一种利用陶瓷废料的道路铺筑材料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开一种利用陶瓷废弃料道路铺筑材料及其制备方法，涉及陶瓷废弃物利用领域。道路铺筑材料沥青30~50份，陶瓷废料粗骨料50~90份，陶瓷废料细骨料100~120份，渣土30~60份，沸石粉15~20份，改性纤维1~10份，硫酸钠1~5份，肌醇磷酸酯0.5~1份，表面活性剂1~3份，水20~40份为原料制成。本发明利用陶瓷废料和渣土进行复合制备再生骨料，解决陶瓷废料和渣土造成的环境污染问题，并对再生骨料进行酯化处理后与沸石、改性纤维进行有效配比，克服沥青道路强度不足的同时，减少道路泥盆效应，还对陶瓷废料的重金属离子有效固化以及对道路环境中的车辆释放的重金属进行稳定吸收，防止对环境造污染。
【专利说明】一种利用陶瓷废料的道路铺筑材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于陶瓷废弃物利用领域，涉及一种利用陶瓷废料的道路铺筑材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]在陶瓷砖生产中，陶瓷砖废弃片是陶瓷砖生产企业产生的一种固体废弃物。陶瓷砖废弃片的排放和堆积，是长期困扰陶瓷砖生产制造业的一大难题。不仅侵占大量土地、危害生物，而且造成原料的浪费。
[0003]同时，随着我国经济建设的发展，基础建设得到进一步发展，所产生渣土的量逐步增多，渣土资源化不仅可以减少渣土堆放带来的环境问题，也可以节约资源，因而渣土的有效处理显得尤为重要。
[0004]然而，在对这些陶瓷砖废弃物和建筑垃圾加工利用生产骨料的过程中，发现由于再生骨料与天然骨料在性能上存在一定的差异，与天然骨料相比，由于再生骨料表面包裹着相当数量的水泥砂浆，加之混凝土块在解体破碎等过程中由于损伤积累等使再生骨料内部存在大量微细裂纹，这些因素都使再生骨料具有孔隙率高、吸水性大、强度低等特征。因此，直接地部分或全部用再生骨料配制的再生混凝土的强度与用天然骨料配制的相同配比混凝土相比有不同程度的下降；其次，又由于陶瓷砖废弃物和建筑垃圾中多含有重金属离子，因为再生骨料具有孔隙率高，所以重金属离子易随降水流失，对环境造成二次污染。
[0005]因此，有必要将这些固体废物进行合理的处理和处置，最大限度减少资源浪费和二次污染，是科技创新、可持续发展的必然选择。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题是提供一种利用陶瓷废料的道路铺筑材料及其制备方法，利用陶瓷废料和渣土进行复合制备再生骨料，解决陶瓷废料和渣土造成的环境污染问题，并对再生骨料进行酯化处理后与沸石、改性纤维进行有效配比，克服浙青道路强度不足的同时，减少道路泥盆效应，还对陶瓷废料的重金属离子有效固化以及对道路环境中的车辆释放的重金属进行稳定吸收，防止对环境造污染。
[0007]为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是:
一种利用陶瓷废料的道路铺筑材料，其特征在于，所述的铺筑材料由下述重量配比的原料制成:浙青30~50份，陶瓷废料粗骨料50~90份，陶瓷废料细骨料100~120份，渣土30^60份，沸石粉15~20份，改性纤维10份，硫酸钠I飞份，肌醇磷酸酯0.5~1份，表面活性剂I~3份，水20~40份；
其中，所述的陶瓷废料粗骨料是陶瓷生产过程中产生的废弃料经过分选、破碎、磁选去除废金属、酯化物喷淋后进行研磨制成的粒径为20mm的粗骨料颗粒；
所述的陶瓷废料细骨料是将陶瓷废料粗骨料进一步进行研磨粉碎制成的粒径为
