本发明属于免烧砖
技术领域：
，具体涉及一种利用垃圾焚烧渣制备的免烧砖及其制备方法。
背景技术：
：城市生活垃圾焚烧后产生的灰渣约占原垃圾总质量的20％～30％。垃圾焚烧灰渣由于其收集位置的不同，主要可分为焚烧炉渣和焚烧飞灰两类。飞灰是指在烟气净化系统和热回收利用系统(如节热器、锅炉等)中收集到的残余物，占灰渣总量的20％左右。炉渣主要由熔渣、黑色及有色金属、陶瓷碎片、玻璃、未充分燃烧的有机物和其他不燃性无机物组成，主要成分通常为硅酸盐、氧化物和碳酸盐。炉渣一般为垃圾焚烧前总体积的5％～10％或者总重量的20％～25％，可以通过各种分选技术进行筛分，如重选、磁选和浮选等，然后进行资源化利用，作为建筑填料，成为再利用的新型材料，这些材料可用于制备免烧砖。现有的免烧砖制备技术制备出的免烧砖，砖块的密度不均一，造成免烧砖各位置的耐压程度不均一，用于建筑时易发生断裂事故，带来建筑倒塌风险同时也降低了建筑的抗震性，因此急需一种耐压程度更高更均一的免烧砖制备方法。授权公告号CN105461263B公开了一种免烧砖及其制备方法，属于环保建材领域，其主要含有水泥10％～15％，粉渣15％～20％，渣50％～55％，熟石灰7％～12％，固化剂3％～5％，激发剂0.3～1％，渣经生活垃圾焚烧后收集并筛选，与水泥、熟石灰等混合均匀加压成型。本发明存在强度低，耐久性差等问题。技术实现要素：本发明提供了一种利用垃圾焚烧渣制备的免烧砖及其制备方法，解决了
背景技术：
中的问题，本发明所述通过控制原料及原料之间的配比，制备出的产品免烧砖砖体有断层及内部孔洞、砖体外熟内生、开裂掉角，强度低，耐久性差等问题。为了解决现有技术存在的问题，采用如下技术方案：一种利用垃圾焚烧渣制备的免烧砖，包括以下重量份的原料：垃圾焚烧渣10～20份、硅藻土15～25份、钢渣粉13～19份、改性火山灰11～18份、水泥20～30份、硅酸钠7～14份、硬脂酸盐3～6份、碎石子15～30份、沸石粉7～12份、改性粉煤灰10～15份、高铝矿渣6～12份、增强纤维3～7份、促凝剂2～5份。优选的，所述利用垃圾焚烧渣制备的免烧砖，包括以下重量份的原料：垃圾焚烧渣12～17份、硅藻土18～23份、钢渣粉14～17份、改性火山灰13～16份、水泥24～28份、硅酸钠9～12份、硬脂酸盐4～5份、碎石子20～25份、沸石粉9～11份、改性粉煤灰12～14份、高铝矿渣8～10份、增强纤维4～6份、促凝剂3～4份。优选的，所述利用垃圾焚烧渣制备的免烧砖，包括以下重量份的原料：垃圾焚烧渣15份、硅藻土20份、钢渣粉15份、改性火山灰14份、水泥26份、硅酸钠11份、硬脂酸盐4.7份、碎石子23份、沸石粉10份、改性粉煤灰13份、高铝矿渣9份、增强纤维5份、促凝剂3.2份。优选的，所述改性火山灰的制备方法如下：先用浓度为13%盐酸浸泡火山灰5小时，去离子水洗涤干净，再用浓度为11%氢氧化钠溶液浸泡5小时，再用去离子水洗涤至中性，烘干，加入相当于火山灰重量3%的木质素磺酸钠、1%的甲基三乙氧基硅烷、2%的环氧化甘油三酸酯、4%的陶瓷粉，高速1400r/min搅拌30min，烘干粉碎研磨成超细粉末即可。