一種利用廢棄建築材料製作發泡磚的方法

2023-10-08 23:06:09

專利名稱：：一種利用廢棄建築材料製作發泡磚的方法
技術領域：
：本發明屬於建築材料
技術領域：
，涉及一種利用廢棄建築材料製作發泡磚的方法。
背景技術：
：常溫免燒複合發泡牆材是使用複合發泡液與經過超細粉磨後的固體工業廢料粉體(膠凝材料)攪拌混合，獲得細小而封閉的獨立微孔，從而獲得一種新的建築材料，其保溫、隔音、防火、強度和加工性能等各項指標都比傳統工藝具有相當的優越性。但是現有技術採用的主要原料為水泥、細河沙、粉煤灰為主要原料，其中水泥佔到40%50%，而且只有粉煤灰等工業廢料可以利用，並且粉煤灰來源有限，同時採用的ls3型發泡劑為蛋白質類，價格較高，使得以粉煤灰為主要原料的牆體材料的市場價格較高，所生產的常溫免燒複合發泡牆材材料的市場佔有量受到限制。
發明內容'本發明的目的是提供一種利用廢棄建築材料製作發泡磚的方法，充分利用了廢棄建築材料，解決了現有發泡牆材材料存在的粉煤灰來源有限、製作成本高的問題。本發明所採用的技術方案是，一種利用廢棄建築材料製作發泡磚的方法，該方法按以下步驟實施，1)、混料首先將廢棄建築材料研磨成粒徑為50a附10(V^的顆粒，按質量百分比分別稱取57%75%的上述研磨的廢棄建築材料顆粒、22%40%的水泥和1.5%3.8%的添加劑，該廢棄建築材料顆粒、水泥和添加劑的總質量為100%;將上述稱取好的廢棄建築材料顆粒、水泥和添加劑中加水攪拌混合均勻，得到混料；所述的添加劑由混凝土減水劑、早強劑和體積安定劑組成，混凝土減水劑、早強劑和體積安定劑的重量配比為510:1030:13;2)、制泡按重量配比為46:34.5:0.51的比例分別選取陰離子表面活性劑、司盤和明膠混合組成發泡劑，將該發泡劑加水經高速攪拌後得到穩定均一的泡沫；3)、混合按照每100克混料加入泡沬4060毫升的比例，將步驟2)中得到的泡沫通入步驟l)中得到的混料中，經高速攪拌使其混合均勻，得到發泡坯料；4)、注模成型將步驟3)中得到的發泡坯料在模具中注模成型，澆水養護1015小時，風乾後得到發泡磚成品。利用本發明的方法，可將大量在地震或房屋拆遷後產生的廢棄建築材料有效利用，製作出低成本高性能的保溫、隔音、防火、防震牆體材料，節能環保效果非常顯著。具體實施例方式下面結合具體實施方式對本發明進行詳細說明。本發明的方法，按照以下步驟實施1)、混料廢棄建築材料顆粒由廢混凝土渣、廢粘土磚渣、廢瓷片及其它建築廢棄材料中的一種或多種組成，經破碎研磨處理而得，研磨處理後的顆粒大小達到5(^m10(^m;稱取57%75%研磨處理後的廢棄建築材料顆粒、1.5%3.8%的添加齊"22%40%的水泥，總質量為100%;將稱取好的廢棄建築材料顆粒、添加劑、水泥與另外加入的水一起攪拌混合均勻，得到混料。水泥可以根據建築物的施工要求，選用相應標號的水泥。每份添加劑又是由混凝土減水劑、早強劑和體積安定劑三者按照510:1030:13的配比組成。其中的混凝土減水劑選用木質素磺酸鹽(包括木質素磺酸鈉、木質素磺酸鈣、木質素磺酸鎂等)、奈系磺酸鹽或磺化蜜胺樹脂；早強劑選用無機複合類，比如氯鹽中的氯化鈉、氯化鉀、氯化鈣或硫酸鹽中的硫酸鈉、硫酸鉀、硫酸鈣；體積安定劑選用無機鹽類，優選鋰鹽(包括氯化鋰、硫酸鋰、硝酸鋰)。混凝土減水劑是在混凝土渣、粘土磚渣和水泥用量不變條件下，能減少拌和用水量、提高牆體強度、節約水泥用量的外加劑，主要採用木質素磺酸鹽、奈系磺酸鹽和磺化蜜胺樹脂。早強劑是加速牆體材料早期強度發展的外加劑，用於常溫、低溫條件下有早強要求的牆體工程，本技術主要採用無機複合類，包括氯鹽和硫酸鹽。