CN110183188A - 一种轻质保温渣土标准砖及其制备方法 - Google Patents

一种轻质保温渣土标准砖及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种轻质保温渣土标准砖及其制备方法。本发明的轻质保温渣土标准砖，按质量百分比计，包含以下原料组分：渣土45%～65%、改性聚苯乙烯泡沫颗粒10%～20%、普通硅酸盐水泥3%～7%、矿渣15%～20%、Na2SO4 0.3%～0.9%、水2.4%～12.1%，各组分质量百分比之和为100%。本发明的轻质保温渣土标准砖具有抗压强度较高、生产工艺简单、不泛碱、免蒸免烧特点。利用渣土作为主要原材料制备轻质保温渣土标准砖，实现对渣土资源化利用，有效解决渣土占用耕地、污染空气问题，生产的成品砖既满足使用性能，又达到国家的环保标准，其经济效益和环保效益明显，具有广阔的市场推广前景。

Description

一种轻质保温渣土标准砖及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑工程免烧砖技术领域，具体涉及一种轻质保温渣土标准砖及其制备方法。
背景技术
我国建筑渣土是近年来砖瓦工业涉足的新兴原料来源。一方面, 高层建筑附属的地下工程越来越多, 城市地铁施工的广泛应用, 以及灌注基础桩施工等等, 都产生大量的建筑渣土；另一方面, 建筑渣土的清理不仅需要花费大量人力、物力及财力，还存在次生灾害等隐患；第三，建筑垃圾的处置越来越困难, 不仅占用土地资源, 而且造成环境污染。鉴于当前渣土的现状，将渣土资源化利用已成为一种趋势，并拥有巨大的前景。
目前，国内已申请的多个有关渣土制砖的专利，如申请号CN201710284695.4专利中，公开了一种地铁盾构渣土免烧砖及生产方法，该发明主要采用较多水泥与渣土混合压制而成。而本发明采用碱激发水泥与渣土混合，大量使用废弃物矿渣取代水泥，环保效果明显；如申请号CN106116514A专利中利用工程渣土和建筑垃圾制备的自保温烧结砖，该发明需要高温烧结且自保温效果较差，而本发明只需在自然条件下养护即可，大大减少成本，且采用聚苯乙烯泡沫颗粒进行保温，保温效果佳；如CN107500649A专利中，利用碳酸钠、氯化钙、硅酸镁锂、硅酸钠、聚乙烯醇、氢氧化钠、氢氧化镁、氟硅酸钠等一系列化学激发剂与水泥和渣土混合制备的免烧渣土砖，该发明化学激发剂较多，且需经25℃～30℃下固化，操作极为复杂且成本较高，不便于产业化推广，而本发明采用Na2SO4一种激发剂，施工工艺简单易大规模生产，产业化前景广阔。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷与问题，本发明提供了一种轻质保温渣土标准砖及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种轻质保温渣土标准砖，包含以下原料组分：渣土、改性聚苯乙烯泡沫颗粒、普通硅酸盐水泥、矿渣、Na2SO4和水。
一种轻质保温渣土标准砖，按质量百分比计，包含以下原料组分：渣土45%～65%、改性聚苯乙烯泡沫颗粒10%～20%、普通硅酸盐水泥3%～7%、矿渣15%～20%、Na2SO4 0.3%～0.9%、水2.4%～12.1%，各组分质量百分比之和为100%。
上述的渣土是指建设单位、施工单位新建、改建、扩建和拆除各类建筑物、构筑物和管网，以及居民装饰装修房屋过程中所产生的弃土、弃料及其它废弃物，含水率为5%～25%。
上述的矿渣为S95级粒化高炉矿渣。
上述的苯乙烯泡沫颗粒为白色球状，密度为80～100 g/cm3。
PTB乳液是乙烯、氯乙烯、乙烯酯三元共聚物，具有优异的粘结性、耐久性和柔韧性。采用PTB乳液对聚苯乙烯泡沫颗粒表面进行改性，可以提高聚苯乙烯泡沫颗粒与水泥基材料的粘结性能和相容性。
上述改性聚苯乙烯泡沫颗粒的制备方法为：聚苯乙烯泡沫颗粒浸泡于PTB乳液中1h。
一种轻质保温渣土标准砖的制备方法，包括以下步骤：
1） 去除渣土中塑料及难粉碎的大体积杂物，然后，将渣土粉碎成粒径小于5mm的颗粒状；
2） 按质量百分比将改性聚苯乙烯泡沫颗粒与渣土、普通硅酸盐水泥和矿渣一起倒入搅拌机，混合搅拌2～3分钟；
3） 将按质量百分比称取的Na2SO4溶解于水中；然后，倒入步骤（2）的搅拌机中，进行混合搅拌2～3分钟；
