本發(fā)明屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用污泥廢棄物的建筑材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

凈水場或下水最終處理場、工廠或焚燒廠等產(chǎn)生的污泥及非有機(jī)物的所有殘留物被分類為廢棄物，目前，絕大多數(shù)廢棄物通過掩埋或者焚燒的方式處理，只有極少數(shù)廢棄物通過回收再利用的方式處理，而通過掩埋或者焚燒的方式處理廢棄物會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境。

2013年11月20日公告的中國專利文獻(xiàn)利用污泥廢棄物的輕量建筑材料的制造方法(授權(quán)公告號(hào)cn102781870b)，其在污泥廢棄物中添加長石、膨潤土、沸石、黃土、云母及蠟石而制造，該發(fā)明能夠再利用廢污泥而環(huán)保，簡化工序以節(jié)省能源，通過混合特定無機(jī)物，制造出強(qiáng)度和透水性優(yōu)越的輕量建筑材料。

但是，該發(fā)明制備的建筑材料在應(yīng)用于對(duì)保溫隔熱、阻燃和環(huán)保上有嚴(yán)格要求的建筑時(shí)，仍有不足，對(duì)其配方和制備方法尚需作出進(jìn)一步改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有利用污泥廢棄物的輕量建筑材料應(yīng)用于對(duì)保溫隔熱、阻燃和環(huán)保上有嚴(yán)格要求的建筑時(shí)，仍有不足的問題，本發(fā)明的目的是提供一種利用污泥廢棄物的建筑材料及其制備方法，制得的利用污泥廢棄物的建筑材料具有阻燃性好、保溫性好和環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案：

一種利用污泥廢棄物的建筑材料，包括以下重量份數(shù)的原料：污泥廢棄物100-120份、長石10-50份、膨潤土30-100份、沸石40-80份、黃土40-100份、云母30-150份、蠟石30-40份、硅藻土15-25份、凹凸棒土22-28份、納米氧化鋅14-22份、硅酸鋁11-17份、膨脹珍珠巖20-40份、阻燃劑0.5-0.9份、發(fā)泡劑0.4-0.8份和粘結(jié)劑0.8-1.4份。

原料中添加了硅藻土，硅藻土具有天然微孔結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)呼吸調(diào)濕，吸附有毒和難聞氣體，而且其還具有容重輕、延伸性好、沖擊強(qiáng)度高、拉伸強(qiáng)度高、耐熱、隔熱和阻燃的優(yōu)點(diǎn)。

原料中添加了凹凸棒土，凹凸棒土具有耐高溫、隔熱、無污染、抑制微生物生長和吸收有毒揮發(fā)成分的特點(diǎn)。

原料中添加了納米氧化鋅，納米氧化鋅作為抗菌材料，可抑制有害細(xì)菌的滋生。

原料中添加了硅酸鋁，硅酸鋁具有熱穩(wěn)定性好和保溫隔熱性好的優(yōu)點(diǎn)。

原料中添加了膨脹珍珠巖，膨脹珍珠巖具有穩(wěn)定性好和保溫隔熱性好的優(yōu)點(diǎn)。

優(yōu)選地，包括以下重量份的原料：污泥廢棄物110份、長石30份、膨潤土65份、沸石60份、黃土70份、云母90份、蠟石35份、硅藻土20份、凹凸棒土25份、納米氧化鋅18份、硅酸鋁14份、膨脹珍珠巖30份、阻燃劑0.7份、發(fā)泡劑0.6份和粘結(jié)劑1.1份。

優(yōu)選地，所述阻燃劑為氫氧化鋁阻燃劑，氫氧化鋁阻燃劑通過提高聚合物的熱容，使其在達(dá)到熱分解溫度前吸收更多的熱量，從而提高其阻燃性能。

優(yōu)選地，所述發(fā)泡劑為碳黑，加熱釋放二氧化碳，提高發(fā)泡效果，增強(qiáng)利用污泥廢棄物的建筑材料保溫隔熱效果。

優(yōu)選地，所述粘結(jié)劑為水玻璃，能夠粘結(jié)建筑材料的原料，提高建筑材料的強(qiáng)度。

優(yōu)選地，所述硅藻土的粒徑大小為300-500目，該粒徑下的硅藻土能夠在建筑材料攪拌混合的過程中混合的更加均勻，提高建筑材料的強(qiáng)度和除菌能力。

