專利名稱：一種生活垃圾預(yù)制件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用垃圾焚燒渣生產(chǎn)的混凝土預(yù)制件，尤其提供了利 用該混凝土制成的地磚和砌塊，屬于綠色建材制造領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人民的生活水平迅速提高，城市化進(jìn)程不斷加 快，我國(guó)城市垃圾產(chǎn)生量急劇增加，且增長(zhǎng)勢(shì)頭不減。目前，我國(guó)城市垃
圾年產(chǎn)生量已達(dá)1.4億噸，人均垃圾產(chǎn)生量在450-500公斤左右，還在以每 年8-10%的增長(zhǎng)率不斷增加。為更好地處理日益增多的生活垃圾并解決傳 統(tǒng)的垃圾處理方式所帶來(lái)的一系列問題，我國(guó)的城市生活垃圾的處理正在 向無(wú)害化處理過渡。以北京市為例，目前，垃圾的處理方法正在由露天堆 放、簡(jiǎn)易填埋向以衛(wèi)生填埋為主、焚燒、堆肥和綜合處理為輔的無(wú)害化處 理階段過渡。以北京為例，北京共有垃圾場(chǎng)490處，累計(jì)填埋量3036萬(wàn)噸， 其中，正規(guī)垃圾場(chǎng)處理量達(dá)83%。從量上來(lái)說，北京人均日產(chǎn)生活垃圾約 0.82公斤，2004年年產(chǎn)垃圾約491萬(wàn)噸，實(shí)際清運(yùn)到無(wú)害化正規(guī)垃圾處理 場(chǎng)的垃圾約393萬(wàn)噸，每年尚有約98萬(wàn)噸的生活垃圾以直接填埋的方式， 在非正規(guī)垃圾場(chǎng)消納。衛(wèi)生填埋不僅占有大量土地，而且會(huì)造成土壤和地 下水的污染。因此，生活垃圾的無(wú)害化處理將由現(xiàn)在的大部分衛(wèi)生填埋， 改為焚燒、堆肥、填埋科學(xué)均衡處理。在"十一五"期間，北京將對(duì)垃圾 處理的工藝系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)配比，焚燒、堆肥、填埋比例將達(dá)4: 3: 3。然后， 大量的生活垃圾必然帶來(lái)大量的垃圾焚燒渣，如何更好地處理這些垃圾焚 燒渣是關(guān)系到能夠真正實(shí)現(xiàn)垃圾無(wú)害化處理的關(guān)鍵。
利用垃圾焚燒渣應(yīng)用于建筑材料的制造是一個(gè)逐漸興起的趨勢(shì)，目前
3已經(jīng)有將垃圾焚燒渣應(yīng)用于塑性混凝土制品、地磚和砌塊等產(chǎn)品的制造， 這不失為是垃圾焚燒渣綜合利用的一個(gè)較好的方向。
中國(guó)98125624.4號(hào)專利(授權(quán)公告日2001年4月4日)公開了一種 垃圾粉煤灰輕質(zhì)免燒磚，其是使用30-35重量份的生活垃圾焚燒熟料結(jié)合粉 煤灰、爐渣或砂石骨料、水泥等原料制造的，雖然該專利公開的技術(shù)方案 可以解決部分垃圾焚燒渣(即生活垃圾焚燒熟料)的處理問題，為滿足最 終免燒磚產(chǎn)品的使用要求(例如強(qiáng)度和容重要求)，仍需要配合較大量的粉 煤灰，而所使用的垃圾焚燒渣的數(shù)量不能過高(該專利中僅限制在35%以 下)，無(wú)法應(yīng)對(duì)垃圾焚燒渣日益增多的局面。
中國(guó)02114714.0號(hào)專利申請(qǐng)(
公開日2003年7月30日)公開了一 種利用50-68wt。/。垃圾焚燒灰渣結(jié)合20-35wt。/。水泥等原料制造的混凝土制 品，出于對(duì)制品性能的要求，該專利申請(qǐng)公開的技術(shù)方案在使用較多的垃 圾焚燒灰渣的同時(shí)，其所需要使用的水泥的量也比較多，也不適于以較低 的成本實(shí)現(xiàn)較大量的垃圾焚燒渣的處理；而且，混凝土制品在成型后還需 要在85-9(TC的蒸汽室內(nèi)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。
