CN114436630A - 一种环保轻质硅晶石墙板及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及绿色建筑材料技术领域，具体涉及一种环保轻质硅晶石墙板及制备方法，墙板由固体物料与水按照1：0.12～0.2的重量比例混合而成；按重量百分含量计，所述固体物料由65％～90％的建筑固废、5％～35％的矿物原料、2％～10％的粘结剂、0.1％～2％减水剂组成。与现有技术相比，本发明将建筑固废建筑垃圾作为主要原料制备环保轻质硅晶石墙板，充分利用了建筑施工过程中产生的固废资源，提高了固体废弃物的资源化利用，具有很好的经济价值和环保价值；采用本发明的工艺方法制备的环保轻质硅晶石墙板，具有轻质高强、保温隔热、防水防潮、隔音降噪、防火耐久、抗冻融、易切割加工等卓越性能。

Description

一种环保轻质硅晶石墙板及制备方法
技术领域
本发明涉及绿色建筑材料技术领域，具体涉及一种环保轻质硅晶石墙板及制备方法。
背景技术
环保轻质硅晶石墙板是以页岩、煤矸石、粉煤灰、建筑渣土、江河湖淤泥、污泥等为主要原料，经挤出成型、干燥和焙烧制成的、含有孔洞的预制空心条板。产品具有轻质高强、保温隔热、防水防潮、隔音降噪、防火耐久、抗冻融、易切割加工等优质性能，在装配式建筑背景下，产品可广泛应用在装配式墙体工程施工中，是一种新型环保绿色高端建材。
进入21世纪以来，伴随着国内房地产建筑行业的不断迅速发展，房地产建筑工程的施工现场出现了较多的固体废弃物。
我国建筑垃圾的数量已占到城市垃圾总量的30％-40％。到2025年建筑垃圾，我国还将新增建筑面积约300亿平方米，新产生的建筑垃圾将是一个令人震撼的数字。然而，绝大部分建筑垃圾未经任何处理，便被施工单位运往郊外或乡村，露天堆放或填埋，耗用大量的征用土地费、垃圾清运费等建设经费，同时，清运和堆放过程中的遗撒和粉尘、灰砂飞扬等问题又造成了严重的环境污染。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，我国针对房地产建筑产生的建筑垃圾固废多数用于填埋或堆存，少数用于生产低端建材产品，对环境造成巨大压力。因此，对于这些建筑固体废弃物质的处理与再利用问题引起了相关部门以及环境的高度重视据相关统计。
鉴于目前现有的工艺技术无法有效的处理该类建筑垃圾固废，因此亟需一种新的技术方法解决该类建筑固废的处理问题。
发明内容
为解决背景技术中提到的问题，本发明提供一种环保轻质硅晶石墙板及制备方法，实现了将现有的建筑固废建筑垃圾有效利用，提高了固体废弃物的资源化利用。
一方面，本发明提供一种环保轻质硅晶石墙板，关键在于：由固体物料与水按照1：0.12～0.2的重量比例混合而成；按重量百分含量计，所述固体物料的组成如下：
建筑固废 65％～90％；
矿物原料 5％～35％；
粘结剂 2％～10％；
减水剂 0.1％～2％；
所述建筑固废的颗粒级配分布为，8目：20目：60目：100目：275目＝10-30：15-25：25-40：25-45：5-15。
优选的，所述矿物原料为滑石、方解石、钾长石、钠长石、白云石中的一种或多种。
优选的，所述粘结剂为黏土、白泥、羟甲基纤维素中的一种或多种。
优选的，所述减水剂为碳酸钠、三聚磷酸钠、偏硅酸钠、水玻璃、萘系减水剂中的一种或多种。
优选的，所述建筑固废矿物主要成分：SiO2 45％～75％、Al2O3 15％～28％、CaO0.2％～14.8％、MgO 0.3％～5％、K2O 0.3％～5.8％、Na2O 0.1％～4.5％、Fe2O3 0.6％～8％、TiO2 0.5％～2.5％。
优选的，所述矿物原料采用陶瓷级别原料，原料细度≤8目，原料成分含量≥40％。
优选的，所述粘结剂原料采用工业级别标准，原料细度≤150目，原料的成分含量≥65％。
另一方面，本发明提供一种环保轻质硅晶石墙板的制备方法，关键在于：
S1.将建筑固废通过破碎机破碎、过筛、粉磨，得到不同粒度级配的固废物料；
S2.将各原料按照配方准确称量并依次添加进入混料机，再向混料机里面加水，然后搅拌混匀；
S3.将混合均匀的原料进行陈腐，陈腐时间为5--7d，经过陈腐合格的泥料经炼泥后获得料性均匀的泥料，泥料水分控制在0.13～0.19％；
S4.将陈腐练泥之后的塑性泥料经真空挤出机挤压后，切割成坯体产品，挤出机真空度控制在0.85--0.95之间，挤出压力控制在1～3MPa；
S5.将坯体产品水分控制为10～18％时，进入干燥器内进行干燥，干燥后坯体水分控制在≤2％；
S6.将干燥的坯体放入窑炉中，在750--1050℃下进行烧结，保温时间控制在30--150min之间，烧结后产品经急冷、缓冷，得到成品。
