CN112679125B - 一种建筑废弃物改性硅微粉及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种建筑废弃物改性硅微粉及其制备方法，属于建筑材料领域。改性硅微粉由如下重量份的原料组成：亚磷酸3‑5份、预处理建筑废弃物100‑120份、正硅酸乙酯200‑250份、1H,1H,2H,2H‑全氟癸基三乙氧基硅烷2‑6份、壳聚糖10‑15份、十二烷基苯磺酸钠4‑7份、氧化聚乙烯蜡5‑8份。本发明首先将建筑废弃物采用碱液浸泡，不仅可以清除表面酸性残留，而且可以改善土粉间的孔隙率，之后与正硅酸乙酯形成的硅溶胶共混，以壳聚糖、聚乙烯蜡为包覆原料，再经过煅烧，可以有效的形成稳定的包覆硅微粉，该成品具有很好的吸附性能，且力学强度高，可以适用于环保涂料、塑料材料等，适用性好。

Description

一种建筑废弃物改性硅微粉及其制备方法

技术领域

本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种建筑废弃物改性硅微粉及其制备方法。

背景技术

建筑垃圾指人们在从事拆迁、建设、装修、修缮等建筑业的生产活动中产生的渣土、废旧混凝土、废旧砖石及其他废弃物的统称，按产生源分类，建筑垃圾可分为工程渣土、装修垃圾、拆迁垃圾、工程泥浆等；按组成成分分类，建筑垃圾可分为渣土、混凝土块、碎石块、砖瓦碎块、废砂浆、泥浆、沥青块、废塑料、废金属、废竹木等。这些材料对于建筑本身而言是没有任何帮助的，但却是在建筑过程中产生的物质，需要进行相应的处理，这样才能够达到理想的工程项目建设，正因为是一个整体的过程，所以其环节的考虑是更重要的。

随着工业化、城市化进程的加速，建筑业也同时快速发展，相伴而产生的建筑垃圾日益增多，中国建筑垃圾的数量已占到城市垃圾总量的1/3以上。截至2011年，中国城市固体生活垃圾存量已达70亿吨，可推算建筑垃圾总量为21亿至28亿吨，每年新产生建筑垃圾超过3亿吨。如采取简单的堆放方式处理，每年新增建筑垃圾的处理都将占1.5亿至2亿平方米用地。中国正处于经济建设高速发展时期，每年不可避免地产生数亿吨建筑垃圾。如果不及时处理和利用，必将给社会、环境和资源带来不利影响。

大多数城市建筑垃圾堆放地的选址在很大程度上具有随意性，留下了不少安全隐患。施工场地附近多成为建筑垃圾的临时堆放场所，由于只图施工方便和缺乏应有的防护措施，在外界因素的影响下，建筑垃圾堆出现崩建筑垃圾随意堆放--武原丞塌，阻碍道路甚至冲向其他建筑物的现象时有发生。在郊区，坑塘沟渠多是建筑垃圾的首选堆放地，这不仅降低了对水体的调蓄能力，也将导致地表排水和泄洪能力的降低。

随着城市的不断发展，大量的建筑垃圾随意堆放，不仅占用土地，而且污染环境，并且直接或间接地影响着空气质量。

目前我国的建筑垃圾大多采用填埋的方式处理，然而建筑垃圾在堆放过程中，在温度、水分等作用下，某些有机物质发生分解，产生有害气体，如建筑垃圾废石膏中含有大量硫酸根离子，硫酸根离子在厌氧条件下会转化为具有臭鸡蛋味的硫化氢，废纸板和废木材在厌氧条件下可溶出木质素和单宁酸并分解生成挥发性有机酸，这种有害气体排放到空气中就会污染大气；垃圾中的细菌、粉尘随风飘散，造成对空气的污染；少量可燃建筑垃圾在焚烧过程中又会产生有毒的致癌物质，造成对空气的二次污染。