優(yōu)選地，所述利用污泥廢棄物的建筑材料的原料還包括重量份數(shù)為13-21份的陶瓷纖維，陶瓷纖維作為纖維狀輕質(zhì)耐火材料，其具有重量輕、耐高溫、熱穩(wěn)定性好、導(dǎo)熱率低和無毒性的特點(diǎn)。

一種利用污泥廢棄物的建筑材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)按照利用污泥廢棄物的建筑材料原料的重量份數(shù)稱取原料；

(2)將污泥廢棄物、長石、膨潤土、沸石、黃土、云母、蠟石、硅藻土、凹凸棒土、納米氧化鋅、硅酸鋁和膨脹珍珠巖加入攪拌機(jī)中攪拌，攪拌時(shí)間為2-4min，再加入阻燃劑、發(fā)泡劑和粘結(jié)劑，繼續(xù)攪拌15-20min，即得混合料；

(3)將步驟(2)中的混合料注入模具中加壓成型，即得成型料；

(4)將步驟(3)中的成型料在1150-1180℃下燒制成建筑材料。

本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明解決了現(xiàn)有建筑材料在應(yīng)用于對(duì)保溫隔熱、阻燃和環(huán)保上有嚴(yán)格要求的建筑時(shí)，仍有不足問題。

2、本發(fā)明的原料中添加了硅藻土，硅藻土具有天然微孔結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)呼吸調(diào)濕，吸附有毒和難聞氣體，而且其還具有容重輕、延伸性好、沖擊強(qiáng)度高、拉伸強(qiáng)度高、耐熱、隔熱和阻燃的優(yōu)點(diǎn)。

3、本發(fā)明的原料中添加了凹凸棒土，凹凸棒土具有耐高溫、隔熱、無污染、抑制微生物生長和吸收有毒揮發(fā)成分的特點(diǎn)。

4、本發(fā)明的原料中添加了納米氧化鋅，納米氧化鋅作為抗菌材料，可抑制有害細(xì)菌的滋生。

5、本發(fā)明的原料中添加了硅酸鋁，硅酸鋁具有熱穩(wěn)定性好和保溫隔熱性好的優(yōu)點(diǎn)。

6、本發(fā)明的原料中添加了膨脹珍珠巖，膨脹珍珠巖具有穩(wěn)定性好和保溫隔熱性好的優(yōu)點(diǎn)。

7、本發(fā)明中所述阻燃劑為氫氧化鋁阻燃劑，氫氧化鋁阻燃劑通過提高聚合物的熱容，使其在達(dá)到熱分解溫度前吸收更多的熱量，從而提高其阻燃性能。

8、本發(fā)明中所述發(fā)泡劑為碳黑，加熱釋放二氧化碳，提高發(fā)泡效果，增強(qiáng)利用污泥廢棄物的建筑材料保溫隔熱效果。

9、本發(fā)明中所述粘結(jié)劑為水玻璃，能夠粘結(jié)建筑材料的原料，提高建筑材料的強(qiáng)度。

10、本發(fā)明中所述硅藻土的粒徑大小為300-500目，該粒徑下的硅藻土能夠在建筑材料攪拌混合的過程中混合的更加均勻，提高建筑材料的強(qiáng)度和除菌能力。

11、本發(fā)明中所述利用污泥廢棄物的建筑材料的原料還包括重量份數(shù)為13-21份的陶瓷纖維，陶瓷纖維作為纖維狀輕質(zhì)耐火材料，其具有重量輕、耐高溫、熱穩(wěn)定性好、導(dǎo)熱率低和無毒性的特點(diǎn)。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

