CN112390584A - 一种用工业废弃物制造建筑材料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用工业废弃物制造建筑材料的方法，其特征在于，主要包括以下步骤：(一)按照重量比为70％～97％：30％～3％将水泥粉尘和添加剂混合；(二)将步骤(一)中的混合物加水搅拌成粘土状的共混物，所述加水量为混合物总量的15％～40％；(三)将上述步骤(二)的共混物按照规定的形状和尺寸，在标准大气压下固化，制成建筑材料。与现有技术相比，本发明不仅能够高效的利用水泥粉尘，减少粉尘污染，而且所生产的建筑材料具有优异的承载能力、绝热性、耐热冲击性以及较低的吸水性，重量轻并且能够很好地控制尺寸，实现废物循环再利用，提高了经济效益。

Description

一种用工业废弃物制造建筑材料的方法
技术领域
本发明涉及一种用工业废弃物制造建筑材料的方法，属于建材领域。
背景技术
在水泥制造的过程中会产生很所多的副产品，其中水泥粉尘是一种重要的副产品，约占加工原材料的15％，其包括水泥窑废气中的水泥窑粉尘，水泥窑废气通过空气污染控制装置保存，以及在原料的初始破碎和研磨期间产生的水泥旁路粉尘。水泥粉尘为含钙、硅、铝和铁的矿物，没有化学毒性，但有碱性，对皮肤有腐蚀性，而且由于水泥粉尘的粒径较小，容易被人体吸收，吸入对肺有危害。长期暴露于粉尘环境中或或者是吸入水泥粉尘，最严重的可导致尘肺病甚至肺癌。
现在已经提出了不少用于解决水泥粉尘的方法，但是大部分的解决方案不经复杂，而且费用昂贵，能量消耗过高。另外，针对水泥粉尘的问题，有提出将未循环的水泥粉末作为水泥和混凝土产品中的组分进行再次利用，但是实际所能用到的大部分是原材料而非粉尘，因此，如何高效的利用水泥粉尘为急需解决的问题。
因此，本申请提出一种用工业废弃物制造建筑材料的方法，具体为用水泥粉尘来制造一种建筑材料，该方法不仅能够高效的利用水泥粉尘，减少粉尘污染，而且所生产的建筑材料表现出优异的承载能力、绝热性、耐热冲击性以及较低的吸水性，重量轻并且能够很好地控制尺寸。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是如何提高水泥粉尘的利用率，针对该技术问题，本发明提出一种用工业废弃物制造建筑材料的方法，具体为用水泥粉尘来制造一种建筑材料，该方法不仅能够高效的利用水泥粉尘，减少粉尘污染，而且所生产的建筑材料具有优异的承载能力、绝热性、耐热冲击性以及较低的吸水性，重量轻并且能够很好地控制尺寸，实现废物循环再利用，提高了经济效益。
为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：
一种用工业废弃物制造建筑材料的方法，其特征在于，主要包括以下步骤：
(一)按照重量比为70％～97％：30％～3％将水泥粉尘和添加剂混合，添加剂至少包含火山灰，所述火山灰的重量为添加剂总重量的10％～100％，所述火山灰为高反应性火山灰，且所述火山灰成分的比表面积高于水泥粉尘的比表面积；；
(二)将步骤(一)中的混合物加水搅拌成粘土状的共混物，所述加水量为混合物总量的15％～40％；
(三)将上述步骤(二)的共混物按照规定的形状和尺寸，在标准大气压下固化，制成建筑材料。
作为优选，所述水泥粉尘和添加剂的重量比为94％～97％：3％～6％；
进一步的，所述火山灰的成分中包含硅灰和高反应性偏高岭土。
进一步的，所述添加剂还可以包括飞灰、碎屑橡胶、硅酸钠、轻质骨料、云母粒、切碎的稻壳、干草和泥中的一种或几种；
进一步的，所述飞灰，碎屑橡胶，硅酸钠和轻质骨料、云母粒、切碎的稻壳、干草以及泥中的一种或多种的加入比例为2：5：1：5。
作为优选，所述步骤(二)中水量为混合物总量的20％～30％；