我国的建筑垃圾再生利用已经有了一定的技术基础，无论是实验室的研究还是市场应用都有了一定成果。建筑垃圾中的许多废弃物经分拣、剔除或粉碎后，大多可以作为再生资源重新利用如:废钢筋、废铁丝、废电线和各种废钢配件等金属，可以代砂，用于砌筑砂浆、抹灰砂浆、打混凝土垫层等，还可以用于制作砌块、铺道砖、花格砖等建材制品。

目前，建筑废弃物大多还是用于建筑材料，应用范围小，适用性不高。

发明内容

本发明的目的是提供一种建筑废弃物改性硅微粉及其制备方法，以提高建筑废弃物利用率，解决现有建筑废弃物多用于建筑材料，应用范围小，适用性不高的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

1、本发明提供一种建筑废弃物改性硅微粉，由如下重量份的原料组成：

亚磷酸3-5份、预处理建筑废弃物100-120份、正硅酸乙酯200-250份、1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷2-6份、壳聚糖10-15份、十二烷基苯磺酸钠4-7份、氧化聚乙烯蜡5-8份。

进一步地，所述建筑废弃物包括渣土、废砂浆、破碎废竹木，三者体积比为1：2：1。

进一步地，所述预处理建筑废弃物的制备方法，包括以下步骤：

取建筑废弃物，在废弃物中加碱液，搅拌均匀后堆积2-3小时，送入烧结炉中，在700-800℃下煅烧60-80分钟，出料冷却，磨成细粉。

进一步地，所述碱液为浓度为1.6-2mol/L的氢氧化钠水溶液或氢氧化钾水溶液。

2、本发明另提供一种建筑废弃物改性硅微粉的制备方法，包括以下步骤：

1)取氧化聚乙烯蜡，加入到其重量7-11倍的氯化亚砜中，搅拌均匀，送入到60-65℃的恒温水浴中，加入亚磷酸，保温搅拌1-2小时，出料冷却，旋蒸除去溶剂，得改性聚乙烯蜡；

2)取1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷，加入到其重量20-30倍的无水乙醇中，搅拌均匀，得硅烷分散液；

3)取壳聚糖，加入到其重量40-50倍的去离子水中，搅拌均匀，得水分散液；

4)取正硅酸乙酯，加入到上述步骤3)水分散液中，搅拌均匀，与上述步骤2)的硅烷分散液混合，加入步骤1)改性聚乙烯蜡、预处理建筑废弃物，搅拌4-6小时，抽滤，将滤饼水洗，与十二烷基苯磺酸钠混合，烧结，磨粉，过筛，即得建筑废弃物改性硅微粉。

进一步地，步骤4)所述烧结温度为700-800℃，时间为1-2小时。

本发明的一种建筑废弃物改性硅微粉及其制备方法与现有技术相比所产生的有益效果是：

本发明首先将建筑废弃物采用碱液浸泡，不仅可以清除表面酸性残留，而且可以改善土粉间的孔隙率，之后与正硅酸乙酯形成的硅溶胶共混，以壳聚糖、聚乙烯蜡为包覆原料，再经过煅烧，可以有效的形成稳定的包覆硅微粉，该成品具有很好的吸附性能，且力学强度高，可以适用于环保涂料、塑料材料等，适用性好。

具体实施方式

实施例1

本发明的一种建筑废弃物改性硅微粉，由下述重量份的原料组成：

亚磷酸3份、预处理建筑废弃物100份、正硅酸乙酯200份、1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷2份、壳聚糖10份、十二烷基苯磺酸钠4份、氧化聚乙烯蜡5份。

