專利名稱：利用磷石膏固化建筑垃圾生產(chǎn)免燒磚的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種免燒磚的生產(chǎn)方法，具體地說(shuō)是一種利用磷石膏固化建筑垃圾生 產(chǎn)免燒磚的方法，屬于建筑材料制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
建筑垃圾是在建筑物的建設(shè)、維修、拆除過(guò)程中產(chǎn)生的固體廢棄物，包括廢混凝土 塊、磚塊、浙青混凝土塊、施工過(guò)程中散落的砂漿和混凝土、碎磚、金屬、竹木材、裝飾裝修產(chǎn) 生的廢料、各種包裝材料和其他廢棄物等，其主要組成以混凝土和燒結(jié)磚為主。隨著城市建設(shè)步伐的日益加快，建筑垃圾量也越來(lái)越多。據(jù)有關(guān)資料介紹，對(duì)磚混 結(jié)構(gòu)、全現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)等建筑施工材料損耗的粗略統(tǒng)計(jì)，在每萬(wàn)Hl2建筑的施工過(guò)程 中，僅建筑廢渣就會(huì)產(chǎn)生500 600噸。按此測(cè)算，我國(guó)大中型城市每年僅施工建設(shè)所產(chǎn)生 和排出的建筑垃圾就有數(shù)千萬(wàn)噸。隨著城市化進(jìn)程步伐的加快和城中村改造的全面推行， 因拆遷產(chǎn)生的建筑垃圾則高達(dá)數(shù)千噸甚至上億噸。大量文獻(xiàn)資料表明，利用建筑垃圾生產(chǎn) 免燒磚、道路基層、水穩(wěn)層、再生骨料、干混砂漿、水泥生產(chǎn)的摻合料，是目前研究的熱點(diǎn)。磷石膏是高濃度磷肥生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的固體廢棄物，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前國(guó)內(nèi)堆存 的磷石膏渣已達(dá)到1億多噸，每年還要新產(chǎn)生3000萬(wàn)噸的磷石膏渣，除去綜合利用的約 10%，其余仍以堆放處理為主。隨著高濃度磷復(fù)肥產(chǎn)量的增加，原料磷礦品位的降低，磷石 膏渣的產(chǎn)生量將越來(lái)越大，預(yù)計(jì)到2010年全國(guó)磷石膏渣的產(chǎn)生量將超過(guò)1億噸。其所產(chǎn)生 的環(huán)境污染、占用土地的壓力越來(lái)越大，必將嚴(yán)重制約磷肥企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。磷石膏的治理和利用問題是一個(gè)世界性的難題，中國(guó)作為世界上第一大磷石膏副 產(chǎn)國(guó)，磷石膏的治理問題尤為迫切。近年來(lái)，我國(guó)磷肥企業(yè)在磷石膏綜合利用方面進(jìn)行了積 極的探索，積累了一些經(jīng)驗(yàn)，取得了一些成績(jī)。其中較有代表性的技術(shù)有磷石膏聯(lián)產(chǎn)硫酸 和水泥；磷石膏生產(chǎn)建筑石膏；磷石膏生產(chǎn)建筑砌塊和水泥緩凝劑；磷石膏、氯化鉀通過(guò)復(fù) 分解反應(yīng)生產(chǎn)硫酸鉀；磷石膏聯(lián)產(chǎn)硫銨和碳酸鈣；磷石膏用于筑路；磷石膏用作土壤改良 劑等。這些方法推動(dòng)了我國(guó)磷石膏資源化的技術(shù)進(jìn)步，但尚不能滿足磷石膏數(shù)量巨大、 亟待處理的迫切需要。