CN112456940A - 一种再生利用建筑垃圾的生土基砌块及制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种再生利用建筑垃圾的生土基砌块及制作方法，包括长方体的生土基砌块本体，或在生土基砌块本体中设有开孔，开孔沿生土基砌块本体高度纵向开设，通孔为单孔、双孔或三孔；所述单孔开设于生土基砌块中心，双孔或三孔对称开设于生土基砌块中；且开孔孔径占生土基砌块长度的1/5。生土基砌块材料包括建筑废土100份，建筑垃圾混凝土20份，水泥10份，石灰0～5份，纤维0～0.3份，建筑胶0.1～0.2份，建筑垃圾砖骨料20份。本发明大幅提升生土基砌块产品的抗压强度，解决了传统生土建筑安全性差的问题，具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于建筑墙体材料技术领域，具体为一种生态、节能环保、性能优良，对建筑垃圾再生利用的生土基砌块及制作方法。
背景技术
中国城市更新计划已经逐步成为了国家经济民生重要战略之一，但是在更新的同时，拆旧建新的过程当中，秉持绿色生态环保的理念，也越发显得重要，而建筑废土、建筑废砖、建筑废混凝土、建筑废弃陶瓷等建筑垃圾的消纳问题，也一直是建设领域的一个重大难题。
近些年，仅有不到少量的金属、塑料、玻璃等建筑垃圾可以做到回收利用，除此之外，基本上所有的建筑垃圾均采用异地填埋的方式进行处理，但是如今消纳建筑垃圾的场地越发难寻，运输及掩埋费用也越发高额，最重要的是对于原生态破坏的代价是不可逆的，同时也是不可估量的。
而将废旧混凝土、废旧砖块及废旧陶瓷等建筑垃圾变废为宝，对其进行破碎处理，形成骨料，与生土材料及添加材料等混合，压制成生土基砌块，在大量消耗建筑废土的同时，将大量废旧混凝土等建筑垃圾回收重利用，充分发挥其价值，是对于节能减排、环保可持续发展来说具有重大意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可对建筑垃圾重生再利用的新型高性能生土基砌块产品，该产品大幅提升了生土基砌块产品的抗压强度，解决了传统生土建筑安全性差的问题。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
根据本发明提供的一个实施例，本发明提供了一种再生利用建筑垃圾的生土基砌块，包括长方体的生土基砌块本体，在生土基砌块本体中设有开孔，所述开孔沿生土基砌块本体高度纵向开设，所述通孔为单孔、双孔或三孔；所述单孔开设于生土基砌块中心，所述双孔和三孔对称开设于生土基砌块中；且开孔孔径占生土基砌块长度的1/5。
作为优选，所述双孔孔径相同，双孔之间孔中心距不小于生土基砌块长度的1/2。
作为优选，所述三孔两端孔径相同，中间通孔孔径小于侧孔孔径。
作为优选，所述单孔和双孔开孔为通孔，通孔的高度为长度的3/8。
作为优选，所述三孔开孔为盲孔，盲孔孔底厚度不小于2cm。
本发明进而给出了所述再生利用建筑垃圾的生土基砌块材料，生土基砌块材料包括以下质量比的原料：
建筑废土100份，建筑垃圾混凝土20份，建筑垃圾砖骨料0～20份，水泥10份，石灰0～5份，纤维0～0.3份，建筑胶0.1～0.2份。
作为优选，所述建筑垃圾砖骨料采用建筑垃圾陶瓷骨料替代。
作为优选，所述纤维采用麻丝，纤维长度在6-10mm。
作为优选，所述建筑废土粒径在0.003～20mm，不同粒径在建筑废土占比分别为：
粒径＜20mm占100％、粒径＜5mm占95.7％、粒径＜1mm占93.2％、粒径＜0.4mm占92.4％、粒径＜0.2mm占91.6％、粒径＜0.08mm占87.5％、粒径＜0.055mm占65.8％、粒径＜0.04mm占62.3％、粒径＜0.025mm占58.1％、粒径＜0.017mm占37.8％、粒径＜0.01mm占24.5％、粒径＜0.007mm占16.8％、粒径＜0.005mm占13.3％、粒径＜0.003mm占7.7％。