其中建筑废弃物包括渣土、废砂浆、破碎废竹木，三者体积比为1：2：1。

其中预处理建筑废弃物的制备方法，包括以下步骤：

取建筑废弃物，在废弃物中加碱液，搅拌均匀后堆积2小时，送入烧结炉中，在700℃下煅烧60分钟，出料冷却，磨成细粉。

所述碱液为浓度为1.6mol/L的氢氧化钠水溶液。

一种建筑废弃物改性硅微粉的制备方法，包括以下步骤：

(1)取5份氧化聚乙烯蜡，加入到其重量7倍的氯化亚砜中，搅拌均匀，送入到60℃的恒温水浴中，加入3份亚磷酸，保温搅拌1小时，出料冷却，旋蒸除去溶剂，得改性聚乙烯蜡；

(2)取2份1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷，加入到其重量20倍的无水乙醇中，搅拌均匀，得硅烷分散液；

(3)取10份壳聚糖，加入到其重量40倍的去离子水中，搅拌均匀，得水分散液；

(4)取200份正硅酸乙酯，加入到上述水分散液中，搅拌均匀，与上述硅烷分散液混合，加入改性聚乙烯蜡、100份预处理建筑废弃物，搅拌4小时，抽滤，将滤饼水洗，与4份十二烷基苯磺酸钠混合，烧结，磨粉，过筛，即得所述建筑废弃物改性硅微粉。

步骤(4)烧结温度为700℃，时间为1小时。

实施例2

本发明的一种建筑废弃物改性硅微粉，由下述重量份的原料组成：

亚磷酸5份、预处理建筑废弃物120份、正硅酸乙酯250份、1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷6份、壳聚糖15份、十二烷基苯磺酸钠7份、氧化聚乙烯蜡8份。

其中建筑废弃物包括渣土、废砂浆、破碎废竹木，三者体积比为1：2：1。

其中预处理建筑废弃物的制备方法，包括以下步骤：

取建筑废弃物，在废弃物中加碱液，搅拌均匀后堆积3小时，送入烧结炉中，在800℃下煅烧80分钟，出料冷却，磨成细粉。

所述碱液为浓度为2mol/L的氢氧化钾水溶液。

一种建筑废弃物改性硅微粉的制备方法，包括以下步骤：

(1)取8份氧化聚乙烯蜡，加入到其重量11倍的氯化亚砜中，搅拌均匀，送入到65℃的恒温水浴中，加入亚磷酸5份，保温搅拌2小时，出料冷却，旋蒸除去溶剂，得改性聚乙烯蜡；

(2)取6份1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷，加入到其重量30倍的无水乙醇中，搅拌均匀，得硅烷分散液；

(3)取15份壳聚糖，加入到其重量50倍的去离子水中，搅拌均匀，得水分散液；

(4)取250份正硅酸乙酯，加入到上述水分散液中，搅拌均匀，与上述硅烷分散液混合，加入改性聚乙烯蜡、120份预处理建筑废弃物，搅拌6小时，抽滤，将滤饼水洗，与7份十二烷基苯磺酸钠混合，烧结，磨粉，过筛，即得所述建筑废弃物改性硅微粉。

步骤(4)烧结温度为800℃，时间为2小时。

实施例3

本发明的一种建筑废弃物改性硅微粉，由下述重量份的原料组成：

亚磷酸4份、预处理建筑废弃物110份、正硅酸乙酯220份、1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷4份、壳聚糖12份、十二烷基苯磺酸钠6份、氧化聚乙烯蜡6份。

其中建筑废弃物包括渣土、废砂浆、破碎废竹木，三者体积比为1：2：1。

其中预处理建筑废弃物的制备方法，包括以下步骤：

取建筑废弃物，在废弃物中加碱液，搅拌均匀后堆积2小时，送入烧结炉中，在760℃下煅烧65分钟，出料冷却，磨成细粉。

所述碱液为浓度为1.8mol/L的氢氧化钠水溶液。

一种建筑废弃物改性硅微粉的制备方法，包括以下步骤：

(1)取6份氧化聚乙烯蜡，加入到其重量10倍的氯化亚砜中，搅拌均匀，送入到62℃的恒温水浴中，加入4份亚磷酸，保温搅拌1小时，出料冷却，旋蒸除去溶剂，得改性聚乙烯蜡；

