CN110092637A - 一种利用建筑垃圾制备绿色环保建筑材料的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种利用建筑垃圾制备绿色环保建筑材料的方法，涉及建筑材料技术领域，该方法包括以下步骤：(1)建筑垃圾预处理、(2)混料、(3)煅烧、(4)混炼；经过预处理后得到建筑垃圾再生细骨料，再与粉煤灰、硅藻土、茶多酚、短切玻璃纤维和防冻剂混合，经过一系列处理后得到的建筑材料具有抗压强度高、耐磨，绿色环保、成本低等特点，同时能够解决建筑垃圾引起的环境污染问题。

Description

一种利用建筑垃圾制备绿色环保建筑材料的方法

【技术领域】

本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种利用建筑垃圾制备绿色环保建筑材料的方法。

【背景技术】

建筑垃圾是指对建筑物、构筑物的建设、维修、拆除和装修的活动中产生的对建筑物本身无用或不需要的排出物料。随着工业化、城市化进程的加速，建筑业也同时快速发展，相伴而产生的建筑垃圾日益增多，我国是世界上年新建建筑量最大的国家，每年20亿新建面积，消耗了全世界53％的水泥、48％的铁矿石、47％的煤，建筑垃圾的数量已占到城市垃圾总量的30-40％，综合处理利用率还不到4％，每年相当于生活垃圾5倍的建筑垃圾亟待处理。目前我国建筑垃圾的主要处理方法是将其填埋地下，单纯的掩埋处理，不仅占用了大量的土地面积，降低了土壤质量，还严重的影响了空气质量、污染了水域资源；建筑垃圾的堆放严重的破坏市容，恶化市区环境卫生，且由于建筑垃圾成分复杂，堆放过程中易出现坍塌，存在着一定的安全隐患。因此，建筑垃圾的处理是一个全世界都面临的问题，一些发达国家在建筑垃圾再利用方面具有成功的经验，并做了大量基础性研究工作。

目前，市场上的建筑材料种类比较多样，但是，仍然以化学组分组成为主，部分建筑材料甚至含有对环境有害的组分，严重威胁人们的生活与健康，另外，现有的建筑材料吸水率、强度、阻燃率都不理想。

针对上述问题，本发明提供一种利用建筑垃圾制备绿色环保建筑材料的方法，既解决建筑垃圾的污染问题，又能改进建筑材料的性能。

【发明内容】

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种利用建筑垃圾制备绿色环保建筑材料的方法，经过预处理后得到建筑垃圾再生细骨料，再与粉煤灰、硅藻土、茶多酚、短切玻璃纤维和防冻剂混合，经过一系列处理后得到的建筑材料具有抗压强度高、耐磨，绿色环保、成本低等特点，同时能够解决建筑垃圾引起的环境污染问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种利用建筑垃圾制备绿色环保建筑材料的方法，包括以下步骤：

(1)建筑垃圾预处理：采用磁选装置去除建筑垃圾内的金属类物质，接着将建筑垃圾投入搅拌机中搅拌，再将稀硫酸缓慢加入建筑垃圾混合物中进行酸化处理，接着经一级破碎制得粒径≤60mm的粒状物，将粒状物投入回转窑中焙烧40-50min，而后将焙烧冷却后的粒状物料经二级破碎及筛分系统筛制得粒经为5-12mm的粒状物料，即建筑垃圾再生细骨料，备用；

(2)混料：将建筑垃圾再生细骨料20-30份、粉煤灰15-20份、硅藻土10-16份、茶多酚6-12份、短切玻璃纤维8-16份混合均匀，得到混合物a，将混合物a加入球磨机中，加入不锈钢研磨球，调节球磨机转速80-100r/min，球磨3-5h，收集粉体过100-120目筛，得混合粉末；

(3)煅烧：将步骤(2)得到的混合粉末加入煅烧炉中，在1000-1200℃下，煅烧50min，然后迅速降温至室温，得煅烧产物；

(4)混炼：将步骤(3)所得的煅烧产物产物倒入混炼机中，调节混炼机温度至80-100℃，随后向混炼机中加入防冻剂3-8份、茶多酚6-12份，在120-150rpm的搅拌速率下混炼30-60min，随后放置在预制的成型模具内，在温度为100-120℃下热压2-3h，冷却即得成品建筑材料。