體積安定劑是抑制硬化後體積膨脹不均勻和變形的外加劑。2)、制泡將發泡劑和適量的水，經高速攪拌後得到穩定均一的泡沫。發泡劑選用陰離子表面活性劑、非離子表面活性劑、泡沫穩定劑混合配製而成，陰離子表面活性劑、非離子表面活性劑和泡沫穩定劑三者配置比例為46:34.5:0.51。發泡劑是利用機械攪拌把空氣帶入配製完畢的發泡劑液中，使其產生均勻穩定的微泡，泡沫是由細小空氣泡組成的分散體系，氣泡之間由細微的液體薄膜隔開。由於液體的表面張力，液體表面有自動縮小的趨勢，因而純靜液體經攪動以後並不能產生大量泡沫。在純靜液體中，兩個氣泡相碰就會毫無阻礙地結合在一起，最後氣泡全部破裂。但如果在液體中溶解一種能降低氣一液界面張力的物質，使形成在組成上與其他液體有區別的、且有一定機械強度的臨界層，那麼在兩個氣泡相碰時，這種臨界層便可作為"緩衝層"防止氣泡破裂。發泡劑因其分子結構的不對稱性，能聚集在氣一液界面上，降低表面張力，提高膜的機械強度，形成"緩衝層"，因而在純靜液體中加入發泡劑以後用攪拌、混合、吹入、噴射等機械方法將氣體帶入發泡劑液體中就能製得穩定的泡沫。發泡劑使本發明的發泡磚內部產生均勻而細小的獨立微孔，從而獲得理想的孔形及孔徑，提高了牆材的強度和輕體、保溫性能，採用複合高分子發泡劑，使得發泡效果更好。陰離子表面活性劑選用苯磺酸類，如K12或LAS，主要起發泡作用。非離子表面活性劑選用司盤，泡沫穩定劑選用明膠，均起泡沫穩定作用。3)、混合按照每100克混料加入泡沫4060毫升的比例，將步驟2)中得到的泡沫通入步驟1)中得到的混料中，經高速攪拌使其快速均勻混合，得到發泡坯料。4)、注模成型將步驟3)中得到的發泡坯料在模具中注模成型，在堆場澆水養護1015小時後，塗刷一層表面保護劑，風乾後得到發泡磚(或牆材)成品。發泡磚(牆材)可製作成長短、薄厚、方圓不同的樣式，以適應不同的建築結構需求。表面保護劑是在牆體材料成型過程中，在表面塗刷的一種高分子預聚體，主要採用聚乙烯吡咯烷酮的乳液，在存放期間對牆體材料進行表面保護。實施例1依照上述的本發明方法步驟，選取下列組分和含量製備得到發泡磚100克混料中包括廢粘土磚渣57克，添加劑中的混凝土減水劑選用木質素磺酸鹽0.5克、早強劑選用氯化鈉3.0克、體積安定劑選用氯化鋰0.1克；水泥39.4克；發泡劑由K12、司盤和明膠按照4:4.5:1比例混合，並加水高速攪拌配製而成泡沫；按照每100克混料中加入40毫升泡沫進行混合，在堆場澆水養護時間為15時。實施例2依照上述的本發明方法步驟，選取下列組分和含量製備得到發泡磚100克混料中包括廢混凝土渣75克，添加劑中的混凝土減水劑選用奈系磺酸鹽0.5克、早強劑選用硫酸鈉2.3克、體積安定劑選用硫酸鋰0.2克；水泥22克；發泡劑由K12、司盤和明膠按照5:3:0.5比例混合，並加水高速攪拌配製而成泡沫；按照每100克混料中加入45毫升泡沫進行混合，在堆場澆水養護時間為10時。依照上述的本發明方法步驟，選取下列組分和含量製備得到發泡磚100克混料中包括廢瓷片70克，添加劑中的混凝土減水劑選用磺化蜜胺樹脂0.9克、早強劑選用氯化鉀1.5克、體積安定劑選用硫酸鋰0.1克；水泥27.5克；發泡劑由LAS、司盤和明膠按照6:4.5:1比例混合，並加水高速攪拌配製而成泡沫；按照每100克混料中加入45毫升泡沫進行混合，在堆場澆水養護時間為15時。