[發明專利]含有多種固廢材料的免燒磚及其制備方法

在審

• 申請號: 202110367425.6
• 申請日: 2021-04-06
• 公開（公告）號: CN113072352A
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 于冬雪
• 申請（專利權）人: 四川省建筑科學研究院有限公司
• 主分類號: C04B28/14
• 分類號: C04B28/14;C04B11/26;C04B11/02;C04B14/46;C03C25/16;C03C25/1025;C03C25/40;C03C25/66;C04B18/14;C04B111/20;C04B111/27
• 代理公司: 成都玖和知識產權代理事務所(普通合伙) 51238
• 代理人: 胡琳梅

本發明涉及建筑材料技術領域，公開了一種含有多種固廢材料的免燒磚，按重量份計，其原料包括脫水脫硫石膏30～50份、鋼渣10～20份、黃磷渣10～20份、建筑垃圾20～30份、改性玄武巖纖維2～5份和水8～15份；本發明還公開了制備該免燒磚的方法，包括以下步驟：S1.按配比稱取上述原料；S2.分別對脫水脫硫石膏、鋼渣、黃磷渣和建筑垃圾進行粉磨，得到各自的粉料；S3.將各粉料與改性玄武巖纖維混合均勻，得到混合干料；S4.將混合干料與水混合均勻，得到混合漿料；S5.將混合漿料壓制成型，得到坯體；S6.對坯體進行養護，即得；該免燒磚通過各組分之間的協同作用，實現了優異的抗壓、抗裂、耐磨和耐水性能；同時，本發明能夠消納多種固廢材料，并且制備工藝簡單、成本低。

技術領域

本發明涉及建筑材料技術領域，具體是一種含有多種固廢材料的免燒磚及其制備方法。

背景技術

隨著工業化、城鎮化進程的加快，大規模的工程建設對建筑材料的需求日益增長。免燒磚是以工業廢渣、尾礦廢石作為主要原料不經高溫煅燒制備的一種新型墻體材料，屬于全免增值稅的建材制品，應用領域廣，迎合政策需求。

脫硫石膏、鋼渣、黃磷渣、建筑垃圾等大宗工業固體廢棄物的大量排放與堆積，對環境造成嚴重污染，其資源化、規模化綜合利用是“十四五”期間的一大重要任務。脫硫石膏是燃煤電廠煙氣脫硫技術排放的副產品，2019年脫硫石膏的產量達1.3億t，綜合利用率為71.3％，與歐美發達國家接近100％的利用率相比仍存在較大差距。脫硫石膏中CaSO₄·2H₂O含量高于93％，具有與天然石膏相似的物理化學特性，屬于氣硬性膠凝材料。鋼渣是煉鋼過程為去除鋼中雜質而產生的副產物，包括轉爐渣、電爐渣和精煉渣等。鋼渣排放量約為粗鋼產量的15～20％，2020年全國粗鋼產量約10億t，僅一年的鋼渣排放量達1.5～2億t，而目前鋼渣的有效利用率僅約30％。鋼渣組分中CaO約占40～55％、SiO₂約占10～25％、Al₂O₃約占5～30％，主要物相組成為C₂S、C₃S、C₃A、f-CaO等，具備一定的水化潛力。黃磷渣是黃磷生產過程中排出的廢渣。每生產1t黃磷，同時產生8～10t的黃磷渣，我國每年的黃磷渣排放量約600萬t。黃磷渣中CaO約含50％、SiO₂約含40％，具備潛在水化活性，但是水化速度慢、早期強度低，目前利用率較低，絕大部分以廢渣形式堆積存在。建筑垃圾是城市建設過程中產生的廢舊混凝土、廢舊磚石等廢棄物，2020年我國新增建筑面積約300億m²，由此產生的建筑垃圾約134億t。建筑垃圾的主要無機組分為SiO₂、Al₂O₃，具有與天然河沙相似的化學組成。

根據組分分析，以脫硫石膏、鋼渣和黃磷渣作為膠凝材料、以建筑垃圾作為骨料用于免燒磚的制備，存在潛在可行性。其不僅可以大量消納固體廢棄物，減少環境污染，同時可節約天然資源，降低生產成本。現有技術中，中國專利文獻CN106316326A、CN106854069A、CN112279603A、CN110183168A和CN108275944A分別公開了不同種類的免燒磚及其制備方法。這些免燒磚雖然不同程度的消納了脫硫石膏、鋼渣、黃磷渣或建筑垃圾固體廢棄物，但是水泥用量仍約占固體原料重量的5～30％，固體廢棄物整體利用率偏低，在降低成本方面存在繼續發展空間。

此外，不同固體廢棄物依據各自的物理化學特性，相互之間可能形成優勢互補，而現有技術未能充分發揮其互補優勢。由多種固體廢棄物協同制備免燒磚，不僅可以提高固體廢棄物的整體利用率，同時產品的綜合性能有望進一步提高。

因此，我們亟需一種在無需額外添加水泥的條件下，不僅能夠消納多種固廢材料，而且能夠通過各組分之間的協同作用得到優異的抗壓、抗裂、耐水和耐磨性能的免燒磚。

發明內容