本发明涉及免烧砖用强度增强助剂
技术领域：
，具体涉及一种生活垃圾焚烧灰免烧砖用增强剂及其制备方法。
背景技术：
：生活垃圾焚烧飞灰是燃煤电厂垃圾焚烧发电过程中排出的经静电集尘器收集得到的烟尘物质。燃煤形成的灰渣中生活垃圾焚烧灰约占4/5，底灰约占1/5。依据煤源及种类不同，形成的生活垃圾焚烧灰有显著差异。我国是以煤炭为主要能源的国家，电力的76％由煤炭产生，燃煤产生的生活垃圾焚烧灰总堆存量已超过10亿吨，而且还在以每年0.8亿～1亿吨的速度增加，成为世界上最大的排灰国。生活垃圾焚烧灰存放不仅占用大量土地，还会造成严重的环境污染。开展生活垃圾焚烧灰等煤系固体废弃物综合利用，延伸煤炭产业链，不仅关系到中国煤炭产业、电力工业及相关工业可持续发展问题，而且对保护土地资源，减少、消除污染，实现循环经济具有重要意义。目前，由于环保要求的提高，原来作为建筑墙体材料的粘土砖正逐步禁止使用，取而代之的是各类免烧砖、免烧砌块等新型建筑材料。如果能够将生活垃圾焚烧灰用于免烧砖的制备，在实现废物利用的同时也减少了环保压力。但是，直接用生活垃圾焚烧灰加入少量水泥等原料所压制的免烧砖存在强度低的缺点，为提高生活垃圾焚烧灰免烧砖的强度需要加大水泥、优质骨料等较高成本原料的使用量，这样由于制砖成本的增加影响了市场应用推广。专利cncn2019102470273中公开了一种白云岩废渣免烧砖用激发剂及其制备方法，由减水剂0.1～1份、三异丙醇胺0.5～2份、碳酸钠1～8份、碳酸钾2～5份、二甘醇2～8份、氢氧化钠0.2～1份、硅酸钠1～8份和去离子水80～100份制备而成；将该激发剂加入到白云岩废渣免烧砖体系中后，能够激发原料中的熟料，通过减少水泥的用量来降低免烧砖的生产成本，并提高砖的强度。专利cn2019100594021中公开了一种赤泥免烧砖用促进剂及其制备方法，由减水剂0.02～0.2份、三乙醇胺0.5～2份、硫酸钠1～7份、硫酸钾1～5份、氯化镁1～3份、氢氧化钠0.2～0.8份、硅酸钠1～5份和去离子水80～100份制备而成；将该促进剂加入到赤泥免烧砖体系中后，能够激发原料中sio2、al2o3中的熟料，通过减少水泥的用量来降低免烧砖的生产成本，并提高砖的强度。以上专利均是针对特定的原料研发的，由于白云岩废渣、赤泥和生活垃圾焚烧灰在组成上不同，故以上激发剂和促进剂在用于生活垃圾焚烧灰免烧砖时达不到很好的激发效果。专利cn2014105645667中公开了一种粉煤灰免烧砖用复合激发剂及其制备方法，所述激发剂由9～22.2份的氯化铁，15～52.6份的碳酸钠，15～50份的氢氧化钠和3～5份的超细沸石粉组成；该本发明引入了絮凝性较强的fe3+和渗透力较强的cl－复合成的激发剂提高了粉煤灰在免烧砖中的活性，提高了免烧砖中粉煤灰的掺量，提高免烧砖的早期强度、降低免烧砖生产成本。其主要利用fe3+和cl－复合起激发作用，且该复合激发剂分为s剂和j剂，在使用时需要分阶段加入，较为麻烦。技术实现要素：针对现有技术的不足，本发明提供了一种生活垃圾焚烧灰免烧砖用增强剂，既能起到激发生活垃圾焚烧灰的潜在活性，减少水泥的用量，从而降低生产成本，又能增强生活垃圾焚烧灰免烧砖的强度和耐久性，在生活垃圾焚烧灰免烧砖实际生产过程中具有生产方便、强度高、耐久性较好、环保节能的优点；本发明还提供其制备方法，科学合理，简单易行，适合工业化生产。本发明所述的生活垃圾焚烧灰免烧砖用增强剂，由以下重量份数的原料制成：减水剂0.1～1份、硫酸钙10～30份、碳酸钠8～20份、硫酸亚铁10～30份、硫酸镁10～25份、氯化钠5～15份、氯化钙10～20份、硅酸钠8～20份、氢氧化钙5～10份、氢氧化钠1～5份。