进一步的，所述步骤(三)中固化温度为20～100℃；
进一步的，所述步骤(三)中固化时间为12h～20h；
进一步的，将所述步骤(三)中的共混物通过模具浇铸或者是挤出成型的方法将所述共混物制作成为板、块或者砖形状的建筑材料。
本发明的方法比较适用于在封闭的无污染系统中与水泥制造过程结合使用，由此水泥粉尘副产物可以从水泥窑通过封闭的空气管作为直接进料输送到建筑材料生产线中。
与现有技术相比，本发明该方法不仅能够高效的利用水泥粉尘，减少粉尘污染，而且所生产的建筑材料具有高达200KG/平方米的载荷承载能力和低至约0.3瓦/米℃的热导率，并具有优异耐热冲击性以及较低的吸水性，重量轻，强度高，并且能够很好地控制尺寸，实现废物循环再利用，提高了经济效益。
具体实施方式
下面详细说明本发明的优选实施方式。
实施例1：一种用工业废弃物制造建筑材料的方法，主要包括以下步骤：
(一)按照重量比为97％：3％将水泥粉尘和添加剂混合；
(二)将步骤(一)中的混合物加水搅拌成粘土状的共混物，所述加水量为混合物总量的15％；
(三)将上述步骤(二)的共混物按照规定的形状和尺寸，在标准大气压下固化，制成建筑材料，所述固化温度为20℃，固化时间为20h。
所述添加剂为火山灰，所述火山灰的成分中包含硅灰和高反应性偏高岭土，所述火山灰为高反应性火山灰，且所述火山灰成分的比表面积高于水泥粉尘的比表面积；
将所述步骤(三)中的共混物通过模具浇铸或者是挤出成型的方法将所述共混物制作成为板、块或者砖形状的建筑材料。
实施例2：一种用工业废弃物制造建筑材料的方法，主要包括以下步骤：
(一)按照重量比为94％：6％将水泥粉尘和添加剂混合；
(二)将步骤(一)中的混合物加水搅拌成粘土状的共混物，所述加水量为混合物总量的17％；
(三)将上述步骤(二)的共混物按照规定的形状和尺寸，在标准大气压下固化，制成建筑材料，所述固化温度为30℃，固化时间为19h。
所述添加剂为火山灰，所述火山灰的成分中包含硅灰和高反应性偏高岭土，所述火山灰为高反应性火山灰，且所述火山灰成分的比表面积高于水泥粉尘的比表面积；
将所述步骤(三)中的共混物通过模具浇铸或者是挤出成型的方法将所述共混物制作成为板、块或者砖形状的建筑材料。
实施例3：一种用工业废弃物制造建筑材料的方法，主要包括以下步骤：
(一)按照重量比为91％：9％将水泥粉尘和添加剂混合；
(二)将步骤(一)中的混合物加水搅拌成粘土状的共混物，所述加水量为混合物总量的20％；
(三)将上述步骤(二)的共混物按照规定的形状和尺寸，在标准大气压下固化，制成建筑材料，所述固化温度为40℃，固化时间为18h。
所述添加剂包含火山灰，所述火山灰的成分中包含硅灰和高反应性偏高岭土，所述火山灰的重量为添加剂总重量的10％，所述火山灰为高反应性火山灰，且所述火山灰成分的比表面积高于水泥粉尘的比表面积；
所述添加剂还包括飞灰、碎屑橡胶、硅酸钠、轻质骨料、云母粒、切碎的稻壳、干草和泥，上述几种添加剂的总量为添加剂总重量的90％；且所述飞灰、碎屑橡胶、硅酸钠以及轻质骨料、云母粒、切碎的稻壳、干草和泥中的一种或多种的加入比例为2：5：1：5。
将所述步骤(三)中的共混物通过模具浇铸或者是挤出成型的方法将所述共混物制作成为板、块或者砖形状的建筑材料。
实施例4：一种用工业废弃物制造建筑材料的方法，主要包括以下步骤：
(一)按照重量比为88％：12％将水泥粉尘和添加剂混合；
(二)将步骤(一)中的混合物加水搅拌成粘土状的共混物，所述加水量为混合物总量的23％；
(三)将上述步骤(二)的共混物按照规定的形状和尺寸，在标准大气压下固化，制成建筑材料，所述固化温度为50℃，固化时间为17h。
所述添加剂包含火山灰，所述火山灰的成分中包含硅灰和高反应性偏高岭土，所述火山灰的重量为添加剂总重量的50％，所述火山灰为高反应性火山灰，且所述火山灰成分的比表面积高于水泥粉尘的比表面积；