0.15^3mm的粉状颗粒；所述的改性纤维由玉米芯粉碎为80-100目的纤维颗粒；
所述的表面活性剂的为阴离子型表面活性剂。
[0008]作为本发明所述的陶瓷废料复合建筑垃圾的道路铺筑材料的优选方案，所述的铺筑材料由下述重量配比的原料制成:浙青40份，陶瓷废料粗骨料55份，陶瓷废料细骨料110份，渣土 40份，沸石粉16份，改性纤维5份，硫酸钠3份，肌醇磷酸酯0.6份，表面活性剂3份，水30份。
[0009]所述的陶瓷废料细骨料粒径为0.75~1mm。
[0010]所述的建筑垃圾粗骨料粒径为15mm。
[0011]上述利用陶瓷废料的道路铺筑材料的制备方法由以下步骤组成: (1)废弃材料筛选，分类:
a.制作加工陶瓷废料骨料:将陶瓷生产过程中产生的废弃料按照废瓷泥经脱水后成固体废物和破损的坯料、未煅烧上釉的破损废品和已煅烧上釉的半成品、有破损或裂纹的不同陶瓷废弃料种类进行分选筛选；并将其分别破碎到厘米级粒度后，剔除出里面金属、木材杂质；
b.制作改性纤维:将玉米芯用清水浸泡后除去泥土和灰尘，用蒸馏水洗涤后烘干，进行粉碎，粉碎为80-100目的颗粒；将玉米芯颗粒用20%的异丙醇进行浸泡至无色后置于干燥箱中烘干，在55°C下烘干24小时；再向玉米芯颗粒用0.lmol/L的NaOH溶液浸泡，均匀搅拌I小时后，进行抽滤，并用蒸馏水多次水洗至PH=7，抽滤后将玉米芯颗粒干燥箱中在55°C下烘干24小时；再将烘干后的玉米芯颗粒用10%的柠檬酸溶液浸泡，并进行搅拌2~3小时，搅拌后进行抽滤，并用蒸馏水多次水洗至PH=7，抽滤后将玉米芯颗粒干燥箱中在55°C下烘干24小时；即得异丙醇-NaOH-柠檬酸处理的改性纤维；
(2)骨料重金属预处理:
a.将厘米级粒度的陶瓷废料骨料用5~10%的葡糖酸溶液进行淋溶清洗，析出陶瓷废料中存在的重金属离子，再用清水冲洗晾干后，再将厘米级粒度的陶瓷废弃料进行充分破碎研磨，使其粒径进一步减小到5~20mm，同时，在研磨过程中添加肌醇磷酸酯，使残留在陶瓷废料颗粒表面的重金属离子与之结合，在陶瓷废料细骨料表面形成一层肌醇磷酸酯化学转化膜；
b.将陶瓷废料粗骨料进一步进行研磨粉碎制成的粒径为0.15^3mm的粉状颗粒，在研磨过程中继续添加肌醇磷酸酯；
(3)加热混合材料:
a.加热浙青:对浙青进行单独加热；
b.加热骨料:对陶瓷废料粗骨料、陶瓷废料细骨料、渣土进行混合加热；
c.将热好的浙青与热的骨料在混合装置中混合，在混合过程中按比份加入沸石粉、改性纤维、硫酸钠、表面活性剂和水形成浙青混凝土组合物，最终得到陶瓷废弃料复合渣土的道路铺筑材料。
[0012]有益效果:
本发明所记载的技术方案利用陶瓷废料和渣土进行复合制备再生骨料，解决陶瓷废料和渣土造成的环境污染问题，并对再生骨料进行酯化处理后与沸石、改性纤维进行有效配t匕，克服浙青道路强度不足的同时，减少道路泥盆效应，还对陶瓷废料的重金属离子有效固化，防止对环境造成二次污染。
【具体实施方式】
[0013]实施例1
1、原料配比:
浙青30份，陶瓷废料粗骨料50份，陶瓷废料细骨料100份，渣土 30份，沸石粉15份，改性纤维1份，硫酸钠f份，肌醇磷酸酯0.5份，表面活性剂1份，水20份；
其中，所述的陶瓷废料粗骨料是陶瓷生产过程中产生的废弃料经过分选、破碎、磁选去除废金属、酯化物喷淋后进行研磨制成的粒径为5的粗骨料颗粒；
所述的陶瓷废料细骨料是将陶瓷废料粗骨料进一步进行研磨粉碎制成的粒径为0.15的粉状颗粒；
所述的改性纤维由玉米芯粉碎为80目的纤维颗粒；
所述的表面活性剂的为阴离子型表面活性剂。
[0014]2、制备方法: (1)废弃材料筛选，分类:
a.制作加工陶瓷废料骨料:将陶瓷生产过程中产生的废弃料按照废瓷泥经脱水后成固体废物和破损的坯料、未煅烧上釉的破损废品和已煅烧上釉的半成品、有破损或裂纹的不同陶瓷废弃料种类进行分选筛选；并将其分别破碎到厘米级粒度后，剔除出里面金属、木材杂质；
b.制作改性纤维:将玉米芯用清水浸泡后除去泥土和灰尘，用蒸馏水洗涤后烘干，进行粉碎，粉碎为80目的颗粒；将玉米芯颗粒用20%的异丙醇进行浸泡至无色后置于干燥箱中烘干，在55°C下烘干24小时；再向玉米芯颗粒用0.lmol/L的NaOH溶液浸泡，均匀搅拌I小时后，进行抽滤，并用蒸馏水多次水洗至PH=7，抽滤后将玉米芯颗粒干燥箱中在55°C下烘干24小时；再将烘干后的玉米芯颗粒用10%的柠檬酸溶液浸泡，并进行搅拌2~3小时，搅拌后进行抽滤，并用蒸馏水多次水洗至PH=7，抽滤后将玉米芯颗粒干燥箱中在55°C下烘干24小时；即得异丙醇-NaOH-柠檬酸处理的改性纤维；
(2)骨料重金属预处理:
a.将厘米级粒度的陶瓷废料骨料用5~10%的葡糖酸溶液进行淋溶清洗，析出陶瓷废料中存在的重金属离子，再用清水冲洗晾干后，再将厘米级粒度的陶瓷废弃料进行充分破碎研磨，使其粒径进一步减小到5mm，同时，在研磨过程中添加肌醇磷酸酯，使残留在陶瓷废料颗粒表面的重金属离子与之结合，在陶瓷废料细骨料表面形成一层肌醇磷酸酯化学转化膜；
b.将陶瓷废料粗骨料进一步进行研磨粉碎制成的粒径为0.15mm的粉状颗粒，在研磨过程中继续添加肌醇磷酸酯；
(3)加热混合材料:
a.加热浙青:对浙青进行单独加热；
b.加热骨料:对陶瓷废料粗骨料、陶瓷废料细骨料、渣土进行混合加热；
c.将热好的浙青与热的骨料在混合装置中混合，在混合过程中按比份加入沸石粉、改性纤维、硫酸钠、表面活性剂和水形成浙青混凝土组合物，最终得到陶瓷废弃料复合渣土的道路铺筑材料。
[0015]实施例2 1、原料配比:
浙青50份，陶瓷废料粗骨料90份，陶瓷废料细骨料120份，渣土 60份，沸石粉20份，改性纤维10份，硫酸钠5份，肌醇磷酸酯1份，表面活性剂3份，水40份；
其中，所述的陶瓷废料粗骨料是陶瓷生产过程中产生的废弃料经过分选、破碎、磁选去除废金属、酯化物喷淋后进行研磨制成的粒径20mm的粗骨料颗粒；
所述的陶瓷废料细骨料是将陶瓷废料粗骨料进一步进行研磨粉碎制成的粒径为3mm的粉状颗粒；
所述的改性纤维由玉米芯粉碎为100目的纤维颗粒；
所述的表面活性剂的为阴离子型表面活性剂。
[0016]2、制备方法:
(1)废弃材料筛选，分类:
a.制作加工陶瓷废料骨料:将陶瓷生产过程中产生的废弃料按照废瓷泥经脱水后成固体废物和破损的坯料、未煅烧上釉的破损废品和已煅烧上釉的半成品、有破损或裂纹的不同陶瓷废弃料种类进行分选筛选；并将其分别破碎到厘米级粒度后，剔除出里面金属、木材杂质；
b.制作改性纤维:将玉米芯用清水浸泡后除去泥土和灰尘，用蒸馏水洗涤后烘干，进行粉碎，粉碎为90-100目的颗粒；将玉米芯颗粒用20%的异丙醇进行浸泡至无色后置于干燥箱中烘干，在55°C下烘干24小时；再向玉米芯颗粒用0.lmol/L的NaOH溶液浸泡，均匀搅拌I小时后，进行抽滤，并用蒸馏水多次水洗至PH=7，抽滤后将玉米芯颗粒干燥箱中在55°C下烘干24小时；再将烘干后的玉米芯颗粒用10%的柠檬酸溶液浸泡，并进行搅拌2~3小时，搅拌后进行抽滤，并用蒸馏水多次水洗至PH=7，抽滤后将玉米芯颗粒干燥箱中在55°C下烘干24小时；即得异丙醇-NaOH-柠檬酸处理的改性纤维；
(2)骨料重金属预处理:
a.将厘米级粒度的陶瓷废料骨料用5~10%的葡糖酸溶液进行淋溶清洗，析出陶瓷废料中存在的重金属离子，再用清水冲洗晾干后，再将厘米级粒度的陶瓷废弃料进行充分破碎研磨，使其粒径进一步减小到5~20mm,同时，在研磨过程中添加肌醇磷酸酯，使残留在陶瓷废料颗粒表面的重金属离子与之结合，在陶瓷废料细骨料表面形成一层肌醇磷酸酯化学转化膜；
