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固废建筑垃圾生产泡沫混凝土砌块工艺流程及产
发布日期:2022-10-26

  作为节能集成结构体系砌筑砖石建筑主体墙的材料,保温混凝土砌块发展迅速。保温砌块的应用将极大地推进建筑部门的工作进程,而且具有显著的社会和经济效益。水泥泡沫混凝土砌块是以水泥为主要的胶凝材料,通过化学发泡过程做成保温墙体砌筑材料,具有质轻、保温性能好、强度高、防火性能好等特点,而且还可以利用大量的固体废弃物。因此,它是一种具有良好应用前景的节能墙应该得到进-步的发展和推广。

  建筑的拆除和新建建筑的废弃物,其组成十分复杂,构成具有巨大变化,在国内实施建筑垃圾资源的回收利用中,往往采用选择性回收技术。利用废混凝土、废砖等无机硬体成分中的可再生部分来生产泡沫混凝土砌块。在泡沫混凝土砌块施工中加入再生原料,对泡沫混凝土的质量和稳定性进行控制是可行的。

  在施工现场或建筑垃圾处理过程中,粒径小于5mm的微粉称为粉末建筑垃圾。在垃圾收集和砖石土的施工和破碎过程中尘埃和石灰的形成会造成严重的环境污染并带来巨大的资源浪费。因此对建筑废弃物的综合利用具有重要的现实意义。研究表明,当建筑垃圾回收材料的粒径5mm时,如果用来生产泡沫混凝土块,泡沫高度将达到60cm,此时回收材料容易发生下沉,分布不均匀的情况。因此,本研究使用的再生原料如废混凝土、废砖都会通过颚式破碎机粉碎,将最大粒径尺寸控制在5毫米以内。

  硅酸盐水泥产品来源广泛,质量稳定,耐久、经济,因而广泛应用于泡沫混凝土砌筑行业。在本研究中,P.O42.5R硅酸盐水泥是由唐山冀东水泥有限公司生产的。普通硅酸盐水泥是泡沫混凝土块的主要胶结材料。

  外加剂通常包括粉煤灰、硅灰、细渣、碎纤维、重钙、高岭土等。粉煤灰、硅灰、细渣等活性添加剂具有较高的活性,有利于提高物理力学性能以及泡沫混凝土的耐久性。我国高度重视粉煤灰的综合利用并制定了优惠政策。因此,在泡沫混凝土中加入粉煤灰可以显著降低成本。

  此外,粉煤灰在泡沫混凝土中的应用可以提高泡沫混凝土的物理和化学性能。粉煤灰在物理学中是指粉煤灰的微观团聚效应和形状效应。在泡沫混凝土中加入粉煤灰可以很有效的提高水泥砂浆的流动性,增加泡沫混凝土的密实性,使其具有良好的性能。粉煤灰的化学性质会受到粉煤灰的影响,即掺加泡沫混凝土后,粉煤灰将Ca(OH)这种对泡沫混凝土不利影响转化为有利于泡沫混凝土的成分C-S-H。我国粉煤灰的大量存在,对后期水泥基产品强度的提高做出了巨大的贡献。本研究采用的粉煤灰为北京石景山电厂三级干粉煤灰。

  泡沫混凝土中含有大量的封闭气泡,具有良好的物理力学性能和热性能。它也给生产和使用带来了困难,一些缺陷甚至影响了应用。因此,必须采取一些措施来提高浆液结构的稳定性,加快结构的形成和发展强度,减少吸收剂的硬化和收缩,所有这些都需要添加改性剂。提高泡沫混凝土性能的主要改性剂有早期强度剂、促进剂、防水泡沫稳定剂、纤维等。

