CN114349464A - 一种利用工业废渣生产的免蒸养建筑用砖 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种利用工业废渣生产的免蒸养建筑用砖，由以下原料组成：建筑垃圾10‑30份、粉煤灰10‑30份、水18‑23份、电石渣6‑12份、废脱硫剂10‑30份、水泥15‑20和水玻璃6‑7份。本发明所用的主要原材料，如建筑垃圾、粉煤灰、电石渣和废脱硫剂等，为工业废弃物。本发明有助于大量的变废为宝，实现资源的循环利用，有利于保护环境节约资源。本发明所用方法不用煅烧，甚至不用蒸养，仅仅风干就可以形成我们所需砖块，不会造成碳排放，有利于环境保护。本发明氢氧化钙添加量少，砖块不会起霜，影响砖块质量。研磨过程中做到加水研磨，且研磨在封闭环境中进行，能够有效防止粉尘，保护工人健康，保护生产环境。

Description

一种利用工业废渣生产的免蒸养建筑用砖

技术领域

本发明涉及一种建筑材料，具体为一种利用工业废渣生产的免蒸养建筑用砖。

背景技术

我国是世界上最大的发展中国家，中国的耕地面积仅占世界的7％，却养育着占世界22％的人口，现在，我国耕地只占国土面积的13％，人均耕地仅1.43亩，土地资源十分宝贵(元义卫，干法脱硫免烧砖的应用研究，武汉理工大学学位论文，2010)。另一方面，我国房屋建筑材料中70％是墙体材料，其中黏土砖占据主导地位。我国每年生产黏土砖耗用黏土资源达超过10亿立方米，相当于毁田50万亩(元义卫，干法脱硫免烧砖的应用研究，武汉理工大学学位论文，2010。减少毁田烧砖，有效保护耕地刻不容缓，到2010年底，我国所有城市城区已经禁止使用实心粘土砖。

免烧砖是粉煤灰、煤渣、煤矸石、尾矿渣、化工渣或者天然砂、海涂泥等(以上原料的一种或数种)作为主要原料，不经高温煅烧而制造的一种新型墙体材料称之为免烧砖。免烧砖原材料来自于工业废料，不仅能大量处理工业废渣，而且还节约了能源和土地，不用高温煅烧，节能环保，是现在主要的建筑砌墙材料。根据是否蒸养，现在免烧砖分两种类型，一种是需要蒸养，需要常压蒸汽养护硬化而制成的砖。另一种是不需要蒸养。显然不需要蒸养的砖更加节能，环保。

我国每年都产生大量的建筑垃圾和废脱硫剂。例如2007年，我国建筑垃圾的数量已占到城市垃圾总量的30％-40％(芦青，海然，张磊，杨久俊，黄明.非蒸养建筑垃圾砖的制备研究，第五届中国粉煤灰、矿渣及煤矸石加工与应用技术交流大会.2007)。这些建筑垃圾一般采用露天堆放或填埋的方式进行处理，耗用大量土地。对于废脱硫剂，我国仅大、中型合成氨厂，每年就要产生废弃脱硫剂数十万吨(刘焕群.氧化锌脱硫剂的回收利用，中国资源综合利用，2001，9：12-15)，这些建筑垃圾和脱硫剂如果能够回收利用能够大量的节约资源，保护环境。现在工业废渣是一般包含建筑垃圾、粉煤灰、污泥、脱硫石膏等，利用工业废渣生产免蒸养建筑承重非承重砖，不仅能大量处理工业废渣，而且还节约了能源和土地。所以利用工业废渣，生产免蒸养的建筑砌墙材料非常有必要。

建筑垃圾主要包含砖瓦类和混凝土类等种类。比较巧的是，建筑垃圾中SiO2的含量比较高。卢青测量样品中，废弃砖、废弃混凝土中SiO2的含量分别高达70.37％和28.35％，CaO的含量分别为6.48％和35.60％，Al2O3的含量也分别高达10.30％和3.67％(芦青，海然，张磊，杨久俊，黄明.非蒸养建筑垃圾砖的制备研究,第五届中国粉煤灰、矿渣及煤矸石加工与应用技术交流大会.2007)。我国粉煤灰的主要成分是氧化硅和氧化铝，二者可以占到总质量的76％，还含有氧化铁氧化钙等其他氧化物(刘全，白志民，王东，汪溢汀.我国粉煤灰化学成分与理化性能及其应用分析，中国非金属矿工业导刊，2021,145：1-9)。氧化硅和氧化铝与废脱硫剂成分和电石渣，主要含钙相互匹配。在碱激发下，二氧化硅可与Ca(OH)2形成CSH凝胶(CaO-SiO2-H2O三元化合物)，最终固化成硅酸钙等固体。

