CN110357570A - 一种建筑材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种建筑材料及其制备方法。该方法包括下述步骤：将80～100份原料组合物、20～50份混合物A和80～120份工业废弃物混合，之后压制成型，脱模后自然固化即得建筑材料；原料组合物包括20～30％氧化镁、20～30％氯化镁、6～18％硅酸二钙、7～19％硅酸三钙、8～20％铝酸三钙、1～5％氧化铁、1.5～10％氧化钙、1～5％氧化磷、0.01～0.5％氧化钛、0.1～0.5％氧化钾、0.04～0.1％氧化锰和0.1～0.5％氧化硅；混合物A为磷酸和磷酸二氢铝的水溶液，磷酸占1％～2％，磷酸二氢铝占0.5％～1.5％，水余量。本发明的制备方法简便，适于生产，制得的建筑材料坚固持久。

Description

一种建筑材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种建筑材料及其制备方法。
背景技术
随着国内外工业日益飞速发展，城市化进程加快，同时形成了大量各种有毒有害的物质，如工业废弃物、化工淤泥、建筑工程废弃物、城市污泥和垃圾焚烧处理后的残渣废弃物等，这些物质在严重污染环境影响我们的日常生活的同时，也造成了大量的物质能源的浪费。并且，在处理上述废料时会产生二次污染。目前，有研究者提出可将废旧地毯或含油污泥转变成建筑材料，以达到充分利用废物及避免环境污染的目的。
但是，从废料到建筑材料，制备过程复杂，不适于大批量生产。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于为了克服现有的处理工业、建筑和生活废料过程复杂、易产生二次污染以及由废料转变成建筑材料的制备过程复杂、不适于生产等缺陷，从而提供一种建筑材料及其制备方法。本发明的制备方法简便，适于生产，制得的建筑材料坚固持久，使用寿命超过50年，并且本发明的方法充分利用了工业、建筑和生活废料，将废弃物变废为宝，减少了物质能源的浪费，同时减少环境污染。
本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：
本发明提供了一种建筑材料的制备方法，其包括下述步骤：
将80～100份原料组合物、20～50份混合物A和80～120份工业废弃物混合，之后压制成型，脱模后自然固化即得建筑材料。
其中，所述原料组合物包括20～30％的氧化镁、20～30％的氯化镁、6～18％的硅酸二钙、7～19％的硅酸三钙、8～20％的铝酸三钙、1～5％的氧化铁、1.5～10％的氧化钙、1～5％的氧化磷、0.01～0.5％的氧化钛、0.1～0.5％的氧化钾、0.04～0.1％的氧化锰和0.1～0.5％的氧化硅。
其中，所述混合物A为磷酸和磷酸二氢铝的水溶液，所述磷酸占1％～2％，所述磷酸二氢铝占0.5％～1.5％，水余量。
本发明中，所述份数为重量份，所述百分比为质量百分比。
本发明中，所述工业废弃物可为本领域常规的各种工业废弃物，在用作制备建筑材料时，本领域技术人员均知晓工业废弃物为常规制备建筑材料时常用性状，例如水分含量小于10％。所述工业废弃物一般包括下述中的一种或多种：①开采业的碎石粉、尾矿粉、矿渣、煤矸石、山皮土；②燃煤工业的粉煤灰、炉渣、烟灰；③造纸、印染、纺织、化肥工业的废水沉淀物及废渣；④掩埋发酵过的生活垃圾；⑤无机废弃物中的建筑物垃圾、碎玻璃、城市河道污泥；⑥干燥的植物秸秆、锯末；所述的工业废弃物较佳地为燃煤工业的粉煤灰、燃煤工业的炉渣、垃圾焚烧炉灰渣和建筑垃圾灰渣中的一种或多种。
本发明中，所述混合的操作和条件为本领域常规的混合的操作和条件，较佳地为搅拌。
本发明中，所述压制成型本领域公知需要模具，可根据所需建筑材料的形状规格来选择合适的模具。所述压制成型的操作和条件为本领域常规的压制成型的操作和条件。
本发明中，所述固化为本领域公知的固化，所述固化的时间较佳地为5～7小时，更佳地为6小时。
本发明还提供了一种由上述制备方法制得的建筑材料。
本发明中，所述建筑材料可以为路面砖、车行砖、墙面砖或填海、围海用砖。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实施例。
本发明所用试剂和原料均市售可得。
本发明的积极进步效果在于：
本发明的制备方法简便，适于生产，制得的建筑材料坚固持久，无毒、无味、强度高，不腐蚀，不风化，耐酸碱性好，使用寿命超过50年，并且本发明的方法充分利用了工业、建筑和生活废料，将废弃物变废为宝，减少了物质能源的浪费，同时减少环境污染；另外，尽管利用的是工业废弃物，但制备得到的建筑材料能够长期使用，如用作路面砖，也没有重金属离子扩散到环境中。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
实施例1～10
实施例1～10中的原料组合物的用量为80Kg，具体配方见表1，混合物A的用量为50Kg，具体配方见表2，工业废弃物的具体用量见表2。按照表1和2中的配方混合，之后压制成型，脱模后自然固化5小时即得建筑材料。
表1
表2
实施例11～20
实施例11～20中的原料组合物的用量为90Kg，具体配方见表3，混合物A的用量为35Kg，具体配方见表4，工业废弃物的具体用量见表4。按照表1和2中的配方混合，之后压制成型，脱模后自然固化6小时即得建筑材料。
