CN109678455A - 建筑材料用添加剂及其建筑材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种建筑材料用添加剂及其建筑材料，其中的建筑材料包括骨料和添加剂，其中所述骨料为粘土、粉煤灰或砂子，将建筑材料和骨料混合后加工，制成陶粒、免烧砖、屋瓦等，将添加剂添加到建材中，减少砂石的开采量，能够有效利用现有资源。

Description

建筑材料用添加剂及其建筑材料
技术领域
本发明涉及建筑技术领域，具体涉及建筑材料用添加剂及其建筑材料。
背景技术
随着建筑行业的发展，对建筑材料的需求也是不断上升，对砂石等原料的需求也是不断的增加，砂石的过度开采对环境有着重大的影响。另外，在材料行业中，许多副产品、半成品及过期产品(HW13有机树脂,HW12涂料)进行无害化处理的过程中，会产生大量的固体废料，这些固体废料普遍采用燃烧的方式处理，但是燃烧首先浪费大量资源，其次产生的尾气中可能含有废气对环境造成污染，所以这些固体废料继续一种更加安全、有效的利用方式。
因此，从可持续发展的角度来考虑，开发和利用新兴的技术，以将工业生产过程中产生的副产品、半成品及过期报废产品进行再生并用于建筑领域，对减少砂石的开采具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种建筑材料用添加剂及其建筑材料，解决建筑行业的发展带来的砂石的开采量不断增加，对环境造成影响的问题。
为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种建筑材料用添加剂，其特征在于：包括：
选料：以有机树脂类废物和/或染料、涂料废物作为原料；
破乳：调节原料的酸碱度使其呈碱性，得到物料A；
絮凝：将物料A与絮凝剂混合，得到物料B；
分离：对物料B进行固液分离，得到建筑材料用添加剂。
作为优选的，所述选料步骤中物料的固含量为0.5-4wt％、pH＜9；
所述物料A的pH为10-10.5。
作为优选的，所述絮凝步骤中，加入聚合氯化铁至pH为4-6，加入聚合氯化铝至pH为2-3。
作为优选的，将物料B的pH调至7-8后向其中加入碳酸钙，所述碳酸钙占物料B的1-10wt％，然后进行固液分离，将得到的固相在45-65℃条件下烘干。
为将工业生产过程中产生的副产品、半成品及过期报废产品进行再生利用，本申请公开了一种建筑材料用添加剂。该添加剂的制备，利用一系列化学、物理反应过程，将有机树脂、染料、涂料废物行业的副产品、半成品、过期报废产品及废弃物通过添加新型反应物，将其变成稳定的聚合物盐后，再加入钙盐作为燃料基质，再经过分离、压榨脱水过程，再经过粉碎、干燥过程制得建筑材料用添加剂。
本申请中所使用的染料、涂料废物和有机树脂类废物包括国家危险废物名录中的HW12类和HW13类物质。对其进行再生的过程中，为尽量降低后期固液分离的能耗和成本，可以先分析原料中的固含量，并对固含量进行初步的调节，当调节原料的固含量在0.5-4wt％范围内时，物料C的固含量可以控制在40-70wt％,便于粉碎、烘干和分离。此时，也可以对pH进行初步的调节，以方便后续破乳步骤对体系酸碱度的控制，当然也可以在后续破乳步骤中再行调节。
本申请中使用的破乳主要作用是对聚合物进行盐化并破坏原料体系的稳定程度，有利于后面步骤的絮凝。在絮凝步骤中，先后使用了两种絮凝剂：首先使用聚合氯化铁，对体系中的聚合物进行初步的絮凝，然后使用聚合氯化铝，使体系中暂未能絮凝的小颗粒物质絮凝在大分子的絮凝物上，提高絮凝的效果。本申请中使用的两种絮凝剂相互配合，其效果远优于单一絮凝剂或两絮凝剂同时使用，每种絮凝剂的用量也对絮凝效果有很大的影响。本申请中絮凝剂均为无机絮凝剂，其是针对该体系中的特定的原料选择的，若使用有机絮凝剂或其他絮凝剂，可能会导致后期得到的产品粘稠、不易对其进行固液分离，提高产品分离、烘干的能耗。