本发明进一步给出了再生利用建筑垃圾的生土基砌块制作方法，包括以下步骤：
1)对建筑废土进行晾晒、去杂、破碎及过筛处理，保证颗粒直径在4mm以下；
2)对建筑垃圾砖骨料进行破碎处理，所得骨料直径应保证在5-10mm；
3)按照质量比将100份建筑废土、20份建筑垃圾混凝土，10份水泥、0～5份石灰、0～0.3份纤维、粉体材料混合搅拌均匀，得到粉状材料；
4)按照质量比100:1-160:1将水与建筑胶充分混合搅拌得到建筑胶溶液；
5)将0.1～0.2份建筑胶溶液的一半喷淋至添加有建筑垃圾砖骨料上，再将骨料倒入搅拌机中同粉状材料一起搅拌，搅拌过程中继续喷洒剩余一半建筑胶溶液，搅拌3min以上，充分混合均匀，控制混合料含水率在12％-15％；
6)按照实心或开孔生土基砌块结构要求，经压制后得到生土基砌块，并按照传统方法养护。
本发明制作的生土基砌块7天抗压强度实心生土基砌块不低于3.02MPa，单孔生土基砌块不低于2.89MPa，双孔生土基砌块不低于2.45MPa，三孔生土基砌块不低于2.62MPa；30天抗压强度实心生土基砌块不低于5.07MPa，单孔生土基砌块不低于4.77MPa，双孔生土基砌块不低于4.21MPa，三孔生土基砌块不低于4.40MPa。
本发明的有益效果在于：
本发明主要基于对建筑垃圾的消纳，同时能够保证生土基砌块的强度要求，建筑垃圾主要有建筑废土、建筑垃圾砖、建筑垃圾混凝土及建筑垃圾陶瓷，其他添加材料有水泥、石灰、建筑胶、纤维等。
建筑废土：主要成分为淤泥质粘性土，含有部分杂质，作为生土基砌块中的粘结与填充材料。
建筑垃圾砖：采用普通砌体结构、多高层结构填充墙体拆除材料，主要用于在混合料中起到骨架的作用，提升生土基砌块强度。
建筑垃圾混凝土：采用拆除建筑时的废旧混凝土材料，主要用于在混合料中起到骨架的作用，提升生土基砌块强度。
建筑垃圾陶瓷：采用废旧陶瓷制品以及废旧建筑瓦片，主要用于在混合料中起到骨架的作用，提升生土基砌块强度。
水泥：32.5普通硅酸盐水泥，主要用于生土基砌块的前期强度支撑及提升生土料与骨料之间的粘结。
石灰：完全熟化的熟石灰，主要在生土基砌块中提供钙离子，与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙，具有保证后期强度的作用。
建筑胶：采用建筑901胶粉，提升混合料之间的粘结力以及建筑骨料与混合料之间的粘结效果。
纤维：采用麻刀(麻丝)，保证纤维长度在6-10mm之间，有利于提升生土基砖块的整体性，具有防开裂及提高强度的作用。
本发明适用于建筑领域。并大量的消纳了建筑垃圾，对于缓解建筑垃圾排放难的问题具有重要的意义，同时提供一种新型生土基砌块，环保节能，绿色无污染，对于建筑墙体材料市场的发展具有极大的推动作用。
本发明以建筑废土为基料，以建筑垃圾砖块作为骨料的生土基砌块，最大限度的将建筑垃圾合理化再生利用，实现了建筑废料资源化的目的，并极大的缓解了建筑垃圾消纳难的问题；本发明的生土基砌块，低能耗低排放，完美的展现了绿色、环保、可持续的理念；同时采用全套现代自动化机械压制技术，大幅提升生土基砌块产品的抗压强度，很好的解决了传统生土建筑安全性差的问题，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1a、1b分别为本发明实施例实心生土基砌块主视图和侧视图；
图2a、2b分别为本发明实施例单孔开孔生土基砌块主视图和侧视图；
图3a、3b分别为本发明实施例双孔开孔生土基砌块主视图和侧视图；
