技术领域
[0001] 本
发明属于节能
建筑材料技术领域，涉及一种能够充分利用废玻璃制作轻质发泡混凝土装饰砌块的加工方法及其加工而成的砌块。
背景技术
[0002] 玻璃广泛用于建筑、
船舶、日用、医疗、化学、
电子、仪表、核工程等领域，已成为人民生活、生产及尖端技术所不可缺少的新材料。与此同时也不可避免地产生了许多玻璃废弃物，形成大量的废玻璃。就玻璃生产企业而言，正常生产情况下，从平板玻璃原片上切裁下来的边
角玻璃占玻璃生产总量的15-25%，还有相当一部分废玻璃是在定期停产时产生的，占玻璃生产总量的5-10%。人们日常生活中丢弃的玻璃包
装瓶罐及打碎的玻璃窗碎片等也是产生废玻璃的来院之一。据欧美一些发达国家统计，废玻璃量占城市垃圾总量的4-8%。作为建筑废弃物的重要组分之一，碎玻璃在国内外混凝土用再生
骨料的标准中是作为杂质并严格限制含量的。因此在进行建筑废弃物资源化再生利用时，需要为碎玻璃寻找适宜的再生利用途径。
[0003] 近十年来，我国持续贯彻执行建筑节能政策，发展绿色建筑和
循环经济，节能型轻质建筑材料的研发和应用受到高度重视。因此发泡混凝土得到持续发展，在墙体砌筑砌块、屋面保温板、墙体保温板块、复合墙板等得到应用。而装饰
混凝土砌块也得到同步发展，并随着装饰混凝土砌块的生产与应用量不断增加，使用区域也不断扩大，规格、品种也呈增长态势，通过前期预加工或后期处理使砌块外表面具有类似天然石材的装饰效果。装饰混凝土砌块主要用作
建筑物的墙体材料，用其砌筑后不再需要进行外装修，也可用于市政、
水利、园林等景观工程。而如何进一步提高装饰混凝土砌块的装饰效果、减轻砌体自重、改善热工性能，是装饰混凝土砌块的发展方向之一。
[0004] 目前，在国内外建筑垃圾再生骨料技术标准中，通常将碎玻璃归类为杂质并要求控制其含量。原因是玻璃可能会参与混凝土中的
碱-骨料反应而产生膨胀，造成普通混凝土结构破坏。
[0005] 国内
现有技术中不乏采用粉末态玻璃碎粒作为砌块组分的技术方案，如“
申请号：201210149232.4，名称：一种重质混凝土内养护材料及其制备方法”以及“申请号：
201410076920.1，名称：一种采用
水泥为
凝结材料的环保再生玻璃砖及其制造方法”的
专利文献。但其在使用中均是将玻璃
粉碎为粉末状态，作为提高砌块
密度的组分；在成型过程中甚至还需要进行
烧结处理（形成类似陶瓷相，以增加砌块的强度）。我们认为在现有技术中未对废旧玻璃性能进行充分的利用。
发明内容
[0006] 本发明针对以上问题，提供了一种充分利用废旧玻璃的特性，使得砌块密度小、保温
隔热、抗裂、装饰效果好，且制备工艺简单、成本低廉的轻质发泡混凝土装饰砌块的加工方法。
[0007] 本发明的技术方案是：包括以下重量份的组分：
[0008] 水泥为18%-40%，
[0009] 玻璃碎粒为20%-50%，
[0012] 改性剂为2.4%-4.2%，
[0013] 水为26%-39%；
[0014] 将以上重量份的各组分混合后，再加入除水以外物料总重量0.3%-1.7%的双
氧水后经高速搅拌制成发泡混凝土装饰砌块料浆，浇注入模后再经发泡、脱模、养护、饰面处理步骤制成；
[0015] 所述玻璃碎粒包括粒径尺寸为：大于4.75mm、4.75-2.36mm、2.36-1.18mm、1.18-0.60mm、0.60-0.30mm和小于0.30mm；各粒径尺寸玻璃碎粒在玻璃碎粒总量中比例为：
