CN111925165A - 一种建筑废料混凝土砌块及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种建筑废料混凝土砌块及其制备方法，所述混凝土砌块按下列重量份的原料制成：普通硅酸盐水泥35～45份、建筑废渣25～35份、细砂15～25份、秸秆纤维素10～20份、粉煤灰5～15份、生石灰1～3份、纳米氧化铝4～6份、纳米碳酸钙1～3份、速凝剂0.2～0.5份、发泡剂5～10份、减水剂0.2～0.5份和水适量。采用本发明所述方法制备的混凝土砌块，能够有效利用废料，实现建筑废料循环利用，并利用合理原料配比制备出具有干燥收缩值低、保温性能好和抗压强度高等优点的产品，有效解决了传统混凝土砌块强度低、收缩率大、易开裂的缺陷，与传统产品相对比，不仅具有砌块重量轻，可减少建筑负荷，还具有环保和经济等优点。

Description

一种建筑废料混凝土砌块及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑节能材料技术领域，具体涉及一种建筑废料混凝土砌块及其制备方法。
背景技术
砌块是砌筑用的人造块材，是一种新型建筑材料，主要是利用混凝土，工业废料(炉渣，粉煤灰等)或地方材料制成的人造块材，外形尺寸比砖大，具有设备简单，砌筑速度快的优点，符合了建筑工业化发展中墙体改革的要求。而砌块按尺寸和质量的大小不同分为小型砌块、中型砌块和大型砌块。砌块按外观形状可以分为实心砌块和空心砌块。空心砌块有单排方孔、单排圆孔和多排扁孔三种形式，其中多排扁孔对保温较有利。按砌块在组砌中的位置与作用可以分为主砌块和各种辅助砌块。根据材料不同，常用的砌块有普通混凝土与装饰混凝土小型空心砌块、轻集料混凝土小型空心砌块、粉煤灰小型空心砌块、蒸汽加气混凝土砌块、免蒸加气混凝土砌块(又称环保轻质混凝土砌块)和石膏砌块。吸水率较大的砌块不能用于长期浸水、经常受干湿交替或冻融循环的建筑部位。
随着能源短缺和国家对建筑节能工作越来越重视，建筑中大量使用粘土烧结砖作为建筑砌体材料，导致大量不可再生土地资源的浪费和巨大的能耗。近年来，随着国家环保工作的推进，粘土烧结砖的使用量正在逐年减少，部分地区禁止使用粘土烧结砖的政策也已推出并在执行过程中。因此，寻找粘土烧结砖的砌体材料的可替代产品已经成为建筑行业的必然趋势。目前所使用的灰砂砖、水泥砌块、空心砌块、加气混凝土砌块等一系列的砌体材料，在建筑中均已得到使用。
随着节能环保意识的加强，建筑节能已经成为实施节能减排措施的重要方面，作为建筑结构的重要组成部分，墙体的保温性能直接关系到建筑的节能效果。复合保温砌块作为节能墙体材料的重要组成部分，在节能建筑中占据重要地位。随着环境保护意识的增强，砌块也向绿色理念靠拢。因此，开发出符合我国“节能、环保、隔热保温”要求的新型自保温墙材，是当前墙材砌体研究的主要方向。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中的不足，旨在提供一种能够有效利用建筑废渣及秸秆纤维素等废料，减少对不可再生的粘土资源消耗，实现建筑废料循环利用，并利用合理原料配比制备出具有干燥收缩值低、保温性能好和抗压强度高等优点的混凝土砌块，可减少建筑负荷，提高社会经济效益，具体地说是一种建筑废料混凝土砌块及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种建筑废料混凝土砌块，所述混凝土砌块按下列重量份的原料制成：普通硅酸盐水泥35～45份、建筑