專(zhuān)利名稱(chēng)：一種混凝土磚及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑材料領(lǐng)域混凝土類(lèi)材料，更具體地說(shuō)，涉及一種混凝土磚及其制備方法。
背景技術(shù)：
人類(lèi)社會(huì)每天都要產(chǎn)生大量的建筑廢料和廢玻璃瓶，處理這些建筑廢料和廢玻璃瓶已經(jīng)變成嚴(yán)重的社會(huì)和環(huán)境問(wèn)題。隨著經(jīng)濟(jì)的高速增長(zhǎng)和人們生活水平的提高，在國(guó)內(nèi)的大中城市中，建筑廢物和廢玻璃瓶的管理和處理同樣在變?yōu)橹饕沫h(huán)境問(wèn)題，并嚴(yán)重的影響國(guó)家的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。因此，開(kāi)發(fā)回收和利用建筑廢物和廢玻璃的新技術(shù)變得越來(lái)
越重要。建筑廢物一般是由混凝土碎塊、磚和瓷磚、砂、灰塵、木頭、塑料和廢鐵等組成?；炷了閴K一般是建筑廢物的最大組成部分，經(jīng)過(guò)破碎篩分的混凝土碎塊可以用來(lái)取代混凝土中的天然骨料或者被用做道路基礎(chǔ)，這一類(lèi)回收材料叫做再生骨料。再生骨料在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家的建筑工業(yè)中部已經(jīng)成功利用，主要應(yīng)用在非結(jié)構(gòu)混凝土和道路的基礎(chǔ)上。再生骨料在結(jié)構(gòu)混凝土中的應(yīng)用被限制，主要是因?yàn)樵偕橇吓c天然石頭相比強(qiáng)度較低，多孔和較高的吸水率，從而導(dǎo)致混凝土的流動(dòng)性較難控制。同樣，回收的廢玻璃瓶經(jīng)過(guò)破碎和篩分也可以作為廢玻璃骨料。另一方面，隨著工業(yè)的快速發(fā)展和能源消耗劇增，空氣污染也隨之日益嚴(yán)重，而過(guò)量二氧化碳(C02)氣體排放所引發(fā)的溫室效應(yīng)已經(jīng)成為嚴(yán)重的世界問(wèn)題。如果人類(lèi)生產(chǎn)和使用能源材料的方式不改變，空氣中二氧化碳的濃度會(huì)繼續(xù)增加。如何減緩二氧化碳的排放量已經(jīng)引起人們極大的關(guān)注，成為目前及未來(lái)人類(lèi)的重要工作。目前，要求中國(guó)減排二氧化碳的國(guó)際壓力和環(huán)境壓力越來(lái)越大，而且溫室氣體的減排直接影響到一個(gè)時(shí)期國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。因此，中國(guó)必須保持適當(dāng)?shù)臏p排率，充分發(fā)揮科技進(jìn)步在經(jīng)濟(jì)發(fā)展和氣候保護(hù)方面的作用，以技術(shù)創(chuàng)新控制二氧化碳的排放。二氧化碳?xì)怏w是主要的溫室氣體之一，人們正在尋求減少溫室氣體排放的方法。如果在用建筑廢物制造鋪路磚和隔墻磚的過(guò)程中能夠減少二氧化碳?xì)怏w將會(huì)取得一舉兩得的功效。研究表明混凝土的碳化作用就是吸收二氧化碳的過(guò)程。因此，在利用建筑廢物制造鋪路磚、隔墻磚或承重墻磚的過(guò)程中利用二氧化碳?xì)怏w養(yǎng)護(hù)不但可以增加鋪路磚的抗壓強(qiáng)度等性能，還可以減少二氧化碳?xì)怏w。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有混凝土磚中再生骨料或廢玻璃骨料的應(yīng)用受到限制的缺陷，提供一種利用再生骨料和/或廢玻璃骨料的混凝土磚及其制備方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:構(gòu)造一種混凝土磚，包括:⑴水泥； (ii)骨料，所述骨料至少包括再生骨料和/或廢玻璃骨料；
