本发明涉及一种管桩余浆垃圾焚烧炉渣混凝土多孔砖制备工艺。本发明首先进行原料预处理:包括管桩余浆的缓凝处理,以及生活垃圾焚烧炉渣的分选、磨细处理;粉煤灰、水泥和石屑直接使用。然后按照设定的配料比搅拌混合。其次采用制砖成型机,在砖模空腔内填充混合料,并振压成型。最后成型后的混凝土多孔砖连同底部托板放入静养室静养不少于1天后,移至养护室,喷水养护10-14天。再移至混凝土多孔砖堆场,自然养护至28天,得到混凝土多孔砖成品。本发明利用管桩余浆和垃圾焚烧炉渣中的有效成分,生产管桩余浆垃圾焚烧炉渣多孔砖,不仅减少和杜绝了工业生产遗留的废渣、废液排放,防止其二次污染,而且节省了大量土地堆置成本和处理费用。
1.管桩余浆垃圾焚烧炉渣混凝土多孔砖制备工艺,其特征在于该方法包括如下步骤:1)原料预处理:包括管桩余浆的缓凝处理,以及生活垃圾焚烧炉渣的分选、磨细处理;粉煤灰、水泥和石屑直接使用;2)配料:各原料所占的质量百分数为:管桩余浆15%~25%,生活垃圾焚烧炉渣25%~35%,水泥0.5%~1%,粉煤灰10%~15%,石屑35%~45%;按各原料所占的质量百分数分别计取;3)搅拌混合:将各组分输入搅拌机中混合搅拌120s~180xa0s,混合均匀,得到混合料;4)布料、振压成型:采用制砖成型机,在砖模空腔内填充混合料,并振压成型;5)出模、养护:成型后的混凝土多孔砖连同底部托板放入静养室静养不少于1天后,移至养护室,喷水养护10-14天;再移至混凝土多孔砖堆场,自然养护至28天,得到混凝土多孔砖成品;所述的管桩余浆的缓凝处理是指管桩余浆在其下线且运输之前的1小时内掺加缓凝剂,延缓管桩余浆的水化反应;所述的缓凝剂选用糖类缓凝剂;所述的生活垃圾焚烧炉渣的分选、磨细处理是指对生活垃圾焚烧炉渣进行破碎、筛分、拣选和分离,分离出适合混凝土砖生产的均匀的细颗粒炉渣;所述的细颗粒炉渣呈深褐色,均匀性好;直径小于1.5mm的细粒炉渣占总体积的90%,其最大粒径不超过2mm。技术领域
本发明属于建筑制砖技术领域,涉及一种管桩余浆垃圾焚烧炉渣混凝土多孔砖制备工艺,更具体的是一种即利用工业废液(管桩余浆)代替水泥,利用工业废渣(生活垃圾焚烧炉渣)部分代替骨料,同时掺加粉煤灰、石屑生产混凝土多孔砖的方法。
背景技术
管桩生产过程中,管壁内腔产生大量呈强碱性,含有水泥、细砂、水的悬浊液——管桩余浆。企业一般直接将余浆固化物运至垃圾填埋场或随意倾倒,对周围环境污染严重。城市生活垃圾以年8~10%速度递增,电厂利用垃圾热值在1000°C高温下焚烧发电,形成炉渣;炉渣容积虽仅为原来的10~30%,但其堆积问题日益困扰电厂。管桩余浆中含有混凝土多孔砖生产所需的胶凝成分——水泥和磨细砂;垃圾焚烧炉渣经高温煅烧,热稳定好,可部分代替混凝土多孔砖中的骨料。上述两类工业废弃物简单堆弃,不仅占用大量土地,且污染环境,迫切需要对其进行处理和再利用。管桩余浆强度等级高,其性能远高于混凝土多孔砖的强度要求,以高强度原料生产低强度产品,理论可行。但管桩余浆再利用时,余浆由管桩厂运至下游企业——混凝土生产企业时,极易产生水化反应,固化而无法利用。垃圾焚烧炉渣则成分复杂,颗粒大小不一。减缓管桩余浆长途运输过程的水化反应,破碎、拣选垃圾焚烧炉渣是管桩余浆、垃圾焚烧炉渣再利用的关键技术问题。