优选的，所述改性粉煤灰的制备方法如下：先将粉煤灰在200℃烘箱中烘干，然后将烘干后的粉煤灰放入高速捏合机中，加入相当于粉煤灰重量4％的铝酸酯偶联剂、2％的木质磺酸钠、2％的柠檬酸三乙酯、1.3％的液体石蜡和2-5％的滑石粉，高速混合后，烘干，粉碎研磨成超细粉末即可。优选的，所述碎石子中含有粒径为0.3～1cm的小石子、粒径为1～2cm的中石子及粒径为2～3cm的大石子，所述小石子、中石子、大石子的质量比为1:1:1。优选的，所述增强纤维为竹纤维、碳化硅纤维的混合物，所述竹纤维、碳化硅纤维的质量比为1:2。优选的，所述促凝剂为水玻璃、氯化钠及氯化钙的混合物，所述水玻璃、氯化钠及氯化钙的质量比为1:1:1。一种制备所述利用垃圾焚烧渣制备的免烧砖的方法，包括以下步骤：（1）按上述配方称取垃圾焚烧渣、硅藻土、钢渣粉、改性火山灰、水泥、硅酸钠、硬脂酸盐、碎石子、沸石粉、改性粉煤灰、高铝矿渣、增强纤维、促凝剂，备用；（2）先将垃圾焚烧渣去除金属物质，再碾压成粉末，然后和硅藻土、钢渣粉、改性火山灰、水泥混合，置于分散机中超声波分散均匀，得混合粉末；（3）将硅酸钠、硬脂酸盐和步骤（2）所得的混合粉末置于反应釜中混合，搅拌均匀，再加入沸石粉、改性粉煤灰、高铝矿渣、促凝剂，搅拌混合，加水，至物料中含水量为40%，升温至60～80℃，搅拌混合均匀，得浆料；（4）向步骤（3）所得的浆料中加入碎石子，搅拌均匀，注入模具中压制成型，得砖坯；（5）将步骤（4）所得的砖坯置于养护室中进行养护，即得所述利用垃圾焚烧渣制备的免烧砖。优选的，所述步骤（5）中养护时间为10～20天，养护温度为40～50℃，每天浇水两次。本发明与现有技术相比，其具有以下有益效果：本发明所述通过控制原料及原料之间的配比，制备出的产品免烧砖砖体有断层及内部孔洞、砖体外熟内生、开裂掉角，强度低，耐久性差等问题，具体如下：（1）本发明提供的免烧砖及其制备方法通过对制备过程中的垃圾焚烧渣、硅藻土、钢渣粉、改性火山灰、水泥、硅酸钠、硬脂酸盐、碎石子、沸石粉、改性粉煤灰、高铝矿渣、增强纤维和促凝剂进行均匀的混合，使制作出的免烧砖密实紧致，各处的耐压程度均一，不易发生裂缝或断裂现象，利于免烧砖的使用推广。整个免烧砖主要由焚烧后的生活垃圾炉渣制成，既解决了生活垃圾的处理问题，同时又节约了传统砖制造时消耗的土方。（2）本发明在原料中还添加改性粉煤灰、高铝矿渣、增强纤维等原料，改性粉煤灰、高铝矿渣、增强纤维与其他原料协同作用，可以提高免烧砖的力学性能。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。实施例1本实施例涉及一种利用垃圾焚烧渣制备的免烧砖，包括以下重量份的原料：垃圾焚烧渣10份、硅藻土15份、钢渣粉13份、改性火山灰11份、水泥20份、硅酸钠7份、硬脂酸盐3份、碎石子15份、沸石粉7份、改性粉煤灰10份、高铝矿渣6份、增强纤维3份、促凝剂2份。其中，所述改性火山灰的制备方法如下：先用浓度为13%盐酸浸泡火山灰5小时，去离子水洗涤干净，再用浓度为11%氢氧化钠溶液浸泡5小时，再用去离子水洗涤至中性，烘干，加入相当于火山灰重量3%的木质素磺酸钠、1%的甲基三乙氧基硅烷、2%的环氧化甘油三酸酯、4%的陶瓷粉，高速1400r/min搅拌30min，烘干粉碎研磨成超细粉末即可。