废渣25～35份、细砂15～25份、秸秆纤维素10～20份、粉煤灰5～15份、生石灰1～3份、纳米氧化铝4～6份、纳米碳酸钙1～3份、速凝剂0.2～0.5份、发泡剂5～10份、减水剂0.2～0.5份和水适量；其中所述秸秆纤维素与质量分数10～15%的氢氧化钠溶液混合30～60分钟，秸秆纤维素与氢氧化钠溶液的质量比为1:1.5～2.5，过滤出秸秆纤维素用去离子水洗涤至中性，真空烘干；所述细砂中二氧化硅含量≥75%，含泥量≤3%；所述生石灰中有效钙≥75%，消解时间6～15分钟，消解温度≥70℃。
进一步地，本发明所述的一种建筑废料混凝土砌块，其中所述混凝土砌块按下列重量份的原料制成：普通硅酸盐水泥35～40份、建筑废渣30～35份、细砂15～20份、秸秆纤维素10～15份、粉煤灰5～10份、生石灰1～2份、纳米氧化铝4～5份、纳米碳酸钙1～2份、速凝剂0.2～0.3份、发泡剂5～8份、减水剂0.2～0.3份和水适量；其中所述秸秆纤维素与质量分数12～15%的氢氧化钠溶液混合50～60分钟，秸秆纤维素与氢氧化钠溶液的质量比为1:2，过滤出秸秆纤维素用去离子水洗涤至中性，真空烘干至含水量低于4%；所述细砂中二氧化硅含量≥80%，含泥量≤3%；所述生石灰中有效钙≥80%，消解时间8～12分钟，消解温度≥75℃。
进一步地，本发明所述的一种建筑废料混凝土砌块，其中所述建筑废渣为建筑废物经粉碎后，在研磨后过300目标准筛筛分所得。
进一步地，本发明所述的一种建筑废料混凝土砌块，其中所述速凝剂为782型速凝剂，所述发泡剂为松油类发泡剂，所述减水剂为亚硝酸钠。
本发明还提供了上述建筑废料混凝土砌块的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)按原料配比将普通硅酸盐水泥、建筑废渣、细砂、粉煤灰、生石灰和速凝剂混合均匀；
(2)将预处理后的秸秆纤维素、纳米氧化铝、纳米碳酸钙加到含有质量分数0.3～0.5%硅烷偶联剂的乙醇溶液中超声分散均匀，干燥后加入步骤(1)的混合物中搅拌混合3～4分钟混合均匀；
(3)将发泡剂、减水剂与适量的水混合均匀后，加入步骤(2)的混合物中在浇注搅拌机内搅拌，搅拌均匀后得浆料;
(4)将步骤(3)所得的浆料放入专用模具中发泡、成型，成型为设计要求所需要的形状后，在常压条件自然养护，养护时间10～15天，然后放入成品堆场自然风干即得混凝土砌块成品。
进一步地，本发明所述的建筑废料混凝土砌块的制备方法，其中在所述步骤(4)中经自然风干后得到的混凝土砌块，其导热系数不大于0.65W/m·K，比重不大于1000kg/m3，抗压强度不小于5MPa，抗冻性25个冻融循环。
采用本发明所述一种建筑废料混凝土砌块及其制备方法，与现有技术相比，其有益效果在于：利用建筑废渣、秸秆纤维素和粉煤灰等废料作为填充物，有效解决了石材等废料的利用问题，节约了自然资源，保护了生态环境。通过添加发泡剂、减水剂和适量的水后经混合搅拌，振动成型，常规条件下养护而制成的混凝土砌块，其优点主要体现在以下几个方面：一是砌块的保温性好、容重低、强度高等优点，具有良好广阔的应用前景；二是用建筑废渣、秸秆纤维素和粉煤灰等废料生产的混凝土砌块，生产过程简单、能耗低，应用于高层建筑可有效降低结构工程造价，改善建筑物热工性能，能耗减少，是一种节能、环保、经济的绿色环保材料；三是制备的混凝土小型砌块可广泛应用于非承重墙体，可以减少高层建筑物的载荷，从而提高高层建筑物的安全保障，造福于社会。由此可见，采用本发明所述方法制备的混凝土砌块，能够有效利用建筑废渣及秸秆纤维素等废料，减少对不可再生的粘土资源消耗，实现建筑废料循环利用，并利用合理原料配比制备出具有干燥收缩值低、保温性能好和抗压强度高等优点的产品，有效解决了传统混凝土砌块强度低、收缩率大、易开裂的缺陷，与传统产品相对比，不仅具有砌块重量轻，可减少建筑负荷，还具有环保和经济等优点。
