一種以固體廢棄物為基料的免燒透水磚及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種以固體廢棄物為基料的免燒透水磚，其特征在于：采用固體廢棄物為主要原料，按如下其組分：固體廢棄物粉體70～85wt%、液態(tài)溶膠凝膠劑12～29wt%、基料添加劑1～3wt%，外加固體廢棄物顆粒20wt%，經(jīng)攪拌、成型、養(yǎng)護(hù)、磨邊后獲得透水磚制品。本發(fā)明利用建陶廠、磚瓦廠及垃圾山的各種固體廢棄物為原料，減少了占地和污染，且產(chǎn)品性能達(dá)透水磚國家標(biāo)準(zhǔn)；該免燒透水磚經(jīng)2～10h簡易可行的特殊養(yǎng)護(hù)后，快速形成化學(xué)鍵合的三維微觀結(jié)構(gòu)，使其達(dá)到且部分性能優(yōu)于其它類型免燒透水磚28日齡期水平，可利用建筑工地和垃圾山等固廢物作為原料變廢為寶；作為海綿城市地基建材之一的透水磚具有廣闊應(yīng)用前景。
【專利說明】
一種以固體廢棄物為基料的免燒透水磚及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于建筑材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種以固體廢棄物為基料的免燒透水磚及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國城市化進(jìn)程逐步加快，地表逐漸被各種建筑物、水泥、混凝土、天然石材所覆蓋。不透水的地面材料不能使雨水滲入地下，即使地下水位下降，而且一遇強(qiáng)暴雨又很容易出現(xiàn)城市內(nèi)澇；與此同時，不透氣的路面基本不能與大氣進(jìn)行水分、熱量的循環(huán)交換，難以調(diào)節(jié)地表溫度和濕度，與建筑物一起形成了城市“熱島效應(yīng)”。另一方面，隨著我國房地產(chǎn)業(yè)和工業(yè)化進(jìn)程迅猛發(fā)展，在消耗大量自然資源的同時，還附帶產(chǎn)生了大量廢磚瓦、廢墻地磚、廢匣缽、廢瓷片及拋光渣等固體廢棄物，這些固廢物不僅占用寶貴的土地資源，形成“垃圾山”，而且環(huán)境被嚴(yán)重污染。深圳“垃圾山”泥石流災(zāi)害的悲劇就因此而造成。本免燒透水磚可變廢為寶，節(jié)能降耗，促進(jìn)地下水生態(tài)循環(huán)和治理環(huán)境污染，故能成為具有多重功能的新型“海綿城市”新型地基建材。
[0003]我國磚瓦廠生產(chǎn)的高溫?zé)齑u瓦不合格品和殘缺品以及建筑工地廢棄殘缺磚瓦每年廢棄量超過10億噸，并混合于各類垃圾形成各大城市的“垃圾山”；在全國各產(chǎn)瓷區(qū)，被廢棄的廢墻地磚、廢匣缽、廢瓷片和拋光渣等固廢物每年廢棄量也超過10億噸。若能將廢磚瓦、廢匣缽、廢瓷片及廢墻地磚、拋光渣等固體廢棄物資源化、變廢為寶，這將具有巨大的環(huán)保、社會和經(jīng)濟(jì)價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種生產(chǎn)成本低廉、節(jié)能環(huán)保的以固體廢棄物為基料的免燒透水磚及其制備方法。
[0005]為解決上述技術(shù)問題本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種以固體廢棄物為基料的免燒透水磚，其特征在于:采用固體廢棄物為主要原料，由以下組分按質(zhì)量百分比組成:固體廢棄物粉體70?85wt%、液態(tài)溶膠凝膠劑12?29wt%、基料添加劑I?3wt%，外加固體廢棄物顆粒20wt%，經(jīng)攪拌、成型、養(yǎng)護(hù)、磨邊后獲得透水磚制品。
[0006]所述固體廢棄物為廢磚瓦、廢墻地磚、廢匣缽、陶瓷廢片、拋光渣、粉煤灰及高爐廢渣中的一種或多種。
