專利名稱：利用磷石膏固化建筑垃圾生產免燒磚的方法
技術領域：
本發明涉及一種免燒磚的生產方法，具體地說是一種利用磷石膏固化建筑垃圾生 產免燒磚的方法，屬于建筑材料制備技術領域。
背景技術：
建筑垃圾是在建筑物的建設、維修、拆除過程中產生的固體廢棄物，包括廢混凝土 塊、磚塊、浙青混凝土塊、施工過程中散落的砂漿和混凝土、碎磚、金屬、竹木材、裝飾裝修產 生的廢料、各種包裝材料和其他廢棄物等，其主要組成以混凝土和燒結磚為主。隨著城市建設步伐的日益加快，建筑垃圾量也越來越多。據有關資料介紹，對磚混 結構、全現澆結構和框架結構等建筑施工材料損耗的粗略統計，在每萬Hl2建筑的施工過程 中，僅建筑廢渣就會產生500 600噸。按此測算，我國大中型城市每年僅施工建設所產生 和排出的建筑垃圾就有數千萬噸。隨著城市化進程步伐的加快和城中村改造的全面推行， 因拆遷產生的建筑垃圾則高達數千噸甚至上億噸。大量文獻資料表明，利用建筑垃圾生產 免燒磚、道路基層、水穩層、再生骨料、干混砂漿、水泥生產的摻合料，是目前研究的熱點。磷石膏是高濃度磷肥生產過程產生的固體廢棄物，據不完全統計，目前國內堆存 的磷石膏渣已達到1億多噸，每年還要新產生3000萬噸的磷石膏渣，除去綜合利用的約 10%，其余仍以堆放處理為主。隨著高濃度磷復肥產量的增加，原料磷礦品位的降低，磷石 膏渣的產生量將越來越大，預計到2010年全國磷石膏渣的產生量將超過1億噸。其所產生 的環境污染、占用土地的壓力越來越大，必將嚴重制約磷肥企業的可持續發展。磷石膏的治理和利用問題是一個世界性的難題，中國作為世界上第一大磷石膏副 產國，磷石膏的治理問題尤為迫切。近年來，我國磷肥企業在磷石膏綜合利用方面進行了積 極的探索，積累了一些經驗，取得了一些成績。其中較有代表性的技術有磷石膏聯產硫酸 和水泥；磷石膏生產建筑石膏；磷石膏生產建筑砌塊和水泥緩凝劑；磷石膏、氯化鉀通過復 分解反應生產硫酸鉀；磷石膏聯產硫銨和碳酸鈣；磷石膏用于筑路；磷石膏用作土壤改良 劑等。這些方法推動了我國磷石膏資源化的技術進步，但尚不能滿足磷石膏數量巨大、 亟待處理的迫切需要。因此，把磷石膏制成新型建筑材料和擴展其在建筑領域的利用途徑， 既能解決磷石膏的綜合利用問題，減輕磷復肥企業的環境壓力，又能為建筑業提供新的建 材品種，對于實施循環經濟和節能減排戰略目標的實現具有重要意義。綜合已有的文獻，在建筑垃圾生產建筑材料方面，其主要膠凝材料為水泥，其余如 石灰、粉煤灰、粘土等作為改性劑或塑性材料；而磷石膏使用量極少，主要用于混合材料的 改性劑，在添加激發劑、促進劑等，采用振動成型或靜壓成型生產坯體，再經自然養護或蒸 壓養護生產各種建筑材料。以磷石膏為膠凝材料主體，不用水泥、不用高分子材料，用磷石 膏膠凝材料固化建筑垃圾，在自然養護條件下生產免燒磚尚未見文獻報道。
發明內容
為解決磷石膏及建筑垃圾堆積數量巨大，難以處理等問題，本發明提供一種利用 磷石膏固化建筑垃圾生產免燒磚的方法。生產攪拌后用砌塊成型機成型，生坯經自然養護 或蒸汽養護后，進行性能測試。為實現上述目的，本發明采用這樣一種利用磷石膏固化建筑垃圾生產免燒磚的方 法，它經過下列步驟A.按下列質量份備料磷石膏60 --80份
