CN112830735A - 一种利用废弃砖瓦制备的保水砂浆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用废弃砖瓦制备的保水砂浆及其制备方法，属于建筑材料制备技术领域，本发明按重量份计包括：胶凝材料80‑150份、废弃砖瓦粗骨料100‑150份、经酸活化和钠化处理的废弃砖瓦微粉100‑150份、纤维素0.1‑0.5份、减水剂0.2‑0.5份、增粘剂0.1‑0.4份；废弃砖瓦微粉的阳离子交换容量为≥20mmol/100g；本发明上述成分与水按比例混合，经搅拌、浇筑而成一种保水性能佳的砂浆，解决废弃砖瓦来源广泛、组成复杂，不同来源的废弃砖瓦处理后得到的再生骨料、粉料成分及性能差异较大的问题，克服用废弃砖瓦处理后制备的砂浆经常存在保水不佳的问题。

Description

一种利用废弃砖瓦制备的保水砂浆及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料制备领域，具体的说，涉及一种利用废弃砖瓦制备的保水砂浆及其制备方法。
背景技术
随着我国城市化进程的不断加快、新农村建设工作的不断深入及旧村改造、新村建设工作的相继铺开，城乡大量的房屋被拆迁，而由于房屋拆迁产生的废弃砖瓦也空前增加。目前，我国所拆除的房屋中砖混结构的房屋较多，拆迁垃圾废弃物主要由废弃砖瓦组成，废弃砖瓦将达总建筑垃圾量的30％～50％。废弃砖瓦绝大部分未经任何处理，便被运往郊外露天堆放或填埋，而堆放或填埋则需耗用大量的征地等建设投资，同时清运和堆放过程中的散落和扬尘等问题，又加重了对环境影响和污染。另一方面，新建筑的兴建，要消耗大量的粘土、砂、石等不可再生自然资源，同时，拆除的建筑又会产生大量建筑垃圾、废弃砖瓦，建筑垃圾、废弃砖瓦的堆放还要占用土地，这些都对我们的环境带来了负面影响，如何才能合理利用自然资源，保护人类的生存环境，做到可持续发展，怎么才能有效解决资源不可再生与资源消耗不断扩大的矛盾。
此外，保水性能是评价砂浆品质的一个指标，由于废弃砖瓦来源广泛、组成复杂，不同来源的废弃砖瓦处理后得到的再生骨料、粉料成分及性能差异较大，用废弃砖瓦处理后制备的砂浆经常存在保水性能不佳的问题。因此，有必要提供一种保水砂浆及其制备方法。
发明内容
为了克服背景技术中存在的问题，本发明提供了一种利用废弃砖瓦制备的保水砂浆及其制备方法，可以克服用不同来源的废弃砖瓦处理后制备的砂浆经常存在保水性能不佳的问题。
为实现上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的：
所述的一种利用废弃砖瓦制备的保水砂浆，按重量份计包括：胶凝材料80-150份、废弃砖瓦粗骨料100-150份、经酸活化和钠化处理的废弃砖瓦微粉100-150份、纤维素0.1-0.5份、减水剂0.2-0.5份、增粘剂0.1-0.4份；所述的废弃砖瓦微粉的阳离子交换容量为≥20mmol/100g。