所述添加剂还包括飞灰、碎屑橡胶、硅酸钠、轻质骨料、云母粒、切碎的稻壳、干草和泥，上述几种添加剂的总量为添加剂总重量的50％；且所述飞灰、碎屑橡胶、硅酸钠以及轻质骨料、云母粒、切碎的稻壳、干草和泥中的一种或多种的加入比例为2：5：1：5。
将所述步骤(三)中的共混物通过模具浇铸或者是挤出成型的方法将所述共混物制作成为板、块或者砖形状的建筑材料。
实施例5：一种用工业废弃物制造建筑材料的方法：
(一)按照重量比为85％：15％将水泥粉尘和添加剂混合，所述水泥粉尘通过；
(二)将步骤(一)中的混合物加水搅拌成粘土状的共混物，所述加水量为混合物总量的25％；
(三)将上述步骤(二)的共混物按照规定的形状和尺寸，在标准大气压下固化，制成建筑材料，所述固化温度为60℃，固化时间为16h。
所述添加剂包含火山灰，所述火山灰的成分中包含硅灰和高反应性偏高岭土，所述火山灰的重量为添加剂总重量的85％，所述火山灰为高反应性火山灰，且所述火山灰成分的比表面积高于水泥粉尘的比表面积；
所述添加剂还包括飞灰和硅酸钠，所述飞灰和硅酸钠的总量为添加剂总重量的15％，且所述飞灰和硅酸钠的加入比例为2：1，即所述飞灰占添加剂总重量的10％，硅酸钠占添加剂总重量的5％。
将所述步骤(三)中的共混物通过模具浇铸或者是挤出成型的方法将所述共混物制作成为板、块或者砖形状的建筑材料。
实施例6：一种用工业废弃物制造建筑材料的方法，主要包括以下步骤：
(一)按照重量比为82％：18％将水泥粉尘和添加剂混合；
(二)将步骤(一)中的混合物加水搅拌成粘土状的共混物，所述加水量为混合物总量的28％；
(三)将上述步骤(二)的共混物按照规定的形状和尺寸，在标准大气压下固化，制成建筑材料，所述固化温度为70℃，固化时间为15h。
所述添加剂包含火山灰，所述火山灰的成分中包含硅灰和高反应性偏高岭土，所述火山灰的重量为添加剂总重量的20％，所述火山灰为高反应性火山灰，且所述火山灰成分的比表面积高于水泥粉尘的比表面积；
所述添加剂还包括飞灰、碎屑橡胶和硅酸钠，所述飞灰、碎屑橡胶和硅酸钠的总量为添加剂总重量的80％，且所述飞灰、碎屑橡胶和硅酸钠的加入比例为2：5：1，即所述飞灰占添加剂总重量的20％，碎屑橡胶占添加剂总重量的50％，硅酸钠占添加剂总重量的10％。
将所述步骤(三)中的共混物通过模具浇铸或者是挤出成型的方法将所述共混物制作成为板、块或者砖形状的建筑材料。
实施例7：一种用工业废弃物制造建筑材料的方法，主要包括以下步骤：
(一)按照重量比为79％：21％将水泥粉尘和添加剂混合；
(二)将步骤(一)中的混合物加水搅拌成粘土状的共混物，所述加水量为混合物总量的31％；
(三)将上述步骤(二)的共混物按照规定的形状和尺寸，在标准大气压下固化，制成建筑材料，所述固化温度为80℃，固化时间为14h。
所述添加剂包含火山灰、轻质骨料、云母粒、切碎的稻壳、干草和泥，所述火山灰的成分中包含硅灰和高反应性偏高岭土，所述火山灰的重量为添加剂总重量的30％，其余量为轻质骨料、云母粒、切碎的稻壳、干草和泥，所述火山灰为高反应性火山灰，且所述火山灰成分的比表面积高于水泥粉尘的比表面积；
将所述步骤(三)中的共混物通过模具浇铸或者是挤出成型的方法将所述共混物制作成为板、块或者砖形状的建筑材料。
实施例8：一种用工业废弃物制造建筑材料的方法，主要包括以下步骤：
(一)按照重量比为76％：24％将水泥粉尘和添加剂混合；
(二)将步骤(一)中的混合物加水搅拌成粘土状的共混物，所述加水量为混合物总量的34％；
(三)将上述步骤(二)的共混物按照规定的形状和尺寸，在标准大气压下固化，制成建筑材料，所述固化温度为90℃，固化时间为13h。