絮凝后向其中加入钙盐，优选地为碳酸钙，且钙盐的加入量要适当，主要目的是可以促使有机物附着在其表面，形成特定的结构，从而有利于将体系中的水分分离出去，保证压榨分离后得到的产品的含水量尽可能的低。加入钙盐之前首先对pH进行调节是为防止钙盐尤其是碳酸钙在酸性条件下反应放出二氧化碳。
进行固液分离的方法有多种，本申请中首选的是压榨分离，分离后产品的产物成饼状，固含量在40％～70％，将其收集在包装容器内然后进行破碎烘干操作，破碎后的颗粒粒径控制在0.5mm至16mm(具体粒径要求根据客户需求的尺寸对破碎机进行设置)，破碎后，进入烘干处理，烘干温度控制在55±10摄氏度，在该温度可以在保证烘干速度的条件下防止产品的结构被破坏，有利于燃烧。烘干后的产物含水量最好控制在5％以内，若有其他需求，也可以根据需要调整。
另外，本申请破乳、分离步骤中涉及到pH调节均优选用强碱，如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化镁等。整个操作过程中可采用搅拌或其他方式保证体系的均匀和稳定，防止个别组分局部浓度过高的现象。
一种带有所述的添加的建筑材料，包括骨料和添加剂，其中所述骨料为粘土、粉煤灰或砂子。
本申请中通过选择不同的骨料和添加剂混合，分别生产得到陶粒、免烧砖和瓦片，对减少砂石的开采具有重要意义。
作为优选的，包括10重量份的添加剂、70-90重量份的粘土和0-10重量份的城市污泥；
加工方法为：原料依次经过混料、制粒、焙烧和冷却后得到陶粒，所述焙烧的温度为400-1300℃。
将所述的添加剂应用于黏土中，制成陶粒制作方法为：将物料按比例均匀混合；将混合料传输至对辊制粒机，进行制粒；将制得的颗粒传送至回转窑窑尾，经焙烧过程，回转窑控制窑头焙烧温度在1200摄氏度左右，窑尾控制温度在400度，对颗粒进行焙烧，然后自然冷却得到陶粒。由于添加剂的成分比较复杂，温度过高或过低均会影响陶粒的孔隙率和强度，所以需要严格控制焙烧的温度。
作为优选的，包括30-60重量份的添加剂、30-60重量份的粉煤灰和6-9重量份的水泥和1-3重量份的固化剂。
作为优选的，原料依次经过混料、加水制浆、模压成型和养护后得到免烧砖，其中，
所述制浆步骤是向物料中加入水，使得浆料中含水量为9-20wt％；
所述模压成型的压力为25-35MPa，压铸时间为10-30s。
将原料混合后向其中加水，得到浆料，将浆料置于模具中模压后成型，其中浆料的含水量、模压的时间和压力均对得到的免烧砖的性能有很大的影响，所以需要严格控制。其中使用的固化剂为水泥、混凝土中的常规使用的固化剂。
作为优选的，包括粒径为2-4mm的粗砂30-70重量份、粒径为0.1-0.5mm的细砂10-30重量份、添加剂10-30重量份、水泥50-60重量份。
作为优选的，原料依次经过混料、加水制浆、模压成型和养护后得到屋瓦，其中，
所述制浆步骤是向物料中加入10～20重量份水并均匀混合；
所述模压成型的压力为1.5-3.0MPa，压铸时间为10-20s。
本申请中的免烧砖和屋瓦是将原料混合后向其中加水，得到浆料，将浆料置于模具中模压后成型，其中浆料的含水量、模压的时间和压力均对得到的免烧砖或屋瓦的性能有很大的影响，所以需要严格控制。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
将添加剂添加到建材中，减少砂石的开采量，能够有效利用现有资源。
本申请的添加剂生产过程中，进行固液分离后，液相中的固含量约等于零，其中的有机物能够被以有效的分离。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
本实施例提供了一种建筑材料用添加剂,包括：
选料：以有机树脂、染料、涂料废物为原料，节原料固含量为0.5wt％、pH＝9；
破乳：用氢氧化钠调节原料的酸碱度至pH为10，得到物料A；
絮凝：向物料A中先加入聚合氯化铁至pH＝4，再加入聚合氯化铝至pH＝2，得到物料B；
分离：将物料B的pH调至7后向其中加入碳酸钙，使碳酸钙占物料B的10wt％，然后进行固液分离；对固液分离后的物料进行粉碎、烘干得到建筑材料用添加剂，烘干温度为55℃。
