-85％；
水泥 8-15％；
生石灰 1-5％；
改性硅藻土 2-15％；
木质纤维素 1-8％和
余量水。
优选地，所述的建筑垃圾再生料的粒径为10-80μm。
优选地，所述的建筑垃圾为废弃混凝土和/或废弃砖石。
优选地，所述的水泥为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥中的一种或多种。
优选地，所述的改性硅藻土，包括以下重量份的组分：
活性贝壳粉5-25份和硅藻土2-15份。
进一步优选地，所述的改性硅藻土的粒径为500-900nm。
进一步优选地，所述的改性硅藻土的制备方法，具体为：
将活性贝壳粉与硅藻土混合，搅拌10min后，在450℃下保温15-30min，冷却后取出研磨，即可。
进一步优选地，所述的活性贝壳粉的制备方法，包括以下步骤：
(1)取洗净晒干的贝壳，破碎、过筛，得到贝壳粗粉；
(2)将步骤(1)制得的贝壳粗粉用磷酸氢钠溶液淋洗3-5次，得到带液贝壳粗粉；
(3)将步骤(2)得到的带液贝壳粗粉，在500-600℃下保温10-15min后，用50-60℃的自来水淋洗3-5次，烘干，即得活性贝壳粉。
更进一步优选地，步骤(1)中所述的贝壳为牡蛎壳、螺壳、蛤壳和贝壳中的一种或多种。
更进一步优选地，步骤(1)中所述的贝壳粗粉的粒径为0.05-0.1mm。
更进一步优选地，步骤(2)中所述的磷酸氢钠溶液的浓度为2.5-5％。
本发明对所采用原料的来源不作限定，如无特殊说明，本发明所采用的水泥、生石灰、硅藻土和木质纤维素均为本技术领域普通市售品。
本发明的建筑垃圾再生保温砖可以利用常规的现有技术进行制备，也可以采用以下方法进行制备。
本发明还提供了上述建筑垃圾再生保温砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)将建筑垃圾再生料、生石灰、木质纤维素与水搅拌10min，得到混合料A；
(2)向步骤(1)获得的混合料A中加入改性硅藻土和水泥，继续搅拌10min，得到混合料B；
(3)将步骤(2)获得的混合料B浇筑于预制模型中，初凝后进行养护、干燥，制得建筑垃圾再生保温砖。
本发明的有益效果为：
(1)与现有技术相比，本发明的建筑垃圾再生保温砖，强度高，收缩率小，解决了自保温材料使用过程中墙体开裂、鼓泡等问题；同时具有阻质轻，保温、隔音降噪效果好。
(2)本发明通过活性贝壳粉和硅藻土高温研磨制得的改性硅藻土，代替传统的化学发泡剂，提高了建筑垃圾再生保温砖的强度，更好的起到了隔热和保温的性能，同时，可以有效吸附甲醛，减少室内污染。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
在进一步描述本发明具体实施方式之前，应理解，本发明的保护范围不局限于下述特定的具体实施方案；还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围。
当实施例给出数值范围时，应理解，除非本发明另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本文中使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同意义。
本发明实施例中采用的普通硅酸盐水泥的强度等级为42.5；木质纤维素的粒径为800μm，纤维含量为80％。所述的贝壳为牡蛎壳，所述的硅藻土的SiO2的含量为90％。
实施例1
一种建筑垃圾再生保温砖，包括以下重量百分比的原料：
