一種廢棄燒結(jié)磚粉免燒陶粒及制備方法
【專利摘要】一種廢棄燒結(jié)磚粉免燒陶粒及制備方法，屬于固體廢棄物利用與免燒陶粒【技術(shù)領(lǐng)域】。以玻璃粉為堿激發(fā)組分，通過蒸汽養(yǎng)護(hù)激發(fā)廢棄燒結(jié)磚粉和赤泥的活性以提供陶粒強(qiáng)度，并以廢棄聚苯顆粒碎料為填充料，使陶粒輕質(zhì)化。所述陶粒的組成包含廢棄燒結(jié)磚粉50～70%，赤泥10～15%，玻璃粉20～30%，水泥15～25%，聚苯顆粒碎料0.1～0.2%。制備工藝包括:將原料干燥、破碎、粉磨、過篩；界面劑潤濕聚苯顆粒；按所定配比將原料混合攪拌均勻；混合料中加水?dāng)嚢杈鶆?，制造陶粒，配制水泥凈漿并用其包裹陶粒；將陶粒蒸汽養(yǎng)護(hù)。本發(fā)明以建筑垃圾為原料，摻入聚苯顆粒，使所得陶粒輕質(zhì)。該免燒陶粒節(jié)環(huán)保，提升了建筑垃圾的利用附加值。
【專利說明】一種廢棄燒結(jié)磚粉免燒陶粒及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于固體廢棄物利用與免燒陶粒【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種廢棄燒結(jié)磚粉免燒陶粒的制備方法。
技術(shù)背景
[0002]近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)不斷加快，我國的城市建設(shè)以及交通建設(shè)進(jìn)程同樣在不斷提速。在這個(gè)過程中，產(chǎn)生了大量的建筑垃圾。我國現(xiàn)在的建筑垃圾處理依然以堆積和填埋手段為主，而這種處理手段造成的環(huán)境影響和損失是十分巨大的。有資料顯示我國現(xiàn)有填埋和堆放的建筑垃圾對土壤和地下水產(chǎn)生巨大污染，造成直接經(jīng)濟(jì)損失200億元。因而，找出一條建筑垃圾循環(huán)利用的可持續(xù)發(fā)展道路是十分有必要的。研究表明，建筑垃圾中燒結(jié)磚制品粉料具有不錯(cuò)的火山灰活性，且燒結(jié)磚通過機(jī)械粉磨進(jìn)行磨細(xì)加工后，更容易發(fā)揮其火山灰活性。燒結(jié)磚中Si02、Al203含量較高，玻璃粉的水解會(huì)產(chǎn)生堿性環(huán)境，促使磚粉中的Si02、Al2O3的鍵位斷裂，有利于其與水泥中Ca(OH)2反應(yīng)，生成較多的水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣。徐如林用廢棄燒結(jié)磚粉內(nèi)摻替代部分水泥，分別用Ca(OH)2和水玻璃對燒結(jié)磚的活性進(jìn)行激發(fā)，所得砂漿的抗壓性能和抗折性能均比較理想。(徐如林，建筑垃圾粉料的活性激發(fā)及其用.[D]武漢理工大學(xué)，2013.)但是在這一過程中，摻堿量較多，所得制品在一定齡期會(huì)發(fā)生泛堿，影響材料性能。陶粒作為一種建筑用輕骨料，以其輕體、保溫、環(huán)保等特性受到了人們的極大重視。當(dāng)前我國陶粒制品以粘土、頁巖陶粒為主，而粘土、頁巖原料的來源絕大部分取自于耕地，消耗了耕地資源。利用玻璃粉堿激發(fā)廢棄燒結(jié)磚粉來制備附加值較高的輕質(zhì)骨料，對建筑垃圾的高效再利用具有重要意義。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為克服現(xiàn)有陶粒耗費(fèi)過多的自然資源、靠堿激發(fā)劑激發(fā)建筑垃圾會(huì)發(fā)生發(fā)泛堿等缺陷，本發(fā)明提供了一種利用玻璃粉表面溶解產(chǎn)生堿進(jìn)而激發(fā)廢棄燒結(jié)磚制備的免燒陶粒及其制造方法，所述免燒陶粒大量利用建筑垃圾中廢棄燒結(jié)磚、廢玻璃和工業(yè)廢棄物赤泥，并摻入聚苯顆粒，使陶粒輕質(zhì)，并實(shí)現(xiàn)了建筑垃圾的高效再利用，節(jié)能環(huán)保。
