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CN106277976A - 一种辊压成型矿渣建筑垃圾板材 - Google Patents

一种辊压成型矿渣建筑垃圾板材 Download PDF

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CN106277976A
CN106277976A CN201610654606.6A CN201610654606A CN106277976A CN 106277976 A CN106277976 A CN 106277976A CN 201610654606 A CN201610654606 A CN 201610654606A CN 106277976 A CN106277976 A CN 106277976A
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waste
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张军华
段晓
马春羽
史红彬
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Zhuoda New Material Technology Group Weihai Co Ltd
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Abstract

本发明公开了属于建筑材料制备技术领域的一种辊压成型矿渣建筑垃圾板材。包括面层和中料层，在面层和中料层之间铺设有玻璃纤维网格布。本发明原料采用工业废渣和建筑垃圾，具有固废利用率高、价格低廉，成本低的特点，并且充分利用矿渣和建筑垃圾的潜在水化活性，实现变废为宝。辊压成型矿渣建筑垃圾板材，具有耐磨高强、水化热低、抗冲击高，收缩率低，抗疲劳性好，抗碳化能力强，耐久性好等特点，可广泛应用于内墙板和外墙板等建筑领域。该工艺具有工艺简单、价格低廉、节能环保等优点，适合批量生产。

Description

一种辊压成型矿渣建筑垃圾板材
技术领域
本发明属于建筑材料制备技术领域，具体涉及一种辊压成型矿渣建筑垃圾板材。
背景技术
随着工业化、城市化进程的加速，建筑业也快速发展，与此相伴的是建筑垃圾日益增多，大量建筑垃圾不仅占用了土地，而且也给人类生活环境带来了严重污染。据统计，我国每年会新增建筑垃圾4000多万吨，建筑垃圾的数量已经占到城市垃圾总量的1/3以上，其中混凝土建筑垃圾又占到了建筑垃圾的40％以上。这种现象已经得到了全社会的广泛关注。建筑垃圾的长期堆存不仅浪费土地资源，容易产生安全隐患，不利于资源的可持续发展和资源的回收再利用；而且建筑垃圾的堆放还会对水资源造成污染，影响到空气质量，进而直接影响到人类的生活环境。每年工业燃煤产生矿渣约2-4亿吨，利用率低且主要以低端利用为主，给环境问题带来了巨大的考验，成为急待解决的问题。建筑垃圾经破碎、粉碎、过筛等处理后，可以获得建筑垃圾粉料，其SiO2、Al2O3含量较高，具有再生利用的价值；而矿渣的主要成分是CaCO3、CaSO4、CaCl2等，其碱含量也较高。因此，建筑垃圾和矿渣混合使用满足产生碱激发胶凝材料反应的条件。目前碱激发矿渣建筑垃圾在应用方面研究较少，尤其在板材制品的应用上仍处于空白。因此，进一步寻求更理想的建筑用碱激发矿渣建筑垃圾板材成为现实所需。