因此，把磷石膏制成新型建筑材料和擴(kuò)展其在建筑領(lǐng)域的利用途徑， 既能解決磷石膏的綜合利用問題，減輕磷復(fù)肥企業(yè)的環(huán)境壓力，又能為建筑業(yè)提供新的建 材品種，對(duì)于實(shí)施循環(huán)經(jīng)濟(jì)和節(jié)能減排戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)具有重要意義。綜合已有的文獻(xiàn)，在建筑垃圾生產(chǎn)建筑材料方面，其主要膠凝材料為水泥，其余如 石灰、粉煤灰、粘土等作為改性劑或塑性材料；而磷石膏使用量極少，主要用于混合材料的 改性劑，在添加激發(fā)劑、促進(jìn)劑等，采用振動(dòng)成型或靜壓成型生產(chǎn)坯體，再經(jīng)自然養(yǎng)護(hù)或蒸 壓養(yǎng)護(hù)生產(chǎn)各種建筑材料。以磷石膏為膠凝材料主體，不用水泥、不用高分子材料，用磷石 膏膠凝材料固化建筑垃圾，在自然養(yǎng)護(hù)條件下生產(chǎn)免燒磚尚未見文獻(xiàn)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
為解決磷石膏及建筑垃圾堆積數(shù)量巨大，難以處理等問題，本發(fā)明提供一種利用 磷石膏固化建筑垃圾生產(chǎn)免燒磚的方法。生產(chǎn)攪拌后用砌塊成型機(jī)成型，生坯經(jīng)自然養(yǎng)護(hù) 或蒸汽養(yǎng)護(hù)后，進(jìn)行性能測(cè)試。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用這樣一種利用磷石膏固化建筑垃圾生產(chǎn)免燒磚的方 法，它經(jīng)過(guò)下列步驟A.按下列質(zhì)量份備料磷石膏60 --80份
建筑垃圾400 600份
輔助材料20 --40份
活化劑10 --15份
減水劑3 5份
添加劑5 10份
水70 --100 份其中所述建筑垃圾為除去塑料、木材和生活用品的建筑廢棄物，并將該建筑廢棄物破 碎至粒度為0. 2 2mm，經(jīng)常規(guī)方法除去其中的鐵；所述輔助材料為經(jīng)過(guò)高溫煅燒或熔融的黃磷爐渣、高爐渣、粉煤灰、生石灰、電石 渣中的一種或幾種，其中的Si02+Al203的質(zhì)量之和是輔助材料質(zhì)量的55%以上；所述活化劑為水玻璃和純堿，或者為水玻璃和純堿和燒堿，且其中的Na2O SiO2 =1 0.8 1.5的質(zhì)量比；所述減水劑為聚羧酸、木質(zhì)素磺酸鈣、木質(zhì)素磺酸鈉、腐植酸鈉中的一種或幾種；所述添加劑為氟硅酸鈣、氟硅酸鈉、磷酸鈉、氯化鈉、硫酸鈉中的一種或幾種；B.將輔助材料干燥至含水率小于5%，加入添加劑，粉磨至粒度小于0. 083應(yīng)，得粉體；C.將活化劑、減水劑溶于水中，配制成溶液；D.將磷石膏、步驟B所得粉體、建筑垃圾、步驟C所得溶液進(jìn)行混合，并攪拌1 2 分鐘，得混合料；E.將步驟D所得混合料進(jìn)行常規(guī)成型，得生坯；F.將步驟E所得成型生坯靜置24小時(shí)后，經(jīng)常規(guī)自然養(yǎng)護(hù)7 15天或者蒸汽養(yǎng) 護(hù)12 24小時(shí)，得免燒磚。所述水為普通自來(lái)水、城市生活污水、造紙廢水、赤泥附液、含堿廢水、含鹽廢水、 冷凝水和中水中的一種或幾種。