[0016] 大于4.75mm占9-20%、4.75-2.36mm占45-62%、2.36-1.18mm占13-25%、1.18-0.60mm占10-19%、0.60-0.30mm占4-12%、＜0.30mm占3-8%。
[0017] 所述玻璃碎粒由颗粒整形装置加工而成；所述玻璃粉碎装置包括外筒、内辊、机座和驱动装置，所述外筒和内辊偏心设置，使得所述外筒和内辊之间留有偏心环形的间隙；在所述外筒的内表面设有一圈刚玉
破碎工作面一，在所述内辊的表面设有刚玉破碎工作面二，在所述外筒的顶部设进料口、底部设出料口；所述驱动装置包括驱动
电机和驱动
齿轮。
[0018] 所述机座顶面设有一环形
导轨，所述外筒通过
支撑架活动连接所述环形导轨，所述外筒的外部设有一圈环形齿轮，所述驱动齿轮与所述环形齿轮
啮合；
[0019] 所述内辊固定设置在机座上。
[0020] 所述外筒通过支撑架固定连接在所述机座上；
[0021] 所述内辊通过平面
轴承活动连接在固定柱上，所述固定柱与机座固定连接；所述内辊的顶部设有
驱动轴，所述驱动轴上设有传动齿轮，所述驱动齿轮与所述传动齿轮啮合。
[0022] 对所述出料口输出的玻璃碎粒，进行筛分处理。
[0023] 所述粒径大于4.75mm、4.75-2.36mm和2.36-1.18mm三种粒级玻璃碎粒需分别采用化学侵蚀处理，所述化学侵蚀处理采用的侵蚀剂由HF、NH4和水组成。
[0024] 所述云母鳞片为20-100目，平均径厚比为35-78。
[0025] 还加入除水以外总重量0.2%-4.6%的颜料，所述颜料为氧化
铁系列颜料，为氧化铁红、氧化铁黄、氧化铁黑、氧化铁紫、氧化铁棕和氧化铁绿中的一种或任意两种及以上复配。
[0026] 所述改性剂为聚
羧酸高效
减水剂、
硫酸铝、羟丙基甲基
纤维素、羟乙基
纤维素、有机
硅、氯化
钙、硫酸钠、偏
硅酸、聚丙烯纤维、
高岭土、
硬脂酸氨中的一种或任意两种及以上复配。
[0027] 本发明的加工方法制成的发泡混凝土装饰砌块，制成砌块的干表观密度为600-1200kg/m3，孔径0.1-0.5mm，且气孔分布均匀，立方体抗压强度可达2.5-15.0MPa，导热系数为0.13-0.28W/mK。
[0028] 本发明主要有以下特点：
[0029] 1．本发明为工业与民用建筑围护结构用具有保温功能的装饰性结构材料或装饰材料以及市政、水利、景观等工程用轻质装饰材料，是一种多功能新型建筑材料制品。
[0030] 2．本发明采用发泡混凝土制备装饰砌块，通过调整发泡混凝土的干表观密度和制品厚度，可使发泡混凝土装饰砌块砌体
传热系数满足国家建筑节能标准要求。在显著降低现有装饰混凝土砌块（砖）密度的同时，有效改善装饰砌块热工性能。
[0031] 3．本发明采用的以下三种技术措施能提高发泡混凝土的装饰效果（：1）组成优化：采用不同颗粒级配的玻璃碎粒、不同掺量的云母鳞片、不同掺量和色彩的颜料；（2）化学发泡：通过调整改性剂组成可制成不同气孔的孔径；（3）饰面加工：采用劈裂、磨光、
喷砂、凿毛、制旧等工艺。
[0032] 4．本发明采用废玻璃加工和粒级优化→发泡混凝土浆料制备→发泡混凝土装饰砌块成型→饰面加工等工艺流程，可实现发泡混凝土装饰砌块工业化和自动化生产，生产效率高、劳动强度低。
[0033] 5．本发明利用废玻璃、粉煤灰等固体废弃物，符合国家发展循环经济、低
碳经济和可持续发展战略。
[0034] 6．本发明产品可广泛用于工业与民用建筑、市政、水利、景观等工程装饰性结构材料或装饰材料，其表面经过前述不同饰面加工工艺，能形成独特、前所未有的表面效果。