进一步的，所述的废弃砖瓦粗骨料、经酸活化和钠化处理的废弃砖瓦微粉通过如下步骤制备而来：(1)废弃砖瓦的处理：从建筑垃圾中分选处废弃砖瓦，使用破碎装置破碎废弃砖瓦，然后用筛孔为5mm和0.16mm的筛网分选，粒径值大于5mm的废弃砖瓦作为废弃砖瓦粗骨料，粒径值小于0.16mm的废弃砖瓦放入球磨机进行球磨，球磨为比表面积大于等于1000m2/kg，小于等于2400m2/kg的废弃砖瓦微粉；(2)废弃砖瓦微粉酸活化：将步骤(1)得到的废弃砖瓦微粉加200-600重量份水打浆，然后加入盐酸，盐酸用量为废弃砖瓦微粉的阳离子交换容量的0.5-3倍，浸泡活化1-2天，压滤脱水，得到酸活化废弃砖瓦微粉；(3)废弃砖瓦微粉的钠化处理：将步骤(2)得到的酸活化废弃砖瓦微粉加200-600重量份水打浆，加入柠檬酸钠，柠檬酸钠的用量为废弃砖瓦微粉阳离子交换容量的0.5-3倍，调节pH至6-8，加热搅拌，反应1-3h，离心去除杂质，压滤脱水，得到经钠化处理的废弃砖瓦微粉。
更进一步的，胶凝材料为硅酸盐水泥或者铝酸盐水泥；纤维素为甲基纤维素醚或羟丙基甲基纤维素醚；减水剂为聚羧酸系粉末高效减水剂；增粘剂为乙烯-醋酸乙烯共聚乳胶粉或丙烯酸类乳胶粉。
一种利用废弃砖瓦制备的保水砂浆的制备方法，包括如下步骤：(1)按重量配备取胶凝材料、废弃砖瓦粗骨料、经酸活化和钠化处理的废弃砖瓦微粉、纤维素、减水剂、增粘剂；(2)将步骤(1)的混合物和水在搅拌设备中搅拌4-8分钟，直至混合均匀；所述的水，其加入的量按重量份计为：100-400份；(3)将搅拌设备静置5-10分钟，然后再搅拌4-8分钟，得到一种利用废弃砖瓦制备的保水砂浆。
本发明的有益效果：
本发明采用从建筑垃圾中分选出废弃砖瓦，将废弃砖瓦进行破碎和球磨加工，制备成不同规格且发挥不同作用的材料。本发明将粒径值大于5mm的废弃砖瓦作为废弃砖瓦粗骨料，废弃砖瓦粗骨料具有较高的强度，在砂浆中起到骨架的作用，当砂浆受力时，废弃砖瓦粗骨料通常承受较大的荷载。此外，在砂浆的硬化过程中，废弃砖瓦粗骨料不会产生因化学反应造成的体积变化。
本发明的废弃砖瓦微粉首先通过盐酸酸活化，用氢离子取代可交换的钙、镁等离子，并且盐酸能使废弃砖瓦微粉形成有细孔的表面，比表面积和孔隙度都增大；同时酸活化还能溶解去除伴生矿物杂质，这些杂质矿物附着在废弃砖瓦微粉表面，不仅限制了废弃砖瓦微粉在水溶液中的剥离和分散而且还影响其吸附性能。
经过酸活化的废弃砖瓦微粉再进行钠化改型时，加入柠檬酸钠，钠盐在水溶液中电离出的钠离子进入蒙脱石层间交换出其它阳离子，且钠盐的阴离子会与溶液中交换出来的Ca2+、Mg2+、Al3+、Fe3+等离子形成难溶的沉淀或稳定的络合物，且生成物不易受体系pH及温度变化影响。
同时，废弃砖瓦微粉还能填充废弃砖瓦粗骨料与胶凝材料的空隙，使用水量降低；成型体排除水分后，留下的孔洞较少，这样就可以提高体积密度和降低显气孔率，从而改善材料的结构强度，优化材料性能。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将对本发明的优选实施例进行详细的说明，以方便技术人员理解。
实施例1
一种利用废弃砖瓦制备的保水砂浆，按重量份计包括：硅酸盐水泥80份、废弃砖瓦粗骨料150份、经酸活化和钠化处理的废弃砖瓦微粉120份、甲基纤维素醚0.5份、聚羧酸系粉末高效减水剂0.2份、丙烯酸类乳胶粉0.3份；废弃砖瓦微粉的阳离子交换容量为≥20mmol/100g。