其中，所述步骤(2)中球磨机的球料比为14-16:1。

本发明中，进一步地，所述步骤(1)还包括对建筑垃圾进行消毒的步骤，具体是在将建筑垃圾投入搅拌机中进行搅拌之前，采用消毒液对建筑垃圾进行喷洒消毒；所述消毒液由以下重量份的原料组成：氯化钠3-8份、姜皮5-10份、珍珠莲6-12份、紫苏叶5-10份、乙醇6-15份、烂脚草2-5份和皂角4-9份。

本发明中，进一步地，所述步骤(4)中的防冻剂通过以下方法得到：将氯化钙、十二烷基苯磺酸钠、乙二醇溶液、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酰胺、亚硝酸钠和水按照质量比为1:4-5:1:3-5:1:1-2:20-35的比例混合，于30-55℃下搅拌2-4小时，然后冷却至室温，即得。

本发明中，进一步地，所述消毒液中的乙醇为75-80％的乙醇溶液。

本发明中，进一步地，所述消毒液是通过以下方法得到的：将姜皮、珍珠莲、紫苏叶、乙醇、烂脚草和皂角粉碎后混合，得到混合药材；在混合药材中加入混合药材总量5-8倍的水，浸泡20-40min后，煮沸后文火煎煮14-19min，过滤并浓缩至室温测定相对密度为1.10-1.15的溶液，得物料A；在物料A中加入氯化钠，接着以400-450r/min的转速，搅拌混合均匀后，静置10-15h，得到物料B，将物料B和乙醇混匀，即得消毒液。

本发明中，进一步地，所述消毒液由以下重量份的原料组成：氯化钠6份、姜皮7份、珍珠莲9份、紫苏叶7份、乙醇10份、烂脚草3份和皂角7份。

本发明的绿色环保建筑材料主要用于建筑墙体材料。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明至少包括以下有益效果：

本发明的建筑材料是利用建筑垃圾作为主要原料制备得到，而建筑垃圾成分比较复杂，因此本发明在对建筑垃圾进行应用之前首先进行预处理，通过磁选装置去除建筑垃圾内的金属类物质，接着采用消毒液对建筑垃圾进行消毒，配制使用以中药为主的消毒液，相对于传统的化学消毒液，具有灭菌范围广，消毒效果彻底，且气味清香，不会对人体和环境造成任何伤害，该消毒液由氯化钠、姜皮、珍珠莲、紫苏叶、乙醇、烂脚草和皂角组成，配方中除了氯化钠是无机物，其它都是有机物或者有机物提取物，其中，珍珠莲提取物含有圣草素、二氢槲皮素、山柰酚、二氢山柰酚、柚皮素、槲皮素、术犀草素、高北美圣草素、芹菜素、柯伊利素等活性成分，对各类病菌有较强的抑制活性，而姜皮、紫苏叶、烂脚草和皂角为广谱杀菌的中药成分，其提取物能够安全有效杀灭真菌，上述有机物提取物结合使用，不会对环境造成污染；经过消毒后，再将稀硫酸缓慢加入建筑垃圾混合物中进行酸化处理，先酸化再进行复合配料，可以避免硫酸与其他组分发生化学反应，充分发挥配料中原材料的各自特性，并得到互补，确保酸化后的建筑垃圾内在质量，且酸化后的建筑垃圾较好的松散性、吸附性、触变性、可塑性和粘结性的特点；经过预处理后得到建筑垃圾再生细骨料，再与粉煤灰、硅藻土、茶多酚、短切玻璃纤维和防冻剂混合，经过一系列处理后得到的建筑材料具有抗压强度高、耐磨，绿色环保、成本低等特点，同时能够解决建筑垃圾引起的环境污染问题；其原料茶多酚，能够对重金属具有强的吸附作用，有利于减轻重金属对人体产生的毒害作用，玻璃纤维解决建筑材料耐久性差、容易开裂、抗腐蚀能力低等问题；防冻剂还能够改善纤维脆性问题，从而提高建筑物寿命，且防冻剂中各组分不含氯离子等对钢筋有腐蚀作用的化学物质，因此对钢筋无锈蚀，使其在低温下保持较好的完整性，以获得较好的强度发展，改善建筑材料和易性，减少拌合物的离析、泌水；硅藻土具有孔隙度大、吸收性强、化学性质稳定、耐磨、耐热等特点，能为建筑材料提供优异的表面性能，增容，增稠以及提高附着力；粉煤灰能减少用水量，改善按住材料拌合物的和易性，增强建筑材料的可泵性，减少徐变、热能膨胀性，提高抗渗能力，增加修饰性；结合原料以及原料间结合的的优点，制成的建筑材料、强度好、性价比高、绿色环保无污染。

