一种轻质发泡混凝土装饰砌块的加工方法
【技术领域】
[0001]本发明属于节能建筑材料技术领域，涉及一种能够充分利用废玻璃制作轻质发泡混凝土装饰砌块的加工方法及其加工而成的砌块。
【背景技术】
[0002]玻璃广泛用于建筑、船舶、日用、医疗、化学、电子、仪表、核工程等领域，已成为人民生活、生产及尖端技术所不可缺少的新材料。与此同时也不可避免地产生了许多玻璃废弃物，形成大量的废玻璃。就玻璃生产企业而言，正常生产情况下，从平板玻璃原片上切裁下来的边角玻璃占玻璃生产总量的15-25%，还有相当一部分废玻璃是在定期停产时产生的，占玻璃生产总量的5-10%。人们日常生活中丢弃的玻璃包装瓶罐及打碎的玻璃窗碎片等也是产生废玻璃的来院之一。据欧美一些发达国家统计，废玻璃量占城市垃圾总量的4-8%。作为建筑废弃物的重要组分之一，碎玻璃在国内外混凝土用再生骨料的标准中是作为杂质并严格限制含量的。因此在进行建筑废弃物资源化再生利用时，需要为碎玻璃寻找适宜的再生利用途径。
[0003]近十年来，我国持续贯彻执行建筑节能政策，发展绿色建筑和循环经济，节能型轻质建筑材料的研发和应用受到高度重视。因此发泡混凝土得到持续发展，在墙体砌筑砌块、屋面保温板、墙体保温板块、复合墙板等得到应用。而装饰混凝土砌块也得到同步发展，并随着装饰混凝土砌块的生产与应用量不断增加，使用区域也不断扩大，规格、品种也呈增长态势，通过前期预加工或后期处理使砌块外表面具有类似天然石材的装饰效果。装饰混凝土砌块主要用作建筑物的墙体材料，用其砌筑后不再需要进行外装修，也可用于市政、水利、园林等景观工程。而如何进一步提高装饰混凝土砌块的装饰效果、减轻砌体自重、改善热工性能，是装饰混凝土砌块的发展方向之一。
[0004]目前，在国内外建筑垃圾再生骨料技术标准中，通常将碎玻璃归类为杂质并要求控制其含量。原因是玻璃可能会参与混凝土中的碱-骨料反应而产生膨胀，造成普通混凝土结构破坏。
[0005]国内现有技术中不乏采用粉末态玻璃碎粒作为砌块组分的技术方案，如“申请号:201210149232.4，名称:一种重质混凝土内养护材料及其制备方法”以及“申请号:201410076920.1，名称:一种采用水泥为凝结材料的环保再生玻璃砖及其制造方法”的专利文献。但其在使用中均是将玻璃粉碎为粉末状态，作为提高砌块密度的组分；在成型过程中甚至还需要进行烧结处理(形成类似陶瓷相，以增加砌块的强度)。我们认为在现有技术中未对废旧玻璃性能进行充分的利用。
【发明内容】
[0006]本发明针对以上问题，提供了一种充分利用废旧玻璃的特性，使得砌块密度小、保温隔热、抗裂、装饰效果好，且制备工艺简单、成本低廉的轻质发泡混凝土装饰砌块的加工方法。
[0007]本发明的技术方案是:包括以下重量份的组分:
水泥为18%-40%，
玻璃碎粒为20%-50%，
粉煤灰为10%-40%，
云母鳞片为0.5%-2.3%，
改性剂为2.4%-4.2%，
水为 26%-39% ；
将以上重量份的各组分混合后，再加入除水以外物料总重量0.3%-1.7%的双氧水后经高速搅拌制成发泡混凝土装饰砌块料浆，浇注入模后再经发泡、脱模、养护、饰面处理步骤制成；
所述玻璃碎粒包括粒径尺寸为:大于4.75mm,4.75-2.36mm, 2.36-1.18mm、
1.18-0.60mm,0.60-0.30mm和小于0.30mm ;各粒径尺寸玻璃碎粒在玻璃碎粒总量中比例为:
大于 4.75mm 占 9-20%, 4.75-2.36mm 占 45-62%, 2.36-1.18mm 占 13_25%、1.18-0.60mm占 10-19%、0.60-0.30mm 占 4_12%、< 0.30mm 占 3_8%。
