專利名稱：用建筑廢棄物制備的建筑用再生膠凝材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種建筑材料及其制備方法，具體的是利用建筑廢棄物制備的建筑用再生膠凝材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市化進(jìn)程的推進(jìn)，建筑業(yè)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，相應(yīng)的在建筑物的建設(shè)、維修、拆除過(guò)程中產(chǎn)生的建筑廢棄物也在不斷增加。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年施工建設(shè)和拆除舊建筑物所形成的建筑廢棄物總量高達(dá)約4. 8億噸，在未來(lái)十年里，全國(guó)建筑廢棄物產(chǎn)生總量平均每年將達(dá)到13億噸。建筑廢棄物中主要是廢混凝土、廢磚塊、廢鋼筋等，通過(guò)分揀、破碎等處理可作為二次資源回收利用，但在施工過(guò)程中或建筑垃圾處理過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量顆粒微小的粉末，這部分微小粉末約占建筑廢棄物總量的10% 20%。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)建筑垃圾的綜合回收利用僅限于4. 75 mm以上粒徑的顆粒，粒徑小于4. 75 mm的小顆粒及粉狀建筑廢棄物，既無(wú)法實(shí)現(xiàn)建筑垃圾完全意義上回收利用，又造成嚴(yán)重的環(huán)境污染和資源浪費(fèi)。在物理、化學(xué)作用下，由塑性漿體變成堅(jiān)硬固體，并能膠結(jié)其他物料成為一定強(qiáng)度的復(fù)合固體的物質(zhì)被稱為膠凝材料。膠凝材料分為有機(jī)和無(wú)機(jī)兩類。有機(jī)膠凝材料主要有浙青和各種樹(shù)脂，無(wú)機(jī)膠凝材料按其硬化條件又分為水硬性和非水硬性兩種。水硬性膠凝材料和水成漿后，能膠結(jié)砂石等材料并在空氣和水中硬化，即水泥。水泥是重要的建筑材料之一，在建筑工程中有著廣泛的應(yīng)用。
中國(guó)專利文獻(xiàn)公開(kāi)了一些關(guān)于凝膠材料的技術(shù)方案，“多功能凝膠材料”專利號(hào) 200810201247. 4，多功能膠凝材料包含一價(jià)磷酸二氫鹽粉末、金屬氧化物粉末和硅酸鹽粉末?！耙环N水硬性凝膠材料及其制備方法”專利號(hào)200810048811. 3是一種由石灰石、工藝廢渣、石膏和外加劑制備的水硬性膠凝材料及其制備方法。“一種復(fù)合膠凝材料及其制備方法”專利號(hào)200810154960. 8是一種復(fù)合膠凝材料，由主料、無(wú)機(jī)輔料和有機(jī)添加劑組成， 主料包含煅燒煤矸石粉，還包含高爐礦渣、粉煤灰中的至少一種，無(wú)機(jī)輔料為生石灰、熟石灰、硅酸鈉、硫酸鈉、亞硫酸鈉、石膏的一種或一種以上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為將建筑垃圾資源化，充分利用小顆粒及粉狀建筑廢棄物制備無(wú)機(jī)膠凝材料，用于建筑中代替部分水泥，提供一種利用建筑廢棄物制備的建筑用再生膠凝材料及其制備方法的技術(shù)方案用于建筑的工藝方法。本發(fā)明的技術(shù)方案為用建筑廢棄物制備的建筑用再生膠凝材料，其特征在于，建筑廢棄物放入再生機(jī)進(jìn)行相互搓擦、相互撞擊處理、激活、改性，用抽取微粉裝置抽取后得到粒徑小于75 μ m 的再生微粉，調(diào)整配比，使再生微粉中含有重量比為SW2 25 30%、 CaO 25 28%、MgO 8 10%、Al2O3 5 8%，為建筑用再生膠凝材料。所述的再生機(jī)為滾筒式再生機(jī)，所述的抽取微粉裝置為氣震式袋收塵器，再生微粉粉塵出口風(fēng)量1500 2000m7h。用建筑廢棄物制備的建筑用再生膠凝材料的制備方法，具體步驟如下
1)對(duì)建筑廢棄物進(jìn)行預(yù)處理，去除雜物，保留廢混凝土、廢磚、廢砂灰、廢渣土；
2)對(duì)廢混凝土、廢磚、廢砂灰、廢渣土破碎、篩分，得到粒徑小于等于4.75 mm的顆粒
物；
3)將步驟幻得到的顆粒物放入滾筒式再生機(jī)處理，使建筑廢棄物顆粒相互搓擦、相互撞擊，除去砂粒上惰性膜，激活顆粒表面活性；
4)用氣震式袋收塵器抽取微粉，將抽取的微粉過(guò)200目篩，取篩下物，檢驗(yàn)粒徑小于 75 μ m，得再生微粉；沒(méi)有被抽取的顆粒在滾筒式再生機(jī)繼續(xù)接受粉碎，邊破碎邊抽取再生微粉；