其中，所述改性粉煤灰的制备方法如下：先将粉煤灰在200℃烘箱中烘干，然后将烘干后的粉煤灰放入高速捏合机中，加入相当于粉煤灰重量4％的铝酸酯偶联剂、2％的木质磺酸钠、2％的柠檬酸三乙酯、1.3％的液体石蜡和2-5％的滑石粉，高速混合后，烘干，粉碎研磨成超细粉末即可。其中，所述碎石子中含有粒径为0.3～1cm的小石子、粒径为1～2cm的中石子及粒径为2～3cm的大石子，所述小石子、中石子、大石子的质量比为1:1:1。其中，所述增强纤维为竹纤维、碳化硅纤维的混合物，所述竹纤维、碳化硅纤维的质量比为1:2。其中，所述促凝剂为水玻璃、氯化钠及氯化钙的混合物，所述水玻璃、氯化钠及氯化钙的质量比为1:1:1。一种制备所述利用垃圾焚烧渣制备的免烧砖的方法，包括以下步骤：（1）按上述配方称取垃圾焚烧渣、硅藻土、钢渣粉、改性火山灰、水泥、硅酸钠、硬脂酸盐、碎石子、沸石粉、改性粉煤灰、高铝矿渣、增强纤维、促凝剂，备用；（2）先将垃圾焚烧渣去除金属物质，再碾压成粉末，然后和硅藻土、钢渣粉、改性火山灰、水泥混合，置于分散机中超声波分散均匀，得混合粉末；（3）将硅酸钠、硬脂酸盐和步骤（2）所得的混合粉末置于反应釜中混合，搅拌均匀，再加入沸石粉、改性粉煤灰、高铝矿渣、促凝剂，搅拌混合，加水，至物料中含水量为40%，升温至60℃，搅拌混合均匀，得浆料；（4）向步骤（3）所得的浆料中加入碎石子，搅拌均匀，注入模具中压制成型，得砖坯；（5）将步骤（4）所得的砖坯置于养护室中进行养护，即得所述利用垃圾焚烧渣制备的免烧砖。其中，所述步骤（5）中养护时间为10天，养护温度为40℃，每天浇水两次。实施例2本实施例涉及一种利用垃圾焚烧渣制备的免烧砖，包括以下重量份的原料：垃圾焚烧渣20份、硅藻土25份、钢渣粉19份、改性火山灰18份、水泥30份、硅酸钠14份、硬脂酸盐6份、碎石子30份、沸石粉12份、改性粉煤灰15份、高铝矿渣12份、增强纤维7份、促凝剂5份。其中，所述改性火山灰的制备方法如下：先用浓度为13%盐酸浸泡火山灰5小时，去离子水洗涤干净，再用浓度为11%氢氧化钠溶液浸泡5小时，再用去离子水洗涤至中性，烘干，加入相当于火山灰重量3%的木质素磺酸钠、1%的甲基三乙氧基硅烷、2%的环氧化甘油三酸酯、4%的陶瓷粉，高速1400r/min搅拌30min，烘干粉碎研磨成超细粉末即可。其中，所述改性粉煤灰的制备方法如下：先将粉煤灰在200℃烘箱中烘干，然后将烘干后的粉煤灰放入高速捏合机中，加入相当于粉煤灰重量4％的铝酸酯偶联剂、2％的木质磺酸钠、2％的柠檬酸三乙酯、1.3％的液体石蜡和2-5％的滑石粉，高速混合后，烘干，粉碎研磨成超细粉末即可。其中，所述碎石子中含有粒径为0.3～1cm的小石子、粒径为1～2cm的中石子及粒径为2～3cm的大石子，所述小石子、中石子、大石子的质量比为1:1:1。其中，所述增强纤维为竹纤维、碳化硅纤维的混合物，所述竹纤维、碳化硅纤维的质量比为1:2。其中，所述促凝剂为水玻璃、氯化钠及氯化钙的混合物，所述水玻璃、氯化钠及氯化钙的质量比为1:1:1。