建筑废弃物粉尘的活化与制备轻质建材的试验研究
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摘要
本文对建筑废弃物在预处理过程中经除尘器收集的粉尘(简称建筑废弃物粉尘)进行了分析研究,主要通过热法活化、热法.研磨活化方法对建筑废弃物粉尘进行活化,采用热法-研磨活化细粉/碱性活化工艺制备泡沫混凝土,并进行了利用活化细粉制备水泥基复合材料—活化细粉泡沫混凝土(轻质建材)的试验研究。
(1)热法活化温度600℃活化时间150min的建筑废弃物粉尘效果最优,对比未经活化处理的建筑废弃物粉尘：①物理性能发生改变,热法活化后发生脱水反应。②做为胶凝材料和做为掺合料对水泥砂浆抗压强度具有提高作用。③颗粒形状圆整,表面附着的水化产物明显减少,提高了分离效果。④热法活化提高了研磨活化的效果：热法活化温度在400℃、600℃、800℃活化时间150min的建筑废弃物粉尘在相同的球磨时间、球料比的情况下,0.075mm筛余均小于未经热法活化处理的建筑废弃物粉尘,随着热法活化温度的提高,0.075mm筛余随着减小。
(2)热法-研磨活化使得建筑废弃物粉尘物理性能得到提高,有效地实现了包裹在硬化水泥浆体中的水泥熟料颗粒分离；热法活化温度600℃活化时间150mmin,研磨活化4h的建筑废弃物粉尘做为胶凝材料和掺合料对比未经活化处理的粉尘,均对水泥砂浆抗压强度起到提高作用。
(3)热法-研磨活化细粉／碱性活化工艺,对活化细粉做为胶凝材料和掺合料的水泥砂浆抗压强度均起到了提高作用。其中NaOH的掺入量为建筑废弃物粉尘的1.5%效果最佳。
(4)本课题确定的建筑废弃物粉尘的活化方法为：热法活化温度600℃活化时间150mmin,球料比为2：1的3MZ-30A三筒式振动球磨机研磨4h(0.075mm筛余27.6%),激发剂NaOH的掺入量是建筑废弃物粉尘质量的1.5%。
(5)活化细粉泡沫混凝土的制备工艺简单,免去了高压釜蒸养和烧结等工艺,降低了二次污染和成本；活化细粉的利用率可达总料量的24%,实现了对建筑废弃物回收再利用。
(6)通过进行工艺因素分析,优化的试验配合比得到本课题试验配比为：水泥加入量30%,石灰加入量10%,粉煤灰加入量36%,活化细粉加入量24%,浓度0.4%的十二烷基硫酸钠作为发泡剂加入量为2ml/kg,水灰比为0.42,减水剂FDN-2加入量为水泥量的1%,早强剂硫酸钠加入量为水泥量的1%。
(7)活化细粉泡沫混凝土的性能指标：抗压强度4.1MPa,容重843 kg/m3,抗压强度达到并且超过了《新型墙体材料》中硅酸盐泡沫混凝土绝干28d抗压强度2.5～3.5MPa的要求；根据JC/T 1062—2007《泡沫混凝土砌块》行业标准,本课题产品28d绝干抗压强度等级达到A3.5(平均值≥3.5MPa,单组最小值≥2.8),容重等级达到B09(830 kg/m3≤干表观密度≤930 kg/m3)。
This research has analyzed and researched the dus which was collected by dust collector when construction waste in pretreatment(short title construction waste dust).From the main methods of thermal activation and thermal- grind activation, activated the construction waste dust. And use activated powder to preparae the cement-based composite materials-activated powder foam concrete(lightweight materials).