专利CN201310699108.X公开了一种地聚物-聚合物复合板材及其制备方法。包括树脂胶液12-18份；浓碱液59-66份；建筑垃圾30-40份；粉煤灰30-40份；水泥30-40份；玻璃纤维0.5-1份；界面增强剂3-5份。方法包括：1)建筑垃圾粉煤灰的粉碎及筛分；2)地聚物-聚合物复合材料的混配：将树脂溶于苯甲醇中，加入乙二胺，形成树脂胶液；制备浓碱液；在浓碱液中逐渐加入建筑垃圾和钢渣，持续搅拌下依次加入水泥、玻璃纤维、界面增强剂、树脂胶液，既得地聚物-聚合物复合材料；3)地聚物-聚合物复合板材的成型：将地聚物-聚合物复合材料浇入模具内，然后将模具转入干燥箱中干燥，冷却后取出制品。该地聚物-聚合物复合板材使用树脂基复合材料，韧性有余、刚性不足，存在强度较低、耐老化性能差等缺陷，只能局部应用于山体滑坡地带表面硬化等方面；激发剂使用大量的浓碱、强碱溶液，存在较大的安全生产隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供一种辊压成型矿渣建筑垃圾板材及其制备方法。
一种辊压成型矿渣建筑垃圾板材，包括面层和中料层，在面层和中料层之间铺设有玻璃纤维网格布；
所述的面层由下述重量份数的材料构成：矿渣100份，建筑垃圾150-400份，碱性激发剂1-25份，水20-50份，木屑3-20份，聚丙烯纤维0.1-1.2份；
所述的中料层由下述重量份数的材料构成：矿渣100份，建筑垃圾200-650份，碱性激发剂1-20份、水18-35份、木屑5-50份。
所述面层和中料层材料中，所述矿渣比表面积≥350cm2/g。
所述碱性激发剂为石灰、钠水玻璃和二水石膏中的一种或几种复合配制而成。
所述建筑垃圾为旧建筑物拆除垃圾和建筑施工垃圾，材料为废混凝土、废砖、废大理石和废砂浆。
所述面层建筑垃圾包括以下重量百分比的组分：0.09mm-0.30mm建筑垃圾80％-95％、0.09mm以下建筑垃圾5％-20％。
所述中料层建筑垃圾包括以下重量百分比的组分：0.09mm以下建筑垃圾8％-20％，0.09mm-0.18mm建筑垃圾20％-35％，0.18mm-0.85mm建筑垃圾25％-40％，0.85mm-4.0mm建筑垃圾30％-50％。
所述木屑尺寸为0.18mm-4mm。
上述辊压成型矿渣建筑垃圾板材的制备方法，按照如下步骤进行：
(1)将建筑垃圾经过大型破锤或破碎机破碎至100毫米以内，然后用石料粉碎机进行粉碎，用多层分级筛筛分为不同规格的建筑垃圾(按照上述粒径的建筑垃圾分为不同规格)；
(2)将面层物料和中料层物料按照溶液、粉体和木屑的顺序依次加入搅拌机中搅拌5-10分钟；所述溶液为水，粉体为矿渣，建筑垃圾，碱性激发剂，聚丙烯纤维；
(3)将面层物料卸在涂有脱模剂的模板上，并在上面铺设玻璃纤维网格布；
(4)将铺设好的面层物料进行辊压成型，辊压成型压力控制在0.5-5MPa之间；
(5)将拌合好的中料卸在已辊压的面层上，同时重复步骤(4)；
(6)将成型的湿板材切割，放入温度20-50℃，相对湿度70-90％环境中养护1-3天。
本发明的有益效果：本发明原料采用工业废渣和建筑垃圾，具有固废利用率高、价格低廉，成本低的特点，并且充分利用矿渣和建筑垃圾的潜在水化活性，实现变废为宝。0.09mm以下建筑垃圾作为细粉掺合料与矿渣混合利用形成组分含量的互补，增强材料强度性能和耐久性能，0.09mm以上不同规格的建筑垃圾以骨料形式存在，实现建筑垃圾的利用最大化。辊压成型矿渣建筑垃圾板材，具有耐磨高强、水化热低、抗冲击高，收缩率低，抗疲劳性好，抗碳化能力强，耐久性好等特点，可广泛应用于内墙板和外墙板等建筑领域。该工艺具有工艺简单、价格低廉、节能环保等优点，适合批量生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
一种辊压成型矿渣建筑垃圾板材，包括面层和中料层，在面层和中料层之间铺设有玻璃纤维网格布。
所述面层由下述重量份数的材料构成：矿渣100份，建筑垃圾250份，碱性激发剂15份，水35份，木屑15份，聚丙烯纤维0.8份；