建筑垃圾400 600份
輔助材料20 --40份
活化劑10 --15份
減水劑3 5份
添加劑5 10份
水70 --100 份其中所述建筑垃圾為除去塑料、木材和生活用品的建筑廢棄物，并將該建筑廢棄物破 碎至粒度為0. 2 2mm，經常規方法除去其中的鐵；所述輔助材料為經過高溫煅燒或熔融的黃磷爐渣、高爐渣、粉煤灰、生石灰、電石 渣中的一種或幾種，其中的Si02+Al203的質量之和是輔助材料質量的55%以上；所述活化劑為水玻璃和純堿，或者為水玻璃和純堿和燒堿，且其中的Na2O SiO2 =1 0.8 1.5的質量比；所述減水劑為聚羧酸、木質素磺酸鈣、木質素磺酸鈉、腐植酸鈉中的一種或幾種；所述添加劑為氟硅酸鈣、氟硅酸鈉、磷酸鈉、氯化鈉、硫酸鈉中的一種或幾種；B.將輔助材料干燥至含水率小于5%，加入添加劑，粉磨至粒度小于0. 083應，得粉體；C.將活化劑、減水劑溶于水中，配制成溶液；D.將磷石膏、步驟B所得粉體、建筑垃圾、步驟C所得溶液進行混合，并攪拌1 2 分鐘，得混合料；E.將步驟D所得混合料進行常規成型，得生坯；F.將步驟E所得成型生坯靜置24小時后，經常規自然養護7 15天或者蒸汽養 護12 24小時，得免燒磚。所述水為普通自來水、城市生活污水、造紙廢水、赤泥附液、含堿廢水、含鹽廢水、 冷凝水和中水中的一種或幾種。本發明與現有技術相比所具有如下優點本發明所生產的產品具有強度高，軟化 系數低，吸水率低，抗濕熱交替能力好，抗凍無膨脹等特點，同時具有廢物利用、保護環境、 降低能耗的效果。具體有如下幾個優點1)本發明屬建筑材料領域，以磷石膏膠凝材料為固化劑，充分利用建筑垃圾的潛 在活性，在添加劑的共同作用下，制備建筑垃圾免燒磚，建筑垃圾用量可達90%，具有成本 低，物理性能好的優點；2)與傳統磷石膏膠凝材料相比，本發明所使用的磷石膏無需任何處理直接使用，節約了能耗，回避了因磷石膏的處理而帶來的環境二次污染問題；3)與其它建筑垃圾制備免燒磚相比，本發明以工業廢渣為主要原料，不使用水泥 和高分子材料；4)本發明產品的養護與水泥混凝土制品相同，生產工藝簡單、能耗低、投資少、無 環境污染。
具體實施例方式實施例1A.按下列質量組分備料磷石膏80kg建筑垃圾600kg
黃磷爐渣IOkg粉煤灰5kg
生石灰5kg水玻璃8kg
純堿2. 5kg燒堿1. 5kg
聚羧酸3kg氟硅酸鈣1. 5kg
氟硅酸鈉1. 5kg氯化鈉5kg
城市生活污水95kg其中，建筑垃圾為除去塑料、木材和生活用品的建筑廢棄物，并將該建筑廢棄物破碎至 粒度為0. 2mm，用常規磁選機除去其中的鐵；B.將黃磷爐渣、粉煤灰、生石灰干燥至含水率為4%，加入氟硅酸鈣、氟硅酸鈉、氯 化鈉，磨粉至粉體粒度小于0. 083mm ；C.將水玻璃、純堿、燒堿、聚羧酸溶于城市生活污水中，配制成溶液；D.將磷石膏、步驟B所得粉體、建筑垃圾、步驟C所得溶液混合并攪拌1分鐘，得到 混合料；E.將步驟D所得混合料按常規成型，得到生坯；F.將步驟E中所得成型生坯靜置24小時后進行自然養護15天。將所得產品進行性能測定，得到平均抗壓強度10.37MPa、平均抗折強度 2. 57MPa，吸水率15. 30%、碳化系數81. 07%、軟化系數85. 27%，25次凍融循環抗壓強度損 失8.6%，質量損失為1.97%。實施例2A.按下列質量組分備料磷石膏70kg建筑垃圾500kg