[0008]所述玻璃碎粒由颗粒整形装置加工而成；所述玻璃粉碎装置包括外筒、内辊、机座和驱动装置，所述外筒和内辊偏心设置，使得所述外筒和内辊之间留有偏心环形的间隙；在所述外筒的内表面设有一圈刚玉破碎工作面一，在所述内辊的表面设有刚玉破碎工作面二，在所述外筒的顶部设进料口、底部设出料口 ；所述驱动装置包括驱动电机和驱动齿轮。
[0009]所述机座顶面设有一环形导轨，所述外筒通过支撑架活动连接所述环形导轨，所述外筒的外部设有一圈环形齿轮，所述驱动齿轮与所述环形齿轮啮合；
所述内辊固定设置在机座上。
[0010]所述外筒通过支撑架固定连接在所述机座上；
所述内辊通过平面轴承活动连接在固定柱上，所述固定柱与机座固定连接；所述内辊的顶部设有驱动轴，所述驱动轴上设有传动齿轮，所述驱动齿轮与所述传动齿轮啮合。
[0011]对所述出料口输出的玻璃碎粒，进行筛分处理。
[0012]所述粒径大于4.75mm,4.75-2.36mm和2.36-1.18mm三种粒级玻璃碎粒需分别采用化学侵蚀处理，所述化学侵蚀处理采用的侵蚀剂由HF、順4和水组成。
[0013]所述云母鳞片为20-100目，平均径厚比为35-78。
[0014]还加入除水以外总重量0.2%-4.6%的颜料，所述颜料为氧化铁系列颜料，为氧化铁红、氧化铁黄、氧化铁黑、氧化铁紫、氧化铁棕和氧化铁绿中的一种或任意两种及以上复配。
[0015]所述改性剂为聚羧酸高效减水剂、硫酸铝、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、有机硅、氯化钙、硫酸钠、偏硅酸、聚丙烯纤维、高岭土、硬脂酸氨中的一种或任意两种及以上复配。
[0016]本发明的加工方法制成的发泡混凝土装饰砌块，制成砌块的干表观密度为600-1200kg/m3,孔径0.1-0.5mm，且气孔分布均匀，立方体抗压强度可达2.5-15.0MPa,导热系数为 0.13-0.28W/mK。
[0017]本发明主要有以下特点: 1.本发明为工业与民用建筑围护结构用具有保温功能的装饰性结构材料或装饰材料以及市政、水利、景观等工程用轻质装饰材料，是一种多功能新型建筑材料制品。
[0018]2.本发明采用发泡混凝土制备装饰砌块，通过调整发泡混凝土的干表观密度和制品厚度，可使发泡混凝土装饰砌块砌体传热系数满足国家建筑节能标准要求。在显著降低现有装饰混凝土砌块(砖)密度的同时，有效改善装饰砌块热工性能。
[0019]3.本发明采用的以下三种技术措施能提高发泡混凝土的装饰效果:(1)组成优化:采用不同颗粒级配的玻璃碎粒、不同掺量的云母鳞片、不同掺量和色彩的颜料；(2)化学发泡:通过调整改性剂组成可制成不同气孔的孔径；(3)饰面加工:采用劈裂、磨光、喷砂、凿毛、制旧等工艺。
[0020]4.本发明采用废玻璃加工和粒级优化一发泡混凝土浆料制备一发泡混凝土装饰砌块成型一饰面加工等工艺流程，可实现发泡混凝土装饰砌块工业化和自动化生产，生产效率高、劳动强度低。
[0021]5.本发明利用废玻璃、粉煤灰等固体废弃物，符合国家发展循环经济、低碳经济和可持续发展战略。
[0022]6.本发明产品可广泛用于工业与民用建筑、市政、水利、景观等工程装饰性结构材料或装饰材料，其表面经过前述不同饰面加工工艺，能形成独特、前所未有的表面效果。