一種利用污泥廢棄物的建筑材料，包括以下重量份數(shù)的原料：污泥廢棄物110份、長石30份、膨潤土65份、沸石60份、黃土70份、云母90份、蠟石35份、硅藻土20份、凹凸棒土25份、納米氧化鋅18份、硅酸鋁14份、膨脹珍珠巖30份、阻燃劑0.7份、發(fā)泡劑0.6份和粘結(jié)劑1.1份。

原料中添加了硅藻土，硅藻土具有天然微孔結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)呼吸調(diào)濕，吸附有毒和難聞氣體，而且其還具有容重輕、延伸性好、沖擊強(qiáng)度高、拉伸強(qiáng)度高、耐熱、隔熱和阻燃的優(yōu)點(diǎn)。

原料中添加了凹凸棒土，凹凸棒土具有耐高溫、隔熱、無污染、抑制微生物生長和吸收有毒揮發(fā)成分的特點(diǎn)。

原料中添加了納米氧化鋅，納米氧化鋅作為抗菌材料，可抑制有害細(xì)菌的滋生。

原料中添加了硅酸鋁，硅酸鋁具有熱穩(wěn)定性好和保溫隔熱性好的優(yōu)點(diǎn)。

原料中添加了膨脹珍珠巖，膨脹珍珠巖具有穩(wěn)定性好和保溫隔熱性好的優(yōu)點(diǎn)。

阻燃劑為氫氧化鋁阻燃劑，氫氧化鋁阻燃劑通過提高聚合物的熱容，使其在達(dá)到熱分解溫度前吸收更多的熱量，從而提高其阻燃性能。

發(fā)泡劑為碳黑，加熱釋放二氧化碳，提高發(fā)泡效果，增強(qiáng)利用污泥廢棄物的建筑材料保溫隔熱效果。

粘結(jié)劑為水玻璃，能夠粘結(jié)建筑材料的原料，提高建筑材料的強(qiáng)度。

硅藻土的粒徑大小為300-500目，該粒徑下的硅藻土能夠在建筑材料攪拌混合的過程中混合的更加均勻，提高建筑材料的強(qiáng)度和除菌能力。

利用污泥廢棄物的建筑材料的原料還包括重量份數(shù)為17份的陶瓷纖維，陶瓷纖維作為纖維狀輕質(zhì)耐火材料，其具有重量輕、耐高溫、熱穩(wěn)定性好、導(dǎo)熱率低和無毒性的特點(diǎn)。

一種利用污泥廢棄物的建筑材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)按照利用污泥廢棄物的建筑材料原料的重量份數(shù)稱取原料；

(2)將污泥廢棄物、長石、膨潤土、沸石、黃土、云母、蠟石、硅藻土、凹凸棒土、納米氧化鋅、硅酸鋁和膨脹珍珠巖加入攪拌機(jī)中攪拌，攪拌時(shí)間為2-4min，再加入阻燃劑、發(fā)泡劑和粘結(jié)劑，繼續(xù)攪拌15-20min，即得混合料；

(3)將步驟(2)中的混合料注入模具中加壓成型，即得成型料；

(4)將步驟(3)中的成型料在1150-1180℃下燒制成建筑材料。

實(shí)施例2

一種利用污泥廢棄物的建筑材料，包括以下重量份數(shù)的原料：污泥廢棄物100份、長石10份、膨潤土30份、沸石40份、黃土40份、云母30份、蠟石30份、硅藻土15份、凹凸棒土22份、納米氧化鋅14份、硅酸鋁11份、膨脹珍珠巖20份、阻燃劑0.5份、發(fā)泡劑0.4份和粘結(jié)劑0.8份。

原料中添加了硅藻土，硅藻土具有天然微孔結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)呼吸調(diào)濕，吸附有毒和難聞氣體，而且其還具有容重輕、延伸性好、沖擊強(qiáng)度高、拉伸強(qiáng)度高、耐熱、隔熱和阻燃的優(yōu)點(diǎn)。