(2)取4份1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷，加入到其重量23倍的无水乙醇中，搅拌均匀，得硅烷分散液；

(3)取12份壳聚糖，加入到其重量43倍的去离子水中，搅拌均匀，得水分散液；

(4)取220份正硅酸乙酯，加入到上述水分散液中，搅拌均匀，与上述硅烷分散液混合，加入改性聚乙烯蜡、110份预处理建筑废弃物，搅拌5小时，抽滤，将滤饼水洗，与6份十二烷基苯磺酸钠混合，烧结，磨粉，过筛，即得所述建筑废弃物改性硅微粉。

步骤(4)所述烧结温度为750℃，时间为1.7小时。

实施例测试：

	实施例1	实施例2	实施例3
				硬度(莫氏硬度)	7	8	7
平均粒径(μm)	12.57	30.5	48.4

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

Claims (3)

1.一种建筑废弃物改性硅微粉，其特征在于，由如下重量份的原料组成：

亚磷酸3-5份、预处理建筑废弃物100-120份、正硅酸乙酯200-250份、1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷2-6份、壳聚糖10-15份、十二烷基苯磺酸钠4-7份、氧化聚乙烯蜡5-8份；

其制备方法包括以下步骤：

1）取氧化聚乙烯蜡，加入到其重量7-11倍的氯化亚砜中，搅拌均匀，送入到60-65℃的恒温水浴中，加入亚磷酸，保温搅拌1-2小时，出料冷却，旋蒸除去溶剂，得改性聚乙烯蜡；

2）取1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷，加入到其重量20-30倍的无水乙醇中，搅拌均匀，得硅烷分散液；

3）取壳聚糖，加入到其重量40-50倍的去离子水中，搅拌均匀，得水分散液；

4）取正硅酸乙酯，加入到上述步骤3）水分散液中，搅拌均匀，与上述步骤2）的硅烷分散液混合，加入步骤1）改性聚乙烯蜡、预处理建筑废弃物，搅拌4-6小时，抽滤，将滤饼水洗，与十二烷基苯磺酸钠混合，烧结，磨粉，过筛，即得建筑废弃物改性硅微粉；

所述建筑废弃物包括渣土、废砂浆、破碎废竹木，三者体积比为1：2：1；

所述预处理建筑废弃物的制备方法，包括以下步骤：

取建筑废弃物，在废弃物中加碱液，搅拌均匀后堆积2-3小时，送入烧结炉中，在700-800℃下煅烧60-80分钟，出料冷却，磨成细粉；

所述碱液为浓度为1.6-2mol/L的氢氧化钠水溶液或氢氧化钾水溶液。

2.一种如权利要求1所述建筑废弃物改性硅微粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）取氧化聚乙烯蜡，加入到其重量7-11倍的氯化亚砜中，搅拌均匀，送入到60-65℃的恒温水浴中，加入亚磷酸，保温搅拌1-2小时，出料冷却，旋蒸除去溶剂，得改性聚乙烯蜡；

2）取1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷，加入到其重量20-30倍的无水乙醇中，搅拌均匀，得硅烷分散液；

3）取壳聚糖，加入到其重量40-50倍的去离子水中，搅拌均匀，得水分散液；

4）取正硅酸乙酯，加入到上述步骤3）水分散液中，搅拌均匀，与上述步骤2）的硅烷分散液混合，加入步骤1）改性聚乙烯蜡、预处理建筑废弃物，搅拌4-6小时，抽滤，将滤饼水洗，与十二烷基苯磺酸钠混合，烧结，磨粉，过筛，即得建筑废弃物改性硅微粉。

3.根据权利要求2所述的建筑废弃物改性硅微粉的制备方法，其特征在于，步骤4）所述烧结温度为700-800℃，时间为1-2小时。