5)檢驗(yàn)，調(diào)整，使再生微粉中含有重量比為SW225 30%、CaO 25 28%、MgO 8 10%、Al2O3 5 8%，為建筑用再生膠凝材料；
6)再生機(jī)中沒(méi)有被抽塵的顆粒作為再生砂。用建筑廢棄物制備的建筑用再生膠凝材料的使用方法，是用權(quán)利要求1所述的建筑用再生膠凝材料代替代普通硅酸鹽水泥50-70%，作為砌筑水泥，建筑用再生膠凝材料用作砌筑水泥檢測(cè)方法按GB3183-2003《砌筑水泥》標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。對(duì)建筑廢棄物粉狀顆粒進(jìn)行X熒光光譜分析和X射線衍射分析表明，建筑廢棄物細(xì)顆粒具有同粉煤灰、硅灰和水泥相似的化學(xué)組成，其中，氧化鈣、二氧化硅和三氧化二鋁占據(jù)組分總量的65%以上，物相組成中含有大量的水化硫酸鈣和水化硅鋁酸鈣，表明建筑廢棄物細(xì)顆粒具有一定的化學(xué)活性，有很大的可再生利用價(jià)值。但建筑廢棄物顆粒表面積較小、表面形成了惰性膜，原料的化學(xué)活性被封閉。再生機(jī)通常是用于處理鑄造廢砂，用于除去廢砂粒上惰性膜和粉塵，使舊砂得到再生。本發(fā)明采用再生機(jī)活化原料，原料在再生機(jī)中相互搓擦、相互撞擊，除去砂粒上惰性膜，實(shí)現(xiàn)了建筑廢棄物粉狀顆粒化學(xué)活性被激活， 也使原料表面改性，將CaO和Al2O3成分的特性被激活出來(lái)，本發(fā)明通過(guò)抽塵裝置將經(jīng)粉碎達(dá)到要求的建筑廢棄物極細(xì)的顆粒從原料中分離，達(dá)不到要求的原料可在設(shè)備中繼續(xù)接受粉碎，這種方法可邊粉碎邊抽取微粉，連續(xù)工作。較傳統(tǒng)的粉碎、過(guò)篩、再回到粉碎的循環(huán)工藝設(shè)備投入少，制作成本低，且分離質(zhì)量高不會(huì)有粗顆?；烊?，原料被粉碎成粒徑極細(xì)小的顆粒，增大了材料的比表面積，增強(qiáng)了膠凝材料的膠凝效果。本發(fā)明針對(duì)建筑廢棄物成分不確定性和復(fù)雜性的特點(diǎn)，對(duì)膠凝材料的成分作出限定，當(dāng)原料中主要起膠凝作用的成分不足時(shí)，可進(jìn)行補(bǔ)充，以保證膠凝劑的質(zhì)量。本發(fā)明的產(chǎn)品可代替代普通硅酸鹽水泥50-70% 。通過(guò)試驗(yàn)證明，利用粉狀建筑廢棄物制備的再生膠凝材料用作砌筑水泥，其測(cè)試結(jié)果符合 GB3183-2003《砌筑水泥》中的指標(biāo)要求，證明用建筑廢棄物制備的再生膠凝材料作為砌筑水泥的外添加成分是可行的，該材料可部分代替普通水泥用于工業(yè)與民用建筑的砌筑和抹面砂漿、墊層混凝土等。本發(fā)明的制備方法構(gòu)思巧妙，操作簡(jiǎn)單，使建筑垃圾充分資源化， 解決了在處理建筑廢棄物過(guò)程中造成的二次環(huán)境污染問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了建筑行業(yè)的資源循環(huán)利用，保證建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
具體實(shí)施例方式1、用建筑廢棄物制備的建筑用膠凝材料的制備方法，各實(shí)施例見(jiàn)表1，具體步驟如下
1)原料對(duì)建筑廢棄物進(jìn)行預(yù)處理，去除雜物，保留廢混凝土、廢磚、廢砂灰、廢渣土；
2)設(shè)備華中科技大學(xué)生產(chǎn)的型號(hào)LGG03-II滾筒式再生機(jī)；浙江省海寧潔華集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的LPM5A-150X2型氣震式袋收塵器；
3)對(duì)廢混凝土、廢磚、廢砂灰、廢渣土破碎、篩分，得粒徑小于等于4.75 mm的顆粒物；
4)將步驟3得到的顆粒物放入滾筒式再生機(jī)處理，再生處理使建筑廢棄物顆?；ゴ瓴?、相互撞擊，除去砂粒上惰性膜，激活顆粒表面活性；
5)再生處理30分鐘后用氣震式袋收塵器收塵，將粒徑小于75μ m再生微粉抽出過(guò)200 目篩，取篩下物為再生微粉，達(dá)不到要求的顆?？稍跐L筒式再生機(jī)繼續(xù)接受粉碎，邊破碎邊抽取再生微粉，省去篩分的工藝，再生微粉顆粒的比表面積達(dá)到350 400m2/kg ；
