一种免烧砖及其制备方法与流程

本发明属于固废处理，具体涉及一种免烧砖及其制备方法。

背景技术：

1、河流湖泊由于自然侵蚀作用和人为的不当开发等因素，湖泊淤塞、河道淤积等弊端日益突出，其调蓄、航运等作用也受到很大损害。而针对上述事实开展的周期性大规模清淤疏通工作也逐渐增多，藉此产生大量淤泥。河湖淤泥一般含有大量的有害物质，如果得不到有效处理，随意排放堆积，不仅侵占大量农田耕地，也会污染周围水体与土壤，甚至地下水。

2、此外，随着建筑行业的发展和城市化进程的加快，在建设过程当中产生的建筑垃圾数量也越来越多，这已经成为了城市垃圾当中涵盖比例非常大的一类固废垃圾。这些建筑垃圾中，约60%的建筑垃圾是可再利用的，但很多建筑垃圾的处理方式非常简单粗暴，例如直接将建筑垃圾随意填埋、倾倒、焚烧等，这些处理方式不仅浪费资源，而且还会破坏生态环境，导致土地质量下降、空气质量恶化、水资源受到破坏，引起洪水等自然灾害。

3、因此，淤泥和建筑垃圾的资源化再利用对于社会发展和绿色循环经济均有重大意义。现有相关技术中，已公开多种河湖淤泥制备免烧砖的配方与工艺，但存在物料组分复杂、成本高、免烧砖强度低等问题。例如，一些方案中，采用硫酸亚铁、硫酸铁、硫酸钠、氯化镁、硫酸钾、硫酸铵、氯化钙、分散剂、螯合剂与水混合形成胶凝剂，组分极为复杂。虽然该方法可以有效制备抗压强度和抗折性能良好的淤泥免烧砖，却引入了大量的辅助料，不仅增加了砖体的制造成本，还破坏了砖制品的可再生性。而一些方案中，虽然免烧砖使用的原料为河湖淤泥，但制成的淤泥免烧砖抗压抗折性能较弱，难以符合实际的应用要求。可见，现有相关技术缺乏将淤泥和建筑垃圾作为原料，组分简单、成本低廉，且产品材料性能高的免烧砖配方和工艺。

技术实现思路

1、本发明提供一种免烧砖及其制备方法，形成一种疏浚河湖淤泥和建筑垃圾再生骨料制备高强度免烧砖的配方和工艺。该免烧砖原料中采用大量的固废材料，利用原料组分间的协同作用，使得该免烧砖具有优异的力学性能；制备方法工艺简单、成本低廉、对环境友好，实现了固废的资源化处理。

2、本发明的第一方面，提供免烧砖的制备配方，本发明的免烧砖按质量份数计，原料包括：淤泥20~50份，建筑垃圾再生骨料20~50份，固化剂20~50份，胶凝剂2~6份，早强剂0.02~1份；向原料中加入的水与所述原料的质量比为（0.10~0.12）：1。

3、可选地，所述固化剂包括水泥和石膏。

4、可选地，所述水泥和石膏的质量比为1：（0.1~0.4）。

5、可选地，所述胶凝剂包括水玻璃和氢氧化钠。

6、可选地，所述水玻璃和氢氧化钠的质量比为1：（0.1~0.4）。

7、可选地，所述早强剂为三乙醇胺。

8、可选地，上述方案基础的一种优选配方是，免烧砖按照质量百分比计，由以下原料制备而成：淤泥20~50%，建筑垃圾再生骨料20~50%，普通硅酸盐水泥20~40%，石膏1~8%，水玻璃1~5%，氢氧化钠0.2~1%，三乙醇胺0.02~1%，向原料中加入的水与所述原料的质量比控制在（0.10~0.12）：1。

9、更优选的一种配方是，免烧砖按照质量份数计，由以下原料制备而成：淤泥20份，建筑垃圾再生骨料40份，普通硅酸盐水泥30份，石膏7份，水玻璃2份，氢氧化钠0.5份，三乙醇胺0.5份，向原料中加入的水与所述原料的质量比为0.12：1。

10、可选地，所述淤泥为太湖淤泥，各成分按质量分数计，包括：二氧化硅60~63%，氧化铝18~21%，氧化铁5.5~7.5%，氧化钙0.8~1.8%，氧化锰1~1.5%，碱金属氧化物3~4.5%。

11、可选地，所述淤泥经晾晒风干、粉碎以及筛分处理。

12、可选地，淤泥为干颗粒，淤泥粒径为0.1~2mm，含水率≤10%。

13、可选地，所述建筑垃圾再生骨料由建筑垃圾粉碎与筛分处理后获得；所述建筑垃圾包括混凝土块、碎砖瓦、碎沙石或碎玻璃中的一种或多种；所述建筑垃圾再生骨料的粒径为2~5mm。

