CN113105195A - 一种利用固体废弃物制作的泡沫混凝土砌块及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种利用固体废弃物制作的泡沫混凝土砌块及其制备方法,该泡沫混凝土砌块包括以下重量份的原料:硅酸盐水泥500‑550份、废弃泥沙800‑880份、NaOH2.5‑7.2份、铝膏1.1‑1.6份、速凝剂2.0‑4.0份和水400‑570份;该废弃泥沙为固体废弃物依次经破碎、球磨、磁选除铁和过24目筛后得到的,且固体废弃物为钢渣、尾矿、煤炉渣、硅灰石、废石膏和建筑废料中的一种或多种。本发明的泡沫混凝土砌块所选用的原料大部分为回收再利用的工业废弃物,既能降低原料成本,又能节约自然资源;所制得的泡沫混凝土砌块的干表观密度、抗压强度和导热系数都能够达到甚至明显优于现行国家标准要求。

Description

一种利用固体废弃物制作的泡沫混凝土砌块及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料的制备技术领域,更具体地,涉及一种利用固体废弃物制作的泡沫混凝土砌块及其制备方法。
背景技术
随着社会经济的发展,国家对节约资源和废弃物的回收再利用非常重视,工业废弃物的资源化再利用是我国自然资源节约工作的一个重要领域。目前建筑领域普遍采用的混凝土砌块材料多种多样,随着国家建筑材料的轻量化和力学性能要求的进一步提高,各个科研单位研制较多的是泡沫混凝土砌块。
然而,市场上现有的泡沫混凝土砌块还存在一些缺陷,影响了它的应用,其主要缺陷如下:(1)目前制备泡沫混凝土砌块所用的成熟原料绝大多数是市售水泥产品等,原料成本较高;(2)泡沫混凝土砌块的力学强度不高,易破碎断裂,难以达到实际应用的要求。因此,如何在降低泡沫混凝土砌块成本的基础上,进一步提高泡沫混凝土砌块的力学性能并降低其密度,是目前研究泡沫混凝土砌块急需解决的关键技术问题。
经查询现有市场产品,尚未见到利用固体废弃物制作的泡沫混凝土砌块及其制备方法的相关报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用固体废弃物制作的泡沫混凝土砌块及其制备方法。
本发明采用如下技术方案:
一种利用固体废弃物制作的泡沫混凝土砌块,包括以下重量份的原料:
Figure BDA0002950847940000021
具体地,在上述技术方案中,所述废弃泥沙为固体废弃物依次经破碎、球磨、磁选除铁和过24目筛后得到的,所述固体废弃物为钢渣、尾矿、煤炉渣、硅灰石、废石膏和建筑废料中的一种或多种。
进一步地,在上述技术方案中,所述硅酸盐水泥为P.O 42.5普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、高铝水泥和早强型硅酸盐水泥中的一种或多种。
优选地,在上述技术方案中,所述硅酸盐水泥为P.O 42.5普通硅酸盐水泥。
进一步地,在上述技术方案中,所述废弃泥沙与所述硅酸盐水泥的加入量重量比为1.45-1.8:1。
进一步地,在上述技术方案中,所述废弃泥沙由特钢渣加工而成,具体由粒径小于0.3mm的尾泥和粒径为0.3-0.6mm的尾砂组成。
优选地,在上述技术方案中,所述尾泥和所述尾砂的加入量重量比为1-5:1。
再进一步地,在上述技术方案中,所述NaOH和所述铝膏的加入量分别为2.65-6.78份和1.18-1.55份。
再进一步地,在上述技术方案中,所述速凝剂为无水硫酸钠、硅酸钠和三乙醇胺中的一种或多种。
再进一步地,在上述技术方案中,所述泡沫混凝土砌块还包括:
高效减水剂 1.0-3.0份
和/或,液体稳泡剂 0.4-0.8份。
具体地,在上述技术方案中,所述高效减水剂为聚羧酸减水剂、复配聚羧酸减水剂、三聚氰胺减水剂和萘系减水剂中的一种或多种。
又进一步地,在上述技术方案中,所述泡沫混凝土砌块还包括矿泥剂、20万分之一可再分散纤维素、空心玻璃微珠中的一种或多种。
进一步地,在上述技术方案中,所述矿泥剂、20万分之一可再分散纤维素、空心玻璃微珠的加入量分别为0.06-0.10份、1.0-2.0份、7.5-8.8份。
优选地,在上述技术方案中,所述空心玻璃微珠由粒度为100-200目、200-260目和260-320目按体积比为(0.6-0.75):(1.2-1.45):(0.5-0.68)的比例级配而成。
在本发明的一个优选实施方式中,所述利用固体废弃物制作的泡沫混凝土砌块由以下重量份的原料制得:
Figure BDA0002950847940000031
具体地,在上述技术方案中,所述尾泥和所述尾砂为钢渣依次经破碎、球磨、磁选除铁和过24目筛后得到的,所述尾泥和所述尾砂的粒径分别为小于0.3mm和0.3-0.6mm,所述空心玻璃微珠由粒度为100-200目、200-260目和260-320目按体积比为0.72:1.4:0.6的比例级配而成。
详细地,在上述技术方案中,所述泡沫混凝土砌块的干表观密度为675-730kg/m3,抗压强度为2.5-2.85MPa,导热系数为0.22-0.255w/(m·k)。
本发明另一方面还提供了上述利用固体废弃物制作的泡沫混凝土砌块的制备方法,包括:
将所需各原料按质量配比称量备齐,将除NaOH和铝膏之外的各原料混合均匀后,再将NaOH和铝膏加入,搅拌30-45s,随后注入模具中,静置发泡30-75min后,在35-55℃和相对湿度65-85%养护24-72h后,再在零度以上的环境中自然养护12-16d,即得。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