(1) The best effection of construction waste dust was thermal activation temperature 600℃activation time 150min. Compared to the construction waste dust without activation:①The physical properties had changed, dehydration had appeared after activation thermal.②As cementitious materials and admixtures had improved the compressive strength.③Particle shape was round,the surface attachment significantly reduced the hydration products and improved the separation effect.④The construction waste dust with thermal activation increased the effect of grinding activation:thermal activation temperature 400℃, 600℃,800℃,activation time 150min in the same milling time,at the same ratio of ball and materials,0.075mm sieve were less than construction waste dust without thermal activation, the thermal activation temperature increased,0.075mm sieve decreased.
(2)The physical properties of construction waste dust with thermal-grind activation had improved. The separation of cement paste and cement clinker had effectively achieved. The dus with thermal activation temperature 600℃activation time 150min grind activation 4h had improved the compressive strength as cementitious materials and admixtures.
(3) Thermal-grind activated powder/alkali activation process had improved the compressive strength when activated powder as cementitious materials and admixtures. The best effection was:NaOH was 1.5% of construction waste dust.
(4) This research determined the activation method of construction waste dust was: heating treatment at 600℃for 150min,3MZ-30A three cylindrical vibration ball mill at ratio of ball and materials 2:1, grinding 4h (0.075mm sieve27.6%), incorporation of activators NaOH is 1.5% of the quality of construction waste dust.
(5) The production process of activated powder foam concrete is simple,eliminated the need for autoclave steam curing and sintering processes, reducing of secondary pollution and cost;Activated powder utilization is 24% of the total feeding amount, the construction wasted recycling has achieved.
(6)From analysising the technological factors and experimental ratio.The experimental ratio of this research is:30% cement,10% lime, fly ash36%, construction waste dust24%, SBS concentration of 0.4% addition is 2ml/kg, water-cement ratio is 0.42, water reducing agent FDN-2 addition is 1% of the amount of cement, Na2SO4 addition is 1% of the amount of cement.
(7) The performance of activated powder foam concrete is:compressive strength is 4.1MPa, bulk density is 843 kg/m3.Compressive strength reached and surpassed the requirements of "new wall material".which required the 28d compressive strength at 2.5～3.5MPa; according to JC/T 1062-2007 "foam concrete block" industry standard, this research 28d compressive strength reached A3.5 level (average≥3.5MPa, one group minimum≥2.8MPa), bulk density reached B09 level (830 kg/m3≤dry apparent density≤930 kg/m3).
(1)热法活化温度600℃活化时间150min的建筑废弃物粉尘效果最优,对比未经活化处理的建筑废弃物粉尘：①物理性能发生改变,热法活化后发生脱水反应。②做为胶凝材料和做为掺合料对水泥砂浆抗压强度具有提高作用。③颗粒形状圆整,表面附着的水化产物明显减少,提高了分离效果。④热法活化提高了研磨活化的效果：热法活化温度在400℃、600℃、800℃活化时间150min的建筑废弃物粉尘在相同的球磨时间、球料比的情况下,0.075mm筛余均小于未经热法活化处理的建筑废弃物粉尘,随着热法活化温度的提高,0.075mm筛余随着减小。
(2)热法-研磨活化使得建筑废弃物粉尘物理性能得到提高,有效地实现了包裹在硬化水泥浆体中的水泥熟料颗粒分离；热法活化温度600℃活化时间150mmin,研磨活化4h的建筑废弃物粉尘做为胶凝材料和掺合料对比未经活化处理的粉尘,均对水泥砂浆抗压强度起到提高作用。
(3)热法-研磨活化细粉／碱性活化工艺,对活化细粉做为胶凝材料和掺合料的水泥砂浆抗压强度均起到了提高作用。其中NaOH的掺入量为建筑废弃物粉尘的1.5%效果最佳。
(4)本课题确定的建筑废弃物粉尘的活化方法为：热法活化温度600℃活化时间150mmin,球料比为2：1的3MZ-30A三筒式振动球磨机研磨4h(0.075mm筛余27.6%),激发剂NaOH的掺入量是建筑废弃物粉尘质量的1.5%。
(5)活化细粉泡沫混凝土的制备工艺简单,免去了高压釜蒸养和烧结等工艺,降低了二次污染和成本；活化细粉的利用率可达总料量的24%,实现了对建筑废弃物回收再利用。