具体实施方式
为了更充分的解释本发明的实施，以下结合具体实施例来进一步说明本发明。所举实例只用于解释本发明，而不是限定本发明的范围。
实施例1：
一种建筑废料混凝土砌块，所述混凝土砌块按下列重量份的原料制成：普通硅酸盐水泥35份、建筑废渣25份、细砂15份、秸秆纤维素10份、粉煤灰5份、生石灰1份、纳米氧化铝4、纳米碳酸钙1份、速凝剂0.2份、发泡剂5份、减水剂0.2份和水适量；其中所述秸秆纤维素与质量分数10%的氢氧化钠溶液混合30分钟，秸秆纤维素与氢氧化钠溶液的质量比为1:1.5，过滤出秸秆纤维素用去离子水洗涤至中性，真空烘干；所述细砂中二氧化硅含量≥75%，含泥量≤3%；所述生石灰中有效钙≥75%，消解时间10～15分钟，消解温度≥70℃。其中所述建筑废渣为建筑废物经粉碎后，在研磨后过300目标准筛筛分所得；所述速凝剂为782型速凝剂，所述发泡剂为松油类发泡剂，所述减水剂为亚硝酸钠。
上述建筑废料混凝土砌块的制备方法，包括以下步骤：
(1)按原料配比将普通硅酸盐水泥、建筑废渣、细砂、粉煤灰、生石灰和速凝剂混合均匀；
(2)将预处理后的秸秆纤维素、纳米氧化铝、纳米碳酸钙加到含有质量分数0.3%硅烷偶联剂的乙醇溶液中超声分散均匀，干燥后加入步骤(1)的混合物中搅拌混合3～4分钟混合均匀；
(3)将发泡剂、减水剂与适量的水混合均匀后，加入步骤(2)的混合物中在浇注搅拌机内搅拌，搅拌均匀后得浆料;
(4)将步骤(3)所得的浆料放入专用模具中发泡、成型，成型为设计要求所需要的形状后，在常压条件自然养护，养护时间10～15天，然后放入成品堆场自然风干即得混凝土砌块成品。
实施例2：
一种建筑废料混凝土砌块，所述混凝土砌块按下列重量份的原料制成：普通硅酸盐水泥40份、建筑废渣30份、细砂20份、秸秆纤维素15份、粉煤灰10份、生石灰2份、纳米氧化铝5份、纳米碳酸钙2份、速凝剂0.3份、发泡剂8份、减水剂0.3份和水适量；其中所述秸秆纤维素与质量分数12%的氢氧化钠溶液混合40分钟，秸秆纤维素与氢氧化钠溶液的质量比为1:2，过滤出秸秆纤维素用去离子水洗涤至中性，真空烘干；所述细砂中二氧化硅含量≥75%，含泥量≤3%；所述生石灰中有效钙≥75%，消解时间6～10分钟，消解温度≥70℃。其中所述建筑废渣为建筑废物经粉碎后，在研磨后过300目标准筛筛分所得；所述速凝剂为782型速凝剂，所述发泡剂为松油类发泡剂，所述减水剂为亚硝酸钠。
上述建筑废料混凝土砌块的制备方法，包括以下步骤：
(1)按原料配比将普通硅酸盐水泥、建筑废渣、细砂、粉煤灰、生石灰和速凝剂混合均匀；
(2)将预处理后的秸秆纤维素、纳米氧化铝、纳米碳酸钙加到含有质量分数0.4%硅烷偶联剂的乙醇溶液中超声分散均匀，干燥后加入步骤(1)的混合物中搅拌混合3～4分钟混合均匀；
(3)将发泡剂、减水剂与适量的水混合均匀后，加入步骤(2)的混合物中在浇注搅拌机内搅拌，搅拌均匀后得浆料;
(4)将步骤(3)所得的浆料放入专用模具中发泡、成型，成型为设计要求所需要的形状后，在常压条件自然养护，养护时间10～15天，然后放入成品堆场自然风干即得混凝土砌块成品。
实施例3：