发明内容
本发明针对现有技术的不足,提供了一种管桩余浆垃圾焚烧炉渣混凝土多孔砖制备工艺。本发明解决技术问题所采取的技术方案为:1)原料预处理:包括管桩余浆的缓凝处理,以及生活垃圾焚烧炉渣的分选、磨细处理;粉煤灰、水泥和石屑直接使用。2)配料:各原料所占的质量百分数为:管桩余浆15%~25%,生活垃圾焚烧炉渣25%~35%,水泥0.5%~1%,粉煤灰10%~15%,石屑35%~45%;按各原料所占的质量百分数分别计取。3)搅拌混合:将各组分输入搅拌机中混合搅拌120s~180xa0s,混合均匀,得到混合料。4)布料、振压成型:采用制砖成型机,在砖模空腔内填充混合料,并振压成型。5)出模、养护:成型后的混凝土多孔砖连同底部托板放入静养室静养不少于1天后,移至养护室,喷水养护10-14天。再移至混凝土多孔砖堆场,自然养护至28天,得到混凝土多孔砖成品。本发明的有益效果:1、利用管桩余浆和垃圾焚烧炉渣中的有效成分,生产管桩余浆垃圾焚烧炉渣多孔砖,不仅减少和杜绝了工业生产遗留的废渣、废液排放,防止其二次污染,而且节省了大量土地堆置成本和处理费用。2、利用管桩余浆、生活垃圾焚烧炉渣代替水泥和石屑,节省了原有混凝土多孔砖生产中的水泥和碎石骨料用量,节约了矿石资源,保护了环境。3、利用管桩余浆、生活垃圾焚烧炉渣生产,桩余浆垃圾焚烧炉渣多孔砖,不仅降低了混凝土多孔砖的生产成本,增加了混凝土多孔砖的竞争优势。同时管桩余浆、生活垃圾焚烧炉渣由免费转而有偿使用,创造了价值,成为管桩厂和电厂的直接收益。4、管桩余浆强度等级高;且经处理的后的生活垃圾焚烧炉渣颗粒细,均匀性好,强度高,重量轻。因经过高温煅烧,热稳定性好。因此,管桩余浆垃圾焚烧炉渣多孔砖强度高,与M10普通混凝土多孔砖相同组分配料的情况下,其抗压强度最大值可达到12~15MPa;重量轻,约1340kg/m³,比普通混凝土多孔砖减轻约8%。5、具有生产工序简单、成本低的特点,值得的混凝土多孔砖的抗压强度、产品外观和性能满足JCxa0943-2004《混凝土多孔砖》的国家标准要求。
附图说明
图1为缓凝剂掺量与计划留存时间的关系图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明:本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。本发明的目的就是提供利用管桩余浆和生活垃圾焚烧炉渣制备混凝土多孔砖的方法。为了实现上述目的,本发明的技术方案如下:1、原料预处理:1)粉煤灰、石屑直接使用;2)管桩余浆预处理:管桩余浆由水泥、磨细砂、水组成,水泥、磨细砂、水之间的比例约为0.39:0.19:0.40。40%的高含水量促使余浆中水泥产生水化反应。余浆产出后1小时内性能相对稳定,1小时后即产生水化反,且水化反应迅速。管桩厂与混凝土多孔砖企业的距离一般大于1小时车程,xa0为防止管桩余浆从管桩厂运至混凝土多孔砖生产厂的途中产生水花反应,余浆凝固而不能被再利用,需在管桩余浆下线且运输之前的1小时内,及时掺加缓凝剂,延缓管桩余浆的水花反应。缓凝剂掺量和缓凝剂品种、余浆计划留存时间、环境温度有关。