一种高透水高散热抗融冻的发泡干粉砂浆及其制备方法 |
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| 申请号 | CN201610841905.0 | 申请日 | 2016-09-21 | 公开(公告)号 | CN106477986A | 公开(公告)日 | 2017-03-08 |
| 申请人 | 东莞市联洲知识产权运营管理有限公司; | 发明人 | 王文庆; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供一种高透 水 高 散热 抗融冻的发泡干粉 砂浆 ，所述高透水高散热抗融冻的发泡干粉砂浆包括建筑 混凝土 和砖渣构成再生建筑 骨料 、工业矿物垃圾 二 氧 化 硅 、三氧化二 铝 、四氧化三 铁 、二氧化 钛 、氧化镁和 氧化 钙 构成的再生矿物骨料、工业纺织垃圾天然 纤维 、化学纤维和再生纤维构成的再生纤维材料、 水泥 和保水剂、 减水剂 、黏合剂、 增稠剂 。本发明制备的发泡干粉砂浆制备的混凝土采用多种工业建筑垃圾作为原料，制备的混凝土具有孔隙率大，透水性好，散热性好，强度高，易维护，易清理，色彩多样的特点，适合范围广泛。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种高透水高散热抗融冻的发泡干粉砂浆，其特征在于：所述高透水高散热抗融冻的发泡干粉砂浆包括再生建筑骨料、再生矿物骨料、再生纤维材料、水泥和助剂，所述再生建筑骨料由建筑垃圾中的混凝土和砖渣构成，所述再生矿物骨料由工业矿物垃圾中的二氧化硅、三氧化二铝、四氧化三铁、二氧化钛、氧化镁和氧化钙构成，所述再生纤维材料由工业纺织垃圾纤维、纱线和织物构成，所述再生纤维材料为天然纤维、化学纤维和再生纤维的一种或几种，所述助剂可为保水剂、减水剂、黏合剂、增稠剂中的一种或几种。 |
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| 说明书全文 | 一种高透水高散热抗融冻的发泡干粉砂浆及其制备方法技术领域背景技术[0002] 建筑砂浆广泛应用于砌筑、抹面、修补、灌浆及粘贴饰面材料等工程中，是建筑工程中用量较大的建筑材料之一，建筑砂浆的主要材料是水泥和砂。随着中国基本建设的发展，建筑用砂浆量不断增大，而且在城市化建设过程会产生了大量建筑垃圾，不仅浪费自然资源，而且破坏了生态环境，污染环境，影响生态平衡。因此绿色建筑砂浆成为研究的热点。 [0003] 绿色建筑砂浆是指在原材料及生产方式等方面，如将以工业废渣矿渣、粉煤灰为主要原料制成的生态型水泥代替通用水泥，以建筑垃圾破碎筛分后得到的细骨料(称为再生砂)代替天然砂，具有资源、能源消耗低，大量利用废弃资源，不破坏环境，更有利于环境，并且可以循环利用的特点的建筑砂浆。基于绿色建筑砂浆的品种也从普通的承载混凝土往生态混凝土等功能性混凝土方向发展。 [0004] 中国专利CN104153512B公开的一种建筑垃圾发泡混凝土复合保温砌块的加工方法，将废混凝土和废砖混合，粗破形成再生粗骨料，与天然砂混合细碎形成机械强化骨料，再与水泥、粉煤灰、硅灰、磨细矿渣、高岭土、早强剂、速凝剂、稳泡剂、防水剂、增强剂、抗裂剂和水搅拌均匀，再加入发泡剂后，得到发泡混凝土砌块。中国专利CN 103880364A公开的一种工业废弃物透水混凝土及其制备方法，将水泥、硅灰、废石、粉煤灰混合均匀后再分别加入减水剂和水，搅拌出罐得到透水混凝土。