(6)通过进行工艺因素分析,优化的试验配合比得到本课题试验配比为：水泥加入量30%,石灰加入量10%,粉煤灰加入量36%,活化细粉加入量24%,浓度0.4%的十二烷基硫酸钠作为发泡剂加入量为2ml/kg,水灰比为0.42,减水剂FDN-2加入量为水泥量的1%,早强剂硫酸钠加入量为水泥量的1%。
(7)活化细粉泡沫混凝土的性能指标：抗压强度4.1MPa,容重843 kg/m3,抗压强度达到并且超过了《新型墙体材料》中硅酸盐泡沫混凝土绝干28d抗压强度2.5～3.5MPa的要求；根据JC/T 1062—2007《泡沫混凝土砌块》行业标准,本课题产品28d绝干抗压强度等级达到A3.5(平均值≥3.5MPa,单组最小值≥2.8),容重等级达到B09(830 kg/m3≤干表观密度≤930 kg/m3)。
This research has analyzed and researched the dus which was collected by dust collector when construction waste in pretreatment(short title construction waste dust).From the main methods of thermal activation and thermal- grind activation, activated the construction waste dust. And use activated powder to preparae the cement-based composite materials-activated powder foam concrete(lightweight materials).
(1) The best effection of construction waste dust was thermal activation temperature 600℃activation time 150min. Compared to the construction waste dust without activation:①The physical properties had changed, dehydration had appeared after activation thermal.②As cementitious materials and admixtures had improved the compressive strength.③Particle shape was round,the surface attachment significantly reduced the hydration products and improved the separation effect.④The construction waste dust with thermal activation increased the effect of grinding activation:thermal activation temperature 400℃, 600℃,800℃,activation time 150min in the same milling time,at the same ratio of ball and materials,0.075mm sieve were less than construction waste dust without thermal activation, the thermal activation temperature increased,0.075mm sieve decreased.
(2)The physical properties of construction waste dust with thermal-grind activation had improved. The separation of cement paste and cement clinker had effectively achieved. The dus with thermal activation temperature 600℃activation time 150min grind activation 4h had improved the compressive strength as cementitious materials and admixtures.
(3) Thermal-grind activated powder/alkali activation process had improved the compressive strength when activated powder as cementitious materials and admixtures. The best effection was:NaOH was 1.5% of construction waste dust.
(4) This research determined the activation method of construction waste dust was: heating treatment at 600℃for 150min,3MZ-30A three cylindrical vibration ball mill at ratio of ball and materials 2:1, grinding 4h (0.075mm sieve27.6%), incorporation of activators NaOH is 1.5% of the quality of construction waste dust.
(5) The production process of activated powder foam concrete is simple,eliminated the need for autoclave steam curing and sintering processes, reducing of secondary pollution and cost;Activated powder utilization is 24% of the total feeding amount, the construction wasted recycling has achieved.
(6)From analysising the technological factors and experimental ratio.The experimental ratio of this research is:30% cement,10% lime, fly ash36%, construction waste dust24%, SBS concentration of 0.4% addition is 2ml/kg, water-cement ratio is 0.42, water reducing agent FDN-2 addition is 1% of the amount of cement, Na2SO4 addition is 1% of the amount of cement.
(7) The performance of activated powder foam concrete is:compressive strength is 4.1MPa, bulk density is 843 kg/m3.Compressive strength reached and surpassed the requirements of "new wall material".which required the 28d compressive strength at 2.5～3.5MPa; according to JC/T 1062-2007 "foam concrete block" industry standard, this research 28d compressive strength reached A3.5 level (average≥3.5MPa, one group minimum≥2.8MPa), bulk density reached B09 level (830 kg/m3≤dry apparent density≤930 kg/m3).
引文
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