经成质量的综合比较,采用糖类缓凝剂,并最终采用图1中的缓凝剂掺量(余浆重量为1000kg),可使产品和质量达到最优。图1的缓凝剂掺量适宜的温度为15^OC。随环境温度升高,缓凝剂掺量需作适当增加;同时根据管桩厂距离的远近,调配缓凝剂掺量。距离远,运输时间长,缓凝剂掺量相应增加;反之减小。相同的停置时间,缓凝剂掺量随环境温度而增加;不同的余浆留存时间,缓凝剂掺量随时间增加。3)生活垃圾焚烧炉渣预处理垃圾焚烧炉渣颜色为深褐色;颗粒大小不一,组分复杂,主要成分为Ca、Si、Na、K、Fe、Al以及部分重金属。炉渣虽经过烧结,但出厂过程中混杂进大量前期杂质,如玻璃、铁片、瓶盖以及铁、铜金属,如铁钉、铁丝、铁片、铜螺母等。直接可用的炉渣约占体积的60-70%,部分炉渣因结块,颗粒直径大,须经破碎后才能使用,约占体积的15%。其余为铁铜金属以及经破碎后可二次使用的陶瓷、玻璃等。本发明采用专门的生活垃圾焚烧炉渣破碎、分选及再利用工艺,对生活垃圾焚烧炉渣进行破碎、筛分、拣选和分离,分离出适合混凝土砖生产的均匀的细颗粒炉渣。二次处理后的炉渣呈深褐色,均匀性好。直径小于1.5mm的细粒炉渣约占总体积的90%,其最大粒径不超过2mm,级配良好。处理后的炉渣呈细颗粒状,强度高,因经过高温煅烧,热稳定性好,是混凝土多孔砖理想的骨料原料。2、称量配料各原料所占的质量的百分数为:管桩余浆15%~25%,生活垃圾焚烧炉渣25%~35%,水泥0.5%~1%,粉煤灰10%~15%,石屑35%~45%。按上述各原料的质量百分数称取各个组分。3、搅拌混合将各组分输入搅拌机中混合搅拌120s~180xa0s,混合均匀,得到混合料。4、布料采用制砖成型机配备的布料装置,快速均匀地在制砖成型机的模腔内填充混凝土多孔砖混合料。5、振压成型采用台模压合振的制砖成型机,通过振动使混合料快速充分液化排气,并成型。6、砖坯静养成型后的混凝土多孔砖连同底部托板放入静养室,表面覆盖塑料膜保温保湿养护至少1天。静养不少于1天后由静养室移至养护室,喷水养护约2周。7、自然养护移至混凝土多孔砖堆场,自然养护至28天,得到混凝土多孔砖成品。本发明管桩余浆和生活垃圾焚烧炉渣在多孔砖原料总量中的质量百分比达50以上,管桩余浆和生活垃圾焚烧炉渣利用率高,具有生产工序简单,成本低的特点,制得的混凝土多孔砖抗压强度在10MPa以上,产品的外观和性能达到国家行业标准《混凝土多孔砖》JCxa0943-2004的要求。混凝土多孔砖主尺寸具体为:240mm×115mm×90mm,孔洞率≥25%。砌筑时与主规格砖配合使用的配砖尺寸为:半砖(120mm×115mm×90xa0mm)、七分头(180mm×115mm×90mm)、普通混凝土多孔砖240mm×115mm×53mm。以下给出多个实施例对本发明作进一步描述。实施例1:管桩余浆生活垃圾焚烧炉渣混凝土多孔砖,由管桩余浆、生活垃圾焚烧炉渣、水泥、粉煤灰和石屑原料制备而成。其中管桩余浆、生活垃圾焚烧炉渣、水泥、粉煤灰、石屑各原料所占管桩余浆、生活垃圾焚烧炉渣、水泥、粉煤灰、石屑的质量百分数为:管桩余浆20%、生活垃圾焚烧炉渣28%、水泥0.8%、粉煤灰15%、石屑36.2%。