(iii)粉煤灰或高嶺粉或礦渣粉，當(dāng)所述骨料包含廢玻璃骨料時(shí)，所述粉煤灰為水泥用量的5 50wt%，或所述高嶺粉為水泥用量的I 20wt%，或礦渣粉為水泥用量的10 80%;當(dāng)所述廢玻璃骨料的質(zhì)量百分比為O時(shí)，所述粉煤灰為水泥用量的O 50wt%，或所述高嶺粉為水泥用量的O 20wt%，或礦渣粉為水泥用量的O 80%。在根據(jù)本發(fā)明所述的混凝土磚中，所述骨料還包括沙或石子。在根據(jù)本發(fā)明所述的混凝土磚中，所述骨料中當(dāng)包含再生骨料時(shí)，所述再生骨料占骨料總用量的O IOOwt^ ;當(dāng)包含廢玻璃骨料時(shí)，所述廢玻璃骨料為骨料總用量的O IOOwt %。在根據(jù)本發(fā)明所述的混凝土磚中，所述骨料包括再生骨料和廢玻璃骨料，其中所述再生骨料為骨料總用量的50Wt%，廢玻璃骨料為骨料總用量的50Wt%。在根據(jù)本發(fā)明所述的混凝土磚中，所述混凝土磚為鋪路磚，其中所述水泥與骨料的重量比為1: 5 1:1 ;或者所述混凝土磚為隔墻磚，其中所述水泥與骨料的重量比為1: 16 1: 8 ;或者所述混凝土磚為承重墻磚，其中所述水泥與骨料的重量比為1: 5
I: 10。在根據(jù)本發(fā)明所述的混凝土磚中，所述混凝土磚為鋪路磚，其中所述水泥與骨料的重量比為1: 3;或者所述混凝土磚為隔墻磚，其中所述水泥與骨料的重量比為1: 12;或者所述混凝土磚為承重墻磚，其中所述水泥與骨料的重量比為1: 7。在根據(jù)本發(fā)明所述的混凝土磚中，所述粉煤灰為水泥用量的20wt%，或所述高嶺粉為水泥用量的10wt%，或礦渣粉為水泥用量的50%。在根據(jù)本發(fā)明所 述的混凝土磚中，所述粉煤灰為粒徑小于或等于45微米、且含碳量小于7%重量百分比的粉煤灰，所述再生骨料的粒徑范圍為< 10毫米。在根據(jù)本發(fā)明所述的混凝土磚中，所述的水泥選自硅酸鹽水泥、白色水泥或礦渣水泥。本發(fā)明還提供了一種根據(jù)如上所述的混凝土磚的制備方法，包括以下步驟:a)將水泥，粉煤灰或高嶺粉或礦渣粉，骨料和水按照比例配合制成吸收層混合物，攪拌均勻；b)將所述吸收層混合物用機(jī)壓成型的方法壓制成型；c)將壓制成型的磚塊送入二氧化碳養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)，或常壓常溫養(yǎng)護(hù)，或常壓蒸汽養(yǎng)護(hù)。在根據(jù)本發(fā)明所述的混凝土磚的制備方法中，所述二氧化碳養(yǎng)護(hù)室壓力為0-2.0Ba, CO2 的濃度 0-100%。在根據(jù)本發(fā)明所述的混凝土磚的制備方法中，所述二氧化碳養(yǎng)護(hù)室壓力為
0.1-1.5Ba, CO2 的濃度 10-100% 在根據(jù)本發(fā)明所述的混凝土磚的制備方法中，所述步驟a)中配制所述水的用量為材料總重量的10 15%。在根據(jù)本發(fā)明所述的混凝土磚的制備方法中，制備鋪路磚時(shí)，所述步驟a)中水的用量為材料總重量的13%，制備隔墻磚時(shí)，水的用量為材料總重量的10%。實(shí)施本發(fā)明的混凝土磚及其制備方法，具有以下有益效果:本發(fā)明通過(guò)機(jī)壓成型的方法制造的混凝土鋪路磚、隔墻磚或承重墻磚可以利用再生骨料或者廢玻璃骨料取代天然石子，一方面給建筑廢物的利用提供了新途徑，另一方面節(jié)約了天然石子的開(kāi)采。本發(fā)明還可進(jìn)一步進(jìn)行二氧化碳?xì)怏w養(yǎng)護(hù)，保護(hù)了環(huán)境，減少溫室氣體的排放。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中:圖1為根據(jù)本發(fā)明的混凝土磚的制備過(guò)程圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明的目的在于提供一種可吸收二氧化碳?xì)怏w的混凝土磚及其制造方法，可以利用建筑廢物和回收玻璃制造。這些混凝土磚根據(jù)原料配比的不同，可用作鋪路磚、隔墻磚和承重墻磚。本發(fā)明一方面給建筑廢物的利用提供了新途徑，并且節(jié)約了天然石子的開(kāi)采，另一方面保護(hù)了環(huán)境，減少溫室氣體的排放。因此，用本發(fā)明方法制造的混凝土鋪路磚、隔墻磚和承重墻磚及其制造方法是建筑材料行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的新技術(shù)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的鋪路磚、隔墻磚和承重墻磚在制造過(guò)程中可以采用二氧化碳?xì)怏w養(yǎng)護(hù)。