1、本发明所提供的泡沫混凝土砌块的制备过程中所选用的原料的大部分为工业废弃物的回收再利用,既降低了产品的原料成本,又节约了自然资源,满足国家有关建材发展的要求;
2、本发明所提供的泡沫混凝土砌块的干表观密度相对现有市售产品较小,且抗压强度和导热系数分别为2.5-2.85MPa和0.22-0.255w/(m·k),都能够达到甚至明显优于各个等级砌块的现行国家标准要求;
3、本发明所提供的泡沫混凝土砌块的制备方法简单,工艺可控,所制备的的产品可满足非承重墙的应用要求,实际应用前景广阔,推广意义重大。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明,以使本领域的技术人员更加清楚地理解本发明。
以下实施例,仅用于说明本发明,但不止用来限制本发明的范围。
基于本发明中的具体实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的情况下,所获得的其他所有实施例,都属于本发明的保护范围。
在本发明实施例中,若无特殊说明,所有原料组分均为本领域技术人员熟知的市售产品。
在本发明实施例中,若未具体指明,所用的技术手段均为本领域技术人员所熟知的常规手段。
在本发明实施例中,所用的液体稳泡剂、矿泥剂和20万分之一可再分散纤维素均为本领域的常规市售产品;所用的水为采用废弃泥沙粉碎球磨制备尾泥和尾砂过程中所用的水经二次回收得来的。
实施例1
本发明实施例提供一种利用固体废弃物制作的泡沫混凝土砌块及其制备方法。
1、原料组成
Figure BDA0002950847940000051
其中:
所述尾泥和所述尾砂为硅灰石依次经破碎、球磨、磁选除铁和过24目筛后得到的,所述尾泥和所述尾砂的粒径分别为小于0.3mm和0.3-0.6mm,所述空心玻璃微珠由粒度为100-200目、200-260目和260-320目按体积比为0.72:1.43:0.5的比例级配而成。
2、制备方法
将所需各原料按质量配比称量备齐,将除NaOH和铝膏之外的各原料混合均匀后,再将NaOH和铝膏加入,搅拌30-45s,随后注入模具中,静置发泡30-75min后,在35-55℃和相对湿度65-85%养护24-72h后,再在零度以上的环境中自然养护12-16d,即得。
实施例2
本发明实施例提供一种利用固体废弃物制作的泡沫混凝土砌块及其制备方法。
1、原料组成
Figure BDA0002950847940000061
其中:
所述尾泥和所述尾砂为煤炉渣依次经破碎、球磨、磁选除铁和过24目筛后得到的,所述尾泥和所述尾砂的粒径分别为小于0.3mm和0.3-0.6mm。
2、制备方法
将所需各原料按质量配比称量备齐,将除NaOH和铝膏之外的各原料混合均匀后,再将NaOH和铝膏加入,搅拌45s,随后注入模具中,静置发泡60min后,在45℃和相对湿度85%养护60h后,再在零度以上的环境中自然养护15d,即得。
实施例3
本发明实施例提供一种利用固体废弃物制作的泡沫混凝土砌块及其制备方法。
1、原料组成
Figure BDA0002950847940000071
其中:
所述尾泥和所述尾砂为钢渣依次经破碎、球磨、磁选除铁和过24目筛后得到的,所述尾泥和所述尾砂的粒径分别为小于0.3mm和0.3-0.6mm,所述空心玻璃微珠由粒度为100-200目、200-260目和260-320目按体积比为0.72:1.4:0.6的比例级配而成。
2、制备方法
将所需各原料按质量配比称量备齐,将除NaOH和铝膏之外的各原料混合均匀后,再将NaOH和铝膏加入,搅拌40s,随后注入模具中,静置发泡50min后,在50℃和相对湿度65%养护48h后,再在零度以上的环境中自然养护15d,即得。
实施例4
本发明实施例提供一种利用固体废弃物制作的泡沫混凝土砌块及其制备方法。
1、原料组成
Figure BDA0002950847940000072
Figure BDA0002950847940000081
其中:
所述废弃泥沙为建筑废料(废弃混凝土块)依次经破碎、球磨、磁选除铁和过24目筛后得到的。
2、制备方法
将所需各原料按质量配比称量备齐,将除NaOH和铝膏之外的各原料混合均匀后,再将NaOH和铝膏加入,搅拌35s,随后注入模具中,静置发泡55min后,在45℃和相对湿度70%养护72h后,再在零度以上的环境中自然养护12d,即得。
实验例
对实施例1-4制备得到的泡沫混凝土砌块的产品性能进行检测,其结果如下表所示。
Figure BDA0002950847940000082
由表中结果显示,本发明实施例所制备的泡沫混凝土砌块的各项性能指标均能够达到较优的状态,具体而言,其干表观密度为675-730kg/m3,28天抗压强度为2.5-2.85MPa,导热系数为0.22-0.255w/(m·k),均能达到甚至明显优于各个等级砌块的现行国家标准要求,能够满足建筑领域的需求;其制备过程中所选用的原料的大部分为工业废弃物的回收再利用,一方面可降低了产品的原料成本,另一方面还节约了自然资源,满足国家有关建材发展的要求;其制备方法简单,工艺可控,所制备的的产品可满足非承重墙的应用要求,实际应用前景广阔,推广意义重大。
在此有必要指出的是,以上实施例仅限于对本发明的技术方案做进一步的阐述和说明,并不是对本发明的技术方案的进一步的限制,本领域技术人员在此基础上做出的非突出的实质性特征和非显著进步的改进,均属于本发明的保护范畴。