粉煤灰30kg水玻璃IOkg
燒堿5kg木質素磺酉堯鈣 2kg
木質素磺酸鈉 Ikg腐植酸鈉Ikg
磷酸鈉3kg硫酸鈉2kg普通自來水、造紙廢水、赤泥附液、含堿廢水共70kg，其中建筑垃圾為除去塑料、木材和生活用品的建筑廢棄物，并將該建筑廢棄物破碎至 粒度為2mm，用常規磁鐵機磁吸除去其中的鐵；
B.將粉煤灰干燥至含水率為3%，加入磷酸鈉、硫酸鈉，進行磨粉，至粉體粒度小 于 0. 083mm ；C.將水玻璃、燒堿、木質素磺酸鈣、木質素磺酸鈉、腐植酸鈉溶于普通自來水、造紙 廢水、赤泥附液、含堿廢水中，配制成溶液；D.將磷石膏、步驟B所得粉體、建筑垃圾、步驟C所得溶液混合，并進行攪拌2分 鐘，得到混合料；E.將步驟D所得混合料送常規成型機中成型，得生坯；F.將步驟E所得成型生坯靜置24小時后進行蒸汽養護24小時，得免燒燒磚。將所得免燒磚產品進行性能測定，結果為平均抗壓強度13. 21MPa、平均抗折強 度3. 17MPa,吸水率13. 27%、碳化系數82. 00%、軟化系數86. 34%, 25次凍融循環抗壓強度 損失8.3%，質量損失為1.86%。實施例3A.按下列質量組分備料磷石膏60kg建筑垃圾400kg
高爐渣20kg電石渣20kg
水玻璃8kg燒堿2kg
木質素磺酸鈣2kg木質素磺酉髮鈉 2kg
氯化鈉5kg硫酸鈉5kg含鹽廢水、冷凝水共100kg，其中建筑垃圾為除去塑料、木材和生活用品的建筑廢棄物，并將該建筑廢棄物破碎至 粒度為1mm，用常規磁鐵機吸取其中的鐵；B.將高爐渣、電石渣干燥至含水率為2%，加入氯化鈉、硫酸鈉，進行磨粉，至粉體 粒度小于0. 083mm ；C.將水玻璃、燒堿、木質素磺酸鈣、木質素磺酸鈉溶于含鹽廢水、冷凝水中，配制成 溶液；D.將磷石膏、步驟B所得粉體、建筑垃圾、步驟C所得溶液混合，并進行攪拌1. 5分 鐘，得到混合料；E.將步驟D中所得混合料按常規成型，得到生坯；F.將步驟E所得成型生坯靜置24小時后進行自然養護7天。將所得產品進行性能測定，得到平均抗壓強度15.37MPa、平均抗折強度 3. 61MPa，吸水率11. 20%、碳化系數81. 23%、軟化系數87. 34%, 25次凍融循環抗壓強度損 失7.2%，質量損失為1.46%。實施例4
Α.按下列質量組分備料
磷石膏65kg建筑垃圾450kg
黃磷爐渣15kg電石渣22kg
水玻璃IOkg純堿4kg
聚羧酸2kg木質素磺酉髮鈣2kg
氟硅酸鈉5kg硫酸鈉3kg