优选地，所述的生活垃圾焚烧灰免烧砖用增强剂，由以下重量份数的原料制成：减水剂0.2～0.5份、硫酸钙25～30份、碳酸钠10～15份、硫酸亚铁10～15份、硫酸镁15～20份、氯化钠10～15份、氯化钙10～13、硅酸钠10～12份、氢氧化钙5～7份、氢氧化钠1～2份。更优选地，所述的生活垃圾焚烧灰免烧砖用增强剂，由以下重量份数的原料制成：减水剂0.3份、硫酸钙26份、碳酸钠12份、硫酸亚铁13份、硫酸镁15份、氯化钠14份、氯化钙11份、硅酸钠10份、氢氧化钙5份、氢氧化钠1份。其中，所述的减水剂为木质素磺酸盐系减水剂。优选地，所述的木质素磺酸盐系减水剂为木质素磺酸钙减水剂。硫酸钙、碳酸钠、硫酸亚铁、硫酸镁、氯化钠、氯化钙、硅酸钠、氢氧化钙、氢氧化钠均为工业产品。生活垃圾焚烧灰主要成分为：二氧化硅、三氧化二铁、三氧化二铝、二氧化铊、氧化钙、氧化镁和游离氧化钙等。本发明的增强剂配方中：硫酸钙、硫酸亚铁、硫酸镁提供硫酸根离子；碳酸钠、氢氧化钙、氢氧化钠提供碱性环境；硅酸钠提供硅酸根离子，这样焚烧灰的活性才能较为充分地发挥出来。这是因为碱性环境中oh-离子将促使焚烧灰中的硅氧聚合链的键破坏，加速焚烧灰的分散、溶解，并形成水化硅酸钙和水化铝酸钙。配方中的氯化钠、氯化钙提供一定量的氯离子、钙离子，如同楔子一样进入颗粒的缺陷和微裂纹部位，在原料内部形成强大的膨胀应力，在外力的作用下使得颗粒破碎增大了与水泥的接触面积，从而提高了焚烧灰免烧砖的强度。由于配方中各种原料在体系中的作用原理不同，各组分之间存在一定的协同效应，从而更加提高了焚烧灰免烧砖的强度。本发明根据生活垃圾焚烧灰的特性主要突出了硫酸盐与碱性物质的配比，同时根据原料配比要求，增强剂为粉体混合物，不宜制成液体溶液。本发明所述的生活垃圾焚烧灰免烧砖用增强剂的制备方法，步骤如下：(1)将硫酸钙、碳酸钠、硫酸亚铁、硫酸镁、氯化钠、氯化钙、硅酸钠、氢氧化钙、氢氧化钠粉碎至70-90目；(2)将配方量的减水剂及粉碎后的硫酸钙、碳酸钠、硫酸亚铁、硫酸镁、氯化钠、氯化钙、硅酸钠、氢氧化钙、氢氧化钠粉体在滚筒式搅拌机中混合均匀，即得生活垃圾焚烧灰免烧砖用增强剂。本发明所述的生活垃圾焚烧灰免烧砖用增强剂，在使用时，只需将其添加到生活垃圾焚烧灰免烧砖配方体系中即可，使用量为固体原料总质量的0.5～1％。与现有技术相比，本发明的有益效果如下：(1)本发明制备的生活垃圾焚烧灰免烧砖用增强剂既能起到激发生活垃圾焚烧灰的潜在活性，减少水泥的用量，从而降低生产成本，又能增强生活垃圾焚烧灰免烧砖的强度和耐久性，在生活垃圾焚烧灰免烧砖实际生产过程中具有生产方便、强度高、耐久性较好、环保节能的优点；(2)本发明采用的原料价格低廉，制备方法简单易行，适合工业化生产。具体实施方式下面结合实施例对本发明做进一步说明，但不限定本发明。实施例1一种生活垃圾焚烧灰免烧砖用增强剂的制备方法，包括以下步骤：将研磨至80目的硫酸钙26kg、碳酸钠12kg、硫酸亚铁13kg、硫酸镁15kg、氯化钠14kg、氯化钙11kg、硅酸钠10kg、氢氧化钙5kg、氢氧化钠1kg与0.3kg木质素磺酸钙于滚筒式搅拌机中混合均匀即可。其具体使用方法如下：称取分拣过的并去除其中废塑料、废木屑等杂质的生活垃圾焚烧灰78kg、河沙14kg、称取水泥8kg、增强剂0.5kg进行碾压式搅拌20min，并在搅拌过程中加适量水调节混合物湿度，得到原料混合物；将搅拌后的原料混合物缓慢倒入模具中，轻微抖动使其平整在冲压制砖机中，以25mpa压力压制60s成型；将砖坯自然养护15天干燥后既得成品。实施例2一种生活垃圾焚烧灰免烧砖用固化剂的制备方法，包括以下步骤：将研磨至80目的硫酸钙26kg、碳酸钠12kg、硫酸亚铁13kg、硫酸镁15kg、氯化钠14kg、氯化钙11kg、硅酸钠10kg、氢氧化钙5kg、氢氧化钠1kg与0.3kg木质素磺酸钙于滚筒式搅拌机中混合均匀即可。