优选的，所述S5中的干燥条件为：以升温速率1--10℃/min从室温升温至220℃，干燥周期控制在18--36h之间。
优选的，所述成品的抗压强度≥5MPa，产品体积密度≤1000kg/m3，产品的体积吸水率≤18％。
与现有技术相比，本发明提供的一种环保轻质硅晶石墙板及制备方法，具有以下有益效果：
(1)本申请将建筑固废建筑垃圾作为主要原料制备环保轻质硅晶石墙板，充分利用了建筑施工过程中产生的固废资源，提高了固体废弃物的资源化利用，具有很好的经济价值和环保价值；
(2)采用本发明的工艺方法制备的环保轻质硅晶石墙板，抗压强度≥5MPa，产品体积密度≤1000kg/m3，产品的体积吸水率≤18％，具有轻质高强、保温隔热、防水防潮、隔音降噪、防火耐久、抗冻融、易切割加工等卓越性能，是品质较高的新型建筑墙体材料。该材料直接应用于建筑工程中，具有很好的便捷性与高效性。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例对本发明进行详细描述。在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在具体实施例中仅仅示出了与本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
另外，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
实施例1
称取破碎均化处理调整后的原料7.5kg建筑固废、1kg黏土、0.7kg滑石、0.3kg钾长石、0.4kg方解石、0.06kg偏硅酸钠、0.04kg碳酸钠，其中建筑固废按照颗粒级配分布8目：20目：60目：100目：275目按照15：15：25：35：10比例添加；将以上物料装入球磨机之后加水1.7kg，混料处理得到泥料；
将合格的泥料，运输至陈腐室内进行陈腐，陈腐5天后，将泥料送至真空炼泥机中炼泥，经过炼泥的工序的泥料水分控制在0.15，符合质量标准的泥料，送至真空挤出机内挤出，挤出压力控制在1.5MPa，挤出真空度为0.85，切割后的湿坯进入干燥器内干燥。干燥温度严格按照室温--220℃进行升温，升温速率5℃/min，干燥周期控制在20h，干燥后坯体板材水分1.8％；
将轻质硅晶石墙板干燥坯体，依次送至窑炉内进行烧结，根据原料配方进行调整最高烧结温度850℃，最高温度保温时间控制在80min，烧结后产品经急冷、缓冷，即可得到轻质硅晶石墙板产品。
检测结果：轻质硅晶石墙板板容重为620kg/m3，体积吸水率12％，抗压强度为6.8MPa。
实施例2
称取破碎均化处理调整后的原料8kg建筑固废、0.7kg滑石、0.3kg钾长石、0.4kg方解石、0.2kg白泥、0.3kg羟甲基纤维素、0.03kg三聚磷酸钠、0.07kg碳酸钠，其中建筑固废按照颗粒级配分布8目：20目：60目：100目：275目按照10：12：30：28：15比例添加；将以上物料装入球磨机之后加水1.9kg，混料处理得到泥料；
将合格的泥料，运输至陈腐室内进行陈腐，陈腐6天后，将泥料送至真空炼泥机中炼泥，经过炼泥的工序的泥料水分控制在0.16，符合质量标准的泥料，送至真空挤出机内挤出，挤出压力控制在1.7MPa，挤出真空度为0.90，切割后的湿坯进入干燥器内干燥。干燥温度严格按照室温--220℃进行升温，升温速率7℃/min，干燥周期控制在26h，干燥后坯体板材水分1.5％；
将轻质硅晶石墙板干燥坯体，依次送至窑炉内进行烧结，根据原料配方进行调整最高烧结温度900℃，最高温度保温时间控制在70min，烧结后产品经急冷、缓冷，即可得到轻质硅晶石墙板产品。
检测结果：轻质硅晶石墙板板容重为716kg/m3，体积吸水率10％，抗压强度为7.3MPa。
实施例3
称取破碎均化处理调整后的原料8.2kg建筑固废、0.6kg钠长石、0.2kg钾长石、0.2kg白云石、0.3kg粘土、0.4kg羟甲基纤维素、0.05kg三聚磷酸钠、0.05kg水玻璃，其中建筑固废按照颗粒级配分布8目：20目：60目：100目：275目按照18：17：27：30：8比例添加；将以上物料装入球磨机之后加水2kg，混料处理得到泥料；
将合格的泥料，运输至陈腐室内进行陈腐，陈腐7天后，将泥料送至真空炼泥机中炼泥，经过炼泥的工序的泥料水分控制在0.17，符合质量标准的泥料，送至真空挤出机内挤出，挤出压力控制在2MPa，挤出真空度为0.92，切割后的湿坯进入干燥器内干燥。干燥温度严格按照室温--220℃进行升温，升温速率8℃/min，干燥周期控制在30h，干燥后坯体板材水分1％；
将轻质硅晶石墙板干燥坯体，依次送至窑炉内进行烧结，根据原料配方进行调整最高烧结温度1020℃，最高温度保温时间控制在60min，烧结后产品经急冷、缓冷，即可得到轻质硅晶石墙板产品。