一种制备所述利用垃圾焚烧渣制备的免烧砖的方法，包括以下步骤：（1）按上述配方称取垃圾焚烧渣、硅藻土、钢渣粉、改性火山灰、水泥、硅酸钠、硬脂酸盐、碎石子、沸石粉、改性粉煤灰、高铝矿渣、增强纤维、促凝剂，备用；（2）先将垃圾焚烧渣去除金属物质，再碾压成粉末，然后和硅藻土、钢渣粉、改性火山灰、水泥混合，置于分散机中超声波分散均匀，得混合粉末；（3）将硅酸钠、硬脂酸盐和步骤（2）所得的混合粉末置于反应釜中混合，搅拌均匀，再加入沸石粉、改性粉煤灰、高铝矿渣、促凝剂，搅拌混合，加水，至物料中含水量为40%，升温至80℃，搅拌混合均匀，得浆料；（4）向步骤（3）所得的浆料中加入碎石子，搅拌均匀，注入模具中压制成型，得砖坯；（5）将步骤（4）所得的砖坯置于养护室中进行养护，即得所述利用垃圾焚烧渣制备的免烧砖。其中，所述步骤（5）中养护时间为20天，养护温度为50℃，每天浇水两次。实施例3本实施例涉及一种利用垃圾焚烧渣制备的免烧砖，包括以下重量份的原料：垃圾焚烧渣12份、硅藻土18份、钢渣粉14份、改性火山灰13份、水泥24份、硅酸钠9份、硬脂酸盐4份、碎石子20份、沸石粉9份、改性粉煤灰12份、高铝矿渣8份、增强纤维4份、促凝剂3份。其中，所述改性火山灰的制备方法如下：先用浓度为13%盐酸浸泡火山灰5小时，去离子水洗涤干净，再用浓度为11%氢氧化钠溶液浸泡5小时，再用去离子水洗涤至中性，烘干，加入相当于火山灰重量3%的木质素磺酸钠、1%的甲基三乙氧基硅烷、2%的环氧化甘油三酸酯、4%的陶瓷粉，高速1400r/min搅拌30min，烘干粉碎研磨成超细粉末即可。其中，所述改性粉煤灰的制备方法如下：先将粉煤灰在200℃烘箱中烘干，然后将烘干后的粉煤灰放入高速捏合机中，加入相当于粉煤灰重量4％的铝酸酯偶联剂、2％的木质磺酸钠、2％的柠檬酸三乙酯、1.3％的液体石蜡和2-5％的滑石粉，高速混合后，烘干，粉碎研磨成超细粉末即可。其中，所述碎石子中含有粒径为0.3～1cm的小石子、粒径为1～2cm的中石子及粒径为2～3cm的大石子，所述小石子、中石子、大石子的质量比为1:1:1。其中，所述增强纤维为竹纤维、碳化硅纤维的混合物，所述竹纤维、碳化硅纤维的质量比为1:2。其中，所述促凝剂为水玻璃、氯化钠及氯化钙的混合物，所述水玻璃、氯化钠及氯化钙的质量比为1:1:1。一种制备所述利用垃圾焚烧渣制备的免烧砖的方法，包括以下步骤：（1）按上述配方称取垃圾焚烧渣、硅藻土、钢渣粉、改性火山灰、水泥、硅酸钠、硬脂酸盐、碎石子、沸石粉、改性粉煤灰、高铝矿渣、增强纤维、促凝剂，备用；（2）先将垃圾焚烧渣去除金属物质，再碾压成粉末，然后和硅藻土、钢渣粉、改性火山灰、水泥混合，置于分散机中超声波分散均匀，得混合粉末；（3）将硅酸钠、硬脂酸盐和步骤（2）所得的混合粉末置于反应釜中混合，搅拌均匀，再加入沸石粉、改性粉煤灰、高铝矿渣、促凝剂，搅拌混合，加水，至物料中含水量为40%，升温至65℃，搅拌混合均匀，得浆料；（4）向步骤（3）所得的浆料中加入碎石子，搅拌均匀，注入模具中压制成型，得砖坯；（5）将步骤（4）所得的砖坯置于养护室中进行养护，即得所述利用垃圾焚烧渣制备的免烧砖。其中，所述步骤（5）中养护时间为12天，养护温度为43℃，每天浇水两次。