表3
表4
实施例21～30
实施例21～30中的原料组合物的用量为100Kg，具体配方见表5，混合物A的用量为20Kg，具体配方见表6，工业废弃物的具体用量见表6。按照表1和2中的配方混合，之后压制成型，脱模后自然固化7小时即得建筑材料。
表5
表6
效果实施例1
固化产品净出液分析：
1、检测单位
中国科学院广州地球化学研究所
2、检测样品
实施例1～30所制得的建筑材料产品
3、检测方法和依据
EPA6010和GB7485-87
4、检测结果
实施例1的检测结果
检测因子 Cu Zn Cd Ni Cr Pb
检测结果(mg/L) <0.0012 nd nd 0.0023 nd nd
检测因子 Ba Be Hg(μg/L) As Cr<sup>6+</sup> CN<sup>-</sup>
检测结果(mg/L) nd <0.0004 <0.03 nd nd nd
实施例16的检测结果
检测因子 Cu Zn Cd Ni Cr Pb
检测结果(mg/L) <0.001 nd nd 0.0026 nd nd
检测因子 Ba Be Hg(μg/L) As Cr<sup>6+</sup> CN<sup>-</sup>
检测结果(mg/L) nd <0.0003 <0.02 nd nd nd
实施例30的检测结果
检测因子 Cu Zn Cd Ni Cr Pb
检测结果(mg/L) <0.0011 nd nd 0.0026 nd nd
检测因子 Ba Be Hg(μg/L) As Cr<sup>6+</sup> CN<sup>-</sup>
检测结果(mg/L) nd <0.0002 <0.03 nd nd nd
5、结论
受试样品完全符合国家环保标准，达到了净化处理工业废弃物的目的。
效果实施例2
固化产品作为建筑材料的性能检测
1、检测单位
国家建筑材料测试中心
2、检测样品
实施例1～30所制得的建筑材料产品
3、检测方法和依据
JC/T 446-2000
4、检测结果
实施例1的检测结果
实施例16的检测结果
实施例30的检测结果
5、结论
受试样品的检测结果符合JC/T 446-2000标准中合格品的指标要球，受试样品可作为如路面砖、车行砖、墙面砖或填海、围海用砖等的建筑材料。
效果实施例3
固化产品的生物毒性检测
1、检测单位
上海市环境科学研究院环境监测实验室(国家认可的中国实验室)
2、检测样品
实施例1～30所制得的建筑材料产品，以废地毯及城市污泥为例的工业废弃物
3、检测方法和依据
ISO 11348-3
4、检测结果
注：EC50值表示50％试验生物受到生物抑制时的样品浓度。
5、结论
由实施例1～30所制得的建筑材料无生物急性毒性，与对照产品路面砖相比，生物急性毒性差别明显。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种建筑材料的制备方法，其特征在于，其包括下述步骤：
将80～100份原料组合物、20～50份混合物A和80～120份工业废弃物混合，之后压制成型，脱模后自然固化即得建筑材料；
所述原料组合物包括20～30％的氧化镁、20～30％的氯化镁、6～18％的硅酸二钙、7～19％的硅酸三钙、8～20％的铝酸三钙、1～5％的氧化铁、1.5～10％的氧化钙、1～5％的氧化磷、0.01～0.5％的氧化钛、0.1～0.5％的氧化钾、0.04～0.1％的氧化锰和0.1～0.5％的氧化硅；
所述混合物A为磷酸和磷酸二氢铝的水溶液，所述磷酸占1％～2％，所述磷酸二氢铝占0.5％～1.5％，水余量；
所述份数为重量份，所述百分比为质量百分比。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述工业废弃物包括下述中的一种或多种：①开采业的碎石粉、尾矿粉、矿渣、煤矸石、山皮土；②燃煤工业的粉煤灰、炉渣、烟灰；③造纸、印染、纺织、化肥工业的废水沉淀物及废渣；④掩埋发酵过的生活垃圾；⑤无机废弃物中的建筑物垃圾、碎玻璃、城市河道污泥；和⑥干燥的植物秸秆、锯末。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述工业废弃物为燃煤工业的粉煤灰、燃煤工业的炉渣、垃圾焚烧炉灰渣和建筑垃圾灰渣中的一种或多种。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述工业废弃物的水分含量小于10％。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混合为搅拌。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述固化的时间为5～7小时。
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述固化的时间为6小时。
8.一种如权利要求1～7中任一项所述的制备方法制得的建筑材料。
9.如权利要求8所述的建筑材料，其特征在于，所述建筑材料为路面砖、车行砖、墙面砖或填海、围海用砖。
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