[0035] 7．采用本发明的制造方法制得的发泡混凝土装饰砌块，充分利用了不同尺寸碎玻璃颗粒在发泡混凝土中形成的空间架构，使得砌块整体不仅密度低、而且整体的抗压强度高、抗裂性好，且暴露在表面的玻璃碎粒由于经过化学处理，不易脱落。成品的干表观密度为600-1200kg/m3，孔径0.1-0.5mm，且气孔分布均匀，立方体抗压强度达2.5-15.0MPa，导热系数为0.13-0.28W/（mK），装饰效果好，同时具有良好的抗渗、不燃性和耐久性。
[0036] 本发明制得的装饰砌块是一种具有多孔结构的
轻质混凝土，收缩率很大，是普通混凝土的5-10倍。如果玻璃参与碱-骨料反应而产生膨胀，不仅不会造成发泡混凝土装饰砌块结构破坏，反而因
碱骨料反应产生的微膨胀补偿发泡混凝土装饰砌块收缩，提高其体积
稳定性。抗压强度高、装饰效果好、
阻燃性高、耐久性好，还具有极高的抗渗漏性。
附图说明
[0037] 图1是本发明制成品的微观结构示意图，
[0038] 图2是本发明中颗粒整形装置
实施例一的结构示意图，
[0039] 图3是图2的俯视图，
[0040] 图4是本发明中颗粒整形装置实施例二的结构示意图，
[0041] 图中A1是大于4.75mm玻璃碎粒，A2是4.75-2.36mm玻璃碎粒，A3是2.36-1.18mm玻璃碎粒，A4是1.18-0.60mm玻璃碎粒，A5是0.60-0.30mm玻璃碎粒，A6是小于0.30mm玻璃碎粒，B是气泡，C是云母鳞片；
[0042] 1是外筒，11是刚玉破碎工作面一，12是环形齿轮，13是支撑架，2是内辊，21是刚玉破碎工作面二，22是固定柱，23是驱动轴，24是传动齿轮，3是间隙，31是出料口，4是机座，41是环形导轨，42是机座上的出料口，5是驱动齿轮。
具体实施方式
[0043] 本发明的技术方案是：包括以下重量份的组分：
[0044] 水泥为18%-40%，
[0045] 玻璃碎粒为20%-50%，
[0046] 粉煤灰为10%-40%，
[0047] 云母鳞片为0.5%-2.3%，
[0048] 改性剂为2.4%-4.2%，
[0049] 水为26%-39%；
[0050] 将以上重量份的各组分混合后，再加入除水以外物料总重量0.3%-1.7%的双氧水后经高速搅拌制成发泡混凝土装饰砌块料浆，浇注入模后再经发泡、脱模、养护、饰面处理步骤制成；
[0051] 所述玻璃碎粒包括粒径尺寸为：大于4.75mm、4.75-2.36mm、2.36-1.18mm、1.18-0.60mm、0.60-0.30mm和小于0.30mm；各粒径尺寸玻璃碎粒在玻璃碎粒总量中比例为：
[0052] 大于4.75mm占9-20%、4.75-2.36mm占45-62%、2.36-1.18mm占13-25%、1.18-0.60mm占10-19%、0.60-0.30mm占4-12%、小于0.30mm的占3-8%。
[0053] 玻璃碎粒由颗粒整形装置加工而成；如图2、3、4所示，所述玻璃粉碎装置包括外筒1、内辊2、机座4和驱动装置，所述外筒1和内辊2偏心设置，使得所述外筒1和内辊2之间留有偏心环形的间隙3；在所述外筒1的内表面设有一圈刚玉破碎工作面一11，在所述内辊2的表面设有刚玉破碎工作面二21，在所述外筒1的顶部设进料口、底部设出料口31；所述驱动装置包括
驱动电机和驱动齿轮5。
[0054] 本发明中的玻璃碎粒由颗粒整形装置有两种实施方式，第一种如图2、3所示，机座4的顶面设有一环形导轨41，所述外筒1通过支撑架13活动连接所述环形导轨41，所述外筒1的外部设有一圈环形齿轮12，所述驱动齿轮5与所述环形齿轮12啮合；所述内辊2固定设置在机座4上。在机座4的底部，正对出料口31的