4） 将搅拌均匀的混合料送入制砖机；压制成型后，用塑料薄膜覆盖，24h后进行浇水养护，即得到轻质保温渣土标准砖成品。
本发明轻质保温渣土标准砖，其机理为：
（1）普通硅酸盐水泥水化生成水化产物C-S-H和Ca(OH)2，形成较强的碱性环境，同时水化产物与渣土通过离子交换，使渣土微粒形成稳定的团粒结构，而水泥石则把这些团粒包覆并连接成整体，能有效提高轻质保温渣土标准砖强度。
（2）普通硅酸盐水泥水化生成水化产物氢氧化钙，氢氧化钙与Na2SO4反应生成氢氧化钠，强碱氢氧化钠激发矿渣，生成更多C-S-H凝胶，这使轻质保温渣土标准砖具有较高的强度。
（3）聚苯乙烯颗粒具有质量轻，保温性能好的优点，能增大轻质保温渣土标准砖保温性能。聚苯乙烯颗粒浸泡PTB乳液中，使聚苯乙烯颗粒表面被PTB乳液包裹，增加其与渣土和胶凝材料的粘结性能，从而提高轻质保温渣土标准砖的强度。
与现有渣土处理方式跟制砖技术相比，本发明具有以下有益效果：
1） 生产过程不需要煅烧，所采用的材料为绿色环保材料，保护环境、降低能耗。
2） 渣土用量大，能有效解决渣土大量堆积占用耕地，污染空气的现状。
3） 采用的碱激发技术使得轻质保温渣土标准砖各方面性能提升，使其使用寿命长。
4） 技术方案简单，生产周期短，可操作性强。
具体实施方式
本发明提供一种轻质保温渣土标准砖及其制备方法。
一种轻质保温渣土标准砖，包含以下原料组分：渣土、改性聚苯乙烯泡沫颗粒、普通硅酸盐水泥、矿渣、激发剂（Na2SO4）和水。
一种轻质保温渣土标准砖，按质量百分比计，包含以下原料组分：渣土45%～65%、聚苯乙烯泡沫颗粒10%～20%、普通硅酸盐水泥3%～7%、矿渣15%～20%、Na2SO4 0.3%～0.9%、水2.4%～12.1%，各组分质量百分比之和为100%。
上述的渣土是指是指建设单位、施工单位新建、改建、扩建和拆除各类建筑物、构筑物和管网，以及居民装饰装修房屋过程中所产生的弃土、弃料及其它废弃物，含水率为5%～25%。
上述的苯乙烯泡沫颗粒为白色球状，密度为80～100 g/cm3。
上述的矿渣为S95级粒化高炉矿渣。
上述改性聚苯乙烯泡沫颗粒的制备方法为：聚苯乙烯泡沫颗粒浸泡于PTB乳液中1h。
一种轻质保温渣土标准砖的制备方法，包括以下具体步骤：
1） 去除渣土中塑料及难粉碎的大体积杂物，然后，将渣土粉碎成粒径小于5 mm的颗粒状；
2） 按质量百分比将改性聚苯乙烯泡沫颗粒与渣土、普通硅酸盐水泥和矿渣一起倒入搅拌机，混合搅拌2～3分钟；
3） 将按质量百分比称取的Na2SO4溶解于水中；然后，倒入步骤（2）的搅拌机，进行混合搅拌2～3分钟；
4） 将搅拌均匀的混合料送入制砖机；压制成型后，用塑料薄膜覆盖，24h后进行浇水养护，即得到轻质保温渣土标准砖成品。
实施例1
一种轻质保温渣土标准砖，按质量百分比计，包含以下的原料组分：渣土65%、改性聚苯乙烯泡沫颗粒10%、普通硅酸盐水泥3%、矿渣15%、Na2SO4 0.3%、水6.7%，各组分质量百分比之和为100%。渣土不需要经过脱水处理，含水率为15%。改性聚苯乙烯泡沫颗粒的制备方法为：聚苯乙烯泡沫颗粒浸泡于PTB乳液中1h。
一种轻质保温渣土标准砖的制备方法，包含以下具体步骤：
1） 去除渣土中塑料及难粉碎的大体积杂物，然后，将渣土粉碎成粒径小于5 mm的颗粒状；
2） 按照质量百分比将改性聚苯乙烯泡沫颗粒与渣土、普通硅酸盐水泥和矿渣一起倒入搅拌机，混合搅拌2～3分钟；
3）按质量百分比将称取的Na2SO4溶解于水中；然后，倒入步骤（2）的搅拌机，进行混合搅拌2～3分钟；
4） 将搅拌均匀的混合料送入制砖机；压制成型后，用塑料薄膜覆盖，24h后进行浇水养护，即得到轻质保温渣土标准砖成品。
对所得28d渣土砖进行强度检测，其抗压强度为17.2 MPa，满足《危险废弃物鉴别标准浸出毒性鉴别》（GB 5085.3-2007）的要求，容重为2050 kg/m3，导热系数为0.9 W/m.k。
实施例2
一种轻质保温渣土标准砖，按质量百分比计，包含以下的原料组分：渣土45%、改性聚苯乙烯泡沫颗粒15%、普通硅酸盐水泥7%、矿渣20%、Na2SO4 0.9%、水12.1%，各组分质量百分比之和为100%。渣土不需要经过脱水处理，含水率为5%。改性聚苯乙烯泡沫颗粒的制备方法为：聚苯乙烯泡沫颗粒浸泡于PTB乳液中1h。