其具体使用方法举例如下：称取分拣过的并去除其中废塑料、废木屑等杂质的生活垃圾焚烧灰78kg、河沙14kg、称取水泥8kg、增强剂0.7kg进行碾压式搅拌20min，并在搅拌过程中加适量水调节混合物湿度，得到原料混合物；将搅拌后的原料混合物缓慢倒入模具中，轻微抖动使其平整在冲压制砖机中，以25mpa压力压制60s成型；将砖坯自然养护15天干燥后既得成品。实施例3一种生活垃圾焚烧灰免烧砖用固化剂的制备方法，包括以下步骤：将研磨至80目的硫酸钙26kg、碳酸钠12kg、硫酸亚铁13kg、硫酸镁15kg、氯化钠14kg、氯化钙11kg、硅酸钠10kg、氢氧化钙5kg、氢氧化钠1kg与0.3kg木质素磺酸钙于滚筒式搅拌机中混合均匀即可。其具体使用方法举例如下：称取分拣过的并去除其中废塑料、废木屑等杂质的生活垃圾焚烧灰78kg、河沙14kg、称取水泥8kg、增强剂0.9kg进行碾压式搅拌20min，并在搅拌过程中加适量水调节混合物湿度，得到原料混合物；将搅拌后的原料混合物缓慢倒入模具中，轻微抖动使其平整在冲压制砖机中，以25mpa压力压制60s成型；将砖坯自然养护15天干燥后既得成品。实施例4一种生活垃圾焚烧灰免烧砖用固化剂的制备方法，包括以下步骤：将研磨至80目的硫酸钙26kg、碳酸钠12kg、硫酸亚铁13kg、硫酸镁15kg、氯化钠14kg、氯化钙11kg、硅酸钠10kg、氢氧化钙5kg、氢氧化钠1kg与0.3kg木质素磺酸钙于滚筒式搅拌机中混合均匀即可。其具体使用方法举例如下：称取分拣过的并去除其中废塑料、废木屑等杂质的生活垃圾焚烧灰78kg、河沙14kg、称取水泥8kg、增强剂1.2kg进行碾压式搅拌20min，并在搅拌过程中加适量水调节混合物湿度，得到原料混合物；将搅拌后的原料混合物缓慢倒入模具中，轻微抖动使其平整在冲压制砖机中，以25mpa压力压制60s成型；将砖坯自然养护15天干燥后既得成品。对比例1本对比例与实施例4相比，不同点仅在于免烧砖配方中不加入增强剂，具体步骤如下：称取分拣过的并去除其中废塑料、废木屑等杂质的生活垃圾焚烧灰78kg、河沙14kg、称取水泥8kg进行碾压式搅拌20min，并在搅拌过程中加适量水调节混合物湿度，得到原料混合物；将搅拌后的原料混合物缓慢倒入模具中，轻微抖动使其平整在冲压制砖机中，以25mpa压力压制60s成型；将砖坯自然养护15天干燥后既得成品。对比例2本对比例增加了免烧砖中水泥、河沙的用量，具体步骤如下：称取分拣过的并去除其中废塑料、废木屑等杂质的生活垃圾焚烧灰52kg、河沙33kg、称取水泥15kg进行碾压式搅拌20min，并在搅拌过程中加适量水调节混合物湿度，得到原料混合物；将搅拌后的原料混合物缓慢倒入模具中，轻微抖动使其平整在冲压制砖机中，以25mpa压力压制60s成型；将砖坯自然养护15天干燥后既得成品。对实施例1-4和对比例1-2制得的成品的抗压强度进行测试，具体对比数据如表1所示。表1实施例1-4和对比例1-2制得的成品的抗压强度项目抗压强度(mpa)实施例116实施例219实施例324实施例423对比例110对比例217由表1中实施例1-4可以看出，随着增强剂用量的增加所制备的生活垃圾焚烧灰免烧砖其强度增加，但当增强剂用量大于1％时后续增强效果不明显；由对比例1与各实施例对比可以看出，在生活垃圾焚烧灰免烧砖制备体系中加入本发明中的增强剂，可大大提高成品砖的抗压强度；由对比例1与对比例2可以看出，要使得免烧砖接近实施例1中的强度，在不添加促进剂的情况下需要大大增加水泥和河沙的用量，导致生产成本要比实施例1高40％以上，因此在生活垃圾焚烧灰免烧砖制备体系中加入本发明中的增强剂，可大大降低生产成本。上述实施例的作用在于说明本发明的实质性内容，但并不以此限定本发明的保护范围。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和保护范围。当前第1页12