管桩余浆由邻近的管桩厂提供。管桩余浆在下线后半小时掺入糖类缓凝剂。其时环境温度为15^oC。掺加缓凝剂前,将管桩余浆浓度调配为10%,再在1T余浆中加入0.8kg缓凝剂,该缓凝剂掺量需余浆在8天内用完。生活垃圾焚烧炉渣由生活垃圾焚烧电厂提供,经生活垃圾分选、破碎、研磨系统处理后,形成细颗粒(最大粒径不超过2mm)的均匀炉渣。其中直径小于1.5mm的细粒炉渣占总体积的90%。上述管桩余浆生活垃圾焚烧炉渣混凝土多孔砖的制备方法,它包括以下步骤:1、原料预处理1)管桩余浆配制成10%浓度的余浆,并掺入余浆停滞时间小于8天的糖类缓凝剂(0.8kg/1T余浆)。2)通过除铁器、破碎机和振动筛组成的生活垃圾焚烧炉渣分选、破碎、研磨系统,得到细颗粒(最大粒径不超过2mm)的均匀炉渣。其中直径小于1.5mm的细粒炉渣占总体积的90%。3)粉煤灰和石屑直接使用。2、称量配料按各原料所占的质量的百分数:管桩余浆20%、生活垃圾焚烧炉渣28%、水泥0.8%、粉煤灰15%、石屑36.2%,称取管桩余浆、生活垃圾焚烧炉渣、水泥、粉煤灰和石屑。3、搅拌混合将各组分输入搅拌机中混合搅拌150s,混合均匀,得到混合料。4、布料、振压成型采用台模压合振的制砖成型机布料,并振压成型。6、砖坯静养成型后的混凝土多孔砖连同底部托板放入静养室,表面覆盖塑料膜保温保湿养护1.5天。然后由静养室移至养护室,喷水养护约12天。7、自然养护移至混凝土多孔砖堆场,自然养护至28d,得到混凝土多孔砖成品。经检验,混凝土多孔砖主尺寸为:240mm×115mm×90mm,孔洞率≥25%。其尺寸偏差、外观质量、密度等级、强度等级、最大吸水率、干燥收缩率、抗冻性、软化系数、放射性物质均符合GB/T21144-2007、合GB/T2542-2012、GB/T4111-2007、GB6566-2010的要求。其中强度等级大于15MPa,密度为1400kg/m³,最大吸水率为7.6%xa0(<13%),干燥收缩率0.032%xa0(<0.05%)。实施例2:管桩余浆生活垃圾焚烧炉渣混凝土多孔砖,由管桩余浆、生活垃圾焚烧炉渣、水泥、粉煤灰和石屑原料制备而成。其中管桩余浆、生活垃圾焚烧炉渣、水泥、粉煤灰、石屑各原料所占管桩余浆、生活垃圾焚烧炉渣、水泥、粉煤灰、石屑的质量百分数为:管桩余浆15%、生活垃圾焚烧炉渣27%、水泥0.5%、粉煤灰12.5%、石屑45%。管桩余浆由邻近的管桩厂提供。管桩余浆在下线后半小时掺入糖类缓凝剂。其时环境温度为30^oC。掺加缓凝剂前,将管桩余浆浓度调配为10%,再在1T余浆中加入1.2kg缓凝剂,该缓凝剂掺量需余浆在10天内用完。生活垃圾焚烧炉渣由生活垃圾焚烧电厂提供,经生活垃圾分选、破碎、研磨系统处理后,形成细颗粒(最大粒径不超过2mm)的均匀炉渣。其中直径小于1.5mm的细粒炉渣占总体积的90%。上述管桩余浆生活垃圾焚烧炉渣混凝土多孔砖的制备方法,它包括以下步骤:1、原料预处理1)管桩余浆配制成10%浓度的余浆,并掺入余浆停滞时间小于8天的糖类缓凝剂(1.2kg/1T余浆)。2)通过除铁器、破碎机和振动筛组成的生活垃圾焚烧炉渣分选、破碎、研磨系统,得到细颗粒(最大粒径不超过2mm)的均匀炉渣。