位置设有机座上的出料口42。
[0055] 第二种实施方式，如图4所示，所述外筒1通过支撑架13固定连接在所述机座4上；
[0056] 所述内辊2通过
平面轴承活动连接在固定柱22上，所述固定柱22与机座4固定连接；所述内辊2的顶部设有驱动轴23，所述驱动轴23上设有传动齿轮24，所述驱动齿轮5与所述传动齿轮24啮合。在机座4的底部，正对出料口31的位置设有机座上的出料口42。
[0057] 出于效率考虑，对所述出料口31输出的玻璃碎粒，进行筛分处理。
[0058] 所述粒径大于4.75mm、4.75-2.36mm和2.36-1.18mm三种粒级玻璃碎粒需分别采用化学侵蚀处理，所述化学侵蚀处理采用的侵蚀剂由HF、NH4和水组成。旨在使玻璃碎粒光滑的表面出现大量凹坑，提高发泡混凝土基体与玻璃碎粒间的粘结强度，从而整体提高发泡混凝土装饰砌块强度。
[0059] 在整体上，本发明所用玻璃碎粒制备过程为：
[0060] （1）将废玻璃清洗干净，干燥后破碎成最大尺寸不超过10.0mm的玻璃碎粒；
[0061] （2）筛分后将粒径大于4.75mm、4.75-2.36mm、2.36-1.18mm三种粒级玻璃碎粒进行颗粒整形，然后再筛分；
[0062] （3）若需要，将经过颗粒整形和再筛分过的粒径大于4.75mm、4.75-2.36mm、2.36-1.18mm三种粒级玻璃碎粒分别采用侵蚀剂进行化学侵蚀处理，然后清洗烘干。
[0063] 所述云母鳞片为20-100目，平均径厚比为35-78。
[0064] 还加入除水以外物料总重量0.2%-4.6%的颜料，所述颜料为氧化铁系列颜料，为氧化铁红、氧化铁黄、氧化铁黑、氧化铁紫、氧化铁棕和氧化铁绿中的一种或任意两种及以上复配。实质上是为配合装饰效果来配置整体的
色调。
[0065] 所述改性剂为
聚羧酸高效减水剂、硫酸铝、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、有机硅、
氯化钙、硫酸钠、偏硅酸、聚丙烯纤维、高岭土、硬脂酸氨中的一种或任意两种及以上复配。
[0066] 本发明中“梯度性”的碎粒尺寸的玻璃碎粒参与碱-骨料反应而产生膨胀，但不会造成发泡混凝土装饰砌块结构破坏，反而因碱骨料反应产生的微膨胀补偿发泡混凝土装饰砌块收缩，提高其体积稳定性。如图1所示。
[0067] 本发明的加工方法制成的发泡混凝土装饰砌块，制成砌块的干表观密度为600-1200kg/m3，孔径0.1-0.5mm，且气孔分布均匀，立方体抗压强度可达2.5-15.0MPa，导热系数为0.13-0.28W/（mK）。
[0068] 本发明采用的以下三种技术措施能提高发泡混凝土装饰砌块的装饰效果：（1）组成优化：采用不同颗粒级配的玻璃碎粒、不同掺量的云母鳞片、不同掺量和色彩的颜料；（2）化学发泡：通过调整改性剂组成可制成不同气孔的孔径；（3）饰面加工：采用劈裂、磨光、喷砂、凿毛、制旧等工艺。
[0069] 实施例一：
[0070] 取水泥180kg，玻璃碎粒200kg，粉煤灰100kg，云母鳞片（100目）5kg，改性剂24kg，水260kg；均匀混合，再加入总重量3kg的双氧水，高速搅拌制成发泡混凝土装饰砌块料浆，浇注入模后再经发泡、脱模、养护，再经饰面处理制成；
