一種環(huán)保新型建筑用磚及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種環(huán)保新型建筑用磚及制備方法，屬于廢棄物處理【技術(shù)領(lǐng)域】，由硅酸鹽水泥、石膏、GCY活化劑、MSZ168-C添加劑、粗爐渣、細爐渣、磁化水組成；其制備方法是先將爐渣垃圾焚燒發(fā)電廠排放的爐渣經(jīng)過水解槽洗滌、破碎篩選、磁選、浮力分選、篩選3～15mm顆粒一系列預(yù)處理后，使用強制式攪拌機按設(shè)定配比將爐渣、MSZ168-C添加劑加入攪拌槽，再將GCY活化劑與經(jīng)過磁化器處理的磁化水稀釋與水泥一起加入攪拌，壓制成型后進行養(yǎng)護即得成品；本發(fā)明實現(xiàn)了爐渣免燒制備成型磚，不僅縮短了制備時間，而且降低了燃燒能耗和避免了燃燒過程中有害氣體的排出，環(huán)保效果突出；所制造的磚塊強度高、重量輕、保溫性能好，能夠滿足現(xiàn)代建筑對墻體材料的輕質(zhì)節(jié)能隔熱保溫的要求。
【專利說明】一種環(huán)保新型建筑用磚及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種建筑用磚，具體涉及一種利用焚燒垃圾產(chǎn)生的爐渣生產(chǎn)的環(huán)保磚及其制備方法，屬于廢棄物處理【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著基本建設(shè)的持續(xù)升溫，建筑用磚的需求也越來越大，現(xiàn)有的制磚技術(shù)是利用粘土燒磚，而粘土燒磚會對基本農(nóng)田造成大量的破壞。因此利用廢棄物再利用原則，生產(chǎn)節(jié)能利廢的環(huán)保磚已成為當(dāng)務(wù)之急。
[0003]生活垃圾焚燒爐焚燒垃圾后會產(chǎn)生一定量的爐渣，其中爐排爐產(chǎn)生的爐渣量約為垃圾重量的20%。爐渣一般都是進行填埋處理，不僅占用土地資源，而且會給土壤和地下水帶來安全隱患。處置垃圾焚燒爐渣，將其作為一種新的資源加以利用，變廢為寶，實現(xiàn)資源的合理利用，利國利民。
[0004]爐渣是一種淺灰色的鍋爐底渣，其顏色會隨著含炭量的增加變深，形狀通常是不規(guī)則的、帶棱角的蜂窩狀顆粒，表面多為玻璃質(zhì)，主要是不可燃的無機物以及部分未燃盡的可燃有機物，還可能含有少量有害物質(zhì)，如重金屬等，均來源于垃圾中的玻璃、裝修雜物、瓶子、陶瓷、磚塊、金屬、熔渣等。爐渣中的主要成分是硅酸鹽，與水泥的基本成分一致。
[0005]通過電子顯微鏡觀察可知，爐渣是由多種粒子構(gòu)成的，其中非晶體顆粒占總量的50%以上。其顆粒組成為漂珠占0.1%~0.3%，實心微珠占45%~58%，炭粒占1%~3%，不規(guī)則多孔體占28%~39%，石英占5%~8%，其他占5%。爐渣粒徑分布比較均勻，級配曲線比較平緩，擬合效果好。根據(jù) 最大密度曲線理論，級配指數(shù)n=0.5時，為拋物線最大密度理想曲線，即集料能夠達到最大密度，能夠形成較高的強度；n=0.3~0.7為允許波動范圍。爐渣級配指數(shù)n=0.3815，在允許波動范圍內(nèi)，能夠形成較大密度和較高強度。爐渣顆粒是粗細分布均勻的集料，易壓實到具有高承載能力的狀態(tài)，且抗剪切能力高、抗凍性好、穩(wěn)定性高。
[0006]本發(fā)明將垃圾焚燒發(fā)電廠排放的爐渣經(jīng)過水解槽洗滌破碎篩選、磁選、浮力分選、篩選等一系列步驟處理后，壓制、養(yǎng)護成型，生產(chǎn)出一種環(huán)保新型建筑用磚，不僅節(jié)土利廢，節(jié)能環(huán)保，而且制得的磚強度高、重量輕、保溫性能好。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種環(huán)保新型建筑用磚，該環(huán)保磚強度高、重量輕、保溫性能好。
[0008]本發(fā)明的另一個目的是提供一種環(huán)保新型建筑用磚的制備方法。
[0009]為實現(xiàn)上述發(fā)明的目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下:
一種環(huán)保新型建筑用磚，由以下重量份的組分組成:
硅酸鹽水泥:3~8份 石骨:5~10份 GCY活化劑:1~5份MSZ168-C添加劑:10~20份 粗爐渣(5-15mm):40~50份 細爐禮:(2mm-4mm):20~30份 磁化水:3~8份；
一種環(huán)保新型建筑用磚的制備方法，包括如下步驟:
(1)爐渣處理
a.垃圾焚燒發(fā)電廠排放的爐渣經(jīng)過水解槽洗滌，去除可溶解鹽；