因此，如何在使用較低水泥用量和較低成本的條件下，利用較多的垃 圾焚燒渣制造符合標(biāo)準(zhǔn)的混凝土制品、地磚和砌塊等產(chǎn)品是本領(lǐng)域亟待解 決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種利用生活垃圾焚燒 渣制造的生活垃圾預(yù)制件，其原料包括較大量的生活垃圾焚燒渣，以及較 少的水泥，可以替代混凝土預(yù)制件成為具有較高強(qiáng)度的地磚、砌塊或路緣 石等建筑材料，在較低的成本下實(shí)現(xiàn)對(duì)生活垃圾的無(wú)害化處理。
本發(fā)明的目的還在于提供上述生活垃圾預(yù)制件的制造方法，將生活垃 圾焚燒渣與水泥混合，控制適當(dāng)?shù)某尚凸に嚥⒔Y(jié)合一定量的輔料和外加劑 制成強(qiáng)度和容重性質(zhì)良好的地磚、砌塊和路緣石等混凝土預(yù)制件。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種生活垃圾預(yù)制件，其原料包括以 下組成
生活垃圾焚燒渣36-57wt0/0
水泥5-14wt%
碎石24-47wt0/0
建筑用砂0-8wt%
粉煤灰0-4wto/o
硅灰0-0.5wt%
混凝土外加劑0-0.2wt%
水5-9.5wt%。
本發(fā)明所采用的生活垃圾焚燒渣可以是來(lái)自垃圾處理場(chǎng)焚燒處理后的
焚燒渣，也可以是將收集的生活垃圾在800-115(TC進(jìn)行焚燒后，通過磁選 和篩分將焚燒渣中的金屬、玻璃等雜物清除掉后，得到的焚燒渣。為了利 于在水泥生產(chǎn)中使用，可以對(duì)焚燒渣進(jìn)行進(jìn)一步的篩分和粉碎，獲得符合 一定要求的焚燒渣，例如可以采用粒度小于10mm的焚燒渣，這樣可以提 高生活垃圾焚燒渣與其他原料的結(jié)合性能，使制造的生活垃圾預(yù)制件具有 較高的強(qiáng)度等力學(xué)性能指標(biāo)。
本發(fā)明提供的生活垃圾預(yù)制件采用生活垃圾焚燒渣為主要原料，并以 碎石作為骨料，從而滿足強(qiáng)度要求。具體配方中，碎石的尺寸最好在 2-10mm，可以是碎石或尾礦等材料。
根據(jù)本發(fā)明的具體方案，為了得到較高品質(zhì)的混凝土預(yù)制件產(chǎn)品，可 以向原料中加入本領(lǐng)域常用的混凝土外加劑，優(yōu)選地，該混凝土外加劑包 括減水劑、保水劑和早強(qiáng)劑等中的一種或幾種的組合。其中，減水劑能夠 減少拌合物用水量，降低水灰比，降低水泥用量，節(jié)省成本；早強(qiáng)劑能夠 提高混凝土早期強(qiáng)度，并對(duì)混凝土后期強(qiáng)度不會(huì)產(chǎn)生影響。
本發(fā)明提供的生活垃圾預(yù)制件是一種混凝土預(yù)制件，可以是建筑行業(yè)
5常用的各類預(yù)制件，例如，可以采用不同的模具將該預(yù)制件制成空心砌塊、 地磚、路緣石或其他建筑構(gòu)件。
本發(fā)明還提供了一種上述生活垃圾預(yù)制件的制造方法，其包括如下步
驟
混料將原料混合并攪拌均勻得到混合料；
成型利用預(yù)制塊成型機(jī)將混合料振搗成型，其中，擊振力為 110-160KN，振動(dòng)頻率為2880-3600次/分；
養(yǎng)護(hù)按照混凝土的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)方法進(jìn)行養(yǎng)護(hù)24-48小時(shí)，然后在自然環(huán) 境下養(yǎng)護(hù)15-26天，得到本發(fā)明的生活垃圾預(yù)制件。
根據(jù)本發(fā)明的具體方案，在成型處理中，可以將混合料制成各種所需 的形狀或樣式的空心砌塊、地磚或路緣石等預(yù)制件產(chǎn)品。
在本發(fā)明的生活垃圾預(yù)制件的制造方法中，可以采用已經(jīng)焚燒處理完 畢的垃圾焚燒渣經(jīng)篩分后直接進(jìn)行混料、成型、養(yǎng)護(hù)等步驟，也可以先進(jìn) 行垃圾焚燒、篩分的處理步驟，將符合要求的垃圾焚燒渣進(jìn)行混料、成型、 養(yǎng)護(hù)等步驟。因此，本發(fā)明提供的生活垃圾預(yù)制件的制造方法也可以具體 地包括下列步驟
