CN111807766A - 一种建筑垃圾制备高强装配式人造石的方法 - Google Patents

一种建筑垃圾制备高强装配式人造石的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111807766A
CN111807766A CN202010556939.1A CN202010556939A CN111807766A CN 111807766 A CN111807766 A CN 111807766A CN 202010556939 A CN202010556939 A CN 202010556939A CN 111807766 A CN111807766 A CN 111807766A
Authority
CN
China
Prior art keywords
micro powder
artificial stone
preparing
strength
fabricated artificial
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010556939.1A
Other languages
English (en)
Inventor
谭宏斌
马小玲
董发勤
曲瑞雪
范晓玲
吴涛
杨飞华
李玉香
刘元正
张吉秀
李芳�
邓秋林
王进明
王进
贺小春
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southwest University of Science and Technology
Original Assignee
Southwest University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southwest University of Science and Technology filed Critical Southwest University of Science and Technology
Priority to CN202010556939.1A priority Critical patent/CN111807766A/zh
Publication of CN111807766A publication Critical patent/CN111807766A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/006—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing mineral polymers, e.g. geopolymers of the Davidovits type
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04—Waste materials; Refuse
    • C04B18/16—Waste materials; Refuse from building or ceramic industry
    • C04B18/167—Recycled materials, i.e. waste materials reused in the production of the same materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/02—Treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/02—Treatment
    • C04B20/026—Comminuting, e.g. by grinding or breaking; Defibrillating fibres other than asbestos
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/54—Substitutes for natural stone, artistic materials or the like
    • C04B2111/542—Artificial natural stone
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

本专利公开了一种建筑垃圾制备高强装配式人造石的方法，将砖砼建筑垃圾通过重选分离，将砼在热风自磨机中研磨得到再生骨料和微粉；在微粉中加入钙质料后、用蒸汽动能粉磨、接着在逆流加热器中快速热活化，得到活性微粉；在活性微粉中加入激发剂、增强剂、表面活性剂、憎水剂、水，搅拌均匀、成型、养护后得到高强装配式人造石。本方法生产成本低，效率高，实现资源高质循环利用。