实施例2：
本实施例提供了一种建筑材料用添加剂,包括：
选料：以有机树脂类废物作为原料，节原料固含量为4wt％、pH 8；
破乳：用氢氧化钠调节原料的酸碱度至pH为10.5，得到物料A；
絮凝：向物料A中先加入聚合氯化铁至pH＝6，再加入聚合氯化铝至pH＝3，得到物料B；
分离：将物料B的pH调至8后向其中加入碳酸钙，使碳酸钙占物料B的2wt％，然后进行固液分离；对固液分离后的物料进行粉碎、烘干得到建筑材料用添加剂，烘干温度为65℃。
实施例3：
本实施例提供了一种建筑材料用添加剂,包括：
选料：以染料、涂料废物和有机树脂类废物作为原料，节原料固含量为2wt％、pH＝7；
破乳：用氢氧化钠调节原料的酸碱度至pH为10.25，得到物料A；
絮凝：向物料A中先加入聚合氯化铁至pH＝5，再加入聚合氯化铝至pH＝2.5，得到物料B；
分离：将物料B的pH调至7.5后向其中加入碳酸钙，使碳酸钙占物料B的1wt％，然后进行固液分离；对固液分离后的物料进行粉碎、烘干得到建筑材料用添加剂，其中烘干温度为45℃。
对实施例1-3得到的建筑材料用添加剂进行检测，结果如下：
从上表可以看出，该添加剂中几乎不含有能够对周边环境产生不利影响的成分，即便是作为室内的装修用材料代替砂石，也是安全放心的。
实施例4：
一种带有所述的添加的建筑材料，包括10重量份的添加剂、70重量份的粘土；
加工方法为：原料依次经过混料、制粒、焙烧和冷却后得到陶粒，所述焙烧是将制得的颗粒传送至回转窑窑尾，经焙烧过程，回转窑控制窑头焙烧温度在1300摄氏度，窑尾控制温度在800度，对颗粒进行焙烧，然后自然冷却得到陶粒。
实施例5：
一种带有所述的添加的建筑材料，包括10重量份的添加剂、90重量份的粘土和10重量份的城市污泥；
加工方法为：原料依次经过混料、制粒、焙烧和冷却后得到陶粒，所述焙烧是将制得的颗粒传送至回转窑窑尾，经焙烧过程，回转窑控制窑头焙烧温度在1000摄氏度，窑尾控制温度在400度，对颗粒进行焙烧，然后自然冷却得到陶粒。
实施例6：
一种带有所述的添加的建筑材料，包括10重量份的添加剂、80重量份的粘土和5重量份的城市污泥；
加工方法为：原料依次经过混料、制粒、焙烧和冷却后得到陶粒，所述焙烧是将制得的颗粒传送至回转窑窑尾，经焙烧过程，回转窑控制窑头焙烧温度在1200摄氏度，窑尾控制温度在400度，对颗粒进行焙烧，然后自然冷却得到陶粒。
依据GB/T 17431.1-2010、GB 6566-2010的方法对实施例3-6所得的产品的各项指标进行检测，均达到标准要求，具体结果如下表。
实施例7：
一种带有所述的添加的建筑材料，包括30重量份的添加剂、60重量份的粉煤灰和6重量份的水泥和3重量份的固化剂；
原料依次经过混料、加水制浆、模压成型和养护后得到免烧砖，其中，
所述制浆步骤是向物料中加入水，使得浆料中含水量为9wt％；
所述模压成型的压力为35MPa，压铸时间为30s。
实施例8：
一种带有所述的添加的建筑材料，包括60重量份的添加剂、30重量份的粉煤灰和9重量份的水泥和1重量份的固化剂；
原料依次经过混料、加水制浆、模压成型和养护后得到免烧砖，其中，
所述制浆步骤是向物料中加入水，使得浆料中含水量为20wt％；
所述模压成型的压力为25MPa，压铸时间为10s。
实施例9：
一种带有所述的添加的建筑材料，包括45重量份的添加剂、45重量份的粉煤灰和7重量份的水泥和2重量份的固化剂；
原料依次经过混料、加水制浆、模压成型和养护后得到免烧砖，其中，
所述制浆步骤是向物料中加入水，使得浆料中含水量为15wt％；
所述模压成型的压力为30MPa，压铸时间为20s。
依据GB/T 2542-2012、GB/T4111-2013的方法对实施例7-9所得的产品的各项指标进行检测，均符合GB/T21144-2007的要求，具体结果如下表。
实施例10：
一种带有所述的添加的建筑材料，包括粒径为2-4mm的粗砂30重量份、粒径为0.1-0.5mm的细砂10重量份、添加剂10重量份、水泥50重量份；