(1) 垃圾的焚燒、篩分將生活垃圾集中在800-1150'C下焚燒，將所 剩的垃圾渣篩分，除去對(duì)混凝土耐久性有害的沒燒盡的有機(jī)物及金屬雜質(zhì)；
(2) 混料將篩分后的垃圾渣、水泥、無(wú)機(jī)輔料(建筑用砂、粉煤灰、 硅灰等)、混凝土外加劑等原料組分按一定重量配比混合，同時(shí)加入相當(dāng)于 原料總重量的5-9.5%的水，攪拌均勻；
(3) 成型用預(yù)制塊成型機(jī)將上述混合料振搗成型，成型過程控制擊 振力110-160KN，振動(dòng)頻率為2880-3600次/分鐘；
(4) 養(yǎng)護(hù)用混凝土標(biāo)準(zhǔn)的養(yǎng)護(hù)方法進(jìn)行養(yǎng)護(hù)24-48小時(shí)，然后在自 然環(huán)境下養(yǎng)護(hù)15-26天，即成成品。
在本發(fā)明提供的生活垃圾預(yù)制件的制造方法中，通過采用在本發(fā)明提供的范圍內(nèi)的擊振力和振動(dòng)頻率可以得到振搗均勻密實(shí)、氣泡排放充分、 具有一定力學(xué)性能、符合一定標(biāo)準(zhǔn)的混凝土預(yù)制件(如地磚或砌塊)。至于 更具體的操作條件，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)所制成的產(chǎn)品通過調(diào)節(jié)原料 的組成，并選擇合適的工藝參數(shù)進(jìn)行操作而實(shí)現(xiàn)。上述制造方法中提及的 "自然環(huán)境下養(yǎng)護(hù)"也是混凝土預(yù)制件加工中的常規(guī)操作，即，將經(jīng)標(biāo)準(zhǔn) 養(yǎng)護(hù)后的預(yù)制件置于不需任何控制的環(huán)境(自然環(huán)境)中放置設(shè)定的時(shí)間。 根據(jù)本發(fā)明提供的制造方法獲得的預(yù)制件產(chǎn)品不僅抗壓強(qiáng)度可以滿足
要求，而且重量輕。例如制備200X 100X60mm的普通地磚，強(qiáng)度達(dá)到40MPa 時(shí)，容重為2178.5 Kg/m3;而砌塊強(qiáng)度最高可達(dá)到12MPa，最低也在5MPa 以上，其容重卻可降到1900Kg/m3，這大大減輕了在運(yùn)輸過程的費(fèi)用及高層 建筑物的自重。另外，本發(fā)明的預(yù)制件成型簡(jiǎn)單，養(yǎng)護(hù)條件與一般混凝土 養(yǎng)護(hù)條件一樣，利于大規(guī)模生產(chǎn)(例如，用Masa成型設(shè)備一天可制造普通 地磚4500平方米，這樣一天最少可處理垃圾焚燒渣120噸)，可大大減輕 處理生活垃圾的壓力。所以，本發(fā)明可以最大限度地利用生活垃圾焚燒后 的垃圾渣為主要原料，不僅實(shí)現(xiàn)了變廢為寶，而且生產(chǎn)方法簡(jiǎn)單，產(chǎn)品生 產(chǎn)成本低，更可以節(jié)約土地資源，因此具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說明，但不能理解
為對(duì)本發(fā)明的可實(shí)施范圍所做的任何限制。 實(shí)施例1-5
砌塊和地磚的制造工藝
(1) 焚燒、篩分將生活垃圾集中在800-1150。C下焚燒，將所剩的垃 圾渣篩分，除去對(duì)混凝土耐久性有害的有機(jī)物；
(2) 配料混合將篩分后的垃圾渣、水泥、無(wú)機(jī)輔料、混凝土外加劑 按一定重量配比混合，同時(shí)加水?dāng)嚢杈鶆?，加水量為原料總重量?%-9.5%;
(3) 成型用德國(guó)MASA公司的Masa9001型成型機(jī)將上述混合料振搗成型，擊振力110-160KN，振動(dòng)頻率(或稱振搗頻率)2880-3600次/分鐘， 制成砌塊或地磚(稱砌塊1-3和地磚1-2);
(4)養(yǎng)護(hù)用混凝土標(biāo)準(zhǔn)的養(yǎng)護(hù)方法進(jìn)行養(yǎng)護(hù)24-48小時(shí)，然后在自 然條件下養(yǎng)護(hù)15-26天，即成成品。