Description

一种建筑垃圾制备高强装配式人造石的方法
技术领域
本发明涉及建筑垃圾的资源化利用领域，具体涉及混凝土再生微粉的应用，该微粉制备装配式人造石可以用于装配式建筑领域。
背景技术
随着工业化、城市化进程的加速，城市拆迁及城市建设中产生的建筑垃圾日益增多，我国建筑垃圾的数量已占到城市垃圾总量的1/3以上[陆凯安. 我国建筑垃圾的现状与综合利用[J]. 施工技术，1999，28(5)：15-16]。城市建筑垃圾中除少量钢筋外，其它主要为混凝土块、碎石块、砖瓦碎块、废弃砂浆、建筑玻璃及建筑陶瓷碎块等。每一个地区的房屋拆迁或者重建都会产生大量的建筑垃圾，这些固体废弃物已形成巨大的堆积量，带来大量土地被占用和破坏，空气质量降低等问题。因此，城市建筑垃圾的高效利用已经迫在眉睫。建筑垃圾的充分有效利用不仅可以改善环境，带来社会效益，也可以促进相关企业的可持续发展，带来经济效益[丁树谦. 建筑垃圾的循环利用[J]. 城市问题，2009，(9)：20-23]。
建筑垃圾中含有混凝土块、碎石块、砖瓦碎块、废弃砂浆、建筑玻璃及建筑陶瓷碎块等，这些物料强度差异大，其中，砖瓦抗压强度太小，不能作为高强混凝土骨料使用，必须将其分选出来。因此开展建筑垃圾分选和微粉利用研究，才能充分利用建筑垃圾中的有价组份，实现高质化利用。
针对建筑垃圾中砖与砼（混凝土）分离难度大、再生微粉不能高值化利用等问题，本专利提供了砖与砼分离方法和微粉生产装配式人造石的方法，促进建筑垃圾的高值化利用。
发明内容
为解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种建筑垃圾制备高强装配式人造石的方法，同已有技术方案相比，本方法能提高产品附加值、提高生产效率、实现资源循环利用，具有显著的经济效益和社会效益。
一种建筑垃圾制备高强装配式人造石的方法，包括以下步骤：
将砖砼建筑垃圾通过重选分离，将砼在热风自磨机中研磨得到再生骨料和微粉；在微粉中加入钙质料后、用蒸汽动能粉磨、接着在逆流加热器中快速热活化，得到活性微粉；在活性微粉中加入激发剂、增强剂、表面活性剂、憎水剂、水，搅拌均匀、成型、养护后得到高强装配式人造石。
所述钙质料为电石渣、大理石粉、白泥中的一种，加入量为微粉质量的21-40%。
所述激发剂为硝酸钠、氯化钠、硫酸钠中的一种，加入量为微粉质量的0.01-0.09%。
所述的增强剂为碳化硅晶须、硅酸钙晶须、玄武岩纤维中的一种，加入量为微粉质量的21-40%。
所述的表面活性剂为聚羧酸钙、磺化三聚氰胺甲醛树脂、木质素磺酸钙中的一种，加入量为微粉质量的2.1-4.0%。
所述的憎水剂为硬脂酸、苯丙乳液、甲基硅醇钠中的一种，加入量为微粉质量的2.1-4.0%。
相对于现有技术，本发明具有以下优点：
砖砼建筑垃圾通过重选分离，采用的重选设备为水力鼓动式重选机，该重选机根据浮选柱的结构设计，为一圆柱体，空气通过柱体底部经空气分布板进入，空气进入的方式为脉动进入，使物料根据密度差进行分层，密度小的物料向上运动，密度大的物料向下运动。密度较小的砖从柱体的上排料口排出，密度较大的砼从柱体底部的排料口排出，实现砼与砖的高效分离，分离效率大于98%。
砼的表面粘附有水泥砂浆，影响再生骨料的强度和吸水率。在加热的条件下，水泥砂浆和骨料的热膨胀系数不同，在自磨的过程中容易分开。再生骨料通过自磨，可以提高其圆度，减少骨料缺陷，提高骨料性能。砼自磨后得到的再生骨料压碎值小于5%，吸水率小于1%。热风自磨机中热风温度为200-400℃，自磨时间为0.5-2小时，热风来源于逆流加热器的尾气。
热风自磨机为圆柱体空腔，内部有流体导向叶片，热风从圆柱体侧面相对的两个切向入口进入，热风在圆柱体内形成涡流，物料从圆柱体的侧上方加入，在热风的作用下快速做螺旋运动，由于物料的粒径和形状不同，物料的运动速度不同，物料间发生碰撞和摩擦，将砼表面粘附的水泥砂浆与骨料进行分离，骨料的尖角被磨掉，圆度增加。物料间粉磨得到的微粉随热风从圆柱体正上方排出，收集得到微粉；骨料从圆柱体底部排出，得到再生骨料。热风自磨机使用的热风，也可用燃煤电厂的废蒸汽加热后取代，可节约能源，降低成本。
钙质料为电石渣、大理石粉、白泥中的一种，这些钙质料加热后可得到氧化钙，氧化钙与微粉中的氧化硅反应得到硅酸钙，硅酸钙具有水化反应活性，使微粉具有胶结能力。电石渣为电石生产乙炔后产生的废渣，大理石粉为加工大理石过程中产生的粉料，白泥为造纸厂产生的废渣，对这些废渣进行利用可实现其资源化。
蒸汽动能粉磨采用蒸汽动能磨，该磨利用燃煤电厂产生的废蒸汽对物料进行加速，撞击在磨内的固定板上，物料通过物料之间和物料与固定板之间的相互作用，进行粉碎。蒸汽动能磨，直接利用蒸汽能，避免电厂将蒸汽能转换为电能、再用电能粉磨物料的能量损耗和成本增加，具有成本低、粉磨效率高的特点。微粉进行粉磨后，粒径变小，小于10μm，有利于微粉中氧化钙与氧化硅在低温条件下的反应，有利于得到硅酸钙；也可以提高微粉中水化硅酸钙、水化铝酸钙的脱水效率和水化活性。
逆流加热器，其由预热器和热风炉串联组成。预热器的级数为2-6级，根据预分解水泥窑常用的预热器的原理设计，预热器中物料与烟气逆向运行，充分换热，热风炉提供高温烟气，热风炉的燃料为高温高炉煤气、煤化工产生的可燃废气中的一种，使用这些废气，可实现资源循环利用。逆流加热器温度为800-1200℃，物料在逆流加热器中的停留活化时间为5-20s。在逆流加热器中，微粉中的水化硅酸钙转变为活性的硅酸钙，水化铝酸钙转变为活性的铝酸钙，氧化钙与氧化硅低温反应生成硅酸钙，使微粉具有较强的胶结能力。本专利得到的活性微粉的活性指数（28d）均大于90%。
激发剂为硝酸钠、氯化钠、硫酸钠中的一种，激发剂均含有钠，可以促进硅酸钙的水化反应，激发微粉的早期强度。但激发剂的加入量不能太高，高于本专利限值，多余的钠将迁移到产品表面，在表面起霜，影响产品外观。
增强剂中玄武岩纤维，为短切纤维，长度2-10mm。晶须为纤维状单晶，具有较高的强度。增强剂自身具有较高的强度，通过桥接作用可进一步提高人造石的强度。
表面活性剂在活性微粉使用时，可吸附在粉体颗粒表面，可以减少粉体的加水量，并提高材料的和易性，还提高制品的强度。
憎水剂使人造石具有憎水功能，减少水和灰尘在人造石表面吸附，也可避免微生物在人造石表面生长，保持人造石表面干净。
水的加入量为微粉质量的30-50%。
养护条件为二氧化碳养护，二氧化碳的浓度为10-80%。二氧化碳可促进硅酸钙的水化反应，提高人造石的早期强度，人造石的1d抗压强度均大于20MPa。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
一种建筑垃圾制备高强装配式人造石的方法，其特征在于，包括以下步骤：将砖砼建筑垃圾通过重选分离，将砼在热风自磨机中研磨得到再生骨料和微粉；在微粉中加入钙质料后、用蒸汽动能粉磨、接着在逆流加热器中快速热活化，得到活性微粉；在活性微粉中加入激发剂、增强剂、表面活性剂、憎水剂、水，搅拌均匀、成型、养护后得到高强装配式人造石。
微粉中加入钙质料的配方、在逆流加热器中快速热活化温度和时间、活性微粉的活性，见表1。
表1
Figure 889904DEST_PATH_IMAGE001
在高活性微粉中加入激发剂、增强剂、表面活性剂的配方，见表2。
表2
Figure 907539DEST_PATH_IMAGE002
在高活性微粉中加入憎水剂、水的配方，成型养护后得到高强装配式人造石强度、水在其表面接触角，见表3。
表3
Figure 198843DEST_PATH_IMAGE003
本发明的实施例均可实施并能达到发明目的。本发明不限于这些实施例。