中水80kg，其中建筑垃圾為除去塑料、木材和生活用品的建筑廢棄物，并將該建筑廢棄物破碎至 粒度為1. 5mm，經常規磁選機除去其中的鐵；B.將黃磷爐渣、電石渣干燥至含水率為2%，加入氟硅酸鈉、硫酸鈉進行磨粉，至 粉體粒度小于0. 083mm ；C.將水玻璃、純堿、聚羧酸、木質素磺酸鈣溶于中水中，配制成溶液；D.將磷石膏、步驟B所得粉體、建筑垃圾、步驟C所得溶液依次加入，并進行攪拌2 分鐘，得到混合料；E.將步驟D所得混合料按常規成型，得到生坯；F.將步驟E所得成型生坯靜置24小時后進行蒸汽養護12小時。將所得產品進行性能測定，得到平均抗壓強度15.69MPa、平均抗折強度 3. 88MPa，吸水率11. 02%、碳化系數81. 68%、軟化系數87. 55%，25次凍融循環抗壓強度損 失7.4%，質量損失為1.42%。
權利要求
一種利用磷石膏固化建筑垃圾生產免燒磚的方法，其特征在于經過下列步驟A.按下列質量份備料磷石膏60～80份建筑垃圾 400～600份輔助材料 20～40份活化劑10～15份減水劑3～5份添加劑5～10份水70～100份其中所述建筑垃圾為除去塑料、木材和生活用品的建筑廢棄物；所述輔助材料為經過高溫煅燒或熔融的黃磷爐渣、高爐渣、粉煤灰、生石灰、電石渣中的一種或幾種所述活化劑為水玻璃和純堿，或者為水玻璃和純堿和燒堿；所述減水劑為聚羧酸、木質素磺酸鈣、木質素磺酸鈉、腐植酸鈉中的一種或幾種；所述添加劑為氟硅酸鈣、氟硅酸鈉、磷酸鈉、氯化鈉、硫酸鈉中的一種或幾種；B.將輔助材料干燥至含水率小于5％，加入添加劑，磨粉至粒度小于0.083mm，得粉體；C.將活化劑、減水劑溶于水中，配制成溶液；D.將磷石膏、步驟B所得粉體、建筑垃圾、步驟C所得溶液混合，并攪拌1～2分鐘，得混合料；E.將步驟D所得混合料進行常規成型，得生坯；F.將步驟E所得成型生坯靜置24小時后，經常規自然養護7～15天或者蒸汽養護12～24小時，得免燒磚。
2.根據權利要求l所述的生產免燒磚方法，其特征在于將所述建筑垃圾破碎至粒度為o.2—2mm，經常規方法除去其中的鐵。
3.根據權利要求l所述的生產免燒磚方法，其特征在于所述活化劑中Na，。Si。，一lo.8一1.5質量比。
4.根據權利要求l所述的生產免燒磚方法，其特征在于所述輔助材料中，Si。，／Al，。，的質量之和是輔助材料質量的55％以上。
5.根據權利要求l所述的生產免燒磚方法，其特征在于所述水為普通自來水、城市生活污水、造紙廢水、赤泥附液、含堿廢水、含鹽廢水、冷凝水和中水中的一種或幾種。
全文摘要
本發明提供一種利用磷石膏固化建筑垃圾生產免燒磚的方法，以建筑垃圾為主原料，配入磷石膏固化劑、經高溫煅燒或熔融的工業廢渣、水玻璃和純堿等活化劑、聚羧酸或木質素磺酸鈣等減水劑、氟硅酸鈣或氟硅酸鈉等添加劑，經攪拌混合、成型、養護等工序獲得的免燒，具有強度高，軟化系數低，吸水率低，抗濕熱交替能力好，抗凍無膨脹等特點。本發明既解決了現有磷石膏及建筑垃圾堆積數量巨大，難以處理等問題，又充分利用建筑垃圾的潛在活性，在磷石膏及其它添加劑的共同作用下，制備出高品質建筑用免燒磚，建筑垃圾用量可達90％，不僅成本低，物理性能好，而且有效利用了建筑及工業廢棄物，有利于保護環境，有利于節能降耗。
文檔編號C04B28/14GK101913831SQ20101023057
公開日2010年12月15日 申請日期2010年7月20日 優先權日2010年7月20日
發明者夏舉佩, 張召述, 谷立軒 申請人:昆明理工大學