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比所具有如下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明所生產(chǎn)的產(chǎn)品具有強(qiáng)度高，軟化 系數(shù)低，吸水率低，抗?jié)駸峤惶婺芰?，抗凍無(wú)膨脹等特點(diǎn)，同時(shí)具有廢物利用、保護(hù)環(huán)境、 降低能耗的效果。具體有如下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)1)本發(fā)明屬建筑材料領(lǐng)域，以磷石膏膠凝材料為固化劑，充分利用建筑垃圾的潛 在活性，在添加劑的共同作用下，制備建筑垃圾免燒磚，建筑垃圾用量可達(dá)90%，具有成本 低，物理性能好的優(yōu)點(diǎn)；2)與傳統(tǒng)磷石膏膠凝材料相比，本發(fā)明所使用的磷石膏無(wú)需任何處理直接使用，節(jié)約了能耗，回避了因磷石膏的處理而帶來(lái)的環(huán)境二次污染問題；3)與其它建筑垃圾制備免燒磚相比，本發(fā)明以工業(yè)廢渣為主要原料，不使用水泥 和高分子材料；4)本發(fā)明產(chǎn)品的養(yǎng)護(hù)與水泥混凝土制品相同，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、能耗低、投資少、無(wú) 環(huán)境污染。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1A.按下列質(zhì)量組分備料磷石膏80kg建筑垃圾600kg
黃磷爐渣IOkg粉煤灰5kg
生石灰5kg水玻璃8kg
純堿2. 5kg燒堿1. 5kg
聚羧酸3kg氟硅酸鈣1. 5kg
氟硅酸鈉1. 5kg氯化鈉5kg
城市生活污水95kg其中，建筑垃圾為除去塑料、木材和生活用品的建筑廢棄物，并將該建筑廢棄物破碎至 粒度為0. 2mm，用常規(guī)磁選機(jī)除去其中的鐵；B.將黃磷爐渣、粉煤灰、生石灰干燥至含水率為4%，加入氟硅酸鈣、氟硅酸鈉、氯 化鈉，磨粉至粉體粒度小于0. 083mm ；C.將水玻璃、純堿、燒堿、聚羧酸溶于城市生活污水中，配制成溶液；D.將磷石膏、步驟B所得粉體、建筑垃圾、步驟C所得溶液混合并攪拌1分鐘，得到 混合料；E.將步驟D所得混合料按常規(guī)成型，得到生坯；F.將步驟E中所得成型生坯靜置24小時(shí)后進(jìn)行自然養(yǎng)護(hù)15天。將所得產(chǎn)品進(jìn)行性能測(cè)定，得到平均抗壓強(qiáng)度10.37MPa、平均抗折強(qiáng)度 2. 57MPa，吸水率15. 30%、碳化系數(shù)81. 07%、軟化系數(shù)85. 27%，25次凍融循環(huán)抗壓強(qiáng)度損 失8.6%，質(zhì)量損失為1.97%。實(shí)施例2A.按下列質(zhì)量組分備料磷石膏70kg建筑垃圾500kg
粉煤灰30kg水玻璃IOkg
燒堿5kg木質(zhì)素磺酉堯鈣 2kg
木質(zhì)素磺酸鈉 Ikg腐植酸鈉Ikg
磷酸鈉3kg硫酸鈉2kg普通自來(lái)水、造紙廢水、赤泥附液、含堿廢水共70kg，其中建筑垃圾為除去塑料、木材和生活用品的建筑廢棄物，并將該建筑廢棄物破碎至 粒度為2mm，用常規(guī)磁鐵機(jī)磁吸除去其中的鐵；
