[发明专利]一种废弃烧结砖粉免烧陶粒及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于固体废弃物利用与免烧陶粒技术领域，涉及一种废弃烧结砖粉免烧陶粒的制备方法。

技术背景

近年来，随着我国经济建设不断加快，我国的城市建设以及交通建设进程同样在不断提速。在这个过程中，产生了大量的建筑垃圾。我国现在的建筑垃圾处理依然以堆积和填埋手段为主，而这种处理手段造成的环境影响和损失是十分巨大的。有资料显示我国现有填埋和堆放的建筑垃圾对土壤和地下水产生巨大污染，造成直接经济损失200亿元。因而，找出一条建筑垃圾循环利用的可持续发展道路是十分有必要的。研究表明，建筑垃圾中烧结砖制品粉料具有不错的火山灰活性，且烧结砖通过机械粉磨进行磨细加工后，更容易发挥其火山灰活性。烧结砖中SiO₂、Al₂O₃含量较高，玻璃粉的水解会产生碱性环境，促使砖粉中的SiO₂、Al₂O₃的键位断裂，有利于其与水泥中Ca(OH)₂反应，生成较多的水化硅酸钙、水化铝酸钙。徐如林用废弃烧结砖粉内掺替代部分水泥，分别用Ca(OH)₂和水玻璃对烧结砖的活性进行激发，所得砂浆的抗压性能和抗折性能均比较理想。（徐如林，建筑垃圾粉料的活性激发及其用.[D]武汉理工大学，2013.）但是在这一过程中，掺碱量较多，所得制品在一定龄期会发生泛碱，影响材料性能。陶粒作为一种建筑用轻骨料，以其轻体、保温、环保等特性受到了人们的极大重视。当前我国陶粒制品以粘土、页岩陶粒为主，而粘土、页岩原料的来源绝大部分取自于耕地，消耗了耕地资源。利用玻璃粉碱激发废弃烧结砖粉来制备附加值较高的轻质骨料，对建筑垃圾的高效再利用具有重要意义。

发明内容

为克服现有陶粒耗费过多的自然资源、靠碱激发剂激发建筑垃圾会发生发泛碱等缺陷，本发明提供了一种利用玻璃粉表面溶解产生碱进而激发废弃烧结砖制备的免烧陶粒及其制造方法，所述免烧陶粒大量利用建筑垃圾中废弃烧结砖、废玻璃和工业废弃物赤泥，并掺入聚苯颗粒，使陶粒轻质，并实现了建筑垃圾的高效再利用，节能环保。

本发明实现上述目的的技术方案是：玻璃粉碱激发废弃烧结砖粉制备免烧陶粒，其原料组成及其质量百分含量为：废弃烧结砖粉为45～60%，玻璃粉为15～25%，赤泥10～15%，水泥为10～20%，聚苯颗粒为上述四种物质总质量的0.1～0.2%，界面剂为前四种物质总质量1%。

界面剂有胶粉、纤维素醚。

一种废弃烧结砖粉制备的免烧陶粒的制备方法包括以下步骤：

(1)原材料预处理：将废弃烧结砖、废玻璃、赤泥干燥，破碎并粉磨后过200目筛；将聚苯颗粒破碎，过10目筛，配制界面剂溶液，将聚苯颗粒碎料放入界面剂溶液并搅拌使其润湿；

(2)原材料混合：按所定配比将废弃烧结砖粉、玻璃粉、赤泥、水泥混合至搅拌机中，搅拌均匀；

(3)造粒：按照所定水灰比将润湿后的聚苯颗粒和水依次加入搅拌机中，继续搅拌，将搅拌均匀的混合料加入到造粒机中，加工成直径为10～20mm的圆形颗粒，配制水泥净浆并用其包裹圆形颗粒；

(4)养护：将步骤3所得陶粒在70～100℃和90%的条件下蒸汽养护4～6小时，得到最终产品。界面剂溶液中的水也包括在所述的水灰比中的水。水灰比优选0.2-0.3。

本发明以玻璃粉为碱激发组分，通过蒸汽养护激发废弃烧结砖粉和赤泥的活性以提供陶粒强度，并以废弃聚苯颗粒碎料为填充料，使陶粒轻质化。主要原理为利用磨细玻璃粉表面溶解产生的碱来激发SiO₂、Al₂O₃含量较高的废弃烧结砖粉和赤泥，在碱激发剂作用下，其表面的网络聚合体聚合度降低，表面形成游离的不饱和键，容易与体系中Ca(OH)₂反应生成水化硅酸钙和水化铝酸钙等胶凝产物。

将建筑垃圾中的废弃烧结砖粉作为制造陶粒的主要原料，不仅有利于提高建筑垃圾的利用率，还节省了自然资源，避免了对土地资源的破坏；这种陶粒利用废玻璃粉表面水解产生的碱来激发废弃砖粉和赤泥的火山灰活性，进而促进原料的的水化，将玻璃粉作为细骨料填充浆体孔隙，提高了陶粒的强度，掺入了一定含量的聚苯颗粒，降低了陶粒的密度，如此所得的免烧陶粒轻质高强；该陶粒不需要烧结，节省了能源，减少了环境污染；利用废弃物作为原料，进一步降低陶粒的生产成本，净化了环境，提高了经济效益。

附图说明