Claims (10)

1.一种利用固体废弃物制作的泡沫混凝土砌块,其特征在于,
包括以下重量份的原料:
Figure FDA0002950847930000011
其中:
所述废弃泥沙为固体废弃物依次经破碎、球磨、磁选除铁和过24目筛后得到的,所述固体废弃物为钢渣、尾矿、煤炉渣、硅灰石、废石膏和建筑废料中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的利用固体废弃物制作的泡沫混凝土砌块,其特征在于,
所述硅酸盐水泥为P.O42.5普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、高铝水泥和早强型硅酸盐水泥中的一种或多种;
优选地,所述硅酸盐水泥为P.O42.5普通硅酸盐水泥。
3.根据权利要求1所述的利用固体废弃物制作的泡沫混凝土砌块,其特征在于,
所述废弃泥沙与所述硅酸盐水泥的加入量重量比为1.45-1.8:1;
和/或,所述废弃泥沙由特钢渣加工而成,具体由粒径小于0.3mm的尾泥和粒径为0.3-0.6mm的尾砂组成,优选地,所述尾泥和所述尾砂的加入量重量比为1-5:1。
4.根据权利要求1-3任一项所述的利用固体废弃物制作的泡沫混凝土砌块,其特征在于,
所述NaOH和所述铝膏的加入量分别为2.65-6.78份和1.18-1.55份;
和/或,所述速凝剂为无水硫酸钠、硅酸钠和三乙醇胺中的一种或多种。
5.根据权利要求1-3任一项所述的利用固体废弃物制作的泡沫混凝土砌块,其特征在于,
还包括:
高效减水剂 1.0-3.0份
和/或,液体稳泡剂 0.4-0.8份;
所述高效减水剂为聚羧酸减水剂、复配聚羧酸减水剂、三聚氰胺减水剂和萘系减水剂中的一种或多种。
6.根据权利要求1-5任一项所述的利用固体废弃物制作的泡沫混凝土砌块,其特征在于,
还包括矿泥剂、20万分之一可再分散纤维素、空心玻璃微珠中的一种或多种。
7.根据权利要求6所述的利用固体废弃物制作的泡沫混凝土砌块,其特征在于,
所述矿泥剂、20万分之一可再分散纤维素、空心玻璃微珠的加入量分别为0.06-0.10份、1.0-2.0份、7.5-8.8份;
优选地,所述空心玻璃微珠由粒度为100-200目、200-260目和260-320目按体积比为(0.6-0.75):(1.2-1.45):(0.5-0.68)的比例级配而成。
8.根据权利要求1-7任一项所述的利用固体废弃物制作的泡沫混凝土砌块,其特征在于,
由以下重量份的原料制得:
Figure FDA0002950847930000021
Figure FDA0002950847930000031
其中:
所述尾泥和所述尾砂为钢渣依次经破碎、球磨、磁选除铁和过24目筛后得到的,所述尾泥和所述尾砂的粒径分别为小于0.3mm和0.3-0.6mm,所述空心玻璃微珠由粒度为100-200目、200-260目和260-320目按体积比为0.72:1.4:0.6的比例级配而成。
9.根据权利要求1-8任一项所述的利用固体废弃物制作的泡沫混凝土砌块,其特征在于,
所述泡沫混凝土砌块的干表观密度为675-730kg/m3,28天抗压强度为2.5-2.85MPa,导热系数为0.22-0.255w/(m·k)。
10.权利要求1-8任一项所述的利用固体废弃物制作的泡沫混凝土砌块的制备方法,其特征在于,
包括,将所需各原料按质量配比称量备齐,将除NaOH和铝膏之外的各原料混合均匀后,再将NaOH和铝膏加入,搅拌30-45s,随后注入模具中,静置发泡30-75min后,在35-55℃和相对湿度65-85%养护24-72h后,再在零度以上的环境中自然养护12-16d,即得。
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CN114014687A (zh) * 2021-11-11 2022-02-08 河南心连心化学工业集团股份有限公司 一种利用气化灰渣制备的加气混凝土砌块以及制备方法

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