實施例4依照上述的本發明方法步驟，選取下列組分和含量製備得到發泡磚IOO克混料中包括廢粘土磚渣35克，廢混凝土渣40克，添加劑中的混凝土減水劑選用木質素磺酸鹽0.4克、早強劑選用硫酸鈣1.5克、體積安定劑選用氯化鋰0.1克；水泥23克；發泡劑由LAS、司盤和明膠按照5:4:0.75比例混合，並加水高速攪拌配製而成泡沬；按照每100克混料中加入45毫升泡沫進行混合，在堆場澆水養護時間為U時。實施例5依照上述的本發明方法步驟，選取下列組分和含量製備得到發泡磚100克混料中包括廢混凝土渣20克，廢瓷片40克，添加劑中的混凝土減水劑選用奈系磺酸鹽0.7克、早強劑選用硫酸鉀1.0克、體積安定劑選用硝酸鋰0.1克；水泥38.2克；發泡劑由K12、司盤和明膠按照6:3:0.5比例混合，並加水高速攪拌配製而成泡沫；按照每100克混料中加入50毫升泡沫進行混合，在堆場澆水養護時間為14時。實施例6依照上述的本發明方法步驟，選取下列組分和含量製備得到發泡磚IOO克混料中包括廢粘土磚渣40克，廢瓷片35克，添加劑中的混凝土減水劑選用磺化蜜胺樹脂0.5克、早強劑硫酸鈣2.0克、體積安定劑選用硫酸鋰0.3克；水泥22.2克；發泡劑由K12、司盤和明膠按照6:4.5:l比例混合，並加水高速攪拌配製而成泡沬；按照每100克混料中加入50毫升泡沫進行混合，在堆場澆水養護時間為15時。依照上述的本發明方法步驟，選取下列組分和含量製備得到發泡磚100克混料中包括廢粘土磚渣25克，廢混凝土渣30克，廢瓷片15克，添加劑中的混凝土減水劑選用木質素磺酸鹽0.6克、早強劑選用氯化鈣1.0克、體積安定劑選用硫酸鋰0.2克；水泥28.2克；發泡劑由LAS、司盤和明膠按照4:3:0.5比例混合，並加水高速攪拌配製而成泡沫；按照每100克混料中加入55毫升泡沫進行混合，在堆場澆水養護時間為15時。依照上述的本發明方法步驟，選取下列組分和含量製備得到發泡磚100克混料中包括廢粘土磚渣30克，廢混凝土渣15克，廢瓷片20克，添加劑中的混凝土減水劑選用奈系磺酸鹽0.8克、早強劑選用硫酸鈉1.8克、體積安定劑選用硝酸鋰0.2克；水泥32.2克；發泡劑由K12、司盤和明膠按照6:3:1比例混合，並加水高速攪拌配製而成泡沫；按照每100克混料中加入55毫升泡沫進行混合，在堆場澆水養護時間為10時。實施例9依照上述的本發明方法步驟，選取下列組分和含量製備得到發泡磚100克混料中包括廢粘土磚渣25克，廢混凝土渣25克，廢瓷片25克；添加劑中的混凝土減水劑選用磺化蜜胺樹脂1.0克、氯化鉀1.3克、體積安定劑選用硫酸鋰O.l克；水泥22.6克；發泡劑由K12、司盤和明膠按照4:3:1比例混合，並加水高速攪拌配製而成泡沫；按照每100克混料中加入60毫升泡沫進行混合，在堆場澆水養護時間為15時。依照上述實施例1實施例9進行製備的組分含量及發泡磚成品性能測試數據如附表中所示。在抗壓強度性能方面，由於普通粘土磚需要用於承重牆體，其抗壓強度為20MPa25MPa，而本發明的發泡磚主要用於非承重牆體，因此只需要較低的抗壓強度，能夠達到一般牆體對於自身所需的抗壓強度即可。從附表中可以看出，各個實施例的幹體積密度介於0.80.9kg/m，導熱係數介於0.080.37W/mK，普通粘土磚的幹體積密度介於1.551.7kg/m，導熱係數介於0.60.95W/mK，可見在幹體積密度和導熱係數兩個可比性能上，本發明方法製備的發泡磚與普通粘土磚相比具有明顯的優勢。發泡牆材中均勻分布大量獨立封閉氣孔，使得本發明方法製備的發泡磚附表各個實施例的配比含量及實驗數據對照表tableseeoriginaldocumentpage11普通粘土磚的有關性能抗壓強度2025MPa，幹體積密度1.551.7kg/m，導熱係數0.60.95W/mK。