图4a、4b分别为本发明实施例三孔开孔生土基砌块主视图和侧视图；
图5a、5b分别为本发明实施例不同用胶量实心生土基砌块养护7天抗压强度图和养护30天抗压强度图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
如图1a、1b–图4a、4b所示，本发明生土基砌块，包括长方体的生土基砌块本体，在生土基砌块本体中设有开孔，开孔沿生土基砌块本体高度纵向开设，通孔为单孔、双孔或三孔；单孔开设于生土基砌块中心，双孔和三孔对称开设于生土基砌块中；且开孔孔径占生土基砌块长度的1/5。双孔孔径相同，双孔之间孔中心距不小于生土基砌块长度的1/2。三孔两端孔径相同，中间通孔孔径小于侧孔孔径。
单孔和双孔开孔为通孔，通孔的高度为长度的3/8。三孔开孔为盲孔，盲孔孔底厚度不小于2cm。
在一个实施例中，如图1a、1b–图4a、4b所示，采用长度240mm、宽度115mm、厚度90mm的生土基砌块，可生产砌块类型包括实心、单孔、双孔、三孔等不同开孔率及开孔形状砌块。在该实施例中，孔径55mm，开孔在中心位置；双孔砌块开孔直径55mm，开孔在两侧位置；三孔砌块两侧开孔直径45mm，中间开孔直径30mm。
本发明制备利用建筑垃圾的生土基砌块材料，采用以下质量比的原料：
建筑废土100份，建筑垃圾混凝土20份，水泥10份，石灰0～5份，纤维0～0.3份，建筑胶0.1～0.2份，建筑垃圾砖骨料20份。建筑垃圾砖骨料采用建筑垃圾陶瓷骨料替代。纤维采用麻丝，纤维长度在6-10mm。
本发明对建筑废土去除杂质后，进行了粒径分析，根据分析结果，得到了土颗粒不同粒径含量占比，如表1。
表1：小于建筑废土颗粒粒径占比分布表
本发明再生利用建筑垃圾的生土基砌块制作方法，采用以下步骤：
1)对建筑废土进行晾晒、去杂、破碎及过筛处理，保证颗粒直径在4mm以下；
2)对建筑垃圾砖骨料进行破碎处理，所得骨料直径应保证在5-10mm；
3)按照质量比将100份建筑废土、10份水泥、0～5份石灰、0～0.3份纤维、粉体材料混合搅拌均匀，得到粉状材料；
4)取建筑胶盛放于桶内，按照质量比水与建筑胶100:1-160:1的比例混合，充分搅拌得到建筑胶溶液；
5)将0.1～0.2份建筑胶溶液的一半喷淋至添加有建筑垃圾砖骨料上(如果未添加该建筑垃圾砖骨料，将建筑胶溶液在后续一次性加入)，再将骨料倒入搅拌机中同粉状材料一起搅拌，搅拌过程中继续喷洒剩余一半建筑胶溶液，搅拌3min以上，充分混合均匀，控制混合料含水率在12％-15％；
6)按照上述实心、单孔、双孔、三孔生土基砌块结构要求，经压制后得到生土基砌块，并按照传统方法养护。
本发明根据所用不同粒径土颗粒含量占比试验分析结果，有针对性的设计了以下几组实施方案，方案中各组分的比例为土质量的百分比。为保证生土基砌块可再回收利用，试验发现，水泥含量不宜超过土料质量的10％。
下面给出不同的实施例来进一步说明本发明。
实施例1：按照以下配料制备生土基砌块：
建筑废土100份，水泥10份，建筑胶0.1份，标准养护后，测得7天抗压强度实心为3.21MPa，单孔为2.93MPa，双孔为2.67MPa，三孔为2.75MPa；30天抗压强度实心为5.07MPa，单孔为4.77MPa，双孔为4.23MPa，三孔为4.40MPa。
实施例2：按照以下配料制备生土基砌块：
建筑废土100份，水泥10份，建筑胶0.1份，建筑垃圾砖骨料20份，标准养护后，测得7天抗压强度实心为3.50MPa，单孔为3.32MPa，双孔为2.91MPa，三孔为3.02MPa；30天抗压强度实心为6.79MPa，单孔为6.01MPa，双孔为4.75MPa，三孔为5.23MPa。
实施例3：按照以下配料制备生土基砌块：