检测结果：制得的轻质硅晶石墙板板容重为828kg/m3，体积吸水率8％，抗压强度为16MPa。
实施例4
称取破碎均化处理调整后的原料9.0kg建筑固废、0.3kg钠长石、0.2kg钾长石、0.45kg羟甲基纤维素、0.05kg水玻璃，其中建筑固废按照颗粒级配分布8目：20目：60目：100目：275目按照30：25：40：45：15比例添加；将以上物料装入球磨机之后加水1.2kg，混料处理得到泥料；
将合格的泥料，运输至陈腐室内进行陈腐，陈腐7天后，将泥料送至真空炼泥机中炼泥，经过炼泥的工序的泥料水分控制在0.19，符合质量标准的泥料，送至真空挤出机内挤出，挤出压力控制在3MPa，挤出真空度为0.95，切割后的湿坯进入干燥器内干燥。干燥温度严格按照室温--220℃进行升温，升温速率2℃/min，干燥周期控制在36h，干燥后坯体板材水分1.8％；
将轻质硅晶石墙板干燥坯体，依次送至窑炉内进行烧结，根据原料配方进行调整最高烧结温度750℃，最高温度保温时间控制在60min，烧结后产品经急冷、缓冷，即可得到轻质硅晶石墙板产品。
检测结果：制得的轻质硅晶石墙板板容重为926kg/m3，体积吸水率7.4％，抗压强度为18MPa。
检测结果：环保轻质硅晶石墙板容重为959kg/m3，抗压强度为13.6MPa。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种环保轻质硅晶石墙板，其特征在于由固体物料与水按照1：0.12～0.2的重量比例混合而成；按重量百分含量计，所述固体物料的组成如下：
建筑固废 65％～90％；
矿物原料 5％～35％；
粘结剂 2％～10％；
减水剂 0.1％～2％；
所述建筑固废的颗粒级配分布为，8目：20目：60目：100目：275目＝10-30：15-25：25-40：25-45：5-15。
2.根据权利要求1所述的一种环保轻质硅晶石墙板，其特征在于：所述矿物原料为滑石、方解石、钾长石、钠长石、白云石中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种环保轻质硅晶石墙板，其特征在于：所述粘结剂为黏土、白泥、羟甲基纤维素中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种环保轻质硅晶石墙板，其特征在于：所述减水剂为碳酸钠、三聚磷酸钠、偏硅酸钠、水玻璃、萘系减水剂中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种环保轻质硅晶石墙板，其特征在于：所述建筑固废矿物主要成分：SiO2 45％～75％、Al2O3 15％～28％、CaO 0.2％～14.8％、MgO 0.3％～5％、K2O0.3％～5.8％、Na2O 0.1％～4.5％、Fe2O3 0.6％～8％、TiO20.5％～2.5％。
6.根据权利要求1所述的一种环保轻质硅晶石墙板，其特征在于：所述矿物原料采用陶瓷级别原料，原料细度≤8目，原料成分含量≥40％。
7.根据权利要求1所述的一种环保轻质硅晶石墙板，其特征在于：所述粘结剂原料采用工业级别标准，原料细度≤150目，原料的成分含量≥65％。
8.一种如权利要求1-7所述的环保轻质硅晶石墙板的制备方法，其特征在于：
S1.将建筑固废通过破碎机破碎、过筛、粉磨，得到不同粒度级配的固废物料；
S2.将各原料按照配方准确称量并依次添加进入混料机，再向混料机里面加水，然后搅拌混匀；
S3.将混合均匀的原料进行陈腐，陈腐时间为5--7d，经过陈腐合格的泥料经炼泥后获得料性均匀的泥料，泥料水分控制在0.13～0.19％；
S4.将陈腐练泥之后的塑性泥料经真空挤出机挤压后，切割成坯体产品，挤出机真空度控制在0.85--0.95之间，挤出压力控制在1～3MPa；
S5.将坯体产品水分控制为10～18％时，进入干燥器内进行干燥，干燥后坯体水分控制在≤2％；
S6.将干燥的坯体放入窑炉中，在750--1050℃下进行烧结，保温时间控制在30--150min之间，烧结后产品经急冷、缓冷，得到成品。
9.根据权利要求8所述的环保轻质硅晶石墙板的制备方法，其特征在于所述S5中的干燥条件为：以升温速率1--10℃/min从室温升温至220℃，干燥周期控制在18--36h之间。
10.根据权利要求8所述的环保轻质硅晶石墙板的制备方法，其特征在于所述成品的抗压强度≥5MPa，产品体积密度≤1000kg/m3，产品的体积吸水率≤18％。
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