所述添加剂包含火山灰和硅酸钠，所述火山灰的成分中包含硅灰和高反应性偏高岭土，所述火山灰的重量为添加剂总重量的40％，其余量为硅酸钠，所述火山灰为高反应性火山灰，且所述火山灰成分的比表面积高于水泥粉尘的比表面积；
将所述步骤(三)中的共混物通过模具浇铸或者是挤出成型的方法将所述共混物制作成为板、块或者砖形状的建筑材料。
实施例9：一种用工业废弃物制造建筑材料的方法，主要包括以下步骤：
(一)按照重量比为73％：27％将水泥粉尘和添加剂混合；
(二)将步骤(一)中的混合物加水搅拌成粘土状的共混物，所述加水量为混合物总量的37％；
(三)将上述步骤(二)的共混物按照规定的形状和尺寸，在标准大气压下固化，制成建筑材料，所述固化温度为100℃，固化时间为12h。
所述添加剂包含火山灰和碎屑橡胶，所述火山灰的成分中包含硅灰和高反应性偏高岭土，所述火山灰的重量为添加剂总重量的65％，其余量为碎屑橡胶，所述火山灰为高反应性火山灰，且所述火山灰成分的比表面积高于水泥粉尘的比表面积；
将所述步骤(三)中的共混物通过模具浇铸或者是挤出成型的方法将所述共混物制作成为板、块或者砖形状的建筑材料。
实施例10：一种用工业废弃物制造建筑材料的方法，主要包括以下步骤：
(一)按照重量比为70％：30％将水泥粉尘和添加剂混合；
(二)将步骤(一)中的混合物加水搅拌成粘土状的共混物，所述加水量为混合物总量的40％；
(三)将上述步骤(二)的共混物按照规定的形状和尺寸，在标准大气压下固化，制成建筑材料，所述固化温度为65℃，固化时间为16h。
所述添加剂包含火山灰和飞灰，所述火山灰的成分中包含硅灰和高反应性偏高岭土，所述火山灰的重量为添加剂总重量的95％，其余量为飞灰，所述火山灰为高反应性火山灰，且所述火山灰成分的比表面积高于水泥粉尘的比表面积；
将所述步骤(三)中的共混物通过模具浇铸或者是挤出成型的方法将所述共混物制作成为板、块或者砖形状的建筑材料。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变化和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种用工业废弃物制造建筑材料的方法，其特征在于，主要包括以下步骤：
(一)按照重量比为70％～97％：30％～3％将水泥粉尘和添加剂混合，所述添加剂至少包含火山灰，所述火山灰的重量为添加剂总重量的10％～100％；
(二)将步骤(一)中的混合物加水搅拌成粘土状的共混物，所述加水量为混合物总量的15％～40％；
(三)将上述步骤(二)的共混物按照规定的形状和尺寸，在标准大气压下固化，制成建筑材料。
2.如权利要求1所述的用工业废弃物制造建筑材料的方法，其特征在于，所述添加剂还可以包含飞灰、碎屑橡胶、硅酸钠、轻质骨料、云母粒、切碎的稻壳、干草和泥中的一种或几种。
3.如权利要求2所述的用工业废弃物制造建筑材料的方法，其特征在于，所述飞灰，碎屑橡胶，硅酸钠和轻质骨料、云母粒、切碎的稻壳、干草和泥中的一种或多种的加入比例为2：5：1：5。
4.如权利要求1～3任一项所述的用工业废弃物制造建筑材料的方法，其特征在于，所述步骤(二)中加水量为混合物总量的20％～30％。
5.如权利要求1～3任一项所述的用工业废弃物制造建筑材料的方法，其特征在于，所述步骤(三)中固化温度为20～100℃。
6.如权利要求1～3任一项所述的用工业废弃物制造建筑材料的方法，其特征在于，所述步骤(三)中固化时间为12h～20h。
7.如权利要求1～3任一项所述的用工业废弃物制造建筑材料的方法，其特征在于，将所述步骤(三)中的共混物通过模具浇铸或者是挤出成型的方法将所述共混物制作成为板、块或者砖形状的建筑材料。
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