一种建筑废料混凝土砌块，所述混凝土砌块按下列重量份的原料制成：普通硅酸盐水泥38份、建筑废渣33份、细砂18份、秸秆纤维素12份、粉煤灰8份、生石灰1.5份、纳米氧化铝4.5份、纳米碳酸钙1.5份、速凝剂0.2份、发泡剂6份、减水剂0.2份和水适量；其中所述秸秆纤维素与质量分数13%的氢氧化钠溶液混合50分钟，秸秆纤维素与氢氧化钠溶液的质量比为1:2，过滤出秸秆纤维素用去离子水洗涤至中性，真空烘干至含水量低于4%；所述细砂中二氧化硅含量≥80%，含泥量≤3%；所述生石灰中有效钙≥80%，消解时间8～12分钟，消解温度≥75℃。其中所述建筑废渣为建筑废物经粉碎后，在研磨后过300目标准筛筛分所得；所述速凝剂为782型速凝剂，所述发泡剂为松油类发泡剂，所述减水剂为亚硝酸钠。
上述建筑废料混凝土砌块的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)按原料配比将普通硅酸盐水泥、建筑废渣、细砂、粉煤灰、生石灰和速凝剂混合均匀；
(2)将预处理后的秸秆纤维素、纳米氧化铝、纳米碳酸钙加到含有质量分数0.3%硅烷偶联剂的乙醇溶液中超声分散均匀，干燥后加入步骤(1)的混合物中搅拌混合3～4分钟混合均匀；
(3)将发泡剂、减水剂与适量的水混合均匀后，加入步骤(2)的混合物中在浇注搅拌机内搅拌，搅拌均匀后得浆料;
(4)将步骤(3)所得的浆料放入专用模具中发泡、成型，成型为设计要求所需要的形状后，在常压条件自然养护，养护时间10～15天，然后放入成品堆场自然风干即得混凝土砌块成品。
实施例4：
一种建筑废料混凝土砌块，所述混凝土砌块按下列重量份的原料制成：普通硅酸盐水泥45份、建筑废渣35份、细砂25份、秸秆纤维素20份、粉煤灰15份、生石灰3份、纳米氧化铝6份、纳米碳酸钙3份、速凝剂0.5份、发泡剂10份、减水剂0.5份和水适量；其中所述秸秆纤维素与质量分数15%的氢氧化钠溶液混合60分钟，秸秆纤维素与氢氧化钠溶液的质量比为1:2.5，过滤出秸秆纤维素用去离子水洗涤至中性，真空烘干；所述细砂中二氧化硅含量≥75%，含泥量≤3%；所述生石灰中有效钙≥75%，消解时间12～15分钟，消解温度≥70℃。其中所述建筑废渣为建筑废物经粉碎后，在研磨后过300目标准筛筛分所得；所述速凝剂为782型速凝剂，所述发泡剂为松油类发泡剂，所述减水剂为亚硝酸钠。
上述建筑废料混凝土砌块的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)按原料配比将普通硅酸盐水泥、建筑废渣、细砂、粉煤灰、生石灰和速凝剂混合均匀；
(2)将预处理后的秸秆纤维素、纳米氧化铝、纳米碳酸钙加到含有质量分数0.5%硅烷偶联剂的乙醇溶液中超声分散均匀，干燥后加入步骤(1)的混合物中搅拌混合3～4分钟混合均匀；
(3)将发泡剂、减水剂与适量的水混合均匀后，加入步骤(2)的混合物中在浇注搅拌机内搅拌，搅拌均匀后得浆料;
(4)将步骤(3)所得的浆料放入专用模具中发泡、成型，成型为设计要求所需要的形状后，在常压条件自然养护，养护时间10～15天，然后放入成品堆场自然风干即得混凝土砌块成品。
进一步地，本发明所述的建筑废料混凝土砌块的制备方法，其中在所述步骤(4)中经自然风干后得到的混凝土砌块，其导热系数不大于0.65W/m·K，比重不大于1000kg/m3，抗压强度不小于5MPa，抗冻性25个冻融循环。