b.将陶瓷废料粗骨料进一步进行研磨粉碎制成的粒径为0.15^3mm的粉状颗粒，在研磨过程中继续添加肌醇磷酸酯，形成陶瓷废料细骨料；
(3)加热混合材料:
a.加热浙青:对浙青进行单独加热；
b.加热骨料:对陶瓷废料粗骨料、陶瓷废料细骨料、渣土进行混合加热；
c.将热好的浙青与热好的骨料在混合装置中混合，在混合过程中按比份加入沸石粉、改性纤维、硫酸钠、表面活性剂和水形成浙青混凝土组合物，最终得到陶瓷废弃料复合渣土的道路铺筑材料。
[0017]实施例31、作为优选实施方式，所述的铺筑材料由下述重量配比的原料制成:
浙青40份，陶瓷废料粗骨料55份，陶瓷废料细骨料110份，渣土 40份，沸石粉16份，改性纤维5份，硫酸钠3份，肌醇磷酸酯0.6份，表面活性剂3份，水30份。
[0018]所述的陶瓷废料粗骨料是陶瓷生产过程中产生的废弃料经过分选、破碎、磁选去除废金属、酯化物喷淋后进行研磨制成的粒径为15mm的粗骨料颗粒；
所述的陶瓷废料细骨料是将陶瓷废料粗骨料进一步进行研磨粉碎制成的粒径为
0.75^1mm的粉状颗粒；
所述的改性纤维由玉米芯粉碎为100目的纤维颗粒；
所述的表面活性剂的为阴离子型表面活性剂。
[0019]所述的陶瓷废料细骨料粒径为0.75_，所述的建筑垃圾粗骨料粒径为15_。
[0020]2、制备方法:
(1)废弃材料筛选，分类:
a.制作加工陶瓷废料骨料:将陶瓷生产过程中产生的废弃料按照废瓷泥经脱水后成固体废物和破损的坯料、未煅烧上釉的破损废品和已煅烧上釉的半成品、有破损或裂纹的不同陶瓷废弃料种类进行分选筛选；并将其分别破碎到厘米级粒度后，剔除出里面金属、木材杂质；
b.制作改性纤维:将玉米芯用清水浸泡后除去泥土和灰尘，用蒸馏水洗涤后烘干，进行粉碎，粉碎为90-100目的颗粒；将玉米芯颗粒用20%的异丙醇进行浸泡至无色后置于干燥箱中烘干，在55°C下烘干24小时；再向玉米芯颗粒用0.lmol/L的NaOH溶液浸泡，均匀搅拌I小时后，进行抽滤，并用蒸馏水多次水洗至PH=7，抽滤后将玉米芯颗粒干燥箱中在55°C下烘干24小时；再将烘干后的玉米芯颗粒用10%的柠檬酸溶液浸泡，并进行搅拌2~3小时，搅拌后进行抽滤，并用蒸馏水多次水洗至PH=7，抽滤后将玉米芯颗粒干燥箱中在55°C下烘干24小时；即得异丙醇-NaOH-柠檬酸处理的改性纤维；
(2)骨料重金属预处理:
a.将厘米级粒度的陶瓷废料骨料用5~10%的葡糖酸溶液进行淋溶清洗，析出陶瓷废料中存在的重金属离子，再用清水冲洗晾干后，再将厘米级粒度的陶瓷废弃料进行充分破碎研磨，使其粒径进一步减小到5~20mm,同时，在研磨过程中添加肌醇磷酸酯，使残留在陶瓷废料颗粒表面的重金属离子与之结合，在陶瓷废料细骨料表面形成一层肌醇磷酸酯化学转化膜；
b.将陶瓷废料粗骨料进一步进行研磨粉碎制成的粒径为0.15^3mm的粉状颗粒，在研磨过程中继续添加肌醇磷酸酯，形成陶瓷废料细骨料；
(3)加热混合材料:
a.加热浙青:对浙青进行单独加热；
b.加热骨料:对陶瓷废料粗骨料、陶瓷废料细骨料、渣土进行混合加热；
c.将热好的浙青与热的骨料在混合装置中混合，在混合过程中按比份加入沸石粉、改性纤维、硫酸钠、表面活性剂和水形成浙青混凝土组合物，最终得到陶瓷废弃料复合渣土的道路铺筑材料。
[0021]实施例4本发明所述的利用陶瓷废料的道路铺筑材料的强度性能实验:
1.实验材料普通集料；再生集料；本发明中经酯化处理的再生集料；
三组材料的原料采用同一级配。
[0022]实验方法:物理特性测试
对三组材料的表观相对密度、孔隙率进行监测，通过洛杉矶磨损试验、压碎值试验和水稳定性的浸水马歇尔稳定度试验，对三组道路构筑材料进行分析对比。
[0023]3、实验结果