請(qǐng)參閱圖1，為根據(jù)本發(fā)明的混凝土磚的制備過(guò)程圖。如圖1所示，將水泥、骨料(至少包括:再生骨料和/或廢玻璃骨料，還可以包括沙或石子)和水，以及粉煤灰、高嶺粉或礦渣粉按照一定的比例配合在攪拌機(jī)內(nèi)攪拌，隨后利用攪拌機(jī)壓成型，然后送入二氧化碳?xì)怏w養(yǎng)護(hù)室，或常壓常溫養(yǎng)護(hù) 室，或常壓蒸氣養(yǎng)護(hù)室進(jìn)行養(yǎng)護(hù)即可得到本發(fā)明制備方法提供的鋪路磚、隔墻磚或承重墻磚。本發(fā)明方法所制造的鋪路磚、隔墻磚或承重墻磚的配合比可參考目前工業(yè)生產(chǎn)中所用的配合比。在一些優(yōu)選的實(shí)例中，本發(fā)明制造的混凝土磚中水泥與骨料的重量比分別為:鋪路磚1: 5 1:1，隔墻磚1: 16 1: 8，承重墻磚1: 5 1: 10。在各種混凝土磚中，當(dāng)所述骨料包含廢玻璃骨料時(shí)，添加的粉煤灰為水泥用量的5 50wt%，或者添加的高嶺粉為水泥用量的I 20Wt%，或者添加的礦渣粉為水泥用量的10 80%。當(dāng)廢玻璃骨料的重量百分比為O時(shí)，所述粉煤灰為水泥用量的O 50wt %，或所述高嶺粉為水泥用量的O 20wt%，或礦渣粉為水泥用量的O 80%。在骨料中，當(dāng)采用了再生骨料時(shí)，其含量為骨料總量的O IOOwt% ;當(dāng)采用廢玻璃骨料時(shí)，其含量為骨料總量的O 100Wt%。其余量為沙或石子。二氧化碳養(yǎng)護(hù)條件為:二氧化碳的濃度為O 100%，壓力為0-2.0Ba0在一些更優(yōu)選的實(shí)例中，本發(fā)明制造的混凝土磚水泥與骨料的重量比分別為:鋪路磚1: 3，隔墻磚1: 12，承重墻磚1: 7。在各種混凝土磚中，添加的粉煤灰為水泥用量的20wt%，或者添加的高嶺粉為水泥用量的IOwt%，或者添加的礦渣粉為水泥用量的50Wt%。在骨料中，再生骨料為骨料總量的50Wt%，廢玻璃骨料為骨料總量的50Wt%。在所述二氧化碳養(yǎng)護(hù)室中，二氧化碳的濃度為10 100%，壓力為0.2 1.5Ba。本發(fā)明制造的鋪路磚、隔墻磚或承重墻磚使用的水泥可以為混凝土技術(shù)中通常采用的任何水泥。進(jìn)一步地，所述的水泥可以選自硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、石灰石硅酸鹽水泥、白色水泥，礦洛水泥。本發(fā)明制造的鋪路磚、隔墻磚或承重墻磚所使用的粉煤灰為粒徑小于或等于45微米、且含碳量小于7%重量百分比的粉煤灰。本發(fā)明所述的鋪路磚、隔墻磚或承重墻磚中，再生骨料以及回收廢玻璃骨料的粒徑范圍為< 10毫米。本發(fā)明鋪路磚、隔墻磚或承重墻磚中所使用的石子、砂和水與制造普通水泥混凝土的相同，無(wú)須特別說(shuō)明。本發(fā)明提出的鋪路磚、隔墻磚或承重墻磚的制造方法中所使用的水的用量可根據(jù)本領(lǐng)域的技術(shù)常識(shí)或根據(jù)實(shí)際需要確定，優(yōu)選地，水的用量為材料總重量的10 15%。更優(yōu)選地,水的用量為材料總重量的12%?，F(xiàn)有生產(chǎn)混凝土磚的技術(shù)中所用的原材料都是天然的石子和河沙等，而本發(fā)明的可凈化空氣的混凝土磚選用了建筑廢物和廢玻璃作為骨料。而天然材料資源是有限的同時(shí)開(kāi)采天然材料也會(huì)破環(huán)環(huán)境。而機(jī)壓成型的混凝土鋪路磚塊屬于干硬混凝土，對(duì)流動(dòng)性要求不高，因此，利用機(jī)壓成型的方法制造混凝土鋪路磚、隔墻磚或承重墻磚可以用100%再生骨料取代天然石子，同時(shí)回收的廢玻璃瓶經(jīng)過(guò)破碎和篩分也可以作為制造鋪路磚、隔墻磚或承重墻磚的骨料(即廢玻璃骨料)。另外，現(xiàn)有技術(shù)養(yǎng)護(hù)混凝土磚的方法是采用常壓常溫養(yǎng)護(hù)或常壓蒸汽養(yǎng)護(hù)。這兩種養(yǎng)護(hù)方法都不會(huì)減少二氧化碳?xì)怏w的排放。常壓蒸汽養(yǎng)護(hù)還會(huì)增加二氧化碳?xì)怏w的排放。本發(fā)明更進(jìn)一步地可以在可以采用常壓常溫養(yǎng)護(hù)或常壓蒸汽養(yǎng)護(hù)的同時(shí)，還增加了二氧化碳?xì)怏w養(yǎng)護(hù)的方式。