[0004]本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是:玻璃粉堿激發(fā)廢棄燒結(jié)磚粉制備免燒陶粒，其原料組成及其質(zhì)量百分含量為:廢棄燒結(jié)磚粉為45~60%，玻璃粉為15~25%，赤泥10~15%，水泥為10~20%，聚苯顆粒為上述四種物質(zhì)總質(zhì)量的0.1~0.2%，界面劑為前四種物質(zhì)總質(zhì)量1%。
[0005]界面劑有膠粉、纖維素醚。
[0006]一種廢棄燒結(jié)磚粉制備的免燒陶粒的制備方法包括以下步驟:
[0007](I)原材料預(yù)處理:將廢棄燒結(jié)磚、廢玻璃、赤泥干燥，破碎并粉磨后過200目篩；將聚苯顆粒破碎，過10目篩，配制界面劑溶液，將聚苯顆粒碎料放入界面劑溶液并攪拌使其潤濕；
[0008](2)原材料混合:按所定配比將廢棄燒結(jié)磚粉、玻璃粉、赤泥、水泥混合至攪拌機(jī)中，攪拌均勻；
[0009](3)造粒:按照所定水灰比將潤濕后的聚苯顆粒和水依次加入攪拌機(jī)中，繼續(xù)攪拌，將攪拌均勻的混合料加入到造粒機(jī)中，加工成直徑為10~20mm的圓形顆粒,配制水泥凈漿并用其包裹圓形顆粒；
[0010](4)養(yǎng)護(hù):將步驟3所得陶粒在70~100°C和90%的條件下蒸汽養(yǎng)護(hù)4~6小時(shí)，得到最終產(chǎn)品。界面劑溶液中的水也包括在所述的水灰比中的水。水灰比優(yōu)選0.2-0.3。
[0011]本發(fā)明以玻璃粉為堿激發(fā)組分，通過蒸汽養(yǎng)護(hù)激發(fā)廢棄燒結(jié)磚粉和赤泥的活性以提供陶粒強(qiáng)度，并以廢棄聚苯顆粒碎料為填充料，使陶粒輕質(zhì)化。主要原理為利用磨細(xì)玻璃粉表面溶解產(chǎn)生的堿來激發(fā)Si02、Al2O3含量較高的廢棄燒結(jié)磚粉和赤泥，在堿激發(fā)劑作用下，其表面的網(wǎng)絡(luò)聚合體聚合度降低，表面形成游離的不飽和鍵，容易與體系中Ca(OH)2反應(yīng)生成水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣等膠凝產(chǎn)物。
[0012]將建筑垃圾中的廢棄燒結(jié)磚粉作為制造陶粒的主要原料,不僅有利于提高建筑垃圾的利用率，還節(jié)省了自然資源，避免了對土地資源的破壞；這種陶粒利用廢玻璃粉表面水解產(chǎn)生的堿來激發(fā)廢棄磚粉和赤泥的火山灰活性，進(jìn)而促進(jìn)原料的的水化，將玻璃粉作為細(xì)骨料填充漿體孔隙，提高了陶粒的強(qiáng)度，摻入了一定含量的聚苯顆粒，降低了陶粒的密度，如此所得的免燒陶粒輕質(zhì)高強(qiáng)；該陶粒不需要燒結(jié)，節(jié)省了能源，減少了環(huán)境污染；利用廢棄物作為原料，進(jìn)一步降低陶粒的生產(chǎn)成本，凈化了環(huán)境，提高了經(jīng)濟(jì)效益。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1:堿激發(fā)廢棄燒結(jié)磚粉制備免燒陶粒方法的流程示意圖。 【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但本發(fā)明并不限于以下實(shí)施例。以下實(shí)施例中膠粉界面劑的用量為廢棄燒結(jié)磚粉為、玻璃粉、赤泥、水泥總質(zhì)量的1%。
[0015]實(shí)例1、將廢棄燒結(jié)磚和玻璃粉磨細(xì)至200目，按照廢棄燒結(jié)磚粉45%，玻璃粉20%，水泥20%、赤泥15%的配比混合原材料，用攪拌機(jī)攪拌均勻；按照w/t=0.28取定量的水，取部分水配制膠粉溶液來浸潤占總質(zhì)量的0.1%的過10目篩的聚苯顆粒，將浸潤的聚苯顆粒和剩余的水加入攪拌機(jī)中攪拌，將攪拌均勻的混合料加入到造粒機(jī)中，加工成直徑為12mm的圓形顆粒，配制一定濃度的凈漿，給陶粒包裹一層水泥凈漿；將所得陶粒在90°C和90%的濕度條件下蒸汽養(yǎng)護(hù)6小時(shí)，得到產(chǎn)品。堆積密度為910kg/m3，單顆粒平均強(qiáng)度為3.0MPa0
