激发黏土砖微粉及其制备方法、胶凝材料和再生砌砖
阅读说明：本技术 激发黏土砖微粉及其制备方法、胶凝材料和再生砌砖 (Excited clay brick micro powder and preparation method thereof, cementing material and regenerated brick ) 是由 杨高强 张强 赵春祥 李永恒 刘守功 刘飞 李冰 王艳霞 郭宁宁 李威 周志刚 于 2021-07-17 设计创作，主要内容包括：本申请涉及建筑垃圾处理的技术领域,具体公开了一种激发黏土砖微粉及其制备方法、胶凝材料和再生砌砖。一种激发黏土砖微粉,其原料包括重量比为100:(0.01-0.06)的建筑垃圾黏土砖微粉和醇胺类激发剂；所述醇胺类激发剂选自二乙醇单异丙醇胺和三异丙醇胺中的至少一种；其制备方法为：先将建筑垃圾黏土砖粉碎得建筑垃圾黏土砖微粉；而后向建筑垃圾黏土砖微粉中加入醇胺类激发剂混合制得激发黏土砖微粉；其作为胶凝材料和再生砌砖的原料。本申请显著提高了激发黏土砖微粉的强度活性,大大提高了应用激发黏土砖微粉的再生砌砖的质量。(The application relates to the technical field of construction waste treatment, and particularly discloses excited clay brick micro powder and a preparation method thereof, a cementing material and a regenerated brick. An excited clay brick micro powder, which comprises the raw materials of construction waste clay brick micro powder and alcamines excitant with the weight ratio of 100 (0.01-0.06); the alcamines excitant is at least one selected from diethanol monoisopropanolamine and triisopropanolamine; the preparation method comprises the following steps: firstly, crushing the construction waste clay brick to obtain construction waste clay brick micro powder; then adding an alcamines excitant into the construction waste clay brick micro powder and mixing to obtain excited clay brick micro powder; it is used as raw material of cementing material and regenerated brick. The strength activity of arousing the clay brick miropowder has been showing to this application has been improved, has improved the quality of using the regeneration brickwork of arousing the clay brick miropowder greatly.)
技术领域
本申请涉及建筑垃圾处理的技术领域，更具体地说，它涉及一种激发黏土砖微粉及其制备方法、胶凝材料和再生砌砖。
背景技术
据统计，每1万平方米建筑的施工过程中，会产生建筑垃圾500-600吨，而拆除1万平方米旧建筑，将产生7000-1.2万吨建筑垃圾。我国建筑垃圾数量已经占城市垃圾总量的30％以上。
其中黏土砖占建筑垃圾总量的很大一部分，黏土砖是以火山灰质材料为主，含有活性矿物成份，其中的二氧化硅和氧化铝含量较高，磨细后可作为胶凝材料代替水泥、粉煤灰、矿粉等掺合料，制作成再生砌砖，从而实现对建筑垃圾黏土砖的再利用。但是由于黏土砖的抗压强度低、吸水率大等不利特性，严重降低了黏土砖的回收利用率。
目前主要通过复合激发、碱激发、硫酸盐激发等手段对黏土砖微粉进行激发，以提高其强度活性指数，从而提高黏土砖的回收率；但是在砌砖的实际应用中，复合激发需要掺加的高钙磨细矿粉市场紧缺，并且质量难控制，不利于大批量生产；碱激发和硫酸盐激发手段，在成型后砌砖反碱严重，大大降低了砌砖的强度。
发明内容
为了提高再生砌砖的质量，本申请提供一种激发黏土砖微粉及其制备方法、胶凝材料和再生砌砖。
第一方面，本申请提供一种激发黏土砖微粉，采用如下的技术方案：
一种激发黏土砖微粉，以重量份数计，其原料包括重量比为100:(0.01-0.06)的建筑垃圾黏土砖微粉和醇胺类激发剂；
所述建筑垃圾黏土砖微粉的细度为0.45mm-0.6mm；
所述醇胺类激发剂选自二乙醇单异丙醇胺和三异丙醇胺中的至少一种。
通过采用上述技术方案，利用醇胺类激发剂对黏土砖微粉进行激发，通过络合作用与玻璃体中的活性Al2O3和SiO2反应，促进Si-O和Al-O键断裂，从而使得玻璃体解聚，反应生成较多细小的C-S-H和C-A-H凝胶，增强了水化效率，并激