一种用建筑垃圾制作的蒸压砖及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于建筑材料技术领域，尤其涉及一种用建筑垃圾制作的蒸压砖及其制备 方法。
【背景技术】
[0002] 蒸压灰砂砖150多年前由德国人发明，是以石灰与河砂为主要原料，经配料制备、 压制成型、蒸压养护等工艺制成。2000年代以前，河砂是富余物资，蒸压灰砂砖是替代烧结 粘土砖的好产品，在保护粘土资源上作出了很大的贡献，但在目前河砂紧缺，不得不采用机 制砂的年代，蒸压灰砂砖必须弃用河砂，最好连石灰也弃用或少用，才是它的可持续发展之 道。
[0003] 建筑垃圾指人们在从事拆迀、建设、装修、修缮等建筑业的生产活动中产生的渣 土、废旧混凝土、废旧砖石及其他废弃物的统称。随着工业化、城市化进程的加速，建筑业也 同时快速发展，相伴而产生的建筑垃圾日益增多，中国建筑垃圾的数量已占到城市垃圾总 量的1/3以上。2014年我国产生建筑垃圾24亿吨，并逐年增加，目前主要以露天堆放或填 埋方式处理，这种处理方式占用了大量的土地，而且造成严重的环境污染，已严重危及到人 类的生存，因此，对建筑垃圾再利用是保护环境、节约资源的最好途径。然而我国目前建筑 垃圾的再利率仅5%，主要应用为：（1)作建筑物基础垫层或道路垫层；（2)经破碎后生产混 凝土砌块砖、铺路砖等；（3)将废混凝土，废砖经粉碎、整形、过筛制成骨料替代砂石。第一 种方法消耗量太少，对于巨量的建筑垃圾来说，是杯水车薪，而且要求采用高强度的建筑垃 圾，第二种方法采用了水泥，且制成的砖质量差，只能用于要求低的场所，第三种方法是目 前建筑垃圾的最大应用方式，但由建筑垃圾制成的骨料其性能远差于天然砂石，许多重要 建筑物(如高速公路、高层建筑、桥梁等）不允许采用，限制了它的应用。
[0004] 为找到建筑垃圾的出路，相关人们进行了深入研究，其中用于制作蒸压砖就是途 径之一。如CN103613342A，CN103613343A公布了用建筑废弃物制备再生实心砖的方法，但 该专利需加入水泥且强度低；CN104193263A公布了一种利用建筑废料制备环保保温砌块 的方法，该专利也需加入水泥。从上述相关研究中可看出，目前用建筑垃圾制作砖、建筑构 件的技术都需加入水泥或需加入高含量的石灰，造成建筑垃圾利用率低，且制成的产品成 本高。由于水泥和石灰本身就是一种高能耗、高污染产品，在利用建筑垃圾生产蒸压砖中大 量使用水泥和石灰不符合我国节能减排的环保政策。
【发明内容】
[0005] 为了更好地解决建筑垃圾的再利用问题，本发明的目的是提供一种成本低、质量 好、符合节能减排要求的用建筑垃圾制作的蒸压砖及其制备方法。
[0006] 实现本发明目的采用的技术方案是： 本发明提供的用建筑垃圾制作的蒸压砖，由以下重量百分比的原料组成： 建筑垃圾粉85~94%、石灰粉0~8%、水溶性高分子化合物水溶液6~15% ; 所述建筑垃圾粉为废混凝土粉、废砖粉、废玻璃粉、废灰浆粉中的一种或几种； 所述石灰粉为生石灰粉和熟石灰粉中的一种或两种，要求有效氧化钙或氢氧化钙含量 大于70% ; 所述水溶性高分子化合物为聚乙烯醇、羟丙基甲基纤维素、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、 海藻酸钠中的一种或几种，水溶性高分子化合物水溶液的重量百分比浓度为0. 05~1%。
[0007] 优选地，所述废砖粉为发泡废水泥砖粉、废炉渣砖粉、废灰砂砖粉、废红砖粉、废瓷 砖粉、废耐火砖粉中的一种或几种。
[0008] 优选地，所述建筑垃圾粉和石灰粉的细度为粒径〈0. 1_，200目筛筛余量不超过 5%〇