建筑废土100份，水泥10份，建筑胶0.1份，建筑垃圾混凝土20份，标准养护后，测得7天抗压强度实心为3.42MPa，单孔为2.95MPa，双孔为2.60MPa，三孔为2.78MPa；30天抗压强度实心为5.31MPa，单孔为5.02MPa，双孔为4.83MPa，三孔为4.88MPa。
实施例4：按照以下配料制备生土基砌块：
建筑废土100份，水泥10份，建筑胶0.1份，建筑垃圾陶瓷骨料20份，标准养护后，测得7天抗压强度实心为3.02MPa，单孔为2.89MPa，双孔为2.45MPa，三孔为2.62MPa；30天抗压强度实心为5.10MPa，单孔为4.78MPa，双孔为4.21MPa，三孔为4.43MPa。
实施例5：按照以下配料制备生土基砌块：
建筑废土100份，水泥10份，建筑胶0.2份，建筑垃圾砖骨料20份，标准养护后，测得7天抗压强度实心为3.93MPa，单孔为3.62MPa，双孔为3.05MPa，三孔为3.25MPa；30天抗压强度实心为6.92MPa，单孔为6.65MPa，双孔为6.23MPa，三孔为6.34MPa。
实施例6：按照以下配料制备生土基砌块：
建筑废土100份，水泥10份，建筑胶0.3份，建筑垃圾砖骨料20份，标准养护后，测得7天抗压强度实心为4.03MPa，单孔为3.86MPa，双孔为3.43MPa，三孔为3.58MPa；30天抗压强度实心为6.98MPa，单孔为6.72MPa，双孔为6.18MPa，三孔为6.23MPa。
实施例7：按照以下配料制备生土基砌块：
建筑废土100份，水泥10份，石灰5份，建筑胶0.2份，建筑垃圾砖骨料20份，标准养护后，测得7天抗压强度实心为3.47MPa，单孔为3.21MPa，双孔为2.80MPa，三孔为2.84MPa；30天抗压强度实心为7.25MPa，单孔为7.04MPa，双孔为6.52MPa，三孔为6.68MPa。
实施例8：按照以下配料制备生土基砌块：
建筑废土100份，水泥10份，石灰4份，纤维0.3份，建筑胶0.2份，建筑垃圾砖骨料10份，标准养护后，测得7天抗压强度实心为3.38MPa，单孔为3.16MPa，双孔为2.75MPa，三孔为2.82MPa；30天抗压强度实心为7.20MPa，单孔为6.98MPa，双孔为6.33MPa，三孔为6.43MPa。
表2：生土基砌块抗压强度试验数据
本发明严格采用国家现行技术规程标准进行抗压试验，所得抗压强度见下表2。根据试验所得，发现：
1)建筑胶对于生土基砌块强度具有一定的提升作用，而且根据试验现象发现，随着添加建筑胶量的增加，生土基砌块的抗压强度会先快速增长，但是添加量增加到土质量的0.3％时，强度增长缓慢，但是生土基砌块的变形能力增强明显，如图5a、5b所示。
2)混合料中添加了建筑垃圾骨料之后，使得砌块具有很好的呼吸作用，砌块自身的原始裂缝大大减少，而且生土基砌块的抗压强度整体有一定的提升，其中建筑垃圾砖提升最为明显。
3)石灰对于生土基砌块的早起强度基本没有作用，在养护后期，石灰开始与空气中的二氧化碳发生反应，对于强度的提升具有较好的作用。
4)纤维对于砌块的强度基本上没有提升作用，甚至会有所降低砌块的抗压强度，但是试验现象表明，纤维对于生土基砌块的整体性具有很大的提升，当达到最大受压承载力时，砌块并没有溃散。
从表2可以看出，生土基砌块材料7天抗压强度实心生土基砌块不低于3.02MPa，单孔生土基砌块不低于2.89MPa，双孔生土基砌块不低于2.45MPa，三孔生土基砌块不低于2.62MPa；30天抗压强度实心生土基砌块不低于5.07MPa，单孔生土基砌块不低于4.77MPa，双孔生土基砌块不低于4.21MPa，三孔生土基砌块不低于4.40MPa。本发明方法是一种制备性能良好的本发明所制备的生土基砌块具有较高的抗压强度，是一种制备性能良好的生土基砌块。
