一種用建筑垃圾制作的蒸壓磚及其制備方法
【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明屬于建筑材料技術(shù)領域，尤其涉及一種用建筑垃圾制作的蒸壓磚及其制備 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 蒸壓灰砂磚150多年前由德國人發(fā)明，是以石灰與河砂為主要原料，經(jīng)配料制備、 壓制成型、蒸壓養(yǎng)護等工藝制成。2000年代以前，河砂是富余物資，蒸壓灰砂磚是替代燒結(jié) 粘土磚的好產(chǎn)品，在保護粘土資源上作出了很大的貢獻，但在目前河砂緊缺，不得不采用機 制砂的年代，蒸壓灰砂磚必須棄用河砂，最好連石灰也棄用或少用，才是它的可持續(xù)發(fā)展之 道。
[0003] 建筑垃圾指人們在從事拆迀、建設、裝修、修繕等建筑業(yè)的生產(chǎn)活動中產(chǎn)生的渣 土、廢舊混凝土、廢舊磚石及其他廢棄物的統(tǒng)稱。隨著工業(yè)化、城市化進程的加速，建筑業(yè)也 同時快速發(fā)展，相伴而產(chǎn)生的建筑垃圾日益增多，中國建筑垃圾的數(shù)量已占到城市垃圾總 量的1/3以上。2014年我國產(chǎn)生建筑垃圾24億噸，并逐年增加，目前主要以露天堆放或填 埋方式處理，這種處理方式占用了大量的土地，而且造成嚴重的環(huán)境污染，已嚴重危及到人 類的生存，因此，對建筑垃圾再利用是保護環(huán)境、節(jié)約資源的最好途徑。然而我國目前建筑 垃圾的再利率僅5%，主要應用為：（1)作建筑物基礎墊層或道路墊層；（2)經(jīng)破碎后生產(chǎn)混 凝土砌塊磚、鋪路磚等；（3)將廢混凝土，廢磚經(jīng)粉碎、整形、過篩制成骨料替代砂石。第一 種方法消耗量太少，對于巨量的建筑垃圾來說，是杯水車薪，而且要求采用高強度的建筑垃 圾，第二種方法采用了水泥，且制成的磚質(zhì)量差，只能用于要求低的場所，第三種方法是目 前建筑垃圾的最大應用方式，但由建筑垃圾制成的骨料其性能遠差于天然砂石，許多重要 建筑物(如高速公路、高層建筑、橋梁等）不允許采用，限制了它的應用。
[0004] 為找到建筑垃圾的出路，相關人們進行了深入研究，其中用于制作蒸壓磚就是途 徑之一。如CN103613342A，CN103613343A公布了用建筑廢棄物制備再生實心磚的方法，但 該專利需加入水泥且強度低；CN104193263A公布了一種利用建筑廢料制備環(huán)保保溫砌塊 的方法，該專利也需加入水泥。從上述相關研究中可看出，目前用建筑垃圾制作磚、建筑構(gòu) 件的技術(shù)都需加入水泥或需加入高含量的石灰，造成建筑垃圾利用率低，且制成的產(chǎn)品成 本高。由于水泥和石灰本身就是一種高能耗、高污染產(chǎn)品，在利用建筑垃圾生產(chǎn)蒸壓磚中大 量使用水泥和石灰不符合我國節(jié)能減排的環(huán)保政策。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了更好地解決建筑垃圾的再利用問題，本發(fā)明的目的是提供一種成本低、質(zhì)量 好、符合節(jié)能減排要求的用建筑垃圾制作的蒸壓磚及其制備方法。
[0006] 實現(xiàn)本發(fā)明目的采用的技術(shù)方案是： 本發(fā)明提供的用建筑垃圾制作的蒸壓磚，由以下重量百分比的原料組成： 建筑垃圾粉85~94%、石灰粉0~8%、水溶性高分子化合物水溶液6~15% ; 所述建筑垃圾粉為廢混凝土粉、廢磚粉、廢玻璃粉、廢灰漿粉中的一種或幾種； 所述石灰粉為生石灰粉和熟石灰粉中的一種或兩種，要求有效氧化鈣或氫氧化鈣含量 大于70% ; 所述水溶性高分子化合物為聚乙烯醇、羥丙基甲基纖維素、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸鈉、 海藻酸鈉中的一種或幾種，水溶性高分子化合物水溶液的重量百分比濃度為0. 05~1%。
[0007] 優(yōu)選地，所述廢磚粉為發(fā)泡廢水泥磚粉、廢爐渣磚粉、廢灰砂磚粉、廢紅磚粉、廢瓷 磚粉、廢耐火磚粉中的一種或幾種。
[0008] 優(yōu)選地，所述建筑垃圾粉和石灰粉的細度為粒徑〈0. 1_，200目篩篩余量不超過 5%〇