[0007]所述固體廢棄物為多種物質(zhì)時，其各種物質(zhì)的添加量相等。
[0008]所述液態(tài)溶膠凝膠劑按以下質(zhì)量百分比組成:硅微粉15?55wt%、氫氧化鈉20?35wt%、純凈水10?65wt%，經(jīng)快速球磨后裝入密封容器，在60°C溫度下反應(yīng)24?72小時后備用。
[0009]所述基料添加劑為CaC12、CaF2、K0H、Na2SiF6中的一種或多種物質(zhì)。
[0010]所述基料添加劑為多種物質(zhì)時，其各種物質(zhì)的添加量相等。
[0011 ]所述透水磚制品的性能指標(biāo)為:抗折強(qiáng)度3.0?6.0MPa、劈裂抗拉強(qiáng)度3.0?6.0MPa、透水系數(shù)彡1.0?2.5 X 10_2cm/s、抗凍性符合國標(biāo)GB/T25993-2010的要求。
[0012]上述免燒透水磚的制備方法，其特征在于包括以下步驟:
步驟一:將廢磚瓦、廢墻地磚、廢匣缽、陶瓷廢片破碎造粒成10?40目篩之間的粗中顆粒;將廢磚瓦、廢墻地磚、廢匣缽、陶瓷廢片、拋光渣、粉煤灰及高爐廢渣破碎球磨成細(xì)度小于150目的粉體；
步驟二:在步驟一制得的固體廢棄物粉體中加入基料添加劑，經(jīng)攪拌或干法球磨后得到混合均勾的基料；
步驟三:將步驟二制得的基料與液態(tài)溶膠凝膠劑混合均勻后，過40目篩造粒制成預(yù)料；步驟四:在步驟三制得的預(yù)料中外加步驟一制得的固體廢棄物粗中顆粒，經(jīng)攪拌均勻、壓制或搗壓成型、養(yǎng)護(hù)、磨邊后獲得透水磚制品。
[0013]所述步驟四中所述壓制或搗壓成型的壓強(qiáng)為10?50Mpa，保壓時間15?60s;所述養(yǎng)護(hù)的步驟為依次室溫養(yǎng)護(hù)I?2h，120?250°C養(yǎng)護(hù)2?10h。
[0014]通過實(shí)施本發(fā)明可以取得以下有益技術(shù)效果:
(1)百分之百利用廢磚瓦、廢墻地磚、廢匣缽、廢瓷片、拋光渣及粉煤灰、高爐廢渣制作免燒透水磚，將廢物重新利用，變廢為寶，完全符合環(huán)境友好、可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略要求；
(2)利用廢磚瓦、廢墻地磚、廢匣缽、廢瓷片、拋光渣及粉煤灰、高爐廢渣制作免燒透水磚，是對傳統(tǒng)透水磚(燒造透水磚，水泥基免燒透水磚)的一大創(chuàng)新，突破了需高溫?zé)苹蛞胨喙袒?水泥基透水磚耐久性較差，加之燒制水泥也造成環(huán)境污染大)的傳統(tǒng)制作理念和技術(shù)瓶頸，節(jié)能減排；
(3)利用廢磚瓦、廢墻地磚、廢匣缽、廢瓷片等固廢物制作高力學(xué)性能、高耐腐蝕、高耐候性、低導(dǎo)熱、低膨脹和低收縮率的免燒透水磚，可在推廣應(yīng)用城市設(shè)立固廢物處理場和就近建立新型免燒透水磚生產(chǎn)線。在磚瓦廠、建筑土地和陶瓷廠設(shè)立固廢物堆場，然后定期或不定期回收利用，既解決了固棄物垃圾難處理的困擾，又減少了城市垃圾山的形成;且利用垃圾分類處理(可焚燒垃圾、可回收垃圾等)，而打造垃圾全方位綜合利用，綠色環(huán)保、變廢為寶。故本制品具有巨大的潛在社會和經(jīng)濟(jì)效益，也便于生產(chǎn)實(shí)施和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用推廣，是打造“海綿城市”綠色地基的首選材料。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明一種以固體廢棄物為基料的免燒透水磚的制備工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖1和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明:
實(shí)施例1
一種固體廢棄物基免燒透水磚的制備方法，包括以下步驟:
步驟一:原料破碎:將廢磚瓦破碎，篩選出過10?40目篩的中粗顆粒，中粗顆粒經(jīng)均化干燥后備用；
步驟二:原料制粉:將廢磚瓦破碎后，干法球磨至過150目篩，篩余小于0.5%;
步驟三:配制液態(tài)溶膠凝膠劑(wt%):將硅微粉20，氫氧化鈉25、純凈水55稱取后放入球磨機(jī)，快速細(xì)碎1min后倒入密封容器，并在60°C溫度下保溫48h，待充分反應(yīng)后備用； 步驟四:均勻混料、過篩造粒:按質(zhì)量百分比將步驟二制得的廢磚瓦細(xì)粉72wt %和CaCl2 2wt %，混合均勻獲得基料，在基料中再加入步驟三配制好的液態(tài)溶膠凝膠劑26wt%，混合均勻后造粒過40目篩得到預(yù)料；
步驟五:壓制或搗壓成型:在步驟四制得的預(yù)料中外加步驟一制得的廢磚瓦中粗顆粒20wt%，快速攪拌均勾后，加入到壓機(jī)內(nèi)，在15MPa的壓強(qiáng)下壓實(shí)，保壓18s，獲得半成品的免燒透水磚；
步驟六:養(yǎng)護(hù):將步驟五中得到的半成品透水磚，依次經(jīng)過室溫養(yǎng)護(hù)Ih，160 °C養(yǎng)護(hù)6h的養(yǎng)護(hù)處理，再做磨邊、修整和揀選處理，即得到免燒透水磚。
[0017]上述步驟獲得的透水磚性能指標(biāo)為:抗折強(qiáng)度3.5MPa;劈裂抗拉強(qiáng)度3.SMPa;透水系數(shù)1.2乂10—2011/8;抗凍性符合國標(biāo)68八25993-2010中表7要求，凍融循環(huán)后外觀質(zhì)量符合國標(biāo)GB/T25993-2010中表2和表3要求，且強(qiáng)度損失率為18.2%。
[0018]實(shí)施例2
一種固體廢棄物基免燒透水磚的制備方法，包括以下步驟:
步驟一:原料破碎:將廢墻地磚、廢匣缽破碎，篩選出過1?40目篩的中粗顆粒，中粗顆粒經(jīng)均化干燥后備用；
步驟二:原料制粉:將廢墻地磚、廢匣缽混合破碎烘干后，干法球磨至過150目篩，篩余小于0.5%;
步驟三:配制液態(tài)溶膠凝膠劑(wt%):將硅微粉30，氫氧化鈉30、純凈水40稱取后放入球磨機(jī)，快速細(xì)碎1min后倒入密封容器，并在60°C溫度下保溫25h，待充分反應(yīng)后備用；
步驟四:均勻混料、過篩造粒:按質(zhì)量百分比將步驟二制得的廢墻地磚39wt %、廢匣缽細(xì)粉39wt °/4PCaF2 2wt %，混合均勻獲得基料，在基料中再加入步驟三配制好的液態(tài)溶膠凝膠劑20 wt%，混合均勻后造粒過40目篩得到預(yù)料；
步驟五:壓制或搗壓成型:在步驟四制得的預(yù)料中外加步驟一制得的廢墻地磚中粗顆粒10wt%、廢匣缽中粗顆粒10wt%，快速攪拌均勻后，加入到壓機(jī)內(nèi)，在25MPa的壓強(qiáng)下壓實(shí)，保壓25s，獲得半成品的免燒透水磚；
步驟六:養(yǎng)護(hù):將步驟五中得到的半成品透水磚，依次經(jīng)過室溫養(yǎng)護(hù)Ih，200 °C養(yǎng)護(hù)6h的養(yǎng)護(hù)處理，再做磨邊、修整和揀選處理，即得到免燒透水磚。
[0019]上述步驟獲得的透水磚性能指標(biāo)為:抗折強(qiáng)度4.0MPa;劈裂抗拉強(qiáng)度4.1MPa;透水系數(shù)1.6乂10—2011/8;抗凍性符合國標(biāo)68八25993-2010中表7要求，凍融循環(huán)后外觀質(zhì)量符合國標(biāo)GB/T25993-2010中表2和表3要求，且強(qiáng)度損失率為17.3%。
[0020]實(shí)施例3
一種固體廢棄物基免燒透水磚的制備方法，包括以下步驟:
步驟一:原料破碎:將廢磚瓦、陶瓷廢片破碎，篩選出過10?40目篩的中粗顆粒，中粗顆粒經(jīng)均化干燥后備用；
步驟二:原料制粉:將破碎后廢磚瓦、粉煤灰混合烘干，干法球磨至過150目篩，篩余小于0.5%;
步驟三:配制液態(tài)溶膠凝膠劑(wt%):將硅微粉40，氫氧化鈉35、純凈水25稱取后放入球磨機(jī)，快速細(xì)碎1min后倒入密封容器，并在60°C溫度下保溫60h，待充分反應(yīng)后備用；
步驟四:均勻混料、過篩造粒:按質(zhì)量百分比將步驟二制得的廢磚瓦細(xì)粉42wt%、粉煤灰42wt°/4PCaF2 lwt%、KOH lwt%，混合均勻獲得基料，在基料中再加入步驟三配制好的液態(tài)溶膠凝膠劑14 wt%，混合均勻后造粒過40目篩得到預(yù)料；
步驟五:壓制或搗壓成型:在步驟四制得的預(yù)料中外加步驟一制得的廢磚瓦中粗顆粒10wt%、陶瓷廢片中粗顆粒10wt%，快速攪拌均勾后，加入到壓機(jī)內(nèi)，在30MPa的壓強(qiáng)下壓實(shí)，保壓40 s，獲得半成品的免燒透水磚；
步驟六:養(yǎng)護(hù):將步驟五中得到的半成品透水磚，依次經(jīng)過室溫養(yǎng)護(hù)2h，200 °C養(yǎng)護(hù)4h的養(yǎng)護(hù)處理，再做磨邊、修整和揀選處理，即得到免燒透水磚。
[0021 ] 上述步驟獲得的透水磚性能指標(biāo)為:抗折強(qiáng)度3.SMPa;劈裂抗拉強(qiáng)度4.0MPa;透水系數(shù)2.0乂10—2011/8;抗凍性符合國標(biāo)68八25993-2010中表7要求，凍融循環(huán)后外觀質(zhì)量符合國標(biāo)GB/T25993-2010中表2和表3要求，且強(qiáng)度損失率為17.4%。
[0022]實(shí)施例4
一種固體廢棄物基免燒透水磚的制備方法，包括以下步驟:
步驟一:原料破碎:將廢磚瓦、廢墻地磚破碎，篩選出過10?40目篩的中粗顆粒，中粗顆粒經(jīng)均化干燥后備用；
步驟二:原料制粉:將破碎后高爐廢渣、拋光渣混合烘干，干法球磨至過150目篩，篩余小于0.5%;
步驟三:配制液態(tài)溶膠凝膠劑(wt%):將硅微粉50，氫氧化鈉35、純凈水15稱取后放入球磨機(jī)，快速細(xì)碎1min后倒入密封容器，并在60°C溫度下保溫70h，待充分反應(yīng)后備用；
步驟四:均勻混料、過篩造粒:按質(zhì)量百分比將步驟二制得的高爐廢渣36wt%、拋光渣36wt°/c^CaF2 lwt%,Na2SiF6 lwt%，混合均勻獲得基料，在基料中再加入步驟三配制好的液態(tài)溶膠凝膠劑26 wt%，混合均勻后造粒過40目篩得到預(yù)料；
步驟五:壓制或搗壓成型:在步驟四制得的預(yù)料中外加步驟一制得的廢磚瓦中粗顆粒10wt%、廢墻地磚中粗顆粒10wt%，快速攪拌均勻后，加入到壓機(jī)內(nèi)，在45MPa的壓強(qiáng)下壓實(shí)，保壓55s，獲得半成品的免燒透水磚；
步驟六:養(yǎng)護(hù):將步驟五中得到的半成品透水磚，依次經(jīng)過室溫養(yǎng)護(hù)Ih ,220 0C養(yǎng)護(hù)8h的養(yǎng)護(hù)處理，再做磨邊、修整和揀選處理，即得到免燒透水磚。
[0023]上述步驟獲得的透水磚性能指標(biāo)為:抗折強(qiáng)度5.5MPa;劈裂抗拉強(qiáng)度5.7MPa;透水系數(shù)2.2乂10—2011/8;抗凍性符合國標(biāo)68八25993-2010中表7要求，凍融循環(huán)后外觀質(zhì)量符合國標(biāo)GB/T25993-2010中表2和表3要求，且強(qiáng)度損失率為15.6%。