将本发明实施例1至4所制备的混凝土砌块切割成100mm×100mm×100mm的立方体进行性能检测，检测结果如下：其导热系数的平均值0.23W/m·K，比重的平均值647kg/m3，抗压强度的平均值549MPa，抗冻性25个冻融循环。由此可见，采用本发明所述方法制备的混凝土砌块，能够有效利用建筑废渣及秸秆纤维素等废料，减少对不可再生的粘土资源消耗，实现建筑废料循环利用，并利用合理原料配比制备出具有干燥收缩值低、保温性能好和抗压强度高等优点的产品，有效解决了传统混凝土砌块强度低、收缩率大、易开裂的缺陷，与传统产品相对比，不仅具有砌块重量轻，可减少建筑负荷，还具有环保和经济等优点。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种建筑废料混凝土砌块，其特征在于：所述混凝土砌块按下列重量份的原料制成：普通硅酸盐水泥35～45份、建筑废渣25～35份、细砂15～25份、秸秆纤维素10～20份、粉煤灰5～15份、生石灰1～3份、纳米氧化铝4～6份、纳米碳酸钙1～3份、速凝剂0.2～0.5份、发泡剂5～10份、减水剂0.2～0.5份和水适量；其中所述秸秆纤维素与质量分数10～15%的氢氧化钠溶液混合30～60分钟，秸秆纤维素与氢氧化钠溶液的质量比为1:1.5～2.5，过滤出秸秆纤维素用去离子水洗涤至中性，真空烘干；所述细砂中二氧化硅含量≥75%，含泥量≤3%；所述生石灰中有效钙≥75%，消解时间6～15分钟，消解温度≥70℃。
2.根据权利要求1所述的一种建筑废料混凝土砌块，其特征在于：所述混凝土砌块按下列重量份的原料制成：普通硅酸盐水泥35～40份、建筑废渣30～35份、细砂15～20份、秸秆纤维素10～15份、粉煤灰5～10份、生石灰1～2份、纳米氧化铝4～5份、纳米碳酸钙1～2份、速凝剂0.2～0.3份、发泡剂5～8份、减水剂0.2～0.3份和水适量；其中所述秸秆纤维素与质量分数12～15%的氢氧化钠溶液混合50～60分钟，秸秆纤维素与氢氧化钠溶液的质量比为1:2，过滤出秸秆纤维素用去离子水洗涤至中性，真空烘干至含水量低于4%；所述细砂中二氧化硅含量≥80%，含泥量≤3%；所述生石灰中有效钙≥80%，消解时间8～12分钟，消解温度≥75℃。
3.根据权利要求1所述的一种建筑废料混凝土砌块，其特征在于：所述建筑废渣为建筑废物经粉碎后，在研磨后过300目标准筛筛分所得。
4.根据权利要求1所述的一种建筑废料混凝土砌块，其特征在于：所述速凝剂为782型速凝剂，所述发泡剂为松油类发泡剂，所述减水剂为亚硝酸钠。
5.一种如权利要求1或2所述的建筑废料混凝土砌块的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：
(1)按原料配比将普通硅酸盐水泥、建筑废渣、细砂、粉煤灰、生石灰和速凝剂混合均匀；
(2)将预处理后的秸秆纤维素、纳米氧化铝、纳米碳酸钙加到含有质量分数0.3～0.5%硅烷偶联剂的乙醇溶液中超声分散均匀，干燥后加入步骤(1)的混合物中搅拌混合3～4分钟混合均匀；
(3)将发泡剂、减水剂与适量的水混合均匀后，加入步骤(2)的混合物中在浇注搅拌机内搅拌，搅拌均匀后得浆料;
(4)将步骤(3)所得的浆料放入专用模具中发泡、成型，成型为设计要求所需要的形状后，在常压条件自然养护，养护时间10～15天，然后放入成品堆场自然风干即得混凝土砌块成品。
6.根据权利要求5所述的建筑废料混凝土砌块的制备方法，其特征在于：在所述步骤(4)中经自然风干后得到的混凝土砌块，其导热系数不大于0.65W/m·K，比重不大于1000kg/m3，抗压强度不小于5MPa，抗冻性25个冻融循环。
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