实施例4本实施例涉及一种利用垃圾焚烧渣制备的免烧砖，包括以下重量份的原料：垃圾焚烧渣17份、硅藻土23份、钢渣粉17份、改性火山灰16份、水泥28份、硅酸钠12份、硬脂酸盐5份、碎石子25份、沸石粉11份、改性粉煤灰14份、高铝矿渣10份、增强纤维6份、促凝剂4份。其中，所述改性火山灰的制备方法如下：先用浓度为13%盐酸浸泡火山灰5小时，去离子水洗涤干净，再用浓度为11%氢氧化钠溶液浸泡5小时，再用去离子水洗涤至中性，烘干，加入相当于火山灰重量3%的木质素磺酸钠、1%的甲基三乙氧基硅烷、2%的环氧化甘油三酸酯、4%的陶瓷粉，高速1400r/min搅拌30min，烘干粉碎研磨成超细粉末即可。其中，所述改性粉煤灰的制备方法如下：先将粉煤灰在200℃烘箱中烘干，然后将烘干后的粉煤灰放入高速捏合机中，加入相当于粉煤灰重量4％的铝酸酯偶联剂、2％的木质磺酸钠、2％的柠檬酸三乙酯、1.3％的液体石蜡和2-5％的滑石粉，高速混合后，烘干，粉碎研磨成超细粉末即可。其中，所述碎石子中含有粒径为0.3～1cm的小石子、粒径为1～2cm的中石子及粒径为2～3cm的大石子，所述小石子、中石子、大石子的质量比为1:1:1。其中，所述增强纤维为竹纤维、碳化硅纤维的混合物，所述竹纤维、碳化硅纤维的质量比为1:2。其中，所述促凝剂为水玻璃、氯化钠及氯化钙的混合物，所述水玻璃、氯化钠及氯化钙的质量比为1:1:1。一种制备所述利用垃圾焚烧渣制备的免烧砖的方法，包括以下步骤：（1）按上述配方称取垃圾焚烧渣、硅藻土、钢渣粉、改性火山灰、水泥、硅酸钠、硬脂酸盐、碎石子、沸石粉、改性粉煤灰、高铝矿渣、增强纤维、促凝剂，备用；（2）先将垃圾焚烧渣去除金属物质，再碾压成粉末，然后和硅藻土、钢渣粉、改性火山灰、水泥混合，置于分散机中超声波分散均匀，得混合粉末；（3）将硅酸钠、硬脂酸盐和步骤（2）所得的混合粉末置于反应釜中混合，搅拌均匀，再加入沸石粉、改性粉煤灰、高铝矿渣、促凝剂，搅拌混合，加水，至物料中含水量为40%，升温至70℃，搅拌混合均匀，得浆料；（4）向步骤（3）所得的浆料中加入碎石子，搅拌均匀，注入模具中压制成型，得砖坯；（5）将步骤（4）所得的砖坯置于养护室中进行养护，即得所述利用垃圾焚烧渣制备的免烧砖。其中，所述步骤（5）中养护时间为15天，养护温度为45℃，每天浇水两次。实施例5本实施例涉及一种利用垃圾焚烧渣制备的免烧砖，包括以下重量份的原料：垃圾焚烧渣15份、硅藻土20份、钢渣粉15份、改性火山灰14份、水泥26份、硅酸钠11份、硬脂酸盐4.7份、碎石子23份、沸石粉10份、改性粉煤灰13份、高铝矿渣9份、增强纤维5份、促凝剂3.2份。其中，所述改性火山灰的制备方法如下：先用浓度为13%盐酸浸泡火山灰5小时，去离子水洗涤干净，再用浓度为11%氢氧化钠溶液浸泡5小时，再用去离子水洗涤至中性，烘干，加入相当于火山灰重量3%的木质素磺酸钠、1%的甲基三乙氧基硅烷、2%的环氧化甘油三酸酯、4%的陶瓷粉，高速1400r/min搅拌30min，烘干粉碎研磨成超细粉末即可。其中，所述改性粉煤灰的制备方法如下：先将粉煤灰在200℃烘箱中烘干，然后将烘干后的粉煤灰放入高速捏合机中，加入相当于粉煤灰重量4％的铝酸酯偶联剂、2％的木质磺酸钠、2％的柠檬酸三乙酯、1.3％的液体石蜡和2-5％的滑石粉，高速混合后，烘干，粉碎研磨成超细粉末即可。