[0024]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明保護(hù)范圍并不局限于此，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種以固體廢棄物為基料的免燒透水磚，其特征在于:采用固體廢棄物為主要原料，由以下組分按質(zhì)量百分比組成:固體廢棄物粉體70?85wt%、液態(tài)溶膠凝膠劑12?29wt%、基料添加劑I?3wt%，外加固體廢棄物顆粒20wt%，經(jīng)攪拌、成型、養(yǎng)護(hù)、磨邊后獲得透水磚制品O2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的免燒透水磚，其特征在于:所述固體廢棄物為廢磚瓦、廢墻地磚、廢匣缽、陶瓷廢片、拋光渣、粉煤灰及高爐廢渣中的一種或多種物質(zhì)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的免燒透水磚，其特征在于:所述固體廢棄物為多種物質(zhì)時，其各種物質(zhì)的添加量相等。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的免燒透水磚，其特征在于:所述液態(tài)溶膠凝膠劑按以下質(zhì)量百分比組成:娃微粉15?55wt%、氫氧化鈉20?35wt%、純凈水10?65wt%，經(jīng)快速球磨1min后裝入密封容器，在60°C溫度下反應(yīng)24?72小時后備用。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的免燒透水磚，其特征在于:所述基料添加劑為CaCl2、CaF2、KOH、Na2SiF6中的一種或多種物質(zhì)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的免燒透水磚，其特征在于:所述基料添加劑為多種物質(zhì)時，其各種物質(zhì)的添加量相等。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的免燒透水磚，其特征在于:所述透水磚制品的性能指標(biāo)為:抗折強(qiáng)度3.0?6.0MPa、劈裂抗拉強(qiáng)度3.0?6.0MPa、透水系數(shù)彡1.0?2.5 X 10—2cm/s、抗凍性符合國標(biāo)GB/T25993-2010的要求。8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一所述免燒透水磚的制備方法，其特征在于包括以下步驟: 步驟一:將廢磚瓦、廢墻地磚、廢匣缽、陶瓷廢片破碎造粒成10?40目篩之間的粗中顆粒;將廢磚瓦、廢墻地磚、廢匣缽、陶瓷廢片、拋光渣、粉煤灰及高爐廢渣破碎球磨成細(xì)度小于150目的粉體； 步驟二:在步驟一制得的固體廢棄物粉體中加入基料添加劑，經(jīng)攪拌或干法球磨后得到混合均勾的基料； 步驟三:將步驟二制得的基料與液態(tài)溶膠凝膠劑混合均勻后，過40目篩造粒制成預(yù)料；步驟四:在步驟三制得的預(yù)料中外加步驟一制得的固體廢棄物粗中顆粒，經(jīng)攪拌均勻、壓制或搗壓成型、養(yǎng)護(hù)、磨邊后獲得透水磚制品。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于:所述步驟四中所述壓制或搗壓成型的壓強(qiáng)為10?50MPa，保壓時間15?60s;所述養(yǎng)護(hù)的步驟為依次室溫養(yǎng)護(hù)I?2h，120?250°C養(yǎng)護(hù)2?10h。
【文檔編號】C04B28/24GK105948679SQ201610275582
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年4月29日
【發(fā)明人】李川, 陳云霞, 胡海泉, 曹春娥, 黃愛玲
【申請人】景德鎮(zhèn)陶瓷大學(xué)