Claims (6)

1.一种建筑垃圾制备高强装配式人造石的方法，其特征在于，包括以下步骤：将砖砼建筑垃圾通过重选分离，将砼在热风自磨机中研磨得到再生骨料和微粉；在微粉中加入钙质料后、用蒸汽动能粉磨、接着在逆流加热器中快速热活化，得到活性微粉；在活性微粉中加入激发剂、增强剂、表面活性剂、憎水剂、水，搅拌均匀、成型、养护后得到高强装配式人造石。
2.根据权利要求1所述的一种建筑垃圾制备高强装配式人造石的方法，其特征在于，所述钙质料为电石渣、大理石粉、白泥中的一种，加入量为微粉质量的21-40%。
3.根据权利要求1所述的一种建筑垃圾制备高强装配式人造石的方法，其特征在于，所述激发剂为硝酸钠、氯化钠、硫酸钠中的一种，加入量为微粉质量的0.01-0.09%。
4.根据权利要求1所述的一种建筑垃圾制备高强装配式人造石的方法，其特征在于，所述的增强剂为碳化硅晶须、硅酸钙晶须、玄武岩纤维中的一种，加入量为微粉质量的21-40%。
5.根据权利要求1所述的一种建筑垃圾制备高强装配式人造石的方法，其特征在于，所述的表面活性剂为聚羧酸钙、磺化三聚氰胺甲醛树脂、木质素磺酸钙中的一种，加入量为微粉质量的2.1-4.0%。
6.根据权利要求1所述的一种建筑垃圾制备高强装配式人造石的方法，其特征在于，所述的憎水剂为硬脂酸、苯丙乳液、甲基硅醇钠中的一种，加入量为微粉质量的2.1-4.0%。
CN202010556939.1A 2020-06-18 2020-06-18 一种建筑垃圾制备高强装配式人造石的方法 Pending CN111807766A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010556939.1A CN111807766A (zh) 2020-06-18 2020-06-18 一种建筑垃圾制备高强装配式人造石的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010556939.1A CN111807766A (zh) 2020-06-18 2020-06-18 一种建筑垃圾制备高强装配式人造石的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111807766A true CN111807766A (zh) 2020-10-23