现在，市场上也有一些面蒸养的免烧砖专利，基本上都是建筑垃圾，粉煤灰的等作为主要原材料，附加一些粘和材料。然而，这些专利有一些不足：很少有专利能够自动化生产。

废脱硫剂中的CaO有一部分是未反应完的氧化钙，一部分与氧化钙反应后的产物，包括CaCO3、CaSO3和CaSO4。所以废脱硫剂中S的含量较高，远远高于一般水泥混合料中所要求的S含量低于3％的要求，且以半水亚硫酸钙为主，不适合作为水泥的掺合料(元义卫，干法脱硫免烧砖的应用研究，武汉理工大学学位论文，2010)。而与粉煤灰相比，废脱硫剂中的氧化硅、氧化铝和氧化铁的含量比较低，导致废脱硫剂应用十分困难。

砖出厂或砌上墙以后，砖的表面出现一层白色粉末，称为“泛霜"。泛霜对砖块的害处很大，他不仅影响结构的外观，砖体内部霜既影响砖块的结构，使砖块强度降低。也有研究表明，脱硫剂免烧砖霜的主要成分为碳酸钙，是氢氧化钙吸收二氧化碳后的产物(元义卫，干法脱硫免烧砖的应用研究，武汉理工大学学位论文，2010)。

部分专利为了增加砖块的力学性能，添加了一些铝粉(张小东等，一种免蒸压的加气磷石膏混凝土砌块制备方法，CN109354509A；王瑞燕等，一种免蒸压的加气混凝土砌块及制备方法，CN101581131A)。但是部分未反应的铝粉易燃，使免烧砖存在易燃的风险。

有些专利在粉碎时没有加入水，导致粉碎时粉尘过多，对操作工人和环境带来损害(耿继双等，利用烧结脱硫副产物制备免烧砖、砌块的方法，CN103130482)。

发明内容

针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种利用工业废渣生产的免蒸养建筑用砖。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种利用工业废渣生产的免蒸养建筑用砖，由以下原料组成：建筑垃圾10-30份、粉煤灰10-30份、水18-23份、电石渣6-12份、废脱硫剂10-30份、水泥15-20和水玻璃6-7份。

具体的，所述建筑垃圾包括砖瓦块、砂浆和混凝土，且不含陶瓷片。

具体的，所述电石渣是以以氢氧化钙为主要成分的废渣。

具体的，所述废脱硫剂是指以氧化钙为主要成分的脱硫剂脱硫后产物，主要成分为硫酸钙和亚硫酸钙。

具体的，所述水泥为普通硅酸盐水泥，水玻璃为模数为1.5-1.7之间的低模液体水玻璃。

一种利用工业废渣生产的免蒸养建筑用砖的制备方法，其制造方法包括以下步骤：

步骤1)将10-30份建筑垃圾、10-30份粉煤灰和8-10份水混合，混合粉碎成50目(0.3mm)小颗粒，过50目筛，合成混合物A；

步骤2)将6-12份电石渣和10-30份废脱硫剂搅拌均匀，加入6-8份水，混合均匀，混合粉碎成50目(0.3mm)小颗粒，过50目筛，合成混合物B；

步骤3)将混合物A和混合物B经传送管，进入混料机混合，加入15-20份水泥，6-7份水玻璃，再加入4-5份水，搅拌均匀；

步骤4)将混合物放入自动压砖机，进行压块；

步骤5)压成块的砖，经自然风干20-30天。

具体的，所述步骤1)和步骤2)中的建筑垃圾、份粉煤灰、电石渣和废脱硫剂粒度没有要求。

本发明的有益效果：

1、本发明所用的主要原材料，如建筑垃圾、粉煤灰、电石渣和废脱硫剂等，为工业废弃物。本发明有助于大量的变废为宝，实现资源的循环利用，有利于保护环境节约资源。

2、本发明所用方法不用煅烧，甚至不用蒸养，仅仅风干就可以形成我们所需砖块，不会造成碳排放，有利于环境保护。

3、本发明氢氧化钙添加量少，砖块不会起霜，影响砖块质量。

4、研磨过程中做到加水研磨，且研磨在封闭环境中进行，能够有效防止粉尘，保护工人健康，保护生产环境。

5、砖块的原来都是不能燃烧的无机物，没有添加易燃物，消除了火灾的隐患，砖块使用十分安全。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

(1)以砖瓦块和混凝土为主的10份建筑垃圾，30份粉煤灰和8份水混合，混合粉碎成50目(0.3mm)小颗粒，过50目筛，合成混合物I。

(2)6份电石渣，30份脱废脱硫剂搅拌均匀，加入6份水，混合均匀，混合粉碎成50目(0.3mm)小颗粒，过50目筛，合成混合物II。

(3)混合物A和混合物B经传送管，进入混料机混合，加入15份水泥，6份水玻璃，再加入4份水，搅拌均匀。其中水泥为普通硅酸盐水泥，水玻璃为模数为1.5-1.7之间的低模液体水玻璃。