b.破碎篩選，調(diào)整爐渣顆粒粗細分布；
c.磁選，以去除鐵；
d.進行浮力分選，去除剩余有色金屬；
e.篩選3~15mm顆粒備用，3mm及3mm以下的顆粒和水棍碾攪拌、陳化,備用；
(2)原材料配比及混合
a.采用磁化器，對水進行磁化處理；
b.使用強制式攪拌機按設(shè)定配比將石膏、爐渣、MSZ168-C添加劑加入攪拌槽，再將GCY活化劑與磁化水稀釋與硅酸鹽水泥一起加入攪拌；
(3)壓制成型
使用砌塊成型機將攪拌后的物料壓制成型，標(biāo)準(zhǔn)磚模具按設(shè)定配比方案進行壓制；
(4)養(yǎng)護`
磚坯成型后具有一定強度，進行灑水養(yǎng)護，隔3小時灑水I次，5天后每隔5小時I次，10天后每隔10小時I次，15天后自然干燥至28天；
上述的粗細爐渣是采用粗細集料篩分測定爐渣的粗細分布；
上述的石膏是選用CaO含量大于32%、S03含量大于45%、H20含量小于20%、其他雜質(zhì)含量小于3%的石骨；
上述的MSZ168-C添加劑的主要成分為巖石精，其質(zhì)量百分含量為90%，為粉末狀，經(jīng)過
0.08mm集料篩選再進行使用；
所述的GCY活化劑主要成分為正硅酸鈉Na4SiO4,其質(zhì)量百分含量為95%，用于調(diào)節(jié)磚體的酸堿度，在集料混合中腐蝕爐渣中的玻璃體表面，增強物料之間的附著力。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:
(I)添加的MSZ168-C膠結(jié)添加劑主要成分為巖石精，是一種水泥塑化劑，它作為一種膠結(jié)料，成粉末狀，經(jīng)過0.08_集料篩選再進行使用。用于取代或者部分石灰，可以提高磚體早起強度。提高免燒磚的抗壓、抗折、抗凍、及保水性，可以有效防腐蝕，滲漏，本添加劑無毒性，在使用中不產(chǎn)生有毒物質(zhì)，符合國家環(huán)境保護要求。
[0011](2)采用GCY活化劑主要成分為正硅酸鈉(Na4SiO4),用于調(diào)節(jié)磚體的酸堿度，可在集料混合中腐蝕爐渣中的玻璃體表面，增強物料之間的附著力。
[0012](3)本發(fā)明以二氧化硅和氧化鋁為主要成分的硅鋁質(zhì)材料，其主要反應(yīng)活性是與水泥水化生成的氫氧化鈣反應(yīng)形成硅酸鈣結(jié)晶，反應(yīng)過程如下:Si02+xCa(OH)2+(I1-X)H2O=xCa0.SiO2.ηΗ20，爐渣還和其他的水化產(chǎn)物進行一系列復(fù)雜的二次反應(yīng)，生成水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣結(jié)晶，氫氧化鈣及水化鋁酸鈣等析出針狀晶體伸入硅酸鈣凝膠體內(nèi)使?fàn)t渣磚硬化而具有強度。[0013](4)本發(fā)明實現(xiàn)了爐渣免燒制備成型磚，不僅縮短了制備時間，而且降低了燃燒能耗和避免了燃燒過程中有害氣體的排出，環(huán)保效果突出。
[0014](5)本發(fā)明不僅將廢物利用，高效節(jié)能，而且所制的磚塊強度高、重量輕、保溫性能好，能夠滿足現(xiàn)代建筑對墻體材料的輕質(zhì)節(jié)能隔熱保溫的要求。
[0015]對于該發(fā)明，我們進行了生產(chǎn)實踐，結(jié)果如下:
(O爐渣分析
爐渣顆粒形態(tài)
通過電子顯微鏡觀察可知，爐渣是由多種粒子構(gòu)成的，其中非晶體顆粒占總量的50%以上。其顆粒組成為漂珠占0.1%~0.3%，實心微珠占45%~58%，炭粒占1%~3%，不規(guī)則多孔體占28%~39%，石英占5%~8%，其他占5%。爐渣粒徑分布比較均勻，級配曲線比較平緩，擬合效果好。根據(jù)最大密度曲線理論，級配指數(shù)n=0.5時，為拋物線最大密度理想曲線，即集料能夠達到最大密度，能夠形成較高的強度；n=0.3~0.7為允許波動范圍。爐渣級配指數(shù)n=0.3815，在允許波動范圍內(nèi)，能夠形成較大密度和較高強度；
爐渣顆粒細度分布
爐渣顆粒是粗細分布均勻的集料，易壓實到具有高承載能力的狀態(tài)，且抗剪切能力高、抗凍性好、穩(wěn)定性高。采用粗細集料篩分測定爐渣的粗細分布為:0.1~4mm的爐渣占15%~20%，5mm以上的達70% ；
爐渣的含水率、密度、吸水率；爐渣的含水率一般在21%左右，密度在1250kg/m3左右，吸水率在9%左右?！?br> [0016]爐渣的堅固性
經(jīng)過加工篩選處理，爐渣質(zhì)量損失約為4.31%，爐渣的堅固性可達到制造環(huán)保免燒磚的要求。
[0017]爐渣的有機質(zhì)含量
爐渣中的有機質(zhì)會影響無機結(jié)合料硅酸鈣的穩(wěn)定性，集料中有機質(zhì)含量符合制造環(huán)保免燒磚的要求。