废弃砖瓦粗骨料、经酸活化和钠化处理的废弃砖瓦微粉通过如下步骤制备而来：(1)废弃砖瓦的处理：从建筑垃圾中分选处废弃砖瓦，使用破碎装置破碎废弃砖瓦，然后用筛孔为5mm和0.16mm的筛网分选，粒径值大于5mm的废弃砖瓦作为废弃砖瓦粗骨料，粒径值小于0.16mm的废弃砖瓦放入球磨机进行球磨，球磨为比表面积大于等于1000m2/kg，小于等于2400m2/kg的废弃砖瓦微粉；(2)废弃砖瓦微粉酸活化：将步骤(1)得到的废弃砖瓦微粉加300重量份水打浆，然后加入盐酸，盐酸用量为废弃砖瓦微粉的阳离子交换容量的2倍，浸泡活化1-2天，压滤脱水，得到酸活化废弃砖瓦微粉；(3)废弃砖瓦微粉的钠化处理：将步骤(2)得到的酸活化废弃砖瓦微粉加200重量份水打浆，加入柠檬酸钠，柠檬酸钠的用量为废弃砖瓦微粉阳离子交换容量的2倍，调节pH至7，加热搅拌，反应3h，离心去除杂质，压滤脱水，得到经钠化处理的废弃砖瓦微粉。
一种利用废弃砖瓦制备的保水砂浆的制备方法，包括如下步骤：(1)按重量配备取胶凝材料、废弃砖瓦粗骨料、经酸活化和钠化处理的废弃砖瓦微粉、纤维素、减水剂、增粘剂；(2)将步骤(1)的混合物和水在搅拌设备中搅拌4-8分钟，直至混合均匀；所述的水，其加入的量按重量份计为：300份；(3)将搅拌设备静置5-10分钟，然后再搅拌4-8分钟，得到一种利用废弃砖瓦制备的保水砂浆。
实施例2
一种利用废弃砖瓦制备的保水砂浆，按重量份计包括：铝酸盐水泥140份、废弃砖瓦粗骨料100份、经酸活化和钠化处理的废弃砖瓦微粉100份、羟丙基甲基纤维素醚0.4份、聚羧酸系粉末高效减水剂0.4份、乙烯-醋酸乙烯共聚乳胶粉0.1份；废弃砖瓦微粉的阳离子交换容量为≥20mmol/100g。
废弃砖瓦粗骨料、经酸活化和钠化处理的废弃砖瓦微粉的制备步骤与实施例1相同。
一种利用废弃砖瓦制备的保水砂浆的制备方法与实施例1相同。
实施例3
一种利用废弃砖瓦制备的保水砂浆，按重量份计包括：铝酸盐水泥140份、废弃砖瓦粗骨料100份、经酸活化和钠化处理的废弃砖瓦微粉100份、羟丙基甲基纤维素醚0.4份、聚羧酸系粉末高效减水剂0.4份、乙烯-醋酸乙烯共聚乳胶粉0.1份；废弃砖瓦微粉的阳离子交换容量为≥20mmol/100g。
废弃砖瓦粗骨料、经酸活化和钠化处理的废弃砖瓦微粉的制备步骤与实施例1相同。
一种利用废弃砖瓦制备的保水砂浆的制备方法与实施例1相同。
对比例1
一种利用废弃砖瓦制备的砂浆，按重量份计包括：硅酸盐水泥150份、废弃砖瓦粗骨料130份、废弃砖瓦微粉150份、甲基纤维素醚0.1份、聚羧酸系粉末高效减水剂0.1份、乙烯-醋酸乙烯共聚乳胶粉0.4份；废弃砖瓦微粉的阳离子交换容量为≥20mmol/100g。
废弃砖瓦粗骨料、废弃砖瓦微粉通过如下方法制备而来：从建筑垃圾中分选处废弃砖瓦，使用破碎装置破碎废弃砖瓦，然后用筛孔为5mm和0.16mm的筛网分选，粒径值大于5mm的废弃砖瓦作为废弃砖瓦粗骨料，粒径值小于0.16mm的废弃砖瓦放入球磨机进行球磨，球磨为比表面积大于等于1000m2/kg，小于等于2400m2/kg的废弃砖瓦微粉。
一种利用废弃砖瓦制备的砂浆的制备方法，包括如下步骤：(1)按重量配备取胶凝材料、废弃砖瓦粗骨料、废弃砖瓦微粉、纤维素、减水剂、增粘剂；(2)将步骤(1)的混合物和水在搅拌设备中搅拌4-8分钟，直至混合均匀；所述的水，其加入的量按重量份计为：300份；(3)将搅拌设备静置5-10分钟，然后再搅拌4-8分钟，得到一种利用废弃砖瓦制备的砂浆。
对比例2
一种利用废弃砖瓦制备的砂浆，按重量份计包括：硅酸盐水泥80份、废弃砖瓦粗骨料150份、经酸活化的废弃砖瓦微粉120份、甲基纤维素醚0.5份、聚羧酸系粉末高效减水剂0.2份、丙烯酸类乳胶粉0.3份；废弃砖瓦微粉的阳离子交换容量为≥20mmol/100g。