本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种再生利用建筑垃圾的生土基砌块，其特征在于，包括长方体的生土基砌块本体，或在生土基砌块本体中设有开孔，所述开孔沿生土基砌块本体高度纵向开设，所述通孔为单孔、双孔或三孔；所述单孔开设于生土基砌块中心，所述双孔和三孔对称开设于生土基砌块中；且开孔孔径占生土基砌块长度的1/5。
2.根据权利要求1所述的一种再生利用建筑垃圾的生土基砌块，其特征在于，所述双孔孔径相同，双孔之间孔中心距不小于生土基砌块长度的1/2。
3.根据权利要求2所述的一种再生利用建筑垃圾的生土基砌块，其特征在于，所述三孔两端孔径相同，中间通孔孔径小于侧孔孔径。
4.根据权利要求1所述的一种再生利用建筑垃圾的生土基砌块，其特征在于，所述单孔和双孔开孔为通孔，通孔的高度为长度的3/8。
5.根据权利要求1所述的一种再生利用建筑垃圾的生土基砌块，其特征在于，所述三孔开孔为盲孔，盲孔孔底厚度不小于2cm。
6.一种基于权利要求1-5任一项所述的一种再生利用建筑垃圾的生土基砌块材料，其特征在于，生土基砌块材料包括以下质量比的原料：
建筑废土100份，建筑垃圾混凝土0～20份，建筑垃圾砖骨料0～20份，水泥10份，石灰0～5份，纤维0～0.3份，建筑胶0.1～0.2份。
7.根据权利要求6所述的一种再生利用建筑垃圾的生土基砌块材料，其特征在于，所述建筑垃圾砖骨料采用建筑垃圾陶瓷骨料替代；所述纤维采用麻丝，纤维长度在6-10mm。
8.根据权利要求6所述的一种再生利用建筑垃圾的生土基砌块材料，其特征在于，所述建筑废土粒径在0.003～20mm，不同粒径在建筑废土占比分别为：
粒径＜20mm占100％、粒径＜5mm占95.7％、粒径＜1mm占93.2％、粒径＜0.4mm占92.4％、粒径＜0.2mm占91.6％、粒径＜0.08mm占87.5％、粒径＜0.055mm占65.8％、粒径＜0.04mm占62.3％、粒径＜0.025mm占58.1％、粒径＜0.017mm占37.8％、粒径＜0.01mm占24.5％、粒径＜0.007mm占16.8％、粒径＜0.005mm占13.3％、粒径＜0.003mm占7.7％。
9.一种权利要求6所述材料的再生利用建筑垃圾的生土基砌块制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)对建筑废土进行晾晒、去杂、破碎及过筛处理，保证颗粒直径在4mm以下；
2)对建筑垃圾砖骨料进行破碎处理，所得骨料直径应保证在5-10mm；
3)按照质量比将100份建筑废土、10份水泥、0～5份石灰、0～0.3份纤维、粉体材料混合搅拌均匀，得到粉状材料；
4)按照质量比100:1-160:1将水与建筑胶充分混合搅拌得到建筑胶溶液；
5)将0.1～0.2份建筑胶溶液的一半喷淋至添加有建筑垃圾砖骨料上，再将骨料倒入搅拌机中同粉状材料一起搅拌，搅拌过程中继续喷洒剩余一半建筑胶溶液，搅拌3min以上，充分混合均匀，控制混合料含水率在12％-15％；
6)按照实心或开孔生土基砌块结构要求，经压制后得到生土基砌块，并按照传统方法养护。
10.根据权利要求9所述的再生利用建筑垃圾的生土基砌块制作方法，其特征在于，所述生土基砌块材料7天抗压强度实心生土基砌块不低于3.02MPa，单孔生土基砌块不低于2.89MPa，双孔生土基砌块不低于2.45MPa，三孔生土基砌块不低于2.62MPa；30天抗压强度实心生土基砌块不低于5.07MPa，单孔生土基砌块不低于4.77MPa，双孔生土基砌块不低于4.21MPa，三孔生土基砌块不低于4.40MPa。
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