[0018]爐渣金屬浸出評價
垃圾焚燒廠垃圾焚燒爐渣總Cd總、Pd、總Zn、氰化物、總N1、總As、總Hg和Cr6+，均未超過國家標(biāo)準(zhǔn)。另外各種文獻資料一般也認為爐渣不屬于危險廢物。分析研究表明，爐渣不屬于危險廢物，其顆粒粗細分布較均勻，物理組成復(fù)雜，具有較高的強度；金屬和有機質(zhì)含量低，堅固性好，符合國家標(biāo)準(zhǔn)《墻體材料術(shù)語》(GB/T 18968-2003)中硅酸鹽磚原材料的要求，可用作生產(chǎn)環(huán)保免燒磚。
[0019](2)爐渣免燒磚的分析
環(huán)保新型建筑用磚的重金屬浸出特性爐渣中含有極少量Pb、Cr、Cd、As等有害元素，重金屬浸出量均未超標(biāo)。符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB 3838一2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》優(yōu)V類水要求。
[0020]環(huán)保新型磚重金屬浸出情況表
【權(quán)利要求】
1.一種環(huán)保新型建筑用磚，其特征在于:由以下重量份的組分組成: 硅酸鹽水泥:3~8份 石骨:5~10份 GCY活化劑:1~5份 MSZ168-C添加劑:10~20份 粗爐渣(5-15mm):40~50份
細爐禮:(2mm-4mm): 20~30份 磁化水:3~8份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保新型建筑用磚，其特征在于:所述的粗細爐渣是采用粗細集料篩分測定爐渣的粗細分布。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保新型建筑用磚，其特征在于:所述的石膏是選用CaO含量大于32%、SO3含量大于45%、H2O含量小于20%、其他雜質(zhì)含量小于3%的石膏。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保新型建筑用磚，其特征在于:所述的MSZ168-C添加劑的主要成分為巖石精，其質(zhì)量百分含量為90%，為粉末狀，經(jīng)過0.08mm集料篩選再進行使用。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保新型建筑用磚，其特征在于:所述的GCY活化劑主要成分為正硅酸鈉Na4SiO4，其質(zhì)量百分含量為95%，用于調(diào)節(jié)磚體的酸堿度，在集料混合中腐蝕爐渣中的玻璃體表面，增強物料之間的附著力。
6.一種用于制備權(quán)利要求1所述的環(huán)保新型建筑用磚的方法，其特征在于:包括如下步驟: (1)爐渣處理 a.垃圾焚燒發(fā)電廠排放的爐渣經(jīng)過水解槽洗滌，去除可溶解鹽； b.破碎篩選，調(diào)整爐渣顆粒粗細分布； c.磁選，以去除鐵； d.進行浮力分選，去除剩余有色金屬； e.篩選3~15mm顆粒備用，3mm及3mm以下的顆粒和水棍碾攪拌、陳化,備用； (2)原材料配比及混合 a.采用磁化器，對水進行磁化處理； b.使用強制式攪拌機按設(shè)定配比將石膏、爐渣、MSZ168-C添加劑加入攪拌槽，再將GCY活化劑與磁化水稀釋與硅酸鹽水泥一起加入攪拌； (3)壓制成型 使用砌塊成型機將攪拌后的物料壓制成型，標(biāo)準(zhǔn)磚模具按設(shè)定配比方案進行壓制； (4)養(yǎng)護 磚坯成型后具有一定強度，進行灑水養(yǎng)護，隔3小時灑水I次，5天后每隔5小時I次，10天后每隔10小時I次，15天后自然干燥至28天。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種環(huán)保新型建筑用磚的制備方法，其特征在于:所述的水泥凝結(jié)時間:初凝不得早于45min，終凝不得遲于IOh ;細度:80 μ m方孔篩篩余不得超過10%;堿含量:pH值高于12。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種環(huán)保新型建筑用磚的制備方法，其特征在于:步驟(2)中b所述的攪拌要嚴格控制加 水量，使含水率不超過15%。
【文檔編號】C04B18/10GK103664108SQ201310695989
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月22日
【發(fā)明者】顧振清, 顧釗宇 申請人:廣東環(huán)興環(huán)保節(jié)能科技有限公司