[發明專利]一種廢棄燒結磚粉免燒陶粒及制備方法

有效

• 申請號: 201410140624.3
• 申請日: 2014-04-09
• 公開（公告）號: CN103951327A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 嚴建華;張程浩;崔素萍;冷發光;龐保雪;周朋;張東梅
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C04B28/00
• 分類號: C04B28/00;C04B14/22;C04B16/04;C04B18/30
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

技術領域

本發明屬于固體廢棄物利用與免燒陶粒技術領域，涉及一種廢棄燒結磚粉免燒陶粒的制備方法。

技術背景

近年來，隨著我國經濟建設不斷加快，我國的城市建設以及交通建設進程同樣在不斷提速。在這個過程中，產生了大量的建筑垃圾。我國現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境影響和損失是十分巨大的。有資料顯示我國現有填埋和堆放的建筑垃圾對土壤和地下水產生巨大污染，造成直接經濟損失200億元。因而，找出一條建筑垃圾循環利用的可持續發展道路是十分有必要的。研究表明，建筑垃圾中燒結磚制品粉料具有不錯的火山灰活性，且燒結磚通過機械粉磨進行磨細加工后，更容易發揮其火山灰活性。燒結磚中SiO₂、Al₂O₃含量較高，玻璃粉的水解會產生堿性環境，促使磚粉中的SiO₂、Al₂O₃的鍵位斷裂，有利于其與水泥中Ca(OH)₂反應，生成較多的水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣。徐如林用廢棄燒結磚粉內摻替代部分水泥，分別用Ca(OH)₂和水玻璃對燒結磚的活性進行激發，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及其用.[D]武漢理工大學，2013.）但是在這一過程中，摻堿量較多，所得制品在一定齡期會發生泛堿，影響材料性能。陶粒作為一種建筑用輕骨料，以其輕體、保溫、環保等特性受到了人們的極大重視。當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。利用玻璃粉堿激發廢棄燒結磚粉來制備附加值較高的輕質骨料，對建筑垃圾的高效再利用具有重要意義。

發明內容

為克服現有陶粒耗費過多的自然資源、靠堿激發劑激發建筑垃圾會發生發泛堿等缺陷，本發明提供了一種利用玻璃粉表面溶解產生堿進而激發廢棄燒結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磚、廢玻璃和工業廢棄物赤泥，并摻入聚苯顆粒，使陶粒輕質，并實現了建筑垃圾的高效再利用，節能環保。

本發明實現上述目的的技術方案是：玻璃粉堿激發廢棄燒結磚粉制備免燒陶粒，其原料組成及其質量百分含量為：廢棄燒結磚粉為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總質量的0.1～0.2%，界面劑為前四種物質總質量1%。

界面劑有膠粉、纖維素醚。

一種廢棄燒結磚粉制備的免燒陶粒的制備方法包括以下步驟：

(1)原材料預處理：將廢棄燒結磚、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磚粉、玻璃粉、赤泥、水泥混合至攪拌機中，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中，繼續攪拌，將攪拌均勻的混合料加入到造粒機中，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；

(4)養護：將步驟3所得陶粒在70～100℃和90%的條件下蒸汽養護4～6小時，得到最終產品。界面劑溶液中的水也包括在所述的水灰比中的水。水灰比優選0.2-0.3。

本發明以玻璃粉為堿激發組分，通過蒸汽養護激發廢棄燒結磚粉和赤泥的活性以提供陶粒強度，并以廢棄聚苯顆粒碎料為填充料，使陶粒輕質化。主要原理為利用磨細玻璃粉表面溶解產生的堿來激發SiO₂、Al₂O₃含量較高的廢棄燒結磚粉和赤泥，在堿激發劑作用下，其表面的網絡聚合體聚合度降低，表面形成游離的不飽和鍵，容易與體系中Ca(OH)₂反應生成水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣等膠凝產物。

將建筑垃圾中的廢棄燒結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生的堿來激發廢棄磚粉和赤泥的火山灰活性，進而促進原料的的水化，將玻璃粉作為細骨料填充漿體孔隙，提高了陶粒的強度，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高強；該陶粒不需要燒結，節省了能源，減少了環境污染；利用廢棄物作為原料，進一步降低陶粒的生產成本，凈化了環境，提高了經濟效益。

附圖說明