6)再生機(jī)中沒(méi)有被抽塵的顆粒為再生砂，可作為細(xì)骨料使用，粒徑75μ m 4. 75 mm ;
7)得到粒徑為小于75μ m的再生微粉，檢驗(yàn)并調(diào)配再生微粉中下述成分重量比為
25 30%,CaO 25 28%、Mg0 8 10%、A1203 5 8%,主要物相是 SiO2、CaCO3、CaMg (CO3) 2、 Ca12Al14O33。，為建筑用再生膠凝材料。砌筑水泥主要用于砌筑和抹面砂漿、墊層砼等，不應(yīng)用于結(jié)構(gòu)砼；
2、在砌筑、抹面砂漿及墊層混凝土中建筑用再生膠凝材料可替代普通硅酸鹽水泥 50-70%,具體重量配比如下，再生膠凝材料30 50%，水泥20 30%，硅灰3 8%，粉煤灰 3 8%，細(xì)骨料4. 5 12%，減水劑0. 3 0. 8%,氫氧化鈉5 9%，石膏8% 10%，水灰比 0. 4 0. 5，具體配比見(jiàn)表3，其中，硅灰為高活性SiO2,細(xì)骨料是制備再生膠凝材料中沒(méi)有被抽塵的顆粒，為再生砂。氫氧化鈉作為化學(xué)激發(fā)劑，激活再生微粉中的CaO和Al2O3，膠凝材料用作砌筑水泥檢測(cè)方法嚴(yán)格按GB3183-2003《砌筑水泥》標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，見(jiàn)表3。
表1制備再生膠凝材料參數(shù)表
表2采用再生膠凝材料配制砌筑水泥參數(shù)表
表3 GB3183-2003《砌筑水泥》力學(xué)性能
權(quán)利要求
1.用建筑廢棄物制備的建筑用再生膠凝材料，其特征在于，建筑廢棄物放入再生機(jī)進(jìn)行相互搓擦、相互撞擊處理、激活、改性，用抽取微粉裝置抽取后得到粒徑小于75 μ m的再生微粉，調(diào)整配比，使再生微粉中含有重量比為SW2 25 30%、CaO 25 28%、MgO 8 10%、Al2O3 5 8%，為建筑用再生膠凝材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用建筑廢棄物制備的建筑用再生膠凝材料，其特征在于，所述的再生機(jī)為滾筒式再生機(jī)，所述的抽取微粉裝置為氣震式袋收塵器，再生微粉粉塵出口風(fēng)量 1500 2000m3A ο
3.如權(quán)利要求1所述的用建筑廢棄物制備的建筑用再生膠凝材料的制備方法，其特征在于，具體步驟如下1)對(duì)建筑廢棄物進(jìn)行預(yù)處理，去除雜物，保留廢混凝土、廢磚、廢砂灰、廢渣土這原料；2)對(duì)廢混凝土、廢磚、廢砂灰、廢渣土原料破碎、篩分，得到粒徑小于等于4.75 mm的顆粒物；3)將步驟幻得到的顆粒物放入滾筒式再生機(jī)處理，使建筑廢棄物顆粒相互搓擦、相互撞擊，除去砂粒上惰性膜，激活顆粒表面活性；4)用氣震式袋收塵器抽取微粉，將抽取的微粉過(guò)200目篩，取篩下物，檢驗(yàn)粒徑小于 75 μ m，得再生微粉；沒(méi)有被抽取的顆粒在滾筒式再生機(jī)繼續(xù)接受粉碎，邊破碎邊抽取再生微粉；5)檢驗(yàn)，調(diào)整，使再生微粉中含有重量比為SW225 30%、CaO 25 28%、MgO 8 10%、Al2O3 5 8%，為建筑用再生膠凝材料；6)再生機(jī)中沒(méi)有被抽塵的顆粒作為再生砂。
4.如權(quán)利要求1所述的用建筑廢棄物制備的建筑用再生膠凝材料的使用方法，其特征在于，用權(quán)利要求1所述的建筑用再生膠凝材料代替代普通硅酸鹽水泥50-70%，作為砌筑水泥。
全文摘要
用建筑廢棄物制備的建筑用再生膠凝材料，是將建筑廢棄物放入再生機(jī)進(jìn)行搓擦、撞擊處理、激活、改性，用抽取微粉裝置得到再生微粉，調(diào)整配比，為建筑用再生膠凝材料。其制備方法對(duì)建筑廢棄物預(yù)處理，保留廢混凝土、廢磚、廢砂灰、廢渣土為原料；對(duì)原料破碎、篩分，得到顆粒物；將顆粒物放入再生機(jī)處理，除去砂粒上惰性膜，激活顆粒表面活性;用收塵器抽取微粉，將微粉過(guò)篩，取篩下物，得再生微粉；沒(méi)有被抽取的顆粒繼續(xù)接受粉碎，邊破碎邊抽取再生微粉；檢驗(yàn)，調(diào)整成份，為建筑用再生膠凝材料；再生機(jī)中顆粒作為再生砂。建筑用再生膠凝材料的使用方法，用建筑用再生膠凝材料代替代普通硅酸鹽水泥50-70%，作為砌筑水泥。
文檔編號(hào)C04B7/24GK102432207SQ20111025285
公開(kāi)日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月30日
發(fā)明者孫可偉, 張喜, 文素芳, 李如燕 申請(qǐng)人:云南華威廢棄物資源化有限公司