[0016]實(shí)例2、將廢棄燒結(jié)磚和玻璃粉磨細(xì)至200目，按照廢棄燒結(jié)磚粉50%，玻璃粉20%，水泥20%、赤泥10%的配比混合原材料，用攪拌機(jī)攪拌均勻；按照w/t=0.3取定量的水，取部分水配制膠粉溶液來浸潤占總質(zhì)量的0.1%的過10目篩的聚苯顆粒，將浸潤的聚苯顆粒和剩余的水加入攪拌機(jī)中攪拌，將攪拌均勻的混合料加入到造粒機(jī)中，加工成直徑為12mm的圓形顆粒，配制一定濃度的凈漿，給陶粒包裹一層水泥凈漿；將所得陶粒在90°C和90%的濕度條件下蒸汽養(yǎng)護(hù)6小時(shí)，得到產(chǎn)品。堆積密度為901kg/m3，單顆粒平均強(qiáng)度為2.8MPa。
[0017]實(shí)例3、將廢棄燒結(jié)磚和玻璃粉磨細(xì)至200目，按照廢棄燒結(jié)磚粉55%，玻璃粉15%，水泥15%、赤泥15%的配比混合原材料，用攪拌機(jī)攪拌均勻；按照w/t=0.3取定量的水，取部分水配制膠粉溶液來浸潤占總質(zhì)量的0.1%的過10目篩的聚苯顆粒，將浸潤的聚苯顆粒和剩余的水加入攪拌機(jī)中攪拌，將攪拌均勻的混合料加入到造粒機(jī)中，加工成直徑為12mm的圓形顆粒，配制一定濃度的凈漿，給陶粒包裹一層水泥凈漿；將所得陶粒在90°C和90%的濕度條件下蒸汽養(yǎng)護(hù)6小時(shí)，得到產(chǎn)品。堆積密度為889kg/m3，單顆粒平均強(qiáng)度為2.1MPa0[0018]實(shí)例4、將廢棄燒結(jié)磚和玻璃粉磨細(xì)至200目，按照廢棄燒結(jié)磚粉60%，玻璃粉15%，水泥15%、赤泥10%的配比混合原材料，用攪拌機(jī)攪拌均勻；按照w/t=0.3取定量的水，取部分水配制膠粉溶液來浸潤占總質(zhì)量的0.1%的過10目篩的聚苯顆粒，將浸潤的聚苯顆粒和剩余的水加入攪拌機(jī)中攪拌，將攪拌均勻的混合料加入到造粒機(jī)中，加工成直徑為12mm的圓形顆粒，配制一定濃度的凈漿，給陶粒包裹一層水泥凈漿；將所得陶粒在90°C和90%的濕度條件下蒸汽養(yǎng)護(hù)6小時(shí)，得到產(chǎn)品。堆積密度為880kg/m3，單顆粒平均強(qiáng)度為2.4MPa。
【權(quán)利要求】
1.玻璃粉堿激發(fā)廢棄燒結(jié)磚粉的免燒陶粒，其特征在于，其原料組成及其質(zhì)量百分含量為:廢棄燒結(jié)磚粉為45~60%，玻璃粉為15~25%，赤泥10~15%，水泥為10~20%，聚苯顆粒為上述四種物質(zhì)總質(zhì)量的0.1~0.2%，界面劑為前四種物質(zhì)總質(zhì)量1%。
2.權(quán)利要求1的玻璃粉堿激發(fā)廢棄燒結(jié)磚粉的免燒陶粒，其特征在于，界面劑優(yōu)選膠粉。
3.制備權(quán)利要求1玻璃粉堿激發(fā)廢棄燒結(jié)磚粉的免燒陶粒的方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)原材料預(yù)處理:將廢棄燒結(jié)磚、廢玻璃、赤泥干燥，破碎并粉磨后過200目篩；將聚苯顆粒破碎，過10目篩，配制界面劑溶液，將聚苯顆粒碎料放入界面劑溶液并攪拌使其潤濕； (2)原材料混合:按所定配比將廢棄燒結(jié)磚粉、玻璃粉、赤泥、水泥混合至攪拌機(jī)中，攪拌均勻； (3)造粒:按照所定水灰比將潤濕后的聚苯顆粒和水依次加入攪拌機(jī)中，繼續(xù)攪拌，將攪拌均勻的混合料加入 到造粒機(jī)中，加工成直徑為10~20mm的圓形顆粒,配制水泥凈衆(zhòng)并用其包裹圓形顆粒； (4)養(yǎng)護(hù):將步驟3所得陶粒在70~100°C和90%的條件下蒸汽養(yǎng)護(hù)4~6小時(shí)，得到最終廣品。
4.按照權(quán)利要求3的方法，其特征在于，界面劑溶液中的水也包括在所述的水灰比中的水,水灰比0.2-0.3。
【文檔編號】C04B16/04GK103951327SQ201410140624
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月9日
【發(fā)明者】嚴(yán)建華, 張程浩, 崔素萍, 冷發(fā)光, 龐保雪, 周朋, 張東梅 申請人:北京工業(yè)大學(xué)