[0023]7.采用本发明的制造方法制得的发泡混凝土装饰砌块，充分利用了不同尺寸碎玻璃颗粒在发泡混凝土中形成的空间架构，使得砌块整体不仅密度低、而且整体的抗压强度高、抗裂性好，且暴露在表面的玻璃碎粒由于经过化学处理，不易脱落。成品的干表观密度为600-1200kg/m3，孔径0.1-0.5mm，且气孔分布均匀，立方体抗压强度达2.5-15.0MPa，导热系数为0.13-0.28W/ (mK)，装饰效果好，同时具有良好的抗渗、不燃性和耐久性。
[0024]本发明制得的装饰砌块是一种具有多孔结构的轻质混凝土，收缩率很大，是普通混凝土的5-10倍。如果玻璃参与碱-骨料反应而产生膨胀，不仅不会造成发泡混凝土装饰砌块结构破坏，反而因碱骨料反应产生的微膨胀补偿发泡混凝土装饰砌块收缩，提高其体积稳定性。抗压强度高、装饰效果好、阻燃性高、耐久性好，还具有极高的抗渗漏性。
【附图说明】
[0025]图1是本发明制成品的微观结构示意图，
图2是本发明中颗粒整形装置实施例一的结构示意图，
图3是图2的俯视图，
图4是本发明中颗粒整形装置实施例二的结构示意图，
图中Al是大于4.75mm玻璃碎粒，A2是4.75-2.36mm玻璃碎粒，A3是2.36-1.18mm玻璃碎粒，A4是1.18-0.60mm玻璃碎粒，A5是0.60-0.30mm玻璃碎粒，A6是小于0.30mm玻璃碎粒，B是气泡，C是云母鳞片；
I是外筒，11是刚玉破碎工作面一，12是环形齿轮，13是支撑架，2是内辊，21是刚玉破碎工作面二，22是固定柱，23是驱动轴，24是传动齿轮，3是间隙，31是出料口，4是机座，41是环形导轨，42是机座上的出料口，5是驱动齿轮。
【具体实施方式】
[0026]本发明的技术方案是:包括以下重量份的组分:
水泥为18%-40%，
玻璃碎粒为20%-50%，
粉煤灰为10%-40%，
云母鳞片为0.5%-2.3%，
改性剂为2.4%-4.2%，
水为 26%-39% ；
将以上重量份的各组分混合后，再加入除水以外物料总重量0.3%-1.7%的双氧水后经高速搅拌制成发泡混凝土装饰砌块料浆，浇注入模后再经发泡、脱模、养护、饰面处理步骤制成；
所述玻璃碎粒包括粒径尺寸为:大于4.75mm,4.75-2.36mm, 2.36-1.18mm、
1.18-0.60mm,0.60-0.30mm和小于0.30mm ;各粒径尺寸玻璃碎粒在玻璃碎粒总量中比例为:
大于 4.75mm 占 9-20%, 4.75-2.36mm 占 45-62%, 2.36-1.18mm 占 13_25%、1.18-0.60mm占 10-19%,0.60-0.30mm 占 4_12%、小于 0.30mm 的占 3-8%ο
[0027]玻璃碎粒由颗粒整形装置加工而成；如图2、3、4所示，所述玻璃粉碎装置包括外筒1、内辊2、机座4和驱动装置，所述外筒I和内辊2偏心设置，使得所述外筒I和内辊2之间留有偏心环形的间隙3 ;在所述外筒I的内表面设有一圈刚玉破碎工作面一 11，在所述内辊2的表面设有刚玉破碎工作面二 21，在所述外筒I的顶部设进料口、底部设出料口 31 ；所述驱动装置包括驱动电机和驱动齿轮5。
[0028]本发明中的玻璃碎粒由颗粒整形装置有两种实施方式，第一种如图2、3所示，机座4的顶面设有一环形导轨41，所述外筒I通过支撑架13活动连接所述环形导轨41，所述外筒I的外部设有一圈环形齿轮12，所述驱动齿轮5与所述环形齿轮12啮合；所述内辊2固定设置在机座4上。在机座4的底部，正对出料口 31的位置设有机座上的出料口 42。
[0029]第二种实施方式，如图4所示，所述外筒I通过支撑架13固定连接在所述机座4上;
所述内辊2通过平面轴承活动连接在固定柱22上，所述固定柱22与机座4固定连接；所述内辊2的顶部设有驱动轴23，所述驱动轴23上设有传动齿轮24，所述驱动齿轮5与所述传动齿轮2