原料依次经过混料、加水制浆、模压成型和养护后得到屋瓦，其中，
所述制浆步骤是向物料中加入10重量份水并均匀混合；
所述模压成型的压力为1.5MPa，压铸时间为20s。
实施例11：
一种带有所述的添加的建筑材料，包括粒径为2-4mm的粗砂70重量份、粒径为0.1-0.5mm的细砂30重量份、添加剂30重量份、水泥60重量份；
原料依次经过混料、加水制浆、模压成型和养护后得到屋瓦，其中，
所述制浆步骤是向物料中加入20重量份水并均匀混合；
所述模压成型的压力为3.0MPa，压铸时间为10s。
实施例12：
一种带有所述的添加的建筑材料，包括粒径为2-4mm的粗砂50重量份、粒径为0.1-0.5mm的细砂20重量份、添加剂20重量份、水泥55重量份；
原料依次经过混料、加水制浆、模压成型和养护后得到屋瓦，其中，
所述制浆步骤是向物料中加入15重量份水并均匀混合；
所述模压成型的压力为2.3MPa，压铸时间为15s。
依据JC/T 746-2007的方法对实施例9-12所得的产品的各项指标进行检测，判定合格，具体结果如下表。
尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (10)

1.一种建筑材料用添加剂，其特征在于：加工方法包括：
选料：以有机树脂类废物和/或染料、涂料废物作为原料；
破乳：调节原料的酸碱度使其呈碱性，得到物料A；
絮凝：将物料A与絮凝剂混合，得到物料B；
分离：对物料B进行固液分离，得到建筑材料用添加剂。
2.根据权利要求1所述的建筑材料用添加剂，其特征在于，所述选料步骤中物料的固含量为0.5-4wt％、pH＜9；
所述物料A的pH为10-10.5。
3.根据权利要求1所述的建筑材料用添加剂，其特征在于，所述絮凝步骤中，加入聚合氯化铁至pH为4-6，加入聚合氯化铝至pH为2-3。
4.根据权利要求1所述的建筑材料用添加剂，其特征在于，将物料B的pH调至7-8后向其中加入碳酸钙，所述碳酸钙占物料B的1-10wt％，然后进行固液分离，将得到的固相在45-65℃条件下烘干。
5.一种带有权利要求1-4任意一项所述的添加的建筑材料，其特征在于，包括骨料和添加剂，其中所述骨料为粘土、粉煤灰或砂子。
6.根据权利要求5所述的建筑材料，其特征在于，包括10重量份的添加剂、70-90重量份的粘土和0-10重量份的城市污泥；
加工方法为：原料依次经过混料、制粒、焙烧和冷却后得到陶粒，所述焙烧的温度为400-1300℃。
7.根据权利要求5所述的建筑材料，其特征在于，包括30-60重量份的添加剂、30-60重量份的粉煤灰和6-9重量份的水泥和1-3重量份的固化剂。
8.根据权利要求7所述的建筑材料，其特征在于，原料依次经过混料、加水制浆、模压成型和养护后得到免烧砖，其中，
所述制浆步骤是向物料中加入水，使得浆料中含水量为9-20wt％；
所述模压成型的压力为25-35MPa，压铸时间为10-30s。
9.根据权利要求5所述的建筑材料，其特征在于，包括粒径为2-4mm的粗砂30-70重量份、粒径为0.1-0.5mm的细砂10-30重量份、添加剂10-30重量份、水泥50-60重量份。
10.根据权利要求9所述的建筑材料，其特征在于，原料依次经过混料、加水制浆、模压成型和养护后得到屋瓦，其中，
所述制浆步骤是向物料中加入10～20重量份水并均匀混合；
所述模压成型的压力为1.5-3.0MPa，压铸时间为10-20s。
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CN102826829A (zh) * 2012-08-21 2012-12-19 山东大学 一种用于处理环己酮废水的陶粒及其制备方法与应用
CN108503010A (zh) * 2018-03-26 2018-09-07 中国科学院生态环境研究中心 含聚乙烯醇的废水的处理方法

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