其中直径小于1.5mm的细粒炉渣占总体积的90%。3)粉煤灰和石屑直接使用。2、称量配料按各原料所占的质量的百分数:管桩余浆15%、生活垃圾焚烧炉渣27%、水泥0.5%、粉煤灰12.5%、石屑45%,称取管桩余浆、生活垃圾焚烧炉渣、水泥、粉煤灰和石屑。3、搅拌混合将各组分输入搅拌机中混合搅拌160s,混合均匀,得到混合料。4、布料、振压成型采用台模压合振的制砖成型机布料,并振压成型。6、砖坯静养成型后的混凝土多孔砖连同底部托板放入静养室,表面覆盖塑料膜保温保湿养护1天。然后由静养室移至养护室,喷水养护约10天。7、自然养护移至混凝土多孔砖堆场,自然养护至28d,得到混凝土多孔砖成品。经检验,混凝土多孔砖主尺寸为:240mm×115mm×90mm,孔洞率≥25%。其尺寸偏差、外观质量、密度等级、强度等级、最大吸水率、干燥收缩率、抗冻性、软化系数、放射性物质均符合GB/T21144-2007、合GB/T2542-2012、GB/T4111-2007、GB6566-2010的要求。其中强度等级大于15MPa,密度为1450kg/m³,最大吸水率为7.1%xa0(<13%),干燥收缩率0.025%xa0(<0.05%)。实施例3:管桩余浆生活垃圾焚烧炉渣混凝土多孔砖,由管桩余浆、生活垃圾焚烧炉渣、水泥、粉煤灰和石屑原料制备而成。其中管桩余浆、生活垃圾焚烧炉渣、水泥、粉煤灰、石屑各原料所占管桩余浆、生活垃圾焚烧炉渣、水泥、粉煤灰、石屑的质量百分数为:管桩余浆19%、生活垃圾焚烧炉渣35%、水泥1%、粉煤灰10%、石屑35%。管桩余浆由邻近的管桩厂提供。管桩余浆在下线后半小时掺入糖类缓凝剂。其时环境温度为6^oC。掺加缓凝剂前,将管桩余浆浓度调配为10%,再在1T余浆中加入0.5kg缓凝剂,该缓凝剂掺量需余浆在10天内用完。生活垃圾焚烧炉渣由生活垃圾焚烧电厂提供,经生活垃圾分选、破碎、研磨系统处理后,形成细颗粒(最大粒径不超过2mm)的均匀炉渣。其中直径小于1.5mm的细粒炉渣占总体积的90%。上述管桩余浆生活垃圾焚烧炉渣混凝土多孔砖的制备方法,它包括以下步骤:1、原料预处理1)管桩余浆配制成10%浓度的余浆,并掺入余浆停滞时间小于8天的糖类缓凝剂(0.5kg/1T余浆)。2)通过除铁器、破碎机和振动筛组成的生活垃圾焚烧炉渣分选、破碎、研磨系统,得到细颗粒(最大粒径不超过2mm)的均匀炉渣。其中直径小于1.5mm的细粒炉渣占总体积的90%。3)粉煤灰和石屑直接使用。2、称量配料按各原料所占的质量的百分数:管桩余浆19%、生活垃圾焚烧炉渣35%、水泥1%、粉煤灰10%、石屑35%,称取管桩余浆、生活垃圾焚烧炉渣、水泥、粉煤灰和石屑。3、搅拌混合将各组分输入搅拌机中混合搅拌160s,混合均匀,得到混合料。4、布料、振压成型采用台模压合振的制砖成型机布料,并振压成型。6、砖坯静养成型后的混凝土多孔砖连同底部托板放入静养室,表面覆盖塑料膜保温保湿养护2天。然后由静养室移至养护室,喷水养护约14天。7、自然养护移至混凝土多孔砖堆场,自然养护至28d,得到混凝土多孔砖成品。经检验,混凝土多孔砖主尺寸为:240mm×115mm×90mm,孔洞率≥25%。