[0071] 其中玻璃碎粒粒径尺寸及重量为：大于4.75mm的40kg、4.75-2.36mm的113kg、2.36-1.18mm的13kg、1.18-0.60mm的20kg、0.60-0.30mm的8kg和小于0.30mm的6kg。
[0072] 其中粒径大于4.75mm、4.75-2.36mm和2.36-1.18mm三种粒级玻璃碎粒需分别采用化学侵蚀处理，化学侵蚀处理采用的是
氢氟酸溶液。
[0073] 颜料根据客户要求进行组配。
[0074] 改性剂为聚羧酸高效减水剂、硫酸铝、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、有机硅、氯化钙、硫酸钠、偏硅酸、聚丙烯纤维、高岭土和硬脂酸氨复配。
[0075] 制成砌块的干表观密度为600kg/m3，孔径0.5mm，且气孔分布均匀，立方体抗压强度可达10.0MPa，导热系数为0.13W/（mK）。
[0076] 实施例二：
[0077] 取水泥400kg，玻璃碎粒500kg，粉煤灰400kg，云母鳞片23kg（20目4kg、50目19kg），改性剂42kg，水390kg；均匀混合，再加入总重量17kg的双氧水，高速搅拌制成发泡混凝土装饰砌块料浆，浇注入模后再经发泡、脱模、养护，再经饰面处理制成；
[0078] 其中玻璃碎粒粒径尺寸及重量为：大于4.75mm的100kg、4.75-2.36mm的190kg、2.36-1.18mm的125kg、1.18-0.60mm的50kg、0.60-0.30mm的20kg和小于0.30mm的15kg。
[0079] 其中粒径大于4.75mm、4.75-2.36mm和2.36-1.18mm三种粒级玻璃碎粒需分别采用化学侵蚀处理，化学侵蚀处理采用的是
氨水溶液。
[0080] 颜料根据客户要求进行组配。
[0081] 改性剂为聚羧酸高效减水剂、硫酸铝、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、有机硅、氯化钙、硫酸钠、偏硅酸、聚丙烯纤维、高岭土和硬脂酸氨复配。
[0082] 制成砌块的干表观密度为1200kg/m3，孔径0.1mm，且气孔分布均匀，立方体抗压强度可达2.5MPa，导热系数为0.19W/（mK）。
[0083] 实施例三：
[0084] 取水泥300kg，玻璃碎粒300kg，粉煤灰250kg，云母鳞片17kg（20目1kg、50目8kg、100目8kg），改性剂30kg，水310kg；均匀混合，再加入总重量10kg的双氧水，高速搅拌制成发泡混凝土装饰砌块料浆，浇注入模后再经发泡、脱模、养护，再经饰面处理制成；
[0085] 其中玻璃碎粒粒径尺寸及重量为：大于4.75mm的27kg、4.75-2.36mm的141kg、2.36-1.18mm的39kg、1.18-0.60mm的45kg、0.60-0.30mm的36kg和小于0.30mm的12kg。
[0086] 其中粒径大于4.75mm、4.75-2.36mm和2.36-1.18mm三种粒级玻璃碎粒需分别采用化学侵蚀处理，化学侵蚀处理采用的是氢氟
酸溶液。
[0087] 颜料根据客户要求进行组配。
[0088] 改性剂为聚羧酸高效减水剂、硫酸铝、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、有机硅、氯化钙、硫酸钠、偏硅酸、聚丙烯纤维、高岭土和硬脂酸氨复配。
[0089] 制成砌块的干表观密度为900kg/m3，孔径0.3mm，且气孔分布均匀，立方体抗压强度可达1.8MPa，导热系数为0.28W/（mK）。