废弃砖瓦粗骨料、经酸活化的废弃砖瓦微粉通过如下步骤制备而来：(1)废弃砖瓦的处理：从建筑垃圾中分选处废弃砖瓦，使用破碎装置破碎废弃砖瓦，然后用筛孔为5mm和0.16mm的筛网分选，粒径值大于5mm的废弃砖瓦作为废弃砖瓦粗骨料，粒径值小于0.16mm的废弃砖瓦放入球磨机进行球磨，球磨为比表面积大于等于1000m2/kg，小于等于2400m2/kg的废弃砖瓦微粉；(2)废弃砖瓦微粉酸活化：将步骤(1)得到的废弃砖瓦微粉加300重量份水打浆，然后加入盐酸，盐酸用量为废弃砖瓦微粉的阳离子交换容量的2倍，浸泡活化1-2天，压滤脱水，得到酸活化废弃砖瓦微粉。
一种利用废弃砖瓦制备的砂浆的制备方法，包括如下步骤：(1)按重量配备取胶凝材料、废弃砖瓦粗骨料、经酸活化的废弃砖瓦微粉、纤维素、减水剂、增粘剂；(2)将步骤(1)的混合物和水在搅拌设备中搅拌4-8分钟，直至混合均匀；所述的水，其加入的量按重量份计为：300份；(3)将搅拌设备静置5-10分钟，然后再搅拌4-8分钟，得到一种利用废弃砖瓦制备的砂浆。
对比例3
一种利用废弃砖瓦制备的砂浆，按重量份计包括：硅酸盐水泥80份、废弃砖瓦粗骨料150份、经钠化处理的废弃砖瓦微粉120份、甲基纤维素醚0.5份、聚羧酸系粉末高效减水剂0.2份、丙烯酸类乳胶粉0.3份；废弃砖瓦微粉的阳离子交换容量为≥20mmol/100g。
废弃砖瓦粗骨料、经钠化处理的废弃砖瓦微粉通过如下步骤制备而来：(1)废弃砖瓦的处理：从建筑垃圾中分选处废弃砖瓦，使用破碎装置破碎废弃砖瓦，然后用筛孔为5mm和0.16mm的筛网分选，粒径值大于5mm的废弃砖瓦作为废弃砖瓦粗骨料，粒径值小于0.16mm的废弃砖瓦放入球磨机进行球磨，球磨为比表面积大于等于1000m2/kg，小于等于2400m2/kg的废弃砖瓦微粉；(2)废弃砖瓦微粉的钠化处理：将步骤(2)得到的废弃砖瓦微粉加200重量份水打浆，加入柠檬酸钠，柠檬酸钠的用量为废弃砖瓦微粉阳离子交换容量的2倍，调节pH至7，加热搅拌，反应3h，离心去除杂质，压滤脱水，得到经钠化处理的废弃砖瓦微粉。
一种利用废弃砖瓦制备的砂浆的制备方法，包括如下步骤：(1)按重量配备取胶凝材料、废弃砖瓦粗骨料、经钠化处理的废弃砖瓦微粉、纤维素、减水剂、增粘剂；(2)将步骤(1)的混合物和水在搅拌设备中搅拌4-8分钟，直至混合均匀；所述的水，其加入的量按重量份计为：300份；(3)将搅拌设备静置5-10分钟，然后再搅拌4-8分钟，得到一种利用废弃砖瓦制备的砂浆。
按照实施例1-3和对比例1-3制备的砂浆均用于地面砂浆，对其制作的砂浆进行性能指标检测，根据GB/T25181-2019方法检测实施例1-3和对比例1-3的保水性、28d抗压强度、28d抗渗压力，检测结果如表1。
表1实施例1-3和对比例1-3性能指标检测结果
Figure BDA0002909003080000081
由表1可知，实施例1-3的砂浆其性能满足标准GB/T25181-2019，且其保水性、28d抗压强度、28d抗渗压力均优于对比例。
本发明的废弃砖瓦微粉首先通过盐酸酸活化，用氢离子取代可交换的钙、镁等离子，并且盐酸能使废弃砖瓦微粉形成有细孔的表面，比表面积和孔隙度都增大；同时酸活化还能溶解去除伴生矿物杂质，这些杂质矿物附着在废弃砖瓦微粉表面，不仅限制了废弃砖瓦微粉在水溶液中的剥离和分散而且还影响其吸附性能。