【具体实施方式】

下面的实施例可以帮助本领域的技术人员更全面地理解本发明，但不可以以任何方式限制本发明。

实施例1

本实施例提供一种利用建筑垃圾制备绿色环保建筑材料的方法，包括以下步骤：

(1)建筑垃圾预处理：采用磁选装置去除建筑垃圾内的金属类物质，采用消毒液对建筑垃圾进行喷洒消毒；接着将建筑垃圾投入搅拌机中搅拌，再将稀硫酸缓慢加入建筑垃圾混合物中进行酸化处理，接着经一级破碎制得粒径≤60mm的粒状物，将粒状物投入回转窑中焙烧40min，而后将焙烧冷却后的粒状物料经二级破碎及筛分系统筛制得粒经为5mm的粒状物料，即建筑垃圾再生细骨料，备用；其中，消毒液由以下重量份的原料组成：氯化钠3份、姜皮5份、珍珠莲6份、紫苏叶5份、75％的乙醇溶液6份、烂脚草2份和皂角4份；消毒液是通过以下方法得到的：将姜皮、珍珠莲、紫苏叶、乙醇、烂脚草和皂角粉碎后混合，得到混合药材；在混合药材中加入混合药材总量5倍的水，浸泡20min后，煮沸后文火煎煮14min，过滤并浓缩至室温测定相对密度为1.10的溶液，得物料A；在物料A中加入氯化钠，接着以400r/min的转速，搅拌混合均匀后，静置10h，得到物料B，将物料B和乙醇混匀，即得消毒液；

(2)混料：将建筑垃圾再生细骨料20份、粉煤灰15份、硅藻土10份、短切玻璃纤维8份混合均匀，得到混合物a，将混合物a加入球磨机中，加入不锈钢研磨球，球磨机的球料比为14:1，调节球磨机转速80r/min，球磨3h，收集粉体过100目筛，得混合粉末；

(3)煅烧：将步骤(2)得到的混合粉末加入煅烧炉中，在1000℃下，煅烧50min，然后迅速降温至室温，得煅烧产物；

(4)混炼：将步骤(3)所得的煅烧产物产物倒入混炼机中，调节混炼机温度至80℃，随后向混炼机中加入防冻剂3份、茶多酚6份，在120rpm的搅拌速率下混炼30min，随后放置在预制的成型模具内，在温度为100℃下热压2h，冷却即得成品建筑材料；其中，防冻剂通过以下方法得到：将氯化钙、十二烷基苯磺酸钠、乙二醇溶液、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酰胺、亚硝酸钠和水按照质量比为1:4:1:3:1:1:20的比例混合，于30℃下搅拌2小时，然后冷却至室温，即得。

实施例2

本实施例提供一种利用建筑垃圾制备绿色环保建筑材料的方法，包括以下步骤：

(1)建筑垃圾预处理：采用磁选装置去除建筑垃圾内的金属类物质，采用消毒液对建筑垃圾进行喷洒消毒；接着将建筑垃圾投入搅拌机中搅拌，再将稀硫酸缓慢加入建筑垃圾混合物中进行酸化处理，接着经一级破碎制得粒径≤60mm的粒状物，将粒状物投入回转窑中焙烧45min，而后将焙烧冷却后的粒状物料经二级破碎及筛分系统筛制得粒经为8mm的粒状物料，即建筑垃圾再生细骨料，备用；其中，消毒液由以下重量份的原料组成：氯化钠6份、姜皮7份、珍珠莲9份、紫苏叶7份、乙醇10份、烂脚草3份和皂角7份；消毒液是通过以下方法得到的：将姜皮、珍珠莲、紫苏叶、乙醇、烂脚草和皂角粉碎后混合，得到混合药材；在混合药材中加入混合药材总量6倍的水，浸泡30min后，煮沸后文火煎煮16min，过滤并浓缩至室温测定相对密度为1.12的溶液，得物料A；在物料A中加入氯化钠，接着以420r/min的转速，搅拌混合均匀后，静置12h，得到物料B，将物料B和乙醇混匀，即得消毒液；