(4)将混合物放入自动压砖机，进行压块。

(5)压成块的砖，经自然风干20天。

实施例2

(1)以砖瓦块和混凝土为主的30份建筑垃圾，10份粉煤灰和8份水混合，混合粉碎成50目(0.3mm)小颗粒，过50目筛，合成混合物I。

(2)12份电石渣，10份脱废脱硫剂搅拌均匀，加入6份水，混合均匀，混合粉碎成50目(0.3mm)小颗粒，过50目筛，合成混合物II。

(3)混合物A和混合物B经传送管，进入混料机混合，加入15份水泥，6份水玻璃，再加入4份水，搅拌均匀。其中水泥为普通硅酸盐水泥，水玻璃为模数为1.5-1.7之间的低模液体水玻璃。

(4)将混合物放入自动压砖机，进行压块。

(5)压成块的砖，经自然风干22天。

实施例3

(1)以砖瓦块和混凝土为主的20份建筑垃圾，20份粉煤灰和8份水混合，混合粉碎成50目(0.3mm)小颗粒，过50目筛，合成混合物I。

(2)10份电石渣，20份脱废脱硫剂搅拌均匀，加入7份水，混合均匀，混合粉碎成50目(0.3mm)小颗粒，过50目筛，合成混合物II。

(3)混合物A和混合物B经传送管，进入混料机混合，加入18份水泥，7份水玻璃，再加入5份水，搅拌均匀。其中水泥为普通硅酸盐水泥，水玻璃为模数为1.5-1.7之间的低模液体水玻璃。

(4)将混合物放入自动压砖机，进行压块。

(5)压成块的砖，经自然风干25天。

实施例4

(1)以砖瓦块和混凝土为主的30份建筑垃圾，30份粉煤灰和10份水混合，混合粉碎成50目(0.3mm)小颗粒，过50目筛，合成混合物I。

(2)12份电石渣，30份废脱硫剂搅拌均匀，加入8份水，混合均匀，混合粉碎成50目(0.3mm)小颗粒，过50目筛，合成混合物II。

(3)混合物A和混合物B经传送管，进入混料机混合，加入20份水泥，7份水玻璃，再加入5份水，搅拌均匀。其中水泥为普通硅酸盐水泥，水玻璃为模数为1.5-1.7之间的低模液体水玻璃。

(4)将混合物放入自动压砖机，进行压块。

(5)压成块的砖，经自然风干30天。

对比例1

(1)以砖瓦块和混凝土为主的30份建筑垃圾，30份粉煤灰和10份水混合，混合粉碎成50目(0.3mm)小颗粒，过50目筛，合成混合物I。

(2)12份电石渣，30份废脱硫剂搅拌均匀，加入8份水，混合均匀，混合粉碎成50目(0.3mm)小颗粒，过50目筛，合成混合物II。

(3)混合物A和混合物B经传送管，进入混料机混合，加入8份水泥，再加入5份水，搅拌均匀。其中水泥为普通硅酸盐水泥，水玻璃为模数为1.5-1.7之间的低模液体水玻璃。

(4)将混合物放入自动压砖机，进行压块。

(5)压成块的砖，经自然风干30天。

表1砖块的强度和密度

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种利用工业废渣生产的免蒸养建筑用砖，其特征在于，由以下原料组成：建筑垃圾10-30份、粉煤灰10-30份、水18-23份、电石渣6-12份、废脱硫剂10-30份、水泥15-20和水玻璃6-7份。

2.如权利要求1所述的一种利用工业废渣生产的免蒸养建筑用砖，其特征在于，所述建筑垃圾包括砖瓦块、砂浆和混凝土，且不含陶瓷片。

3.如权利要求1所述的一种利用工业废渣生产的免蒸养建筑用砖，其特征在于，所述电石渣是以以氢氧化钙为主要成分的废渣。

4.如权利要求1所述的一种利用工业废渣生产的免蒸养建筑用砖，其特征在于，所述废脱硫剂是指以氧化钙为主要成分的脱硫剂脱硫后产物，主要成分为硫酸钙和亚硫酸钙。

5.如权利要求1所述的一种利用工业废渣生产的免蒸养建筑用砖，其特征在于，所述水泥为普通硅酸盐水泥，水玻璃为模数为1.5-1.7之间的低模液体水玻璃。

6.如权利要求1-5所述的一种利用工业废渣生产的免蒸养建筑用砖，其特征在于，其制造方法包括以下步骤：

步骤1)将10-30份建筑垃圾、10-30份粉煤灰和8-10份水混合，混合粉碎成50目(0.3mm)小颗粒，过50目筛，合成混合物A；

步骤2)将6-12份电石渣和10-30份废脱硫剂搅拌均匀，加入6-8份水，混合均匀，混合粉碎成50目(0.3mm)小颗粒，过50目筛，合成混合物B；

步骤3)将混合物A和混合物B经传送管，进入混料机混合，加入15-20份水泥，6-7份水玻璃，再加入4-5份水，搅拌均匀；

步骤4)将混合物放入自动压砖机，进行压块；

步骤5)压成块的砖，经自然风干20-30天。