经过酸活化的废弃砖瓦微粉再进行钠化改型时，加入柠檬酸钠，钠盐在水溶液中电离出的钠离子进入蒙脱石层间交换出其它阳离子，且钠盐的阴离子会与溶液中交换出来的Ca2+、Mg2+、Al3+、Fe3+等离子形成难溶的沉淀或稳定的络合物，且生成物不易受体系pH及温度变化影响。
同时，废弃砖瓦微粉还能填充废弃砖瓦粗骨料与胶凝材料的空隙，使用水量降低；成型体排除水分后，留下的孔洞较少，这样就可以提高体积密度和降低显气孔率，从而改善材料的结构强度，优化材料性能。
最后说明的是，以上优选实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (4)

1.一种利用废弃砖瓦制备的保水砂浆，其特征在于：所述的利用废弃砖瓦制备的保水砂浆，按重量份计包括：胶凝材料80-150份、废弃砖瓦粗骨料100-150份、经酸活化和钠化处理的废弃砖瓦微粉100-150份、纤维素0.1-0.5份、减水剂0.2-0.5份、增粘剂0.1-0.4份；所述的废弃砖瓦微粉的阳离子交换容量为≥20mmol/100g。
2.根据权利要求1所述的一种利用废弃砖瓦制备的保水砂浆，其特征在于：所述的废弃砖瓦粗骨料、经酸活化和钠化处理的废弃砖瓦微粉通过如下步骤制备而来：(1)废弃砖瓦的处理：从建筑垃圾中分选处废弃砖瓦，使用破碎装置破碎废弃砖瓦，然后用筛孔为5mm和0.16mm的筛网分选，粒径值大于5mm的废弃砖瓦作为废弃砖瓦粗骨料，粒径值小于0.16mm的废弃砖瓦放入球磨机进行球磨，球磨为比表面积大于等于1000m2/kg，小于等于2400m2/kg的废弃砖瓦微粉；(2)废弃砖瓦微粉酸活化：将步骤(1)得到的废弃砖瓦微粉加200-600重量份水打浆，然后加入盐酸，盐酸用量为废弃砖瓦微粉的阳离子交换容量的0.5-1.2倍，浸泡活化1-2天，压滤脱水，得到酸活化废弃砖瓦微粉；(3)废弃砖瓦微粉的钠化处理：将步骤(2)得到的酸活化废弃砖瓦微粉加200-600重量份水打浆，加入柠檬酸钠，柠檬酸钠的用量为废弃砖瓦微粉阳离子交换容量的0.5-1.2倍，调节pH至6-8，加热搅拌，反应1-3h，离心去除杂质，压滤脱水，得到经钠化处理的废弃砖瓦微粉。
3.根据权利要求2所述的一种利用废弃砖瓦制备的保水砂浆，其特征在于：胶凝材料为硅酸盐水泥或者铝酸盐水泥；纤维素为甲基纤维素醚或羟丙基甲基纤维素醚；减水剂为聚羧酸系粉末高效减水剂；增粘剂为乙烯-醋酸乙烯共聚乳胶粉或丙烯酸类乳胶粉。
4.一种根据权利要求1至3任意一项权利要求所述的一种利用废弃砖瓦制备的保水砂浆的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)按重量配备取胶凝材料、废弃砖瓦粗骨料、经酸活化和钠化处理的废弃砖瓦微粉、纤维素、减水剂、增粘剂；(2)将步骤(1)的混合物和水在搅拌设备中搅拌4-8分钟，直至混合均匀；所述的水，其加入的量按重量份计为：100-400份；(3)将搅拌设备静置5-10分钟，然后再搅拌4-8分钟，得到一种利用废弃砖瓦制备的保水砂浆。
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CN102259881A (zh) * 2011-06-20 2011-11-30 浙江丰虹新材料股份有限公司 一种由钙基膨润土制备高粘度有机膨润土的方法
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