[0009] 本发明提供的所述蒸压砖的制备方法，包括以下步骤： 步骤1，将所述高分子化合物溶于水，配制成重量百分比浓度为〇. 05~1%的水溶液； 步骤2,将所述建筑垃圾和生石灰粉碎，磨细至粒径〈0. 1mm，200目筛筛余量〈5%，熟石 灰用100目~200目筛分取筛下物，或者用熟石灰代替生石灰用100目~200目筛分取筛 下物； 步骤3,按建筑垃圾粉85~94%、石灰粉0~8%、水溶性高分子化合物水溶液6~15% (折算成水溶液）的重量百分比称量好原料； 步骤4,将步骤3称量好的建筑垃圾粉、石灰粉和水溶性高分子化合物水溶液搅拌、轮 碾、压力成型制成砖坯； 步骤5,将步骤4制成的砖坯移送到蒸压釜中蒸压养护； 步骤6,将蒸压好的砖坯从蒸压釜中移出，送成品库存放2天以上，即得到成品蒸压砖。
[0010] 优选地，所述步骤6中，所述蒸压养护条件为：蒸汽压力1.4~1.9MPa、温度 180°C~210°C、恒温恒压养护时间2. 5~8小时。
[0011] 传统灰砂砖产生强度的主要原因是CaO与Si02在水热条件下（最佳温度180°C~ 220°C)，生成了托勃莫来石〔5Ca0 ? 6Si02 ? 5H20〕。本来托勃莫来石的强度高于混凝土中的 水化硅酸钙凝胶，但由于灰砂砖中的砂子颗粒大，与石灰的接触面积小，且活性低，生成的 托勃莫来石少，故蒸压灰砂转强度低于混凝土强度。从形成托勃莫来石的条件来看，生产蒸 压灰砂砖并非一定得采用石灰和砂子，建筑垃圾中的混凝土、炉渣砖、红砖、瓷砖、耐火砖、 砂浆中都含CaO与Si02，玻璃中含有Si02，特别是废混凝土中含有16%以上(根据混凝土服 务时间的长短有所不同）的未水化水泥和氢氧化钙，还保持了原水泥的活性，本身就能产生 强度，故对于废混凝土建筑垃圾，只需添加少量的CaO或不加CaO也能蒸养出一定强度的蒸 压砖，完全不用砂子，少用甚至不用石灰，这样不但降低了成本，而且再利用了建筑垃圾，产 生巨大的环保效益。
[0012] 本发明中，石灰粉加入比例需要根据建筑垃圾的种类来决定，要形成托勃莫来石， 配料克分子比（Ca0/Si02)最好在0. 75~0. 95之间，氧化铝、氧化铁等杂质不影响托勃莫来 石的形成。如果建筑垃圾粉的80%以上为废混凝土粉，则不用加石灰粉或仅加入2%以下的 石灰粉，因废混凝土本身还有16%以上的水泥未水化，未水化的水泥中含有钙源，即使是已 水化的水泥中也含有适量的氢氧化钙；对于废玻璃粉，因不含钙源，要求加入石灰粉的比例 较高，需8%左右；对于废红砖粉，废耐火砖粉和废瓷砖粉，因含钙源较少，需加入4~8%的 石灰粉，石灰中的氧化镁、氢氧化镁具有与石灰相近的作用，但性能比石灰差。
[0013] 生石灰粉需由机械粉碎，遇水反应生成氢氧化钙，因生石灰在制砖过程中与水反 应生成新鲜的氢氧化钙，活性强，故效果优于熟石灰，熟石灰由生石灰块加水消化而成，不 需粉碎、成本低。
[0014] 高分子化合物既可提高生砖坯强度，也可提高蒸压后砖坯的强度，且加入量少，成 本低。
[0015] 本发明方法中的蒸压温度、压力和蒸压时间，因托勃莫来石结晶理想的水热合成 温度范围是180°C~220°C，温度高，结晶速度快，要求蒸压的时间短，温度低则相反，但温 度高、则饱和蒸汽压力大，对蒸压釜的耐压要求高，故本发明采用180°C~210°C的蒸压温 度，对应的压力为1. 4MPa~1. 85MPa，采用180°C的蒸压温度时，蒸压时间为8小时，190°C 时为6小时，200°C时为4小时，210°C时为2. 5~3小时。
[0016] 本发明的有益效果： 本发明制成的蒸压砖中，以废瓷砖粉和废玻璃粉制成的蒸压砖的抗压强度最低（10~ 15MPa)，以废混凝土粉和废耐火砖粉制成的蒸压砖抗压强度最高（20~30MPa)，其它或混 合物在其中，都高于砖的抗压强度的国标。
[0017] 相对于现有技术，本发明的优点如下：（1)本发明制成的蒸压砖的抗压强度高于 传统灰砂砖；（2)基本上全部采用建筑垃圾，不