一种利用陶瓷废料和建筑垃圾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料和建筑垃圾的道路铺筑材料及制备方法，涉及陶瓷废弃物利用领域。道路铺筑材料以硅酸盐水泥30~50份，陶瓷废料细骨料50~90份，建筑垃圾粗骨料120~160份，沸石粉15~20份，有机纤维1~10份，硫酸钠1~5份，减水剂1~2份，聚脲胶凝剂1~3份，肌醇磷酸酯0.5~1份，水20~40份为原料制成。本发明利用陶瓷废料和建筑垃圾进行复合制备再生骨料，解决陶瓷废料和建筑垃圾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、有机纤维进行有效配比，保证混凝土为具有足够的强度的同时，对陶瓷废料和建筑垃圾中的重金属离子有效固化，有效防止对环境造成二次污染。
【专利说明】一种利用陶瓷废料和建筑垃圾的道路铺筑材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种利用陶瓷废料和建筑垃圾的道路铺筑材料及其制备方法，属于陶瓷废弃物利用领域。
【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，建筑垃圾的量逐步增多，建筑垃圾资源化不仅可以减
少垃圾堆放带来的环境问题，也可以节约资源，因而建筑垃圾的有效处理显得尤为重要。建
筑垃圾成分复杂，多数的建筑垃圾中都含有大量的废弃混凝土，国内外研究认为，用废弃建筑垃圾混凝土做再生骨料是可行的。
[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和建筑垃圾的道路铺筑材料及其制备方法，利用陶瓷废料和建筑垃圾进行复合制备再生骨料，解决陶瓷废料和建筑垃圾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、有机纤维进行有效配比，保证混凝土为具有足够的强度的同时，对陶瓷废料和建筑垃圾中的重金属离子有效固化，防止对环境造成二次污染。
[0007]为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是:
一种利用陶瓷废料和建筑垃圾的道路铺筑材料，所述的铺筑材料由下述重量配比的原料制成:硅酸盐水泥30-50份，陶瓷废料细骨料50-90份，建筑垃圾粗骨料120-160份，沸石粉15~20份，有机纤维f 10份，硫酸钠I飞份，减水剂f 2份，聚脲胶凝剂f 3份，肌醇磷酸酯0.5~1份，水20~40份;其中，所述的陶瓷废料细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0.75~3mm的细骨料颗粒；
所述的建筑垃圾粗骨料是建筑废弃物中的混凝土、废混凝土类墙体、废石材按种类分选经过分选、破碎、磁选去除废金属、酯化物喷淋后制成的粒径为5~20 mm的粗骨料颗粒；所述的聚脲胶凝剂由环氧树脂、环氧活性稀释剂、聚酰胺树脂、二甲苯溶剂组成，其具体配比为:环氧树脂2-8份，聚酰胺树脂2、份，环氧活性稀释剂1-2份，二甲苯溶剂组成为1-3份；
所述的有机纤维为聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、改性聚乙烯纤维或改性聚丙烯纤维制成的粒径为纤维颗粒，单个有机纤维粒径至少为2~4 mm。
[0008]根据本发明所述的利用陶瓷废料和建筑垃圾的道路铺筑材料的优选方案，各原料药的重量份数为:所述的铺筑材料由下述重量配比的原料制成:硅酸盐水泥35份，陶瓷废料细骨料70份，建筑垃圾粗骨料90份，沸石粉15份，有机纤维份5份，硫酸钠3份，减水剂1份，聚脲胶凝剂2份，肌醇磷酸酯0.5份，水40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15~20mm。
[0011]上述利用陶瓷废料和建筑垃圾的道路铺筑材料的制备方法由以下步骤组成:
(I)废弃材料筛选，分类:
a.制作加工陶瓷废料细骨料: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.制作建筑垃圾粗骨料:建筑垃圾粗骨料是建筑废弃物中的混凝土、废混凝土类墙体、废石材按种类分选经过分选、破碎、磁选去除废金属、制成的粒径为5~20 mm的粗骨料颗粒；(2)骨料重金属预处理:
a.将厘米级粒度的陶瓷废料细骨料用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0.75~3mm,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.将粗骨料颗粒用5~10%的葡糖酸溶液淋溶清洗，析出筑垃圾粗骨料中存在的重金属离子，再用清水冲洗晾干后喷淋肌醇磷酸酯，使残留在筑垃圾粗骨料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；
(3)搅拌混合:
a.将硅酸盐水泥、陶瓷废料细骨料、建筑垃圾粗骨料、沸石粉、硫酸钠按比例倒入搅拌机中搅拌，在搅拌过程中加入有机纤维，干拌均匀；
b.向干拌均匀的混合料中依次加入聚脲胶凝剂、水和减水剂，进行二次搅拌，混合均匀后即得最终的利用陶瓷废料和建筑垃圾的道路铺筑材料。
[0012]有益效果:本发明所记载的技术方案利用陶瓷废料和建筑垃圾进行复合制备再生骨料，解决陶瓷废料和建筑垃圾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、有机纤维进行有效配比，保证混凝土为具有足够的强度的同时，对陶瓷废料和建筑垃圾中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:
硅酸盐水泥30份，陶瓷废料细骨料50份，建筑垃圾粗骨料120份，沸石粉15份，有机纤维1份，硫酸钠1份，减水剂1份，聚脲胶凝剂1份，肌醇磷酸酯0.5份，水20份；
其中，所述的陶瓷废料细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0.75mm的细骨料颗粒；
所述的建筑垃圾粗骨料是建筑废弃物中的混凝土、废混凝土类墙体、废石材按种类分选经过分选、破碎、磁选去除废金属、酯化物喷淋后制成的粒径为5 mm的粗骨料颗粒；
所述的聚脲胶凝剂由环氧树脂、环氧活性稀释剂、聚酰胺树脂、二甲苯溶剂组成，其具体配比为:环氧树脂2份，聚酰胺树脂2份，环氧活性稀释剂1份，二甲苯溶剂组成为1份；所述的有机纤维为聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、改性聚乙烯纤维或改性聚丙烯纤维制成的粒径为纤维颗粒,单个有机纤维粒径为2 mm。
[0014]陶瓷废料细骨料粒径为0.75mm ;建筑垃圾粗骨料粒径为15_。
[0015]2、制备方法:
(1)废弃材料筛选，分类:
a.制作加工陶瓷废料细骨料: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.制作建筑垃圾粗骨料:建筑垃圾粗骨料是建筑废弃物中的混凝土、废混凝土类墙体、废石材按种类分选经过分选、破碎、磁选去除废金属、制成的粒径为5mm的粗骨料颗粒;
(2)骨料重金属预处理:
a.将厘米级粒度的陶瓷废料细骨料用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0.75mm,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.将粗骨料颗粒用5~10%的葡糖酸溶液淋溶清洗，析出筑垃圾粗骨料中存在的重金属离子，再用清水冲洗晾干后喷淋肌醇磷酸酯，使残留在筑垃圾粗骨料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；
(3)搅拌混合:
a.将硅酸盐水泥、陶瓷废料细骨料、建筑垃圾粗骨料、沸石粉、硫酸钠按比例倒入搅拌机中搅拌，在搅拌过程中加入有机纤维，干拌均匀；
b.向干拌均匀的混合料中依次加入聚脲胶凝剂、水和减水剂，进行二次搅拌，混合均匀后即得最终的利用陶瓷废料和建筑垃圾的道路铺筑材料。
[0016]实施例2 1、原料配比:
硅酸盐水泥50份，陶瓷废料细骨料90份，建筑垃圾粗骨料160份，沸石粉20份，有机纤维10份，硫酸钠5份，减水剂2份，聚脲胶凝剂3份，肌醇磷酸酯1份，水40份；
其中，所述的陶瓷废料细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1mm的细骨料颗粒；
所述的建筑垃圾粗骨料是建筑废弃物中的混凝土、废混凝土类墙体、废石材按种类分选经过分选、破碎、磁选去除废金属、酯化物喷淋后制成的粒径为20_的粗骨料颗粒；
所述的聚脲胶凝剂由环氧树脂、环氧活性稀释剂、聚酰胺树脂、二甲苯溶剂组成，其具体配比为:环氧树脂8份，聚酰胺树脂9份，环氧活性稀释剂2份，二甲苯溶剂组成为3份；粒径为纤维颗粒，单个有机纤维粒径为10 mm。