所述的中料层由下述重量份数的材料构成：矿渣100份，建筑垃圾400份，碱性激发剂15份、水25份、木屑35份。面层和中料层材料中，所述矿渣的比表面积为400cm2/g。木屑尺寸为0.18mm-4mm。
所述碱性激发剂为石灰，钠水玻璃和二水石膏以重量比1：1：1混合构成。所述建筑垃圾为旧建筑物拆除垃圾和建筑施工垃圾，材料成分为废混凝土、废砖、废大理石和废砂浆；
所述面层建筑垃圾包括以下重量百分比的组分：0.09mm-0.30mm建筑垃圾85％，0.09mm以下建筑垃圾15％。
所述中料层建筑垃圾包括以下重量百分比的组分：0.09mm以下建筑垃圾15％，0.09mm-0.18mm建筑垃圾25％，0.18mm-0.85mm建筑垃圾30％，0.85mm-4.0mm建筑垃圾30％。
上述辊压成型矿渣建筑垃圾板材的制备方法，按照如下步骤进行：
(1)将建筑垃圾经过大型破锤或破碎机破碎至100毫米以内，然后用石料粉碎机进行粉碎，用多层分级筛筛分为不同规格的建筑垃圾；
(2)将面层物料和中料层物料按照溶液、粉体和木屑的顺序依次加入搅拌机中搅拌8分钟；
(3)将面层物料卸在涂有脱模剂的模板上，并在上面铺设玻璃纤维网格布；
(4)将铺设好的面层物料进行辊压成型，辊压成型压力控制在2MPa之间；
(5)将拌合好的中料卸在已辊压的面层上，同时重复步骤(4)；
(6)将成型的湿板材切割，放入温度35℃，相对湿度80％环境中养护2天。
本实施例制备的板材密度：1.5g/cm3；抗折强度：14MPa；抗冲击性能：≥10KJ/m2；耐候性能优异，防火阻燃。
实施例2
一种辊压成型矿渣建筑垃圾板材，包括面层和中料层，在面层和中料层之间铺设有玻璃纤维网格布。
所述的面层由下述重量份数的材料构成：矿渣100份，建筑垃圾150份，碱性激发剂1份，水20份，木屑3份，聚丙烯纤维0.1份；
所述的中料层由下述重量份数的材料构成：矿渣100份，建筑垃圾200份，碱性激发剂10份、水18份、木屑5份。
面层和中料层材料中，所述矿渣的比表面积为450cm2/g。木屑尺寸为0.18mm-4mm。
所述碱性激发剂为石灰，钠水玻璃和二水石膏以重量比1：1：2混合构成。
所述建筑垃圾为旧建筑物拆除垃圾和建筑施工垃圾，材料成分为废混凝土、废砖和废砂浆。
所述面层建筑垃圾包括以下重量百分比的组分：0.09mm-0.30mm建筑垃圾80％，0.09mm以下建筑垃圾20％。
所述中料层建筑垃圾包括以下重量百分比的组分：0.09mm以下建筑垃圾20％，0.09mm-0.18mm建筑垃圾20％，0.18mm-0.85mm建筑垃圾25％，0.85mm-4.0mm建筑垃圾35％。
上述辊压成型矿渣建筑垃圾板材的制备方法，按照如下步骤进行：
(1)将建筑垃圾经过大型破锤或破碎机破碎至100毫米以内，然后用石料粉碎机进行粉碎，用多层分级筛筛分为不同规格的建筑垃圾；
(2)将面层物料和中料层物料按照溶液、粉体和木屑的顺序依次加入搅拌机中搅拌5分钟；
(3)将面层物料卸在涂有脱模剂的模板上，并在上面铺设玻璃纤维网格布；
(4)将铺设好的面层物料进行辊压成型，辊压成型压力控制在5MPa之间；
(5)将拌合好的中料卸在已辊压的面层上，同时重复步骤(4)；
(6)将成型的湿板材切割，放入温度20℃，相对湿度90％环境中养护1天。
本实施例制备的板材密度：1.6g/cm3；抗折强度：15MPa；抗冲击性能：≥10KJ/m2；耐候性能优异，防火阻燃。
实施例3
一种辊压成型矿渣建筑垃圾板材，包括面层和中料层，在面层和中料层之间铺设有玻璃纤维网格布。
所述的面层由下述重量份数的材料构成：矿渣100份，建筑垃圾400份，二水石膏25份，水50份，木屑20份，聚丙烯纤维1.2份；
所述的中料层由下述重量份数的材料构成：矿渣100份，建筑垃圾650份，二水石膏20份、水35份、木屑50份。