一种轻质保温渣土标准砖的制备方法，包括以下具体步骤：
1） 去除渣土中塑料及难粉碎的大体积杂物，然后，将渣土粉碎成粒径小于5mm的颗粒状；
2） 按照质量百分比将聚苯乙烯泡沫颗粒与渣土、普通硅酸盐水泥和矿渣一起倒入搅拌机，混合搅拌2～3分钟；
3） 按照质量百分比将称取的Na2SO4溶解于水中；然后，倒入步骤（2）的搅拌机，进行混合搅拌2～3分钟；
4） 将搅拌均匀的混合料送入制砖机；压制成型后，用塑料薄膜覆盖，24h后进行浇水养护，即得到轻质保温渣土标准砖成品。
对所得28d渣土砖进行强度检测，其抗压强度为15.8 MPa，满足《危险废弃物鉴别标准浸出毒性鉴别》（GB 5085.3-2007）的要求，容重为1920 kg/m3，导热系数为0.81 W/m.k。
实施例3
一种轻质保温渣土标准砖，按质量百分比计，包含以下的原料组分：渣土55%、改性聚苯乙烯泡沫颗粒20%、普通硅酸盐水泥5%、矿渣17%、Na2SO4 0.6%、水2.4%，各组分质量百分数之和为100%。渣土不需要经过脱水处理，含水率为25%。改性聚苯乙烯泡沫颗粒的制备方法为：聚苯乙烯泡沫颗粒浸泡于PTB乳液中1h。
一种轻质保温渣土标准砖的制备方法，包括以下具体步骤：
1） 去除渣土中塑料及难粉碎的大体积杂物，然后，将渣土粉碎成粒径小于5 mm的颗粒状；
2） 按照质量百分比将聚苯乙烯泡沫颗粒与渣土、普通硅酸盐水泥和矿渣一起倒入搅拌机，混合搅拌2～3分钟；
3） 按照质量百分比将称取的Na2SO4溶解于水中；然后，倒入步骤（2）的搅拌机，进行混合搅拌2～3分钟；
4） 将搅拌均匀的混合料送入制砖机；压制成型后，用塑料薄膜覆盖，24h后进行浇水养护，即得到轻质保温渣土标准砖成品。
对所得28d渣土砖进行强度检测，其抗压强度为13.5 MPa，满足《危险废弃物鉴别标准浸出毒性鉴别》（GB 5085.3-2007）的要求，容重为1750 kg/m3，导热系数为0.76 W/m.k。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，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，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (6)

1.一种轻质保温渣土标准砖，其特征在于，包含以下原料组分：渣土、改性聚苯乙烯泡沫颗粒、普通硅酸盐水泥、矿渣、Na2SO4和水。
2.根据权利要求1所述的一种轻质保温渣土标准砖，其特征在于，按质量百分比计，包含以下原料组分：渣土45%～65%、改性聚苯乙烯泡沫颗粒10%～20%、普通硅酸盐水泥3%～7%、矿渣15%～20%、Na2SO4 0.3%～0.9%、水2.4%～12.1%，各组分质量百分比之和为100%。
3.根据权利要求1所述的一种轻质保温渣土标准砖，其特征在于：所述改性聚苯乙烯泡沫颗粒的制备方法为：聚苯乙烯泡沫颗粒浸泡于PTB乳液中1h；所述的聚苯乙烯泡沫颗粒为白色球状，密度为80～100 g/cm3。
4.根据权利要求1所述的一种轻质保温渣土标准砖，其特征在于：所述的渣土是指建设单位、施工单位新建、改建、扩建和拆除各类建筑物、构筑物、管网，以及居民装饰装修房屋过程中所产生的弃土、弃料及其它废弃物，含水率为5%～25%。
5.根据权利要求1所述的一种轻质保温渣土标准砖，其特征在于：所述的矿渣为S95级粒化高炉矿渣。
6.一种制备如权利要求1所述轻质保温渣土标准砖的方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
1） 去除渣土中塑料及难粉碎的大体积杂物，然后，将渣土粉碎成粒径小于5 mm的颗粒状；
2） 按质量百分比将改性聚苯乙烯泡沫颗粒与渣土、普通硅酸盐水泥和矿渣一起倒入搅拌机，混合搅拌2～3分钟；
3） 按质量百分比将称取的Na2SO4溶解于水中；然后，倒入步骤（2）的搅拌机中，进行混合搅拌2～3分钟；
4） 将搅拌均匀的混合料送入制砖机；压制成型后，用塑料薄膜覆盖，24h后进行浇水养护，即得到轻质保温渣土标准砖成品。
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