水泥基材料的碳化過(guò)程就是一個(gè)吸收二氧化碳的過(guò)程，因此將鋪路磚和隔墻磚放入一個(gè)具有一定壓力，溫度和濕度的二氧化碳養(yǎng)護(hù)室，配以一定的二氧化碳的濃度養(yǎng)護(hù)一定的時(shí)間既 即可以保證和實(shí)現(xiàn)鋪路磚和隔墻磚具有吸收二氧化碳?xì)怏w的功能。本發(fā)明提供的新技術(shù)可以即時(shí)使用在現(xiàn)有的生產(chǎn)鋪路磚和隔墻磚的工廠中，不需要做大的工藝流程的改動(dòng)，只要安裝一個(gè)二氧化碳養(yǎng)護(hù)室即可。在不久的將來(lái)，養(yǎng)護(hù)室還可以直接連接在二氧化碳?xì)怏w的排放口(如發(fā)電廠，水泥廠等)。本發(fā)明技術(shù)的最大特點(diǎn)是簡(jiǎn)單易行，不需要對(duì)現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝作大的改動(dòng)。使用了建筑廢物和其他廢物，且使鋪路磚和隔墻磚附加了吸收二氧化碳?xì)怏w的功能，因此該技術(shù)更符合當(dāng)今世界可持續(xù)發(fā)展，減少溫室氣體排放，低碳的經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略。下面將結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例1按表I配比生產(chǎn)混凝土鋪路磚?？箟簭?qiáng)度的測(cè)定方法是本領(lǐng)域公知的。磚的二氧化碳吸收率由下列公式計(jì)算:磚的CO2吸收率(％ )=(養(yǎng)護(hù)后磚的重量增加量/磚的干重量)X 100%從表I所列的配比和所生產(chǎn)的混凝土鋪路磚特性可以看出，由于廢玻璃骨料用量的增加，鋪路磚的強(qiáng)度有所下降，但所有混凝土鋪路磚的強(qiáng)度仍然達(dá)到49MPa以上。二氧化碳(CO2)氣體養(yǎng)護(hù)使磚的強(qiáng)度至少增加20%。另外，所有鋪路磚的強(qiáng)度完全達(dá)到了香港建筑規(guī)范和中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求。當(dāng)有廢玻璃骨料摻入時(shí)，磚對(duì)CO2的吸收率減少，這主要是由于與再生骨料相比玻璃的不透氣性使二氧化碳向磚內(nèi)部的滲透力下降所致。65°C蒸汽養(yǎng)護(hù)對(duì)玻璃骨料含量高的磚的28天強(qiáng)度有較大的減少作用。本實(shí)施例中水泥選用硅酸鹽水泥。此外，還可以采用普通硅酸鹽水泥、石灰石硅酸鹽水泥、白色水泥，或礦渣水泥。表1、混凝土鋪路磚的配比及性能測(cè)定結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種混凝土磚，其特征在于，包括: (i)水泥； ( )骨料，所述骨料至少包括再生骨料和/或廢玻璃骨料； (iii)粉煤灰或高嶺粉或礦渣粉，當(dāng)所述骨料包含廢玻璃骨料時(shí)，所述粉煤灰為水泥用量的5 50wt%，或所述高嶺粉為水泥用量的I 20wt%，或礦渣粉為水泥用量的10 80% ;當(dāng)所述廢玻璃骨料的質(zhì)量百分比為O時(shí)，所述粉煤灰為水泥用量的O 50wt%，或所述高嶺粉為水泥用量的O 20wt%，或礦渣粉為水泥用量的O 80%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土磚，其特征在于，所述骨料還包括沙或石子。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土磚，其特征在于，所述骨料中當(dāng)包含再生骨料時(shí)，所述再生骨料占骨料總用量的(Ti00wt%;當(dāng)包含廢玻璃骨料時(shí)，所述廢玻璃骨料為骨料總用量的 0 100wt%。