具有良好的輕質、保溫、防震、隔音特性；使用由於地震、倒塌、拆遷造成的廢混凝土渣、廢粘土磚渣、廢瓷片等建築廢棄材料為主要原料，為廢棄建築材料處理提供了一個有效地利用途徑；由於本發明方法中物理表面活性的發泡劑大大降低了發泡劑的製作成本，從而降低了發泡磚的製作成本，適於大量生產和應用，用本發明方法製備的發泡磚，特別適用於非承重牆體。權利要求1、一種利用廢棄建築材料製作發泡磚的方法，其特徵在於，該方法按以下步驟實施，1)、混料首先將廢棄建築材料研磨成粒徑為50μm～100μm的顆粒，按質量百分比分別稱取57％～75％的上述研磨的廢棄建築材料顆粒、22％～40％的水泥和1.5％～3.8％的添加劑，該廢棄建築材料顆粒、水泥和添加劑的總質量為100％；將上述稱取好的廢棄建築材料顆粒、水泥和添加劑中加水攪拌混合均勻，得到混料；所述的添加劑由混凝土減水劑、早強劑和體積安定劑組成，混凝土減水劑、早強劑和體積安定劑的重量配比為5～10∶10～30∶1～3；2)、制泡按重量配比為4～6∶3～4.5∶0.5～1的比例分別選取陰離子表面活性劑、司盤和明膠混合組成發泡劑，將該發泡劑加水經高速攪拌後得到穩定均一的泡沫；3)、混合按照每100克混料加入泡沫40～60毫升的比例，將步驟2)中得到的泡沫通入步驟1)中得到的混料中，經高速攪拌使其混合均勻，得到發泡坯料；4)、注模成型將步驟3)中得到的發泡坯料在模具中注模成型，澆水養護10～15小時，風乾後得到發泡磚成品。2、根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述澆水養護後，在發泡磚表面塗刷一層表面保護劑，該表面保護劑優選聚乙烯吡咯垸酮的乳液。3、根據權利要求l.所述的方法，其特徵在於，所述廢棄建築材料顆粒選用廢混凝土渣、廢粘土磚渣、廢瓷片中的一種或多種混合而成。4、根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述混凝土減水劑選用木質素磺酸鹽、奈系磺酸鹽或磺化蜜胺樹脂。5、根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述早強劑選用無機複合類，優選氯鹽或硫酸鹽。6、根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述體積安定劑選用無機鹽類，優選鋰鹽。7、根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述陰離子表面活性劑選用苯磺酸類，優選K12或LAS。全文摘要本發明涉及一種利用廢棄建築材料製作發泡磚的方法，該方法按以下步驟實施，1)混料首先稱取57％～75％的廢棄建築材料顆粒、22％～40％的水泥、1.5％～3.8％的添加劑，總質量為100％，與另外加入的水一起攪拌混合均勻；2)制泡將發泡劑和適量的水，經高速攪拌後得到穩定均一的泡沫；3)混合按照每100克混料加入泡沫40～60毫升的比例，泡沫通入混料中，經高速攪拌使其快速均勻混合，得到發泡坯料；4)注模成型將得到的發泡坯料在模具中注模成型，在堆場澆水養護10～15小時，風乾後得到發泡磚成品。利用本發明的方法，可將在地震或拆遷後的廢棄建築材料有效利用，製作出低成本高性能的保溫、隔音、防火、防震的牆體材料。文檔編號C04B18/16GK101412634SQ200810232188公開日2009年4月22日申請日期2008年11月10日優先權日2008年11月10日發明者於永祥,劉廣鈞,張會恩,梁振海申請人:西安理工大學