B.將粉煤灰干燥至含水率為3%，加入磷酸鈉、硫酸鈉，進(jìn)行磨粉，至粉體粒度小 于 0. 083mm ；C.將水玻璃、燒堿、木質(zhì)素磺酸鈣、木質(zhì)素磺酸鈉、腐植酸鈉溶于普通自來(lái)水、造紙 廢水、赤泥附液、含堿廢水中，配制成溶液；D.將磷石膏、步驟B所得粉體、建筑垃圾、步驟C所得溶液混合，并進(jìn)行攪拌2分 鐘，得到混合料；E.將步驟D所得混合料送常規(guī)成型機(jī)中成型，得生坯；F.將步驟E所得成型生坯靜置24小時(shí)后進(jìn)行蒸汽養(yǎng)護(hù)24小時(shí)，得免燒燒磚。將所得免燒磚產(chǎn)品進(jìn)行性能測(cè)定，結(jié)果為平均抗壓強(qiáng)度13. 21MPa、平均抗折強(qiáng) 度3. 17MPa,吸水率13. 27%、碳化系數(shù)82. 00%、軟化系數(shù)86. 34%, 25次凍融循環(huán)抗壓強(qiáng)度 損失8.3%，質(zhì)量損失為1.86%。實(shí)施例3A.按下列質(zhì)量組分備料磷石膏60kg建筑垃圾400kg
高爐渣20kg電石渣20kg
水玻璃8kg燒堿2kg
木質(zhì)素磺酸鈣2kg木質(zhì)素磺酉髮鈉 2kg
氯化鈉5kg硫酸鈉5kg含鹽廢水、冷凝水共100kg，其中建筑垃圾為除去塑料、木材和生活用品的建筑廢棄物，并將該建筑廢棄物破碎至 粒度為1mm，用常規(guī)磁鐵機(jī)吸取其中的鐵；B.將高爐渣、電石渣干燥至含水率為2%，加入氯化鈉、硫酸鈉，進(jìn)行磨粉，至粉體 粒度小于0. 083mm ；C.將水玻璃、燒堿、木質(zhì)素磺酸鈣、木質(zhì)素磺酸鈉溶于含鹽廢水、冷凝水中，配制成 溶液；D.將磷石膏、步驟B所得粉體、建筑垃圾、步驟C所得溶液混合，并進(jìn)行攪拌1. 5分 鐘，得到混合料；E.將步驟D中所得混合料按常規(guī)成型，得到生坯；F.將步驟E所得成型生坯靜置24小時(shí)后進(jìn)行自然養(yǎng)護(hù)7天。將所得產(chǎn)品進(jìn)行性能測(cè)定，得到平均抗壓強(qiáng)度15.37MPa、平均抗折強(qiáng)度 3. 61MPa，吸水率11. 20%、碳化系數(shù)81. 23%、軟化系數(shù)87. 34%, 25次凍融循環(huán)抗壓強(qiáng)度損 失7.2%，質(zhì)量損失為1.46%。實(shí)施例4
Α.按下列質(zhì)量組分備料
磷石膏65kg建筑垃圾450kg
黃磷爐渣15kg電石渣22kg
水玻璃IOkg純堿4kg
聚羧酸2kg木質(zhì)素磺酉髮鈣2kg
氟硅酸鈉5kg硫酸鈉3kg
中水80kg，其中建筑垃圾為除去塑料、木材和生活用品的建筑廢棄物，并將該建筑廢棄物破碎至 粒度為1. 5mm，經(jīng)常規(guī)磁選機(jī)除去其中的鐵；B.將黃磷爐渣、電石渣干燥至含水率為2%，加入氟硅酸鈉、硫酸鈉進(jìn)行磨粉，至 粉體粒度小于0. 083mm ；C.將水玻璃、純堿、聚羧酸、木質(zhì)素磺酸鈣溶于中水中，配制成溶液；D.將磷石膏、步驟B所得粉體、建筑垃圾、步驟C所得溶液依次加入，并進(jìn)行攪拌2 分鐘，得到混合料；E.將步驟D所得混合料按常規(guī)成型，得到生坯；F.將步驟E所得成型生坯靜置24小時(shí)后進(jìn)行蒸汽養(yǎng)護(hù)12小時(shí)。將所得產(chǎn)品進(jìn)行性能測(cè)定，得到平均抗壓強(qiáng)度15.69MPa、平均抗折強(qiáng)度 3. 88MPa，吸水率11. 02%、碳化系數(shù)81. 68%、軟化系數(shù)87. 55%，25次凍融循環(huán)抗壓強(qiáng)度損 失7.4%，質(zhì)量損失為1.42%。
權(quán)利要求