Family

ID=72845090

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010556939.1A Pending CN111807766A (zh) 2020-06-18 2020-06-18 一种建筑垃圾制备高强装配式人造石的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111807766A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113738012A (zh) * 2021-09-06 2021-12-03 孙志远 一种节能烧结墙体空心砖及其制备工艺

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103183483A (zh) * 2011-12-27 2013-07-03 上海德滨环保科技有限公司 一种环境友好辅助胶凝材料及其制备方法
CN110590314A (zh) * 2019-10-30 2019-12-20 西南科技大学 一种煤矸石快速脱碳制备干拌砂浆及高强人造石的方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103183483A (zh) * 2011-12-27 2013-07-03 上海德滨环保科技有限公司 一种环境友好辅助胶凝材料及其制备方法
CN110590314A (zh) * 2019-10-30 2019-12-20 西南科技大学 一种煤矸石快速脱碳制备干拌砂浆及高强人造石的方法

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
卢洪波等: "《固体废物环境管理丛书 建筑垃圾处理与处置》", vol. 1, 30 November 2016, 河南科学技术出版社, pages: 231 - 234 *
张永杰等: "《钢铁低碳高能效共性难题技术研发与应用》", vol. 1, 30 September 2019, 冶金工业出版社, pages: 294 - 295 *
徐晓军等: "《固体废物污染控制原理与资源化技术》", vol. 1, 31 January 2007, 冶金工业出版社, pages: 68 - 69 *
朱效荣等: "《混凝土工作性调整》", vol. 1, 31 May 2016, 中国建材工业出版, pages: 336 - 337 *
胡曙光主编: "《特种水泥 第2版》", vol. 2, 31 January 2010, 武汉理工大学出版社, pages: 258 - 259 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113738012A (zh) * 2021-09-06 2021-12-03 孙志远 一种节能烧结墙体空心砖及其制备工艺

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110104997A (zh) 一种再生混凝土及其生产工艺
CN102515588B (zh) 一种生态型胶凝材料
CN101817667B (zh) 一种用陶瓷废渣生产的轻质免烧空心砌块及其制造方法
CN103449744A (zh) 一种粉煤灰基地质聚合物及其制备方法
CN102464475B (zh) 一种超高强度预应力混凝土管桩的低碳式制作方法
CN113213789B (zh) 基于生活垃圾焚烧飞灰制备的路面砖及其制备方法
CN105236933A (zh) 一种地质聚合物化学键合陶瓷墙地砖及其制备方法
CN101531029A (zh) 一种具有较高耐火性能的隔墙砖及其制造方法
CN105294142A (zh) 一种赤泥基烧结轻集料及其制备方法
CN101255037A (zh) 利用陶瓷废料水热法制造硅酸盐制品的方法
CN103159450A (zh) 一种用钢渣制成的泡沫混凝土砌块的生产方法
CN103086662A (zh) 一种利用煤矸石制备构件用活性粉末混凝土的方法
CN103449794A (zh) 一种粉煤灰基地质聚合物稻壳保温砂浆
CN102276226B (zh) 一种用道路废弃混凝土生产的再生环保砖及其制造方法
CN114105580A (zh) 一种利用大宗煤矿工业固废制备活性粉末混凝土的方法
CN113511868A (zh) 一种利用大宗煤矿工业固废的活性粉末混凝土及制备方法
CN102276212B (zh) 一种用建筑废渣生产的蒸压轻质环保砖及其制造方法
Ibrahim et al. Cold bonded and low temperature sintered artificial aggregate production by using waste materials
CN107266031A (zh) 利用晶硅切割废砂浆生产烧结砖、砌块或陶瓷制品的方法
CN111807766A (zh) 一种建筑垃圾制备高强装配式人造石的方法
CN113336495A (zh) 一种绿色低徐变混凝土
CN103979787B (zh) 一种利用高钙粉煤灰制备矿物棉的方法
CN113548862A (zh) 一种利用焚烧飞灰和建筑垃圾制备的蒸压加气混凝土砌块及其制备方法
CN103820881A (zh) 一种利用高铝粉煤灰制备陶瓷纤维的方法
CN109553316A (zh) 一种利用电石渣与粉煤灰作为混合材的复合水泥

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20201023