建筑垃圾再生料55％、普通硅酸盐水泥8％、生石灰1％、改性硅藻土2％、木质纤维素1％和余量水；
其中，所述的建筑垃圾再生料为粒径10μm的废弃混凝土。
具体地，所述的改性硅藻土的制备方法为：
(1)取洗净晒干的贝壳，破碎、过筛，得到粒径为0.05mm的贝壳粗粉；
(2)将步骤(1)制得的贝壳粗粉用浓度为2.5％的磷酸氢钠溶液淋洗3次，得到带液贝壳粗粉；
(3)将步骤(2)得到的带液贝壳粗粉，在500℃下保温15min后，用50℃的自来水淋洗5次，烘干，即得活性贝壳粉；
(4)取步骤(4)得到的活性贝壳粉5重量份，与2重量份的硅藻土混合，搅拌10min后，在450℃下保温15min，冷却后取出研磨至粒径为500nm即得。
上述建筑垃圾再生保温砖可以通过常规技术手段制得，也可以通过以下方法制得：
(1)将建筑垃圾再生料、生石灰、木质纤维素与水搅拌10min，得到混合料A；
(2)向步骤(1)获得的混合料A中加入改性硅藻土和水泥，继续搅拌10min，得到混合料B；
(3)将步骤(2)获得的混合料B浇筑于预制模型中，初凝后进行养护、干燥，制得建筑垃圾再生保温砖。
实施例2
一种建筑垃圾再生保温砖，包括以下重量百分比的原料：
建筑垃圾再生料85％、普通硅酸盐水泥15％、生石灰％、改性硅藻土15％、木质纤维素8％和余量水；
其中，所述的建筑垃圾再生料为粒径80μm的废弃混凝土。
具体地，所述的改性硅藻土的制备方法为：
(1)取洗净晒干的贝壳，破碎、过筛，得到粒径为0.1mm的贝壳粗粉；
(2)将步骤(1)制得的贝壳粗粉用浓度为5％的磷酸氢钠溶液淋洗5次，得到带液贝壳粗粉；
(3)将步骤(2)得到的带液贝壳粗粉，在600℃下保温10min后，用60℃的自来水淋洗3次，烘干，即得活性贝壳粉；
(4)取步骤(4)得到的活性贝壳粉25重量份，与15重量份的硅藻土混合，搅拌10min后，在450℃下保温30min，冷却后取出研磨至粒径为900nm即得。
制备方法同实施例1。
实施例3
一种建筑垃圾再生保温砖，包括以下重量百分比的原料：
建筑垃圾再生料70％、普通硅酸盐水泥11％、生石灰3％、改性硅藻土8％、木质纤维素4％和余量水；
其中，所述的建筑垃圾再生料为粒径40μm的废弃混凝土；
具体地，所述的改性硅藻土的制备方法为：
(1)取洗净晒干的贝壳，破碎、过筛，得到粒径为0.08mm的贝壳粗粉；
(2)将步骤(1)制得的贝壳粗粉用浓度为3.5％的磷酸氢钠溶液淋洗4次，得到带液贝壳粗粉；
(3)将步骤(2)得到的带液贝壳粗粉，在550℃下保温12min后，用55℃的自来水淋洗4次，烘干，即得活性贝壳粉；
(4)取步骤(4)得到的活性贝壳粉15重量份，与10重量份的硅藻土混合，搅拌10min后，在450℃下保温20min，冷却后取出研磨至粒径为700nm即可。
制备方法同实施例1。
实施例4
一种建筑垃圾再生保温砖，包括以下重量百分比的原料：
建筑垃圾再生料80％、普通硅酸盐水泥12％、生石灰5％、改性硅藻土14％、木质纤维素7％和余量水；
其中，所述的建筑垃圾再生料为粒径70μm的废弃砖石；
具体地，所述的改性硅藻土的制备方法为：
(1)取洗净晒干的贝壳，破碎、过筛，得到粒径为0.06mm的贝壳粗粉；
(2)将步骤(1)制得的贝壳粗粉用浓度为3％的磷酸氢钠溶液淋洗3次，得到带液贝壳粗粉；
(3)将步骤(2)得到的带液贝壳粗粉，在500℃下保温15min后，用60℃的自来水淋洗3次，烘干，即得活性贝壳粉；
(4)取步骤(4)得到的活性贝壳粉5重量份，与5重量份的硅藻土混合，搅拌10min后，在450℃下保温15min，冷却后取出研磨至粒径为800nm即可。