原料中添加了凹凸棒土，凹凸棒土具有耐高溫、隔熱、無污染、抑制微生物生長和吸收有毒揮發(fā)成分的特點(diǎn)。

原料中添加了納米氧化鋅，納米氧化鋅作為抗菌材料，可抑制有害細(xì)菌的滋生。

原料中添加了硅酸鋁，硅酸鋁具有熱穩(wěn)定性好和保溫隔熱性好的優(yōu)點(diǎn)。

原料中添加了膨脹珍珠巖，膨脹珍珠巖具有穩(wěn)定性好和保溫隔熱性好的優(yōu)點(diǎn)。

阻燃劑為氫氧化鋁阻燃劑，氫氧化鋁阻燃劑通過提高聚合物的熱容，使其在達(dá)到熱分解溫度前吸收更多的熱量，從而提高其阻燃性能。

發(fā)泡劑為碳黑，加熱釋放二氧化碳，提高發(fā)泡效果，增強(qiáng)利用污泥廢棄物的建筑材料保溫隔熱效果。

粘結(jié)劑為水玻璃，能夠粘結(jié)建筑材料的原料，提高建筑材料的強(qiáng)度。

硅藻土的粒徑大小為300-500目，該粒徑下的硅藻土能夠在建筑材料攪拌混合的過程中混合的更加均勻，提高建筑材料的強(qiáng)度和除菌能力。

利用污泥廢棄物的建筑材料的原料還包括重量份數(shù)為13份的陶瓷纖維，陶瓷纖維作為纖維狀輕質(zhì)耐火材料，其具有重量輕、耐高溫、熱穩(wěn)定性好、導(dǎo)熱率低和無毒性的特點(diǎn)。

一種利用污泥廢棄物的建筑材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)按照利用污泥廢棄物的建筑材料原料的重量份數(shù)稱取原料；

(2)將污泥廢棄物、長石、膨潤土、沸石、黃土、云母、蠟石、硅藻土、凹凸棒土、納米氧化鋅、硅酸鋁和膨脹珍珠巖加入攪拌機(jī)中攪拌，攪拌時(shí)間為2-4min，再加入阻燃劑、發(fā)泡劑和粘結(jié)劑，繼續(xù)攪拌15-20min，即得混合料；

(3)將步驟(2)中的混合料注入模具中加壓成型，即得成型料；

(4)將步驟(3)中的成型料在1150-1180℃下燒制成建筑材料。

實(shí)施例3

一種利用污泥廢棄物的建筑材料，包括以下重量份數(shù)的原料：污泥廢棄物120份、長石50份、膨潤土100份、沸石80份、黃土100份、云母150份、蠟石40份、硅藻土25份、凹凸棒土28份、納米氧化鋅22份、硅酸鋁17份、膨脹珍珠巖40份、阻燃劑0.9份、發(fā)泡劑0.8份和粘結(jié)劑1.4份。

原料中添加了硅藻土，硅藻土具有天然微孔結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)呼吸調(diào)濕，吸附有毒和難聞氣體，而且其還具有容重輕、延伸性好、沖擊強(qiáng)度高、拉伸強(qiáng)度高、耐熱、隔熱和阻燃的優(yōu)點(diǎn)。