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的混凝土磚，其特征在于，所述骨料包括再生骨料和廢玻璃骨料，其中所述再生骨料為骨料總用量的50wt%，廢玻璃骨料為骨料總用量的50wt%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土磚，其特征在于，所述混凝土磚為鋪路磚，其中所述水泥與骨料的重量比為;或者所述混凝土磚為隔墻磚，其中所述水泥與骨料的重量比為1:161:8;或者所述混凝土磚為承重墻磚，其中所述水泥與骨料的重量比為1:5 1:10。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的混凝土磚，其特征在于，所述混凝土磚為鋪路磚，其中所述水泥與骨料的重量比為1:3 ;或者所述混凝土磚為隔墻磚，其中所述水泥與骨料的重量比為1:12 ;或者所述混凝土磚為承重墻磚，其中所述水泥與骨料的重量比為1:7。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土磚，其特征在于，所述粉煤灰為水泥用量的20wt%，或所述高嶺粉為水泥用量的10wt%，或礦渣粉為水泥用量的50%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述的混凝土磚，其特征在于，所述粉煤灰為粒徑小于或等于45微米、且含碳量小于7%重量百分比的粉煤灰，所述再生骨料的粒徑范圍為〈10毫米。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述的混凝土磚，其特征在于，所述的水泥選自硅酸鹽水泥、白色水泥或礦洛水泥。
10.一種根據(jù)權(quán)利要求1-9中任意一項(xiàng)所述的混凝土磚的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: a)將水泥，粉煤灰或高嶺粉或礦渣粉，骨料和水按照比例配合制成吸收層混合物，攪拌均勻； b)將所述吸收層混合物用機(jī)壓成型的方法壓制成型； c)將壓制成型的磚塊送入二氧化碳養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)，或常壓常溫養(yǎng)護(hù)，或常壓蒸汽養(yǎng)護(hù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的混凝土磚的制備方法，其特征在于，所述二氧化碳養(yǎng)護(hù)室壓力為O- 2.0Ba, CO2的濃度0-100%。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的混凝土磚的制備方法，其特征在于，所述二氧化碳養(yǎng)護(hù)室壓力為 0.1-1.5Ba, CO2 的濃度 10-100%。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的混凝土磚的制備方法，其特征在于，所述步驟a)中配制所述水的用量為材料總重量的1(Γ15%。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的混凝土磚的制備方法，其特征在于，制備鋪路磚時(shí)，所述步驟a)中水的用量 為材料總重量的13%，制備隔墻磚時(shí)，水的用量為材料總重量的10%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種混凝土磚及其制備方法，該混凝土磚采用水泥、骨料，以及粉煤灰或高嶺粉或礦渣粉通過(guò)攪拌機(jī)攪拌再機(jī)壓成型，隨后將磚塊送入二氧化碳養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)，或常壓常溫養(yǎng)護(hù)，或常壓蒸汽養(yǎng)護(hù)。其中，所用的骨料包括再生骨料和/廢玻璃骨料，該骨料還可包括沙或石子。本發(fā)明提供的混凝土磚因配比的不同可制成鋪路磚、隔墻磚和承重墻磚，其性能完全可達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，且具有良好的吸收二氧化碳?xì)怏w的功能。
文檔編號(hào)C04B28/08GK103086655SQ20111034592
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2011年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月4日
發(fā)明者潘智生, 寇世聰 申請(qǐng)人:香港理工大學(xué)