其尺寸偏差、外观质量、密度等级、强度等级、最大吸水率、干燥收缩率、抗冻性、软化系数、放射性物质均符合GB/T21144-2007、合GB/T2542-2012、GB/T4111-2007、GB6566-2010的要求。其中强度等级大于15MPa,密度为1380kg/m³,最大吸水率为7.5%xa0(<13%),干燥收缩率0.028%xa0(<0.05%)。实施例4:管桩余浆生活垃圾焚烧炉渣混凝土多孔砖,由管桩余浆、生活垃圾焚烧炉渣、水泥、粉煤灰和石屑原料制备而成。其中管桩余浆、生活垃圾焚烧炉渣、水泥、粉煤灰、石屑各原料所占管桩余浆、生活垃圾焚烧炉渣、水泥、粉煤灰、石屑的质量百分数为:管桩余浆25%、生活垃圾焚烧炉渣25%、水泥1%、粉煤灰14%、石屑35%。管桩余浆由邻近的管桩厂提供。管桩余浆在下线后半小时掺入糖类缓凝剂。其时环境温度为20^oC。掺加缓凝剂前,将管桩余浆浓度调配为10%,再在1T余浆中加入1kg缓凝剂,该缓凝剂掺量需余浆在8天内用完。生活垃圾焚烧炉渣由生活垃圾焚烧电厂提供,经生活垃圾分选、破碎、研磨系统处理后,形成细颗粒(最大粒径不超过2mm)的均匀炉渣。其中直径小于1.5mm的细粒炉渣占总体积的90%。上述管桩余浆生活垃圾焚烧炉渣混凝土多孔砖的制备方法,它包括以下步骤:1、原料预处理1)管桩余浆配制成10%浓度的余浆,并掺入余浆停滞时间小于8天的糖类缓凝剂(0.5kg/1T余浆)。2)通过除铁器、破碎机和振动筛组成的生活垃圾焚烧炉渣分选、破碎、研磨系统,得到细颗粒(最大粒径不超过2mm)的均匀炉渣。其中直径小于1.5mm的细粒炉渣占总体积的90%。3)粉煤灰和石屑直接使用。2、称量配料按各原料所占的质量的百分数:管桩余浆25%、生活垃圾焚烧炉渣25%、水泥1%、粉煤灰14%、石屑35%,称取管桩余浆、生活垃圾焚烧炉渣、水泥、粉煤灰和石屑。3、搅拌混合将各组分输入搅拌机中混合搅拌150s,混合均匀,得到混合料。4、布料、振压成型采用台模压合振的制砖成型机布料,并振压成型。6、砖坯静养成型后的混凝土多孔砖连同底部托板放入静养室,表面覆盖塑料膜保温保湿养护2天。然后由静养室移至养护室,喷水养护约14天。7、自然养护移至混凝土多孔砖堆场,自然养护至28d,得到混凝土多孔砖成品。经检验,混凝土多孔砖主尺寸为:240mm×115mm×90mm,孔洞率≥25%。其尺寸偏差、外观质量、密度等级、强度等级、最大吸水率、干燥收缩率、抗冻性、软化系数、放射性物质均符合GB/T21144-2007、合GB/T2542-2012、GB/T4111-2007、GB6566-2010的要求。其中强度等级大于15MPa,密度为1350kg/m³,最大吸水率为7.8%xa0(<13%),干燥收缩率0.035%xa0(<0.05%)。本发明经大量试验,成功地将管桩余浆与垃圾焚烧炉渣综合运用于混凝土多孔砖的生产,直接减少了其上下游企业的处理费用和生产成本,成为管桩厂、电厂、混凝土多孔砖企业的直接收益。利用管桩余浆、垃圾焚烧炉渣生产管桩余浆垃圾焚烧炉渣混凝土多孔砖,不仅减少和杜绝了工业生产遗留的废渣、废液排放产生的二次污染,而且节省了大量土地资源;同时减少了水泥和碎石的应用量,节约了能源,具有显著的社会效益。