面层和中料层材料中，所述矿渣的比表面积为380cm2/g。木屑尺寸为0.18mm-4mm。
所述建筑垃圾为旧建筑物拆除垃圾和建筑施工垃圾，材料成分为废混凝土、废砖、废大理石和废砂浆中的一种或一种以上。
所述面层建筑垃圾包括以下重量百分比的组分：0.09mm-0.30mm建筑垃圾95％，0.09mm以下建筑垃圾5％。
所述中料层建筑垃圾包括以下重量百分比的组分：0.09mm以下建筑垃圾5％，0.09mm-0.18mm建筑垃圾35％，0.18mm-0.85mm建筑垃圾25％，0.85mm-4.0mm建筑垃圾35％。
上述辊压成型矿渣建筑垃圾板材的制备方法，按照如下步骤进行：
(1)将建筑垃圾经过大型破锤或破碎机破碎至100毫米以内，然后用石料粉碎机进行粉碎，用多层分级筛筛分为不同规格的建筑垃圾；
(2)将面层物料和中料层物料按照溶液、粉体和木屑的顺序依次加入搅拌机中搅拌10分钟；
(3)将面层物料卸在涂有脱模剂的模板上，并在上面铺设玻璃纤维网格布；
(4)将铺设好的面层物料进行辊压成型，辊压成型压力控制在5MPa之间；
(5)将拌合好的中料卸在已辊压的面层上，同时重复步骤(4)；
(6)将成型的湿板材切割，放入温度50℃，相对湿度70％环境中养护3天。
本实施例制备的板材密度：1.6g/cm3；抗折强度：14MPa；抗冲击性能：≥10KJ/m2；耐候性能优异，防火阻燃。
实施例4
一种辊压成型矿渣建筑垃圾板材，包括面层和中料层，在面层和中料层之间铺设有玻璃纤维网格布。
所述面层由下述重量份数的材料构成：矿渣100份，建筑垃圾250份，碱性激发剂15份，水35份，木屑15份，鹅管石1份，聚丙烯纤维0.8份；
所述的中料层由下述重量份数的材料构成：矿渣100份，建筑垃圾400份，碱性激发剂15份、水25份、木屑35份。
面层和中料层材料中，所述矿渣的比表面积为400cm2/g。木屑尺寸为0.18mm-4mm。
所述碱性激发剂为石灰，钠水玻璃和二水石膏以重量比1：1：1混合构成。所述建筑垃圾为旧建筑物拆除垃圾和建筑施工垃圾，材料成分为废混凝土、废砖、废大理石和废砂浆；
所述面层建筑垃圾包括以下重量百分比的组分：0.09mm-0.30mm建筑垃圾85％，0.09mm以下建筑垃圾15％。
所述中料层建筑垃圾包括以下重量百分比的组分：0.09mm以下建筑垃圾15％，0.09mm-0.18mm建筑垃圾25％，0.18mm-0.85mm建筑垃圾30％，0.85mm-4.0mm建筑垃圾30％。
上述辊压成型矿渣建筑垃圾板材的制备方法，按照如下步骤进行：
(1)将建筑垃圾经过大型破锤或破碎机破碎至100毫米以内，然后用石料粉碎机进行粉碎，用多层分级筛筛分为不同规格的建筑垃圾；
(2)将面层物料和中料层物料按照溶液、粉体和木屑的顺序依次加入搅拌机中搅拌8分钟；
(3)将面层物料卸在涂有脱模剂的模板上，并在上面铺设玻璃纤维网格布；
(4)将铺设好的面层物料进行辊压成型，辊压成型压力控制在2MPa之间；
(5)将拌合好的中料卸在已辊压的面层上，同时重复步骤(4)；
(6)将成型的湿板材切割，放入温度35℃，相对湿度80％环境中养护2天。
本实施例制备的板材密度：1.1g/cm3；抗折强度：26MPa；抗冲击性能：≥10KJ/m2；耐候性能优异，防火阻燃。
实施例5
一种辊压成型矿渣建筑垃圾板材，包括面层和中料层，在面层和中料层之间铺设有玻璃纤维网格布。
所述面层由下述重量份数的材料构成：矿渣100份，代赭石1份，建筑垃圾250份，碱性激发剂15份，水35份，木屑15份，聚丙烯纤维0.8份；
所述的中料层由下述重量份数的材料构成：矿渣100份，建筑垃圾400份，碱性激发剂15份、水25份、木屑35份。面层和中料层材料中，所述矿渣的比表面积为400cm2/g。木屑尺寸为0.18mm-4mm。