原料中添加了凹凸棒土，凹凸棒土具有耐高溫、隔熱、無污染、抑制微生物生長和吸收有毒揮發(fā)成分的特點(diǎn)。

原料中添加了納米氧化鋅，納米氧化鋅作為抗菌材料，可抑制有害細(xì)菌的滋生。

原料中添加了硅酸鋁，硅酸鋁具有熱穩(wěn)定性好和保溫隔熱性好的優(yōu)點(diǎn)。

原料中添加了膨脹珍珠巖，膨脹珍珠巖具有穩(wěn)定性好和保溫隔熱性好的優(yōu)點(diǎn)。

阻燃劑為氫氧化鋁阻燃劑，氫氧化鋁阻燃劑通過提高聚合物的熱容，使其在達(dá)到熱分解溫度前吸收更多的熱量，從而提高其阻燃性能。

發(fā)泡劑為碳黑，加熱釋放二氧化碳，提高發(fā)泡效果，增強(qiáng)利用污泥廢棄物的建筑材料保溫隔熱效果。

粘結(jié)劑為水玻璃，能夠粘結(jié)建筑材料的原料，提高建筑材料的強(qiáng)度。

硅藻土的粒徑大小為300-500目，該粒徑下的硅藻土能夠在建筑材料攪拌混合的過程中混合的更加均勻，提高建筑材料的強(qiáng)度和除菌能力。

利用污泥廢棄物的建筑材料的原料還包括重量份數(shù)為21份的陶瓷纖維，陶瓷纖維作為纖維狀輕質(zhì)耐火材料，其具有重量輕、耐高溫、熱穩(wěn)定性好、導(dǎo)熱率低和無毒性的特點(diǎn)。

一種利用污泥廢棄物的建筑材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)按照利用污泥廢棄物的建筑材料原料的重量份數(shù)稱取原料；

(2)將污泥廢棄物、長石、膨潤土、沸石、黃土、云母、蠟石、硅藻土、凹凸棒土、納米氧化鋅、硅酸鋁和膨脹珍珠巖加入攪拌機(jī)中攪拌，攪拌時(shí)間為2-4min，再加入阻燃劑、發(fā)泡劑和粘結(jié)劑，繼續(xù)攪拌15-20min，即得混合料；

(3)將步驟(2)中的混合料注入模具中加壓成型，即得成型料；

(4)將步驟(3)中的成型料在1150-1180℃下燒制成建筑材料。

對(duì)比例1

一種利用污泥廢棄物的建筑材料，包括以下重量份數(shù)的原料：污泥廢棄物100份、長石10份、膨潤土30份、沸石40份、黃土40份、云母30份、蠟石30份。

一種利用污泥廢棄物的建筑材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)按照利用污泥廢棄物的建筑材料原料的重量份數(shù)稱取原料；

(2)將原料加入攪拌機(jī)中攪拌，攪拌時(shí)間為30-40min，即得混合料；

(3)將步驟(2)中的混合料注入模具中加壓成型，即得成型料；

(4)將步驟(3)中的成型料在1140-1190℃下燒制成建筑材料。

將實(shí)施例1、實(shí)施例2、實(shí)施例3和對(duì)比例1制得利用污泥廢棄物的建筑材料進(jìn)行性能測試，測試結(jié)果如表1所示：

從表1數(shù)據(jù)比較可以看出，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：

1、一種利用污泥廢棄物的建筑材料及其制備方法，從測得的導(dǎo)熱系數(shù)可以看出，實(shí)施例1-3的導(dǎo)熱系數(shù)均低于對(duì)比例1，說明本發(fā)明利用污泥廢棄物的建筑材料的保溫效果好。

2、一種利用污泥廢棄物的建筑材料及其制備方法，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑材料及制品燃燒性能分級(jí)》gb862，測得的阻燃等級(jí)可以看出，實(shí)施例1-3的阻燃等級(jí)均優(yōu)于對(duì)比例1，說明該利用污泥廢棄物的建筑材料的阻燃性好。

3、一種利用污泥廢棄物的建筑材料及其制備方法，從測得的抗菌性能和凈化甲醛性能可以看出，實(shí)施例1-3的抗菌性能和凈化甲醛性能均優(yōu)于對(duì)比例1，說明本發(fā)明利用污泥廢棄物的建筑材料的環(huán)保性好。

4、一種利用污泥廢棄物的建筑材料及其制備方法，從測得的各個(gè)指標(biāo)的數(shù)據(jù)可以看出，實(shí)施例1均優(yōu)于實(shí)施例2、實(shí)施例3和對(duì)比例1，說明本發(fā)明利用污泥廢棄物的建筑材料的原料配方和制備方法的合理性。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。