中国专利CN 104478361A公开的一种掺入工农业固体废弃物的再生骨料透水陶粒混凝土及制备，以再生粗骨料和陶粒为混凝土的粗骨料，加入经过预处理的工业废料、农业剩余物以及生活垃圾等工农业固体废弃物作为掺合料，再加入水泥、水、高效减水剂和增强料配制胶结料，经搅拌和成型后，覆膜养护得到。 [0005] 由上述现有技术可知，经过处理的建筑垃圾，可以与其他材料粘合制备得到多种性能的混凝土。本发明在现有技术的基础上，利用建筑垃圾作为原料，结合其他功能性物质，制备得到高透水高散热抗融冻的发泡干粉砂浆及其混凝土。 发明内容[0006] 本发明要解决的技术问题是提供一种高透水高散热抗融冻的发泡干粉砂浆及其制备方法，建筑混凝土和砖渣构成再生建筑骨料、工业矿物垃圾二氧化硅、三氧化二铝、四氧化三铁、二氧化钛、氧化镁和氧化钙构成的再生矿物骨料、工业纺织垃圾天然纤维、化学纤维和再生纤维构成的再生纤维材料作为功能原料，与水泥和保水剂、减水剂、黏合剂、增稠剂混合，制备发泡干粉砂浆。本发明制备的发泡干粉砂浆充分利用了多种工业垃圾，提高工业垃圾的经济价值，且制备的混凝土具有孔隙率大，透水性好，散热性好，强度高，易维护，易清理，色彩多样的特点，适合范围广泛。 [0007] 为解决上述技术问题，本发明的技术方案是： [0008] 一种高透水高散热抗融冻的发泡干粉砂浆，所述高透水高散热抗融冻的发泡干粉砂浆包括再生建筑骨料、再生矿物骨料、再生纤维材料、水泥和助剂，所述再生建筑骨料由建筑垃圾中的混凝土和砖渣构成，所述再生矿物骨料由工业矿物垃圾中的二氧化硅、三氧化二铝、四氧化三铁、二氧化钛、氧化镁和氧化钙构成，所述再生纤维材料由工业纺织垃圾纤维、纱线和织物构成，所述再生纤维材料为天然纤维、化学纤维和再生纤维的一种或几种，所述助剂可为保水剂、减水剂、黏合剂、增稠剂中的一种或几种。 [0009] 本发明还提供一种高透水高散热抗融冻的发泡干粉砂浆的制备方法，包括以下步骤： [0010] (1)将建筑垃圾中的混凝土和砖渣收集，经锤击振捣粉碎至粒径为5-10cm的颗粒，烘干，加入天然砂，经超声处理，再磨细，得到再生建筑骨料； [0011] (2)将工业矿物垃圾加热至750-800℃，再以10℃/min的速度升温至1200-1500℃煅烧后，再自然降温至750-800℃后，以5-10℃/min的速度降温至400℃，保温处理，再用冷水淬冷降温，得到再生矿物骨料； [0012] (3)将工业纺织垃圾纤维、纱线和织物收集，经剪裁成长度不大于10cm的原料，浸入酶溶液中，搅拌，振荡，取出，晒干，得到再生纤维材料； [0013] (4)将再生建筑骨料、再生矿物骨料、再生纤维材料、水泥和助剂混合，搅拌，得到高透水高散热抗融冻的发泡干粉砂浆。 [0015] 作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，超声处理的功率为700-800W，时间为30-60min。 [0016] 作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中,所述建筑骨料的粒径为5-10mm。 [0017] 作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，所述工业矿物垃圾包括二氧化硅、三氧化二铝、四氧化三铁、二氧化钛、氧化镁和氧化钙。 [0018] 作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，所述再生矿物骨料的粒径为0.5-2mm。 [0019] 作为上述技术方案的优选，所述步骤(3)中，再生纤维材料的长度为2-5cm。 [0020] 作为上述技术方案的优选，所述步骤(4)中高透水高散热抗融冻的发泡干粉砂浆中的组分，按重量份计，包括再生建筑骨料80-100份、再生矿物骨料50-70份、再生纤维材料30-40份、水泥60-80份和助剂15-30份。 [0022] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果： [0023] (1)本发明制备的高透水高散热抗融冻的发泡干粉砂浆中含有多种工业垃圾原料，其中建筑垃圾选用混凝土和砖渣，工业垃圾选用矿物垃圾和纺织垃圾，根据原料的性能分别处理，充分发挥原料的性能，得到颗粒状和纤维状的材料，提高垃圾的经济效应，促进经济可持续发展，避免资源浪费。 [0024] (2)本发明制备的高透水高散热抗融冻的发泡干粉砂浆中含有纤维状材料，纤维的存在可以降低微裂缝尖端的应力集中，而且由于纤维在保温砂浆中呈三维乱向分布，防止微裂扩展，防止和抑制裂缝出现，能很好的提高混凝土机械强度，提高混凝土的机械强度。 [0025] (3)本发明制备的高透水高散热抗融冻的发泡干粉砂浆中含有颗粒状建筑骨料和矿物骨料，色彩丰富，可以提高混凝土的透水透气散热性能，防止出现积水。 [0026] (4)本发明制备的高透水高散热抗融冻的发泡干粉砂浆制备方法简便，效率高，充分利用了多种工业垃圾，提高工业垃圾的经济价值，且制备的混凝土具有孔隙率大，透水性好，散热性好，强度高，易维护，易清理，色彩多样的特点，适合范围广泛。 具体实施方式[0027] 下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。 [0028] 实施例1： [0029] (1)将建筑垃圾中的混凝土和砖渣收集，经锤击振捣粉碎至粒径为5cm的颗粒，90℃下烘干至颗粒的含水率为3％，然后按照质量比为1:0.1，将颗粒与天然砂混合，经700W功率的超声处理30min，再磨细，得到粒径为5mm的再生建筑骨料。 [0030] (2)将工业矿物垃圾加热至750℃，再以10℃/min的速度升温至1200℃煅烧后，再自然降温至750℃后，以5℃/min的速度降温至400℃，保温处理，再用冷水淬冷降温，得到粒径为0.5mm的再生矿物骨料，其中再生矿物骨料的组分，按重量份计，包括二氧化硅30份、三氧化二铝20份、四氧化三铁10份、二氧化钛15份、氧化镁5份和氧化钙6份。 [0031] (3)将工业纺织垃圾纤维、纱线和织物收集，经剪裁成长度不大于10cm的原料，浸入3g/L的酶溶液中，在50℃下搅拌60min，振荡2h，取出，晒干，得到长度为2cm的再生纤维材料。 [0032] (4)按重量份计，将再生建筑骨料100份、再生矿物骨料50份和再生纤维材料30份混合均匀后，加入水泥60份和保水剂、减水剂、黏合剂、增稠剂15份混合，搅拌，得到高透水高散热抗融冻的发泡干粉砂浆。 [0033] (5)按水灰比0.3，将高透水高散热抗融冻的发泡干粉砂浆与水混合后，经装摸、成型、压实、固化和养护后得到高透水高散热抗融冻的发泡混凝土。 [0034] 实施例2： [0035] (1)将建筑垃圾中的混凝土和砖渣收集，经锤击振捣粉碎至粒径为10cm的颗粒，100℃下烘干至颗粒的含水率为5％，然后按照质量比为1:0.3，将颗粒与天然砂混合，经 800W功率的超声处理60min，再磨细，得到粒径为10mm的再生建筑骨料。 [0036] (2)将工业矿物垃圾加热至800℃，再以10℃/min的速度升温至1500℃煅烧后，再自然降温至800℃后，以10℃/min的速度降温至400℃，保温处理，再用冷水淬冷降温，得到粒径为2mm的再生矿物骨料，其中再生矿物骨料的组分，按重量份计，包括二氧化硅50份、三氧化二铝40份、四氧化三铁30份、二氧化钛20份、氧化镁10份和氧化钙8份。 [0037] (3)将工业纺织垃圾纤维、纱线和织物收集，经剪裁成长度不大于10cm的原料，浸入6g/L的酶溶液中，在60℃下搅拌90min，振荡3h，取出，晒干，得到长度为5cm的再生纤维材料。 [0038] (4)按重量份计，将再生建筑骨料80份、再生矿物骨料70份和再生纤维材料40份混合均匀后，加入水泥80份和保水剂、减水剂、30份混合，搅拌，得到高透水高散热抗融冻的发泡干粉砂浆。 [0039] (5)按水灰比0.35，将高透水高散热抗融冻的发泡干粉砂浆与水混合后，经装摸、成型、压实、固化和养护后得到高透水高散热抗融冻的发泡混凝土。 [0040] 实施例3： [0041] (1)将建筑垃圾中的混凝土和砖渣收集，经锤击振捣粉碎至粒径为8cm的颗粒，95℃下烘干至颗粒的含水率为4％，然后按照质量比为1:0.2，将颗粒与天然砂混合，经750W功率的超声处理40min，再磨细，得到粒径为6mm的再生建筑骨料。 [0042] (2)将工业矿物垃圾加热至780℃，再以10℃/min的速度升温至1200℃煅烧后，再自然降温至780℃后，以6℃/min的速度降温至400℃，保温处理，再用冷水淬冷降温，得到粒径为1mm的再生矿物骨料，其中再生矿物骨料的组分，按重量份计，包括二氧化硅40份、三氧化二铝30份、四氧化三铁20份、二氧化钛17份、氧化镁8份和氧化钙7份。 [0043] (3)将工业纺织垃圾纤维、纱线和织物收集，经剪裁成长度不大于10cm的原料，浸入4g/L的酶溶液中，在55℃下搅拌75min，振荡2.5h，取出，晒干，得到长度为4cm的再生纤维材料。 [0044] (4)按重量份计，将再生建筑骨料90份、再生矿物骨料60份和再生纤维材料35份混合均匀后，加入水泥70份和保水剂、减水剂、黏合剂、增稠剂20份混合，搅拌，得到高透水高散热抗融冻的发泡干粉砂浆。 [0045] (5)按水灰比0.32，将高透水高散热抗融冻的发泡干粉砂浆与水混合后，经装摸、成型、压实、固化和养护后得到高透水高散热抗融冻的发泡混凝土。 [0046] 实施例4： [0047] (1)将建筑垃圾中的混凝土和砖渣收集，经锤击振捣粉碎至粒径为8cm的颗粒，98℃下烘干至颗粒的含水率为4.2％，然后按照质量比为1:0.15，将颗粒与天然砂混合，经780W功率的超声处理40min，再磨细，得到粒径为7mm的再生建筑骨料。 [0048] (2)将工业矿物垃圾加热至780℃，再以10℃/min的速度升温至1350℃煅烧后，再自然降温至780℃后，以10℃/min的速度降温至400℃，保温处理，再用冷水淬冷降温，得到粒径为1.5mm的再生矿物骨料，其中再生矿物骨料的组分，按重量份计，包括二氧化硅35份、三氧化二铝25份、四氧化三铁15份、二氧化钛15份、氧化镁5份和氧化钙7份。 [0049] (3)将工业纺织垃圾纤维、纱线和织物收集，经剪裁成长度不大于10cm的原料，浸入4g/L的酶溶液中，在50℃下搅拌80min，振荡2.5h，取出，晒干，得到长度为5cm的再生纤维材料。 [0050] (4)按重量份计，将再生建筑骨料85份、再生矿物骨料55份和再生纤维材料35份混合均匀后，加入水泥70份和保水剂、减水剂、黏合剂、增稠剂20份混合，搅拌，得到高透水高散热抗融冻的发泡干粉砂浆。 [0051] (5)按水灰比0.35，将高透水高散热抗融冻的发泡干粉砂浆与水混合后，经装摸、成型、压实、固化和养护后得到高透水高散热抗融冻的发泡混凝土。 [0052] 实施例5： [0053] (1)将建筑垃圾中的混凝土和砖渣收集，经锤击振捣粉碎至粒径为10cm的颗粒，90℃下烘干至颗粒的含水率为5％，然后按照质量比为1:0.2，将颗粒与天然砂混合，经800W功率的超声处理30min，再磨细，得到粒径为10mm的再生建筑骨料。 [0054] (2)将工业矿物垃圾加热至750℃，再以10℃/min的速度升温至1500℃煅烧后，再自然降温至750℃后，以10℃/min的速度降温至400℃，保温处理，再用冷水淬冷降温，得到粒径为2mm的再生矿物骨料，其中再生矿物骨料的组分，按重量份计，包括二氧化硅30份、三氧化二铝40份、四氧化三铁10份、二氧化钛20份、氧化镁5份和氧化钙8份。 [0055] (3)将工业纺织垃圾纤维、纱线和织物收集，经剪裁成长度不大于10cm的原料，浸入6g/L的酶溶液中，在50℃下搅拌90min，振荡2h，取出，晒干，得到长度为5cm的再生纤维材料。 [0056] (4)按重量份计，将再生建筑骨料90份、再生矿物骨料70份和再生纤维材料35份混合均匀后，加入水泥60份和保水剂、减水剂、黏合剂、增稠剂30份混合，搅拌，得到高透水高散热抗融冻的发泡干粉砂浆。 [0057] (5)按水灰比0.35，将高透水高散热抗融冻的发泡干粉砂浆与水混合后，经装摸、成型、压实、固化和养护后得到高透水高散热抗融冻的发泡混凝土。 [0058] 实施例6： [0059] (1)将建筑垃圾中的混凝土和砖渣收集，经锤击振捣粉碎至粒径为10cm的颗粒，95℃下烘干至颗粒的含水率为4％，然后按照质量比为1:0.3，将颗粒与天然砂混合，经800W功率的超声处理60min，再磨细，得到粒径为8mm的再生建筑骨料。 [0060] (2)将工业矿物垃圾加热至800℃，再以10℃/min的速度升温至1500℃煅烧后，再自然降温至800℃后，以5℃/min的速度降温至400℃，保温处理，再用冷水淬冷降温，得到粒径为1.5mm的再生矿物骨料，其中再生矿物骨料的组分，按重量份计，包括二氧化硅45份、三氧化二铝25份、四氧化三铁25份、二氧化钛15份、氧化镁5份和氧化钙8份。 [0061] (3)将工业纺织垃圾纤维、纱线和织物收集，经剪裁成长度不大于10cm的原料，浸入5g/L的酶溶液中，在60℃下搅拌80min，振荡3h，取出，晒干，得到长度为5cm的再生纤维材料。 [0062] (4)按重量份计，将再生建筑骨料90份、再生矿物骨料65份和再生纤维材料30份混合均匀后，加入水泥80份和保水剂、减水剂、黏合剂、增稠剂30份混合，搅拌，得到高透水高散热抗融冻的发泡干粉砂浆。 [0063] (5)按水灰比0.35，将高透水高散热抗融冻的发泡干粉砂浆与水混合后，经装摸、成型、压实、固化和养护后得到高透水高散热抗融冻的发泡混凝土。 [0064] 经检测，实施例1-6制备的高透水高散热抗融冻的发泡混凝土的透水率、机械强度、散热能力的结果如下所示： [0065] 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6 孔隙率(％) 23 20 22 21 23 22 透水系数(cm/s) 1.46 1.50 1.46 1.49 1.48 1.47 抗压强度(MPa) 19.7 18.4 19.2 18.5 17.9 18.0 导热系数(W/㎡·K) 13.0 12.1 12.5 12.8 12.9 12.7 [0066] 由上表可见，本发明制备的高透水高散热抗融冻的发泡混凝土的孔隙大，透水性好，抗压强度好，导热系数大，散热性好。 [0067] 上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。 |
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