所述碱性激发剂为石灰，钠水玻璃和二水石膏以重量比1：1：1混合构成。所述建筑垃圾为旧建筑物拆除垃圾和建筑施工垃圾，材料成分为废混凝土、废砖、废大理石和废砂浆；
所述面层建筑垃圾包括以下重量百分比的组分：0.09mm-0.30mm建筑垃圾85％，0.09mm以下建筑垃圾15％。
所述中料层建筑垃圾包括以下重量百分比的组分：0.09mm以下建筑垃圾15％，0.09mm-0.18mm建筑垃圾25％，0.18mm-0.85mm建筑垃圾30％，0.85mm-4.0mm建筑垃圾30％。
上述辊压成型矿渣建筑垃圾板材的制备方法，按照如下步骤进行：
(1)将建筑垃圾经过大型破锤或破碎机破碎至100毫米以内，然后用石料粉碎机进行粉碎，用多层分级筛筛分为不同规格的建筑垃圾；
(2)将面层物料和中料层物料按照溶液、粉体和木屑的顺序依次加入搅拌机中搅拌8分钟；
(3)将面层物料卸在涂有脱模剂的模板上，并在上面铺设玻璃纤维网格布；
(4)将铺设好的面层物料进行辊压成型，辊压成型压力控制在2MPa之间；
(5)将拌合好的中料卸在已辊压的面层上，同时重复步骤(4)；
(6)将成型的湿板材切割，放入温度35℃，相对湿度80％环境中养护2天。
本实施例制备的板材密度：1.0g/cm3；抗折强度：25MPa；抗冲击性能：≥10KJ/m2；耐候性能优异，防火阻燃。

Claims (8)

1.一种辊压成型矿渣建筑垃圾板材，其特征在于，包括面层和中料层，在面层和中料层之间铺设有玻璃纤维网格布；
所述的面层由下述重量份数的材料构成：矿渣100份，建筑垃圾150-400份，碱性激发剂1-25份，水20-50份，木屑3-20份，聚丙烯纤维0.1-1.2份；
所述的中料层由下述重量份数的材料构成：矿渣100份，建筑垃圾200-650份，碱性激发剂1-20份、水18-35份、木屑5-50份。
2.根据权利要求1所述一种辊压成型矿渣建筑垃圾板材，其特征在于，所述面层和中料层材料中，所述矿渣比表面积≥350cm2/g。
3.根据权利要求1所述一种辊压成型矿渣建筑垃圾板材，其特征在于，所述碱性激发剂为石灰、钠水玻璃和二水石膏中的一种或几种复合配制而成。
4.根据权利要求1所述一种辊压成型矿渣建筑垃圾板材，其特征在于，所述建筑垃圾为旧建筑物拆除垃圾和建筑施工垃圾，材料为废混凝土、废砖、废大理石和废砂浆。
5.根据权利要求1所述一种辊压成型矿渣建筑垃圾板材，其特征在于，所述面层建筑垃圾包括以下重量百分比的组分：0.09mm-0.30mm建筑垃圾80％-95％、0.09mm以下建筑垃圾5％-20％。
6.根据权利要求1所述一种辊压成型矿渣建筑垃圾板材，其特征在于，所述中料层建筑垃圾包括以下重量百分比的组分：0.09mm以下建筑垃圾8％-20％，0.09mm-0.18mm建筑垃圾20％-35％，0.18mm-0.85mm建筑垃圾25％-40％，0.85mm-4.0mm建筑垃圾30％-50％。
7.根据权利要求1所述一种辊压成型矿渣建筑垃圾板材，其特征在于，所述木屑尺寸为0.18mm-4mm。
8.权利要求1所述辊压成型矿渣建筑垃圾板材的制备方法，其特征在于，按照如下步骤进行：
(1)将建筑垃圾经过大型破锤或破碎机破碎至100毫米以内，然后用石料粉碎机进行粉碎，用多层分级筛筛分为不同规格的建筑垃圾；
(2)将面层物料和中料层物料按照溶液、粉体和木屑的顺序依次加入搅拌机中搅拌5-10分钟；
(3)将面层物料卸在涂有脱模剂的模板上，并在上面铺设玻璃纤维网格布；
(4)将铺设好的面层物料进行辊压成型，辊压成型压力控制在0.5-5MPa之间；
(5)将拌合好的中料卸在已辊压的面层上，同时重复步骤(4)；
(6)将成型的湿板材切割，放入温度20-50℃，相对湿度70-90％环境中养护1-3天。
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