制备方法同实施例1。
对比例5
本对比例与实施例3的不同之处在于，所述的改性硅藻土为未经过活化处理的贝壳粉与硅藻土。
对比例6
本实施例与实施例3的不同之处在于，所述的改性硅藻土的粒径为1000nm。
对比例7
本实施例与实施例3的不同之处在于，所述的改性硅藻土均为硅藻土。
对比例8
本实施例与实施例3的不同之处在于，所述的改性硅藻土均为贝壳粉。
对比例9
根据CN102336584A的实施例3制备的轻质微孔保温砖。
一、建筑垃圾再生保温砖性能测试，如表1所示。
表1建筑垃圾再生保温砖性能测试结果
由表1可知，本发明的建筑垃圾再生保温砖的具有良好的隔热保温功能，同时强度高，线性干燥收缩率低于0.03％，可以有效避免使用过程中墙体开裂、鼓泡等诸多问题。
二、建筑垃圾再生保温砖甲醛吸附性能测试
本发明实施例1-4和对比例5-9制备的建筑垃圾再生保温砖对甲醛的净化性能评价在直型聚四氟乙烯管反应器中进行，将实施例1-4和对比例5-9制备的建筑垃圾再生保温砖放入聚四氟乙烯管反应器中，接着将聚四氟乙烯管反应器抽真空至压力为-1.0KPa，然后向聚四氟乙烯管反应器中注入原料气至常压，测试不同时间下再生保温砖对甲醛的净化率；
原料气组成为：甲醛浓度60ppm，其余为空气。
反应在25℃常压环境下进行，实验结果如表2所示。
表2实施例1-4和对比例5-9中的再生保温砖对甲醛的净化性能
由表2可知，本发明的建筑垃圾再生保温砖具有良好的甲醛吸附性能。

Claims (6)

1.一种建筑垃圾再生保温砖，其特征在于，包括以下重量百分比的原料：
建筑垃圾再生料55-85％；
水泥8-15％；
生石灰1-5％；
改性硅藻土2-15％；
木质纤维素1-5％和
余量水；
所述的改性硅藻土，包括以下重量份的组分：活性贝壳粉5-25份，硅藻土2-15份；所述的改性硅藻土的粒径为500-900nm；
所述的改性硅藻土的制备方法，具体为：将活性贝壳粉与硅藻土混合，搅拌10min后，在450℃下保温15-30min，冷却后取出研磨，即可；
所述活性贝壳粉的制备方法，包括以下步骤：
(1)取洗净晒干的贝壳，破碎、过筛，得到贝壳粗粉；
(2)将步骤(1)制得的贝壳粗粉用磷酸氢钠溶液淋洗3-5次，得到带液贝壳粗粉；
(3)将步骤(2)得到的带液贝壳粗粉，在500-600℃下保温10-15min后，用50-60℃的自来水淋洗3-5次，烘干，即得活性贝壳粉。
2.根据权利要求1所述的建筑垃圾再生保温砖，其特征在于，步骤(1)中所述贝壳粗粉的粒径为0.05-0.1mm。
3.根据权利要求1所述的建筑垃圾再生保温砖，其特征在于，步骤(2)中所述磷酸氢钠溶液的浓度为2.5-5％。
4.根据权利要求1所述的建筑垃圾再生保温砖，其特征在于，所述的建筑垃圾再生料的粒径为10-80μm。
5.根据权利要求1所述的建筑垃圾再生保温砖，其特征在于，所述的建筑垃圾为废弃混凝土或废弃砖石。
6.根据权利要求1-5任一项所述的建筑垃圾再生保温砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将建筑垃圾再生料、生石灰、木质纤维素与水搅拌10min，得到混合料A；
(2)向步骤(1)获得的混合料A中加入改性硅藻土和水泥，继续搅拌10min，得到混合料B；
(3)将步骤(2)获得的混合料B浇筑于预制模型中，初凝后进行养护、干燥，制得建筑垃圾再生保温砖。
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