一種利用磷石膏固化建筑垃圾生產(chǎn)免燒磚的方法，其特征在于經(jīng)過(guò)下列步驟A.按下列質(zhì)量份備料磷石膏60～80份建筑垃圾 400～600份輔助材料 20～40份活化劑10～15份減水劑3～5份添加劑5～10份水70～100份其中所述建筑垃圾為除去塑料、木材和生活用品的建筑廢棄物；所述輔助材料為經(jīng)過(guò)高溫煅燒或熔融的黃磷爐渣、高爐渣、粉煤灰、生石灰、電石渣中的一種或幾種所述活化劑為水玻璃和純堿，或者為水玻璃和純堿和燒堿；所述減水劑為聚羧酸、木質(zhì)素磺酸鈣、木質(zhì)素磺酸鈉、腐植酸鈉中的一種或幾種；所述添加劑為氟硅酸鈣、氟硅酸鈉、磷酸鈉、氯化鈉、硫酸鈉中的一種或幾種；B.將輔助材料干燥至含水率小于5％，加入添加劑，磨粉至粒度小于0.083mm，得粉體；C.將活化劑、減水劑溶于水中，配制成溶液；D.將磷石膏、步驟B所得粉體、建筑垃圾、步驟C所得溶液混合，并攪拌1～2分鐘，得混合料；E.將步驟D所得混合料進(jìn)行常規(guī)成型，得生坯；F.將步驟E所得成型生坯靜置24小時(shí)后，經(jīng)常規(guī)自然養(yǎng)護(hù)7～15天或者蒸汽養(yǎng)護(hù)12～24小時(shí)，得免燒磚。
2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的生產(chǎn)免燒磚方法，其特征在于將所述建筑垃圾破碎至粒度為o.2—2mm，經(jīng)常規(guī)方法除去其中的鐵。
3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的生產(chǎn)免燒磚方法，其特征在于所述活化劑中Na，。Si。，一lo.8一1.5質(zhì)量比。
4.根據(jù)權(quán)利要求l所述的生產(chǎn)免燒磚方法，其特征在于所述輔助材料中，Si。，／Al，。，的質(zhì)量之和是輔助材料質(zhì)量的55％以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求l所述的生產(chǎn)免燒磚方法，其特征在于所述水為普通自來(lái)水、城市生活污水、造紙廢水、赤泥附液、含堿廢水、含鹽廢水、冷凝水和中水中的一種或幾種。
全文摘要
本發(fā)明提供一種利用磷石膏固化建筑垃圾生產(chǎn)免燒磚的方法，以建筑垃圾為主原料，配入磷石膏固化劑、經(jīng)高溫煅燒或熔融的工業(yè)廢渣、水玻璃和純堿等活化劑、聚羧酸或木質(zhì)素磺酸鈣等減水劑、氟硅酸鈣或氟硅酸鈉等添加劑，經(jīng)攪拌混合、成型、養(yǎng)護(hù)等工序獲得的免燒，具有強(qiáng)度高，軟化系數(shù)低，吸水率低，抗?jié)駸峤惶婺芰?，抗凍無(wú)膨脹等特點(diǎn)。本發(fā)明既解決了現(xiàn)有磷石膏及建筑垃圾堆積數(shù)量巨大，難以處理等問題，又充分利用建筑垃圾的潛在活性，在磷石膏及其它添加劑的共同作用下，制備出高品質(zhì)建筑用免燒磚，建筑垃圾用量可達(dá)90％，不僅成本低，物理性能好，而且有效利用了建筑及工業(yè)廢棄物，有利于保護(hù)環(huán)境，有利于節(jié)能降耗。
文檔編號(hào)C04B28/14GK101913831SQ20101023057
公開日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2010年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月20日
發(fā)明者夏舉佩, 張召述, 谷立軒 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)