  研究中使用的早期强度剂是由中国建筑材料学会研制。防水泡沫稳定剂是由中国建筑材料学院研制的一种WPFO12棕色液体。速凝剂是50%硫酸铁铝溶液。减水剂是一种高效的聚羧酸类增塑剂,白色粉末,型号为101A。纤维是由北京中纺纤维建筑技术有限公司生产的5mmPP纤维或河北鸿科威利海泡沫厂生产的水镁石纤维。

  过氧化氢(H2O2)作为发泡剂一般用其27%-30%的水溶液,俗称双氧水,在室温下可产生氧和水分解反应(减速)。加热或添加催化剂后,反应速度加快。通过改变发泡剂的用量,可以得到泡沫混凝土的浆体密度和干表观密度。泡沫混凝土的强度也是由发泡剂的用量来决定,确定发泡剂的合理用量也是制备高性能泡沫混凝土的必要条件。本研究使用的发泡剂27.5%浓度的过氧化氢。

  利用再生原材料生产泡沫混凝:土砌块的过程是:泡沫混凝土浆料制备、注塑模具、化学发泡、养护、剥离、固化窑养护、切割、堆场养护、干燥、检测、包装和成品。泡沫混凝土块的生产过程可以分为模具成型和毛坯切割两种模式,因为铸造和加工零件有两种生产方式。换句话说,“一模一块”或“大模块切割”的使用通过控制关键工艺和技术参数来保证产品的质量和产量。

  在拆除建筑或者新建建筑物的过程中会产生大量的建筑垃圾,其组成十分复杂,构成也拥有巨大差异,因此在国内实施建筑垃圾资源的回收利用中,仅仅利用废混凝土、废砖等无机硬体成分中的可再生部分来生产泡沫混凝土砌块。因此在大量的实验室测试的基础上,采用废弃混凝土和废弃砖块两个代表性的建筑废弃物来制备B07级(640-730千克/立方米)和B08级(740~830千克/立方米)两个密度等级的泡沫混凝土块。

  在实际生产线上生产再生泡沫混凝土块时,随机选择成品进行再生原料性能检测。主要试验项目包括干密度、压力等级、导热系数、软化系数、碳化物系数和干燥收缩和耐冻性等。干表观密度、抗压强度和抗冻性试验和软化系数试验均是在依据相关规范规程的基础上进行的,样品尺寸均为100mm*100mm*100mm.有所差异的是,在进行干缩值试验和导热性试验时,要选取不同的试块尺寸,前者试件尺寸为40mm*40mm*160mm,后者为300mmx300mmx30mm,不过同样均需要在对应的规范标准的基础上进行试验。

  经过试验后可以发现再生泡沫混凝土砌块对于再生材料的利用率可达40%以上。B07、B08级再生原料泡沫混凝土块的强度等级可分别达到JC/T1062-2007《泡沫混凝土块》A3.5级,A5.0级,其导热系数、抗冻性、收缩率、软化系数、碳化系数均能满足规范对于泡沫混凝土块的要求。

  在建筑废料中选取废弃混凝土和废砖中主要的无机硬成分中进行再生利用,可以得到生产泡沫混凝土的再生原料:废混凝土再生原料和废弃砖块再生原料。在按照相关规范和标准的基础上,这些再生原料可按行业标准生产符合实际应用的泡沫混凝土块。从发展循环经济和可持续发展的角度来看,具有重要的社会效益和环境效益。B07和B08级回收原料制作而成的泡沫混凝土,对于建筑垃圾回收材料的利用率达到40%或45%时,再加入25%的粉煤灰,泡沫混凝土块的横向强度将达到JC/T1062-2007规定中A3.5级和A5.0级,其他性能也均满足本标准的技术要求。

  [1]张磊蕾,我国自保温混凝土砌块的发展现状及研究方向[A]房建材料与绿色建筑[C].北京:中国建材工业出版社,2009:528--535.

  [2]王武祥,张磊蕾,王爱军,等.水泥基发泡混凝土保温砌块的性能与生产[J].建筑砌块与砌块建筑,2012(6):5-10.

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