[0017]所述的陶瓷废料细骨料粒径为1_，所述的建筑垃圾粗骨料粒径为20_。
[0018]2、制备方法:
(1)废弃材料筛选，分类:
a.制作加工陶瓷废料细骨料: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.制作建筑垃圾粗骨料:建筑垃圾粗骨料是建筑废弃物中的混凝土、废混凝土类墙体、废石材按种类分选经过分选、破碎、磁选去除废金属、制成的粒径为20mm的粗骨料颗粒;
(2)骨料重金属预处理:
a.将厘米级粒度的陶瓷废料细骨料用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3mm，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.将粗骨料颗粒用5~10%的葡糖酸溶液淋溶清洗，析出筑垃圾粗骨料中存在的重金属离子，再用清水冲洗晾干后喷淋肌醇磷酸酯，使残留在筑垃圾粗骨料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；
(3)搅拌混合:
a.将硅酸盐水泥、陶瓷废料细骨料、建筑垃圾粗骨料、沸石粉、硫酸钠按比例倒入搅拌机中搅拌，在搅拌过程中加入有机纤维，干拌均匀；
b.向干拌均匀的混合料中依次加入聚脲胶凝剂、水和减水剂，进行二次搅拌，混合均匀后即得最终的利用陶瓷废料和建筑垃圾的道路铺筑材料。
[0019]实施例3
1、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:
硅酸盐水泥35份，陶瓷废料细骨料70份，建筑垃圾粗骨料90份，沸石粉15份，有机纤维份5份，硫酸钠3份，减水剂 1份，聚脲胶凝剂2份，肌醇磷酸酯0.5份，水40份。
[0020]其中，所述的陶瓷废料细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0.75mm的细骨料颗粒；
所述的建筑垃圾粗骨料是建筑废弃物中的混凝土、废混凝土类墙体、废石材按种类分选经过分选、破碎、磁选去除废金属、酯化物喷淋后制成的粒径为15mm的粗骨料颗粒；
所述的所述的聚脲胶凝剂由环氧树脂、环氧活性稀释剂、聚酰胺树脂、二甲苯溶剂组成，其具体配比为:环氧树脂2份，聚酰胺树脂2份，环氧活性稀释剂1份，二甲苯溶剂组成为1份；
粒径为纤维颗粒，单个有机纤维粒径为10 mm。
[0021]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_。
[0022]2、制备方法:
(1)废弃材料筛选，分类: a.制作加工陶瓷废料细骨料: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.制作建筑垃圾粗骨料:建筑垃圾粗骨料是建筑废弃物中的混凝土、废混凝土类墙体、废石材按种类分选经过分选、破碎、磁选去除废金属、制成的粒径为20mm的粗骨料颗粒;
(2)骨料重金属预处理:
a.将厘米级粒度的陶瓷废料细骨料用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3mm，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.将粗骨料颗粒用5~10%的葡糖酸溶液淋溶清洗，析出筑垃圾粗骨料中存在的重金属离子，再用清水冲洗晾干后喷淋肌醇磷酸酯，使残留在筑垃圾粗骨料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；
(3)搅拌混合:
a.将硅酸盐水泥、陶瓷废料细骨料、建筑垃圾粗骨料、沸石粉、硫酸钠按比例倒入搅拌机中搅拌，在搅拌过程中加入有机纤维，干拌均匀；
b.向干拌均匀的混合料中依次加入聚脲胶凝剂、水和减水剂，进行二次搅拌，混合均匀后即得最终的利用陶瓷废料和建筑垃圾的道路铺筑材料。
[0023]实施例4本发明所述的利用陶瓷废料和建筑垃圾的道路铺筑材料的强度实验:
1.实验材料
实验组I的供试材料:
A.取实施例1所得到的利用陶瓷废料和建筑垃圾的道路铺筑材料。
[0024]B.取实施例1所得到的利用陶瓷废料和建筑垃圾的道路铺筑材料，其中所述骨料未经酯化处理和不添加聚脲胶凝剂。
[0025]C.取实施例1所得到的利用陶瓷废料和建筑垃圾的道路铺筑材料，其中所述骨料采用同级天然骨料，且骨料未经酯化处理和不添加聚脲胶凝剂。
[0026]实验组2的供试材料:
A.取实施例2所得到的利用陶瓷废料和建筑垃圾的道路铺筑材料。
[0027]B.取实施例2所得到的利用陶瓷废料和建筑垃圾的道路铺筑材料，其中所述骨料未经酯化处理和不添加聚脲胶凝剂。
[0028]C.取实施例2所得到的利用陶瓷废料和建筑垃圾的道路铺筑材料，其中所述骨料采用同级天然骨料，且骨料未经酯化处理和不添加聚脲胶凝剂。
[0029]实验组3的供试材料:
A.取实施例3所得到的利用陶瓷废料和建筑垃圾的道路铺筑材料。
[0030]B.取实施例3所得到的利用陶瓷废料和建筑垃圾的道路铺筑材料，其中所述骨料未经酯化处理和不添加聚脲胶凝剂。
[0031]C.取实施例3所得到的利用陶瓷废料和建筑垃圾的道路铺筑材料，其中所述骨料采用同级天然骨料，且骨料未经酯化处理和不添加聚脲胶凝剂。
[0032].实验方法:物理特性测试
对所得到的利用陶瓷废料和建筑垃圾的道路铺筑材料中再生骨料的各项物理特性实验和压碎指标实验均按天然混凝土骨料进行实验测试。
[0033]3、实验结果
表1:再生骨料物理性能
【权利要求】
1.一种利用陶瓷废料和建筑垃圾的道路铺筑材料，其特征在于，所述的铺筑材料由下述重量配比的原料制成:硅酸盐水泥30-50份，陶瓷废料细骨料50-90份，建筑垃圾粗骨料.120^160份，沸石粉15~20份，有机纤维10份，硫酸钠I飞份，减水剂2份，聚脲胶凝剂.1-3份，肌醇磷酸酯0.5^1份，水20-40份； 其中，所述的陶瓷废料细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0.75~3mm的细骨料颗粒； 所述的建筑垃圾粗骨料是建筑废弃物中的混凝土、废混凝土类墙体、废石材按种类分选经过分选、破碎、磁选去除废金属、酯化物喷淋后制成的粒径为5~20 mm的粗骨料颗粒； 所述的聚脲胶凝剂由环氧树脂、环氧活性稀释剂、聚酰胺树脂、二甲苯溶剂组成，其具体配比为:环氧树脂2-8份，聚酰胺树脂2、份，环氧活性稀释剂1-2份，二甲苯溶剂组成为.1-3份； 所述的有机纤维为聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、改性聚乙烯纤维或改性聚丙烯纤维制成的粒径为纤维颗粒，单个有机纤维粒径为2~4 mm。
2.根据权利要求1所述的一种利用陶瓷废料和建筑垃圾的道路铺筑材料，其特征在于，所述的铺筑材料由下述重量配比的原料制成:硅酸盐水泥35份，陶瓷废料细骨料70份，建筑垃圾粗骨料90份，沸石粉15份，有机纤维份5份，硫酸钠3份，减水剂1份，聚脲胶凝剂2份，肌醇磷酸酯0.5份，水40份。
3.根据权利要求1所述的一种利用陶瓷废料和建筑垃圾的道路铺筑材料，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料和建筑垃圾的道路铺筑材料，其特征在于，所述的建筑垃圾粗骨料粒径为15 mm。
5.根据权利要求f4所述的一种所述利用陶瓷废料和建筑垃圾的道路铺筑材料的制备方法，其特征在于，由以下步骤组成: (I)废弃材料筛选，分类: a.制作加工陶瓷废料细骨料: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.制作建筑垃圾粗骨料:建筑垃圾粗骨料是建筑废弃物中的混凝土、废混凝土类墙体、废石材按种类分选经过分选、破碎、磁选去除废金属、制成的粒径为5~20 mm的粗骨料颗粒；(2)骨料重金属预处理: a.将厘米级粒度的陶瓷废料细骨料用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0.75~3mm,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.将粗骨料颗粒用5~10%的葡糖酸溶液淋溶清洗，析出筑垃圾粗骨料中存在的重金属离子，再用清水冲洗晾干后喷淋肌醇磷酸酯，使残留在筑垃圾粗骨料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；(3)搅拌混合: a.将硅酸盐水泥、陶瓷废料细骨料、建筑垃圾粗骨料、沸石粉、硫酸钠按比例倒入搅拌机中搅拌，在搅拌过程中加入有机纤维，干拌均匀； b.向干拌均匀的混合料中依次加入聚脲胶凝剂、水和减水剂，进行二次搅拌，混合均匀后即得最终的利用陶瓷废料和建筑垃圾的道路铺筑材料。
【文档编号】C04B28/04GK104072066SQ201410341103
【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