[0009] 本發(fā)明提供的所述蒸壓磚的制備方法，包括以下步驟： 步驟1，將所述高分子化合物溶于水，配制成重量百分比濃度為〇. 05~1%的水溶液； 步驟2,將所述建筑垃圾和生石灰粉碎，磨細至粒徑〈0. 1mm，200目篩篩余量〈5%，熟石 灰用100目~200目篩分取篩下物，或者用熟石灰代替生石灰用100目~200目篩分取篩 下物； 步驟3,按建筑垃圾粉85~94%、石灰粉0~8%、水溶性高分子化合物水溶液6~15% (折算成水溶液）的重量百分比稱量好原料； 步驟4,將步驟3稱量好的建筑垃圾粉、石灰粉和水溶性高分子化合物水溶液攪拌、輪 碾、壓力成型制成磚坯； 步驟5,將步驟4制成的磚坯移送到蒸壓釜中蒸壓養(yǎng)護； 步驟6,將蒸壓好的磚坯從蒸壓釜中移出，送成品庫存放2天以上，即得到成品蒸壓磚。
[0010] 優(yōu)選地，所述步驟6中，所述蒸壓養(yǎng)護條件為：蒸汽壓力1.4~1.9MPa、溫度 180°C~210°C、恒溫恒壓養(yǎng)護時間2. 5~8小時。
[0011] 傳統(tǒng)灰砂磚產(chǎn)生強度的主要原因是CaO與Si02在水熱條件下（最佳溫度180°C~ 220°C)，生成了托勃莫來石〔5Ca0 ? 6Si02 ? 5H20〕。本來托勃莫來石的強度高于混凝土中的 水化硅酸鈣凝膠，但由于灰砂磚中的砂子顆粒大，與石灰的接觸面積小，且活性低，生成的 托勃莫來石少，故蒸壓灰砂轉(zhuǎn)強度低于混凝土強度。從形成托勃莫來石的條件來看，生產(chǎn)蒸 壓灰砂磚并非一定得采用石灰和砂子，建筑垃圾中的混凝土、爐渣磚、紅磚、瓷磚、耐火磚、 砂漿中都含CaO與Si02，玻璃中含有Si02，特別是廢混凝土中含有16%以上(根據(jù)混凝土服 務時間的長短有所不同）的未水化水泥和氫氧化鈣，還保持了原水泥的活性，本身就能產(chǎn)生 強度，故對于廢混凝土建筑垃圾，只需添加少量的CaO或不加CaO也能蒸養(yǎng)出一定強度的蒸 壓磚，完全不用砂子，少用甚至不用石灰，這樣不但降低了成本，而且再利用了建筑垃圾，產(chǎn) 生巨大的環(huán)保效益。
[0012] 本發(fā)明中，石灰粉加入比例需要根據(jù)建筑垃圾的種類來決定，要形成托勃莫來石， 配料克分子比（Ca0/Si02)最好在0. 75~0. 95之間，氧化鋁、氧化鐵等雜質(zhì)不影響托勃莫來 石的形成。如果建筑垃圾粉的80%以上為廢混凝土粉，則不用加石灰粉或僅加入2%以下的 石灰粉，因廢混凝土本身還有16%以上的水泥未水化，未水化的水泥中含有鈣源，即使是已 水化的水泥中也含有適量的氫氧化鈣；對于廢玻璃粉，因不含鈣源，要求加入石灰粉的比例 較高，需8%左右；對于廢紅磚粉，廢耐火磚粉和廢瓷磚粉，因含鈣源較少，需加入4~8%的 石灰粉，石灰中的氧化鎂、氫氧化鎂具有與石灰相近的作用，但性能比石灰差。
[0013] 生石灰粉需由機械粉碎，遇水反應生成氫氧化鈣，因生石灰在制磚過程中與水反 應生成新鮮的氫氧化鈣，活性強，故效果優(yōu)于熟石灰，熟石灰由生石灰塊加水消化而成，不 需粉碎、成本低。
[0014] 高分子化合物既可提高生磚坯強度，也可提高蒸壓后磚坯的強度，且加入量少，成 本低。
[0015] 本發(fā)明方法中的蒸壓溫度、壓力和蒸壓時間，因托勃莫來石結(jié)晶理想的水熱合成 溫度范圍是180°C~220°C，溫度高，結(jié)晶速度快，要求蒸壓的時間短，溫度低則相反，但溫 度高、則飽和蒸汽壓力大，對蒸壓釜的耐壓要求高，故本發(fā)明采用180°C~210°C的蒸壓溫 度，對應的壓力為1. 4MPa~1. 85MPa，采用180°C的蒸壓溫度時，蒸壓時間為8小時，190°C 時為6小時，200°C時為4小時，210°C時為2. 5~3小時。
[0016] 本發(fā)明的有益效果： 本發(fā)明制成的蒸壓磚中，以廢瓷磚粉和廢玻璃粉制成的蒸壓磚的抗壓強度最低（10~ 15MPa)，以廢混凝土粉和廢耐火磚粉制成的蒸壓磚抗壓強度最高（20~30MPa)，其它或混 合物在其中，都高于磚的抗壓強度的國標。
[0017] 相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的優(yōu)點如下：（1)本發(fā)明制成的蒸壓磚的抗壓強度高于 傳統(tǒng)灰砂磚；（2)基本上全部采用建筑垃圾，不