(2)混料：将建筑垃圾再生细骨料25份、粉煤灰17份、硅藻土13份、短切玻璃纤维12份混合均匀，得到混合物a，将混合物a加入球磨机中，加入不锈钢研磨球，球磨机的球料比为15:1，调节球磨机转速90r/min，球磨4h，收集粉体过110目筛，得混合粉末；

(3)煅烧：将步骤(2)得到的混合粉末加入煅烧炉中，在1100℃下，煅烧50min，然后迅速降温至室温，得煅烧产物；

(4)混炼：将步骤(3)所得的煅烧产物产物倒入混炼机中，调节混炼机温度至90℃，随后向混炼机中加入防冻剂6份、茶多酚9份，在135rpm的搅拌速率下混炼45min，随后放置在预制的成型模具内，在温度为110℃下热压2.5h，冷却即得成品建筑材料；其中，防冻剂通过以下方法得到：将氯化钙、十二烷基苯磺酸钠、乙二醇溶液、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酰胺、亚硝酸钠和水按照质量比为1:4:1:4:1:2:27的比例混合，于42℃下搅拌3小时，然后冷却至室温，即得。

实施例3

本实施例提供一种利用建筑垃圾制备绿色环保建筑材料的方法，包括以下步骤：

(1)建筑垃圾预处理：采用磁选装置去除建筑垃圾内的金属类物质，采用消毒液对建筑垃圾进行喷洒消毒；接着将建筑垃圾投入搅拌机中搅拌，再将稀硫酸缓慢加入建筑垃圾混合物中进行酸化处理，接着经一级破碎制得粒径≤60mm的粒状物，将粒状物投入回转窑中焙烧50min，而后将焙烧冷却后的粒状物料经二级破碎及筛分系统筛制得粒经为12mm的粒状物料，即建筑垃圾再生细骨料，备用；其中，消毒液由以下重量份的原料组成：氯化钠8份、姜皮10份、珍珠莲12份、紫苏叶10份、80％的乙醇溶液15份、烂脚草5份和皂角9份；消毒液是通过以下方法得到的：将姜皮、珍珠莲、紫苏叶、乙醇、烂脚草和皂角粉碎后混合，得到混合药材；在混合药材中加入混合药材总量8倍的水，浸泡40min后，煮沸后文火煎煮19min，过滤并浓缩至室温测定相对密度为1.15的溶液，得物料A；在物料A中加入氯化钠，接着以450r/min的转速，搅拌混合均匀后，静置15h，得到物料B，将物料B和乙醇混匀，即得消毒液；

(2)混料：将建筑垃圾再生细骨料30份、粉煤灰20份、硅藻土16份、短切玻璃纤维16份混合均匀，得到混合物a，将混合物a加入球磨机中，加入不锈钢研磨球，球磨机的球料比为16:1，调节球磨机转速100r/min，球磨5h，收集粉体过120目筛，得混合粉末；

(3)煅烧：将步骤(2)得到的混合粉末加入煅烧炉中，在1200℃下，煅烧50min，然后迅速降温至室温，得煅烧产物；

(4)混炼：将步骤(3)所得的煅烧产物产物倒入混炼机中，调节混炼机温度至100℃，随后向混炼机中加入防冻剂8份、茶多酚12份，在150rpm的搅拌速率下混炼60min，随后放置在预制的成型模具内，在温度为120℃下热压3h，冷却即得成品建筑材料；其中，防冻剂通过以下方法得到：将氯化钙、十二烷基苯磺酸钠、乙二醇溶液、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酰胺、亚硝酸钠和水按照质量比为1:5:1:5:1:2:35的比例混合，于55℃下搅拌4小时，然后冷却至室温，即得。

效果验证

对本申请实施例1-3所得建筑材料进行部分性能测试，并记录数据如表1所示：

表1

根据表1可知，本申请中的建筑材料各项指标均达到优质建筑材料的的标准，虽然采用建筑垃圾进行制备，但是各项性能达到行业标准，成本低的同时保障了品质，还能够解决建筑垃圾引起的环境污染问题。

