[发明专利]低温常压固化城市建筑垃圾为建筑材料的方法

说明书

技术领域

本发明属于无机废弃物资源化利用领域，具体涉及一种低温常压固化城市建筑垃圾为建筑材料的方法。

背景技术

城市化进程，不但加剧了我国城市土地、资源的紧张，而且带来了大量的建筑垃圾。目前，我国的城市建筑垃圾一般约为城市垃圾总量的30%，每年生产量达5000万t。如以每万m2建筑的建筑垃圾的排出量为500~600t的标准推算，到2020年，我国还将新增建筑面积300亿m2，新产生的建筑垃圾将是一个令人震撼的数字。目前，对建筑垃圾处理的主要方式是进行填埋、堆放或者作为建筑地基的填筑材料。

目前我国建筑垃圾主要应用于生产环保型砖块、再生骨料和堆山造景等方面。但是由于其产品单一、附加值低、适用面窄等原因，严重限制了建筑垃圾再生资源化的普及。另外，我国建筑垃圾还存在回收利用率低，再生资源化技术水平相对落后，缺乏新技术、新工艺的现状。因此研究建筑垃圾再利用的新技术十分必要。

中国专利《利用建筑垃圾生产蒸压砖》（公开日2007.09.26，公开号CN101041567）公开了一种以建筑垃圾、粉煤灰、石灰(或电石渣)和外加剂等为主要原材料，研制生产蒸压粉煤灰垃圾砖的技术，其中建筑垃圾的用量为15％～55％，最佳范围为20％～35％，并将制品置于大于100℃的饱和蒸汽（反应釜）中进行处理。该技术对建筑垃圾利用率较低，并且生产温度相对较高需要在反应釜中进行。

中国专利《利用建筑垃圾生产的建材及其制备方法》（公开日2009.01.21，公开号CN101348343）公开了一种利用建筑垃圾生产的建材及其制备方法。但是该发明的方法制备建筑材料需要在190~230℃蒸压养护，该过程需要在高压反应釜中进行。反应釜造价高，使用过程需要高额的维护费用，另外，使用高压釜时其生产过程为一间歇过程（即进料-升温加压-恒温-降温减压-取样），使得生产工艺漫长。这些使产品成本提高，能量消耗加大。

如果能实现低温（100℃）生产，由于水在100℃的饱和蒸汽压为常压，故其制备压力就为常压。此时不但不需要使用高压反应釜使得生产过程可实现连续性生产，而且其生产过程会大大简化，生产成本以及能耗也都会大大下降。

发明内容

本发明的目的是提出一种低温常压固化城市建筑垃圾为建筑材料的方法。所述方法为城市建筑垃圾资源化提供一种新途径，提高城市建筑垃圾的资源化效率；通过该固化的方法，在低温度（100℃）常压不使用反应釜的条件下再利用城市建筑垃圾制备高质量的新型建筑材料，简化生产过程、提高生产效率（连续生产）和节约能源。

本发明提出的低温常压固化城市建筑垃圾为建筑材料的方法，是将废旧混凝土、废旧红砖等城市建筑垃圾固化为具有高强度的建筑材料的方法，具体步骤如下：

选用城市建筑垃圾为原料，进行粉碎处理，然后加入消石灰并与水或碱溶液混合，混合均匀后，压制成型；再将脱模后的试样，在温度为100℃的水的饱和蒸气压(常压)下处理12~72h，即得到所需产品；其中：城市建筑垃圾的重量百分数为60%~90%，消石灰为10%~40%。

本发明中，所述城市建筑垃圾包括废旧混凝土或废旧红砖的一至两种，废旧混凝土与红砖的混合物中，废旧混凝土的重量百分数为10%~90%，废旧红砖的重量百分数为10%~90%。

本发明中，所述碱溶液为氢氧化钠溶液。

本发明中，所述水或碱溶液的添加量为城市建筑垃圾和消石灰总重量的5~20wt%。

本发明中，所述碱溶液的浓度为1~4mol/L。

本发明的特点在于：对废弃的城市建筑垃圾制备出高强度的建筑材料。其制备过程为常压低温（100℃），所以可以不使用高压反应釜，这样不但使得设备投资大大降低，而且其过程也可实现连续性生产，耗能大大降低（见图14）。

本发明实现了城市建筑垃圾的资源化再利用，解决了低温连续性固化生产建筑材料的难题，制备高强建筑材料，可用于墙地砖、广场砖、路面砖以及江河护堤材料等方面。该技术既可以利用废弃物，又可以大大减少生产过程中的能源消耗，极大地减少对环境的负荷。

附图说明

图1：低温固化城市建筑垃圾为建筑材料的工艺流程。

图2：碱溶液添加量对混凝土试样固化后抗折强度的影响。

图3：消石灰含量对混凝土试样固化后抗折强度的影响。

图4：碱溶液浓度对混凝土试样固化后抗折强度的影响。

图5：固化时间对混凝土试样固化后抗折强度的影响。

图6：添加水的混凝土试样强度随时间变化曲线。