其中，所述碎石子中含有粒径为0.3～1cm的小石子、粒径为1～2cm的中石子及粒径为2～3cm的大石子，所述小石子、中石子、大石子的质量比为1:1:1。其中，所述增强纤维为竹纤维、碳化硅纤维的混合物，所述竹纤维、碳化硅纤维的质量比为1:2。其中，所述促凝剂为水玻璃、氯化钠及氯化钙的混合物，所述水玻璃、氯化钠及氯化钙的质量比为1:1:1。一种制备所述利用垃圾焚烧渣制备的免烧砖的方法，包括以下步骤：（1）按上述配方称取垃圾焚烧渣、硅藻土、钢渣粉、改性火山灰、水泥、硅酸钠、硬脂酸盐、碎石子、沸石粉、改性粉煤灰、高铝矿渣、增强纤维、促凝剂，备用；（2）先将垃圾焚烧渣去除金属物质，再碾压成粉末，然后和硅藻土、钢渣粉、改性火山灰、水泥混合，置于分散机中超声波分散均匀，得混合粉末；（3）将硅酸钠、硬脂酸盐和步骤（2）所得的混合粉末置于反应釜中混合，搅拌均匀，再加入沸石粉、改性粉煤灰、高铝矿渣、促凝剂，搅拌混合，加水，至物料中含水量为40%，升温至75℃，搅拌混合均匀，得浆料；（4）向步骤（3）所得的浆料中加入碎石子，搅拌均匀，注入模具中压制成型，得砖坯；（5）将步骤（4）所得的砖坯置于养护室中进行养护，即得所述利用垃圾焚烧渣制备的免烧砖。其中，所述步骤（5）中养护时间为18天，养护温度为47℃，每天浇水两次。对比例授权公告号CN105461263B公开的一种免烧砖及其制备方法。分别对实施例1～5、对比例所述的免烧砖性能进行测试，测试结果如下表：抗压强度（MPa）抗折强度（MPa）实施例112.7647.65实施例212.3646.82实施例314.3544.98实施例413.9446.54实施例514.5347.89实施例均值13.58846.776对比例9.3440.22根据上述表格，可以得出以下结论：（1）本发明制备的免烧砖其抗压强度实施例均值为13.588MPa，和对比例相比提高了45.48%；（2）本发明制备的防火板材其抗折强度实施例均值为46.776MPa，和对比例相比提高了16.3%。从上述数据可以看出，本发明所述的免烧砖其抗压性能和抗折性能均优于对比例。综上所述，本发明所述通过控制原料及原料之间的配比，制备出的产品免烧砖砖体有断层及内部孔洞、砖体外熟内生、开裂掉角，强度低，耐久性差等问题，具体如下：（1）本发明提供的免烧砖及其制备方法通过对制备过程中的垃圾焚烧渣、硅藻土、钢渣粉、改性火山灰、水泥、硅酸钠、硬脂酸盐、碎石子、沸石粉、改性粉煤灰、高铝矿渣、增强纤维和促凝剂进行均匀的混合，使制作出的免烧砖密实紧致，各处的耐压程度均一，不易发生裂缝或断裂现象，利于免烧砖的使用推广。整个免烧砖主要由焚烧后的生活垃圾炉渣制成，既解决了生活垃圾的处理问题，同时又节约了传统砖制造时消耗的土方。（2）本发明在原料中还添加改性粉煤灰、高铝矿渣、增强纤维等原料，改性粉煤灰、高铝矿渣、增强纤维与其他原料协同作用，可以提高免烧砖的力学性能。以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。当前第1页1 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