表1:再生集料性能
【权利要求】
1.一种利用陶瓷废弃料道路铺筑材料，其特征在于，所述的铺筑材料由下述重量配比的原料制成:浙青30~50份，陶瓷废料粗骨料50~90份，陶瓷废料细骨料100~120份，渣土30^60份，沸石粉15~20份，改性纤维10份，硫酸钠I飞份，肌醇磷酸酯0.5~1份，表面活性剂I~3份，水20~40份； 其中，所述的陶瓷废料粗骨料是陶瓷生产过程中产生的废弃料经过分选、破碎、磁选去除废金属、酯化物喷淋后进行研磨制成的粒径为5~20mm的粗骨料颗粒； 所述的陶瓷废料细骨料是将陶瓷废料粗骨料进一步进行研磨粉碎制成的粒径为0.15^3mm的粉状颗粒； 所述的改性纤维由玉米芯粉碎为80-100目的纤维颗粒； 所述的表面活性剂的为阴离子型表面活性剂。
2.根据权利要求1所述的一种利用陶瓷废弃料道路铺筑材料，其特征在于，所述的铺筑材料由下述重量配比的原料制成:浙青40份，陶瓷废料粗骨料55份，陶瓷废料细骨料110份，渣土 40份，沸石粉16份，改性纤维5份，硫酸钠3份，肌醇磷酸酯0.6份，表面活性剂3份，水30份。
3.根据权利要求1所述的一种利用陶瓷废弃料道路铺筑材料，其特征在于，所述的陶瓷废料细骨料粒径为0.75~1mm。
4.根据权利要 求1所述的一种利用陶瓷废弃料道路铺筑材料，其特征在于，所述的陶瓷废料粗骨料粒径为15 mm。
5.根据权利要求f4所述的一种利用陶瓷废弃料道路铺筑材料的制备方法，其特征在于，由以下步骤组成: (1)废弃材料筛选，分类: a.制作加工陶瓷废料骨料:将陶瓷生产过程中产生的废弃料按照废瓷泥经脱水后成固体废物和破损的坯料、未煅烧上釉的破损废品和已煅烧上釉的半成品、有破损或裂纹的不同陶瓷废弃料种类进行分选筛选；并将其分别破碎到厘米级粒度后，剔除出里面金属、木材杂质； b.制作改性纤维:将玉米芯用清水浸泡后除去泥土和灰尘，用蒸馏水洗涤后烘干，进行粉碎，粉碎为90-100目的颗粒；将玉米芯颗粒用20%的异丙醇进行浸泡至无色后置于干燥箱中烘干，在55°C下烘干24小时；再向玉米芯颗粒用0.lmol/L的NaOH溶液浸泡，均匀搅拌I小时后，进行抽滤，并用蒸馏水多次水洗至PH=7，抽滤后将玉米芯颗粒干燥箱中在55°C下烘干24小时；再将烘干后的玉米芯颗粒用10%的柠檬酸溶液浸泡，并进行搅拌2~3小时，搅拌后进行抽滤，并用蒸馏水多次水洗至PH=7，抽滤后将玉米芯颗粒干燥箱中在55°C下烘干24小时；即得异丙醇-NaOH-柠檬酸处理的改性纤维； (2)骨料重金属预处理: a.将厘米级粒度的陶瓷废料骨料用5~10%的葡糖酸溶液进行淋溶清洗，析出陶瓷废料中存在的重金属离子，再用清水冲洗晾干后，再将厘米级粒度的陶瓷废弃料进行充分破碎研磨，使其粒径进一步减小到5~20mm,同时，在研磨过程中添加肌醇磷酸酯，使残留在陶瓷废料颗粒表面的重金属离子与之结合，在陶瓷废料细骨料表面形成一层肌醇磷酸酯化学转化膜； b.将陶瓷废料粗骨料进一步进行研磨粉碎制成的粒径为0.15^3mm的粉状颗粒，在研磨过程中继续添加肌醇磷酸酯，形成陶瓷废料细骨料； (3)加热混合材料: a.加热浙青:对浙青进行单独加热； b.加热骨料:对陶瓷废料粗骨料、陶瓷废料细骨料、渣土进行混合加热； c.将热好的浙青与热的骨料在混合装置中混合，在混合过程中按比份加入沸石粉、改性纤维、硫酸钠、表面活性剂和水形成浙青混凝土组合物，最终得到陶瓷废弃料复合渣土的道路铺筑材 料。
【文档编号】C04B18/16GK104072026SQ201410341102
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年7月17日 优先权日:2014年7月17日
【发明者】杨冰 申请人:杨冰