14、可选地，所述石膏经粉碎、筛分处理，粒径为0.1~0.5mm。

15、本发明第二方面，提供上述的免烧砖的制备方法，包括：将淤泥、建筑垃圾再生骨料、固化剂在搅拌机中混合均匀，形成物料；将胶凝剂、早强剂溶解于称量好的水中，形成溶液；将溶液分多次加入所述物料中，搅拌均匀形成混合料；将混合料装入模具中，压实，脱模，得到免烧砖；将免烧砖进行养护，获得免烧砖成品。

16、可选地，所述养护指在标准条件下养护28天，所述标准条件为空间湿度rh95%、温度25℃。

17、本发明的免烧砖，充分利用太湖淤泥和建筑垃圾再生骨料等固体废弃物，并通过添加适量的固化剂、胶凝剂、早强剂等辅助料，制得免烧结砖，其具有强度高、稳定性好等优点。本发明将淤泥和建筑垃圾再生骨料用于制备免烧结砖，既能节约大量的天然砂石资源、解决天然骨料资源日趋紧张的局面、保护生态环境，又能解决河湖淤泥和建筑垃圾再生骨料堆放、占地和环境污染等问题，变废为宝，具有显著的社会效益、经济效益和环境效益。

18、更具体而言，本发明通过免烧砖配方的优化，对固化剂、胶凝剂和早强剂的药剂种类选择进行优化，对淤泥、建筑垃圾骨料、水泥、石膏等原料进行预处理而控制其粒径在优选范围之内，使制备的免烧砖强度高、力学性能好，满足砖体的实际应用需求。该免烧砖的制备方法简便易行，成本较低，可工厂化生产。

技术特征：

1.一种免烧砖，其特征在于，按质量份数计，原料包括：淤泥20~50份，建筑垃圾再生骨料20~50份，固化剂20~50份，胶凝剂2~6份，早强剂0.02~1份；向原料中加入的水与所述原料的质量比为(0.10~0.12)：1。

2.根据权利要求1所述的免烧砖，其特征在于，所述固化剂包括水泥和石膏，所述水泥和石膏的质量比为1：（0.1~0.4）。

3.根据权利要求1所述的免烧砖，其特征在于，所述胶凝剂包括水玻璃和氢氧化钠，所述水玻璃和氢氧化钠的质量比为1：（0.1~0.4）。

4.根据权利要求1所述的免烧砖，其特征在于，所述早强剂为三乙醇胺。

5.根据权利要求1所述的免烧砖，其特征在于，所述淤泥为太湖淤泥，各成分按质量分数计，包括：二氧化硅60~63%，氧化铝18~21%，氧化铁5.5~7.5%，氧化钙0.8~1.8%，氧化锰1~1.5%，碱金属氧化物3~4.5%。

6.根据权利要求1所述的免烧砖，其特征在于，所述淤泥粒径为0.1~2mm，含水率≤10%。

7.根据权利要求1所述的免烧砖，其特征在于，所述建筑垃圾再生骨料由建筑垃圾粉碎与筛分处理后获得；所述建筑垃圾包括混凝土块、碎砖瓦、碎沙石或碎玻璃中的一种或多种；所述建筑垃圾再生骨料的粒径为2~5mm。

8.根据权利要求1所述的免烧砖，其特征在于，所述石膏的粒径为0.1~0.5mm。

9.根据权利要求1所述的免烧砖，其特征在于，所述固化剂包括普通硅酸盐水泥和石膏，所述胶凝剂包括水玻璃和氢氧化钠，所述早强剂包括三乙醇胺；

10.权利要求1-9任一所述的免烧砖的制备方法，其特征在于，包括：将淤泥、建筑垃圾再生骨料、固化剂在搅拌机中混合均匀，形成物料；将胶凝剂、早强剂溶解于水中，形成溶液；将溶液分多次加入所述物料中，搅拌均匀形成混合料；将混合料装入模具中，压实，脱模，得到免烧砖；将免烧砖进行养护，获得免烧砖成品。

技术总结
本发明涉及固废处理技术领域，提供一种免烧砖及其制备方法。免烧砖按质量份数计，原料包括：淤泥20~50份，建筑垃圾再生骨料20~50份，固化剂20~50份，胶凝剂2~6份，早强剂0.02~1份；物料配制的水料比为0.10~0.12。本发明将固废有效资源化，充分利用了淤泥和建筑垃圾，制得的免烧砖具有较高的抗压强度，性能优良，且该免烧砖的制备方法简便易行，成本较低，可工厂化生产。

技术研发人员：周海云,鲍业闯,徐振佳,袁思佳,崔卫方,黄俊云,涂勇,包健
受保护的技术使用者：江苏省环境工程技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/6