另外，对本申请建筑材料的抗菌性进行测试，在建筑材料上接种好菌液，在温度28℃，相对湿度90％RH以上的条件下培养28天后，把细菌洗脱出来，测出洗脱液中的活菌数，从而计算出样品的抗细菌率；测试结果表示实施例1-3绿色环保建筑材料均为0级，即显微镜(放大50倍)下观察没见霉菌生长，抗菌率均大于或等于99％，有抗细菌作用，同时没有观察到霉菌。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (6)

1.一种利用建筑垃圾制备绿色环保建筑材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)建筑垃圾预处理：采用磁选装置去除建筑垃圾内的金属类物质，接着将建筑垃圾投入搅拌机中搅拌，再将稀硫酸缓慢加入建筑垃圾混合物中进行酸化处理，接着经一级破碎制得粒径≤60mm的粒状物，将粒状物投入回转窑中焙烧40-50min，而后将焙烧冷却后的粒状物料经二级破碎及筛分系统筛制得粒经为5-12mm的粒状物料，即建筑垃圾再生细骨料，备用；

(2)混料：将建筑垃圾再生细骨料20-30份、粉煤灰15-20份、硅藻土10-16份、短切玻璃纤维8-16份混合均匀，得到混合物a，将混合物a加入球磨机中，加入不锈钢研磨球，调节球磨机转速80-100r/min，球磨3-5h，收集粉体过100-120目筛，得混合粉末；

(3)煅烧：将步骤(2)得到的混合粉末加入煅烧炉中，在1000-1200℃下，煅烧50min，然后迅速降温至室温，得煅烧产物；

(4)混炼：将步骤(3)所得的煅烧产物产物倒入混炼机中，调节混炼机温度至80-100℃，随后向混炼机中加入防冻剂3-8份、茶多酚6-12份，在120-150rpm的搅拌速率下混炼30-60min，随后放置在预制的成型模具内，在温度为100-120℃下热压2-3h，冷却即得成品建筑材料。

2.根据权利要求1所述的一种利用建筑垃圾制备绿色环保建筑材料的方法，其特征在于，所述步骤(1)还包括对建筑垃圾进行消毒的步骤，具体是在将建筑垃圾投入搅拌机中进行搅拌之前，采用消毒液对建筑垃圾进行喷洒消毒；所述消毒液由以下重量份的原料组成：氯化钠3-8份、姜皮5-10份、珍珠莲6-12份、紫苏叶5-10份、乙醇6-15份、烂脚草2-5份和皂角4-9份。

3.根据权利要求1所述的一种利用建筑垃圾制备绿色环保建筑材料的方法，其特征在于，所述步骤(4)中的防冻剂通过以下方法得到：将氯化钙、十二烷基苯磺酸钠、乙二醇溶液、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酰胺、亚硝酸钠和水按照质量比为1:4-5:1:3-5:1:1-2:20-35的比例混合，于30-55℃下搅拌2-4小时，然后冷却至室温，即得。

4.根据权利要求2所述的一种利用建筑垃圾制备绿色环保建筑材料的方法，其特征在于，所述消毒液中的乙醇为75-80％的乙醇溶液。

5.根据权利要求2或4任一项所述的一种利用建筑垃圾制备绿色环保建筑材料的方法，其特征在于，所述消毒液是通过以下方法得到的：将姜皮、珍珠莲、紫苏叶、乙醇、烂脚草和皂角粉碎后混合，得到混合药材；在混合药材中加入混合药材总量5-8倍的水，浸泡20-40min后，煮沸后文火煎煮14-19min，过滤并浓缩至室温测定相对密度为1.10-1.15的溶液，得物料A；在物料A中加入氯化钠，接着以400-450r/min的转速，搅拌混合均匀后，静置10-15h，得到物料B，将物料B和乙醇混匀，即得消毒液。

6.根据权利要求2所述的一种利用建筑垃圾制备绿色环保建筑材料的方法，其特征在于，所述消毒液由以下重量份的原料组成：氯化钠6份、姜皮7份、珍珠莲9份、紫苏叶7份、乙醇10份、烂脚草3份和皂角7份。