根據(jù)本發(fā)明提供的制造方法獲得產(chǎn)品的原料組成及工藝參數(shù)如表1所
表l (重量含量，單位％):
原料砌塊1砌塊2砌塊3地磚1地磚2
水泥7.613.614
垃圾渣3838.7425736
建筑用砂00008
碎石4647372437
粉煤灰0400
硅灰000.50.40
外加劑00.1000.2
水86.49.5
擊振力110KN130KN110KN140KN160KN
振動(dòng)頻率2880~30002880-30002880~30003300~36003300~3600
產(chǎn)品的物理性能如表2所示。
表2:
抗壓強(qiáng)度(MPa)振動(dòng)頻率(次/分)容重(Kg/m3)
砌塊l5.4(最大值5.7;最小值4.8)2880~30001897.8
砌塊212.5(最大值15.7;最小值10.2)2880~30001915.9
地磚129.4(最大值35.7;最小值28.9)3300—36001977.2
地磚250.2(最大值57.0;最小值47.5)3300~36002178.5
8
權(quán)利要求
1、一種生活垃圾預(yù)制件，其原料包括如下組成生活垃圾焚燒渣 36-57wt％水泥5-14wt％碎石24-47wt％建筑用砂0-8wt％粉煤灰 0-4wt％硅灰0-0.5wt％混凝土外加劑0-0.2wt％水 5-9.5wt％。
2、 如權(quán)利要求1所述的生活垃圾預(yù)制件，其中，所述混凝土外加劑包 括減水劑、保水劑和早強(qiáng)劑中的一種或幾種的組合。
3、 如權(quán)利要求1所述的生活垃圾預(yù)制件，其中，所述碎石的尺寸為 2-10mm。
4、 如權(quán)利要求1所述的生活垃圾預(yù)制件，其包括空心砌塊、地磚或路 緣石。 _
5、 權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述生活垃圾預(yù)制件的制造方法，其包括如下 步驟混料將原料混合并攪拌均勻得到混合料；成型利用預(yù)制塊成型機(jī)將混合料振搗成型，其中，擊振力為110-160KN，振動(dòng)頻率為2880-3600次/分鐘；養(yǎng)護(hù)按照混凝土的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)方法進(jìn)行養(yǎng)護(hù)24-48小時(shí)，然后在自然環(huán) 境下養(yǎng)護(hù)15-26天，得到本發(fā)明的生活垃圾預(yù)制件。
6、 如權(quán)利要求5所述的制造方法，其中，所述成型操作中將混合料制 成空心砌塊、地磚或路緣石。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種生活垃圾預(yù)制件及其制造方法，其中所述生活垃圾預(yù)制件的原料包括如下組成生活垃圾焚燒渣36-57wt％；水泥5-14wt％；碎石24-47wt％；建筑用砂0-8wt％；粉煤灰0-4wt％；硅灰0-0.5wt％；混凝土外加劑0-0.2wt％；水5-9.5wt％。本發(fā)明所提供的生活垃圾預(yù)制件可以替代混凝土預(yù)制件成為具有較高強(qiáng)度的地磚、砌塊或路緣石等建筑材料，在較低的成本下實(shí)現(xiàn)對(duì)生活垃圾的無(wú)害化處理，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。本發(fā)明還提供了上述生活垃圾預(yù)制件的制造方法，通過混料、成型、養(yǎng)護(hù)等步驟制得本發(fā)明的生活垃圾預(yù)制件。
文檔編號(hào)C04B28/02GK101486550SQ20081005628
公開日2009年7月22日 申請(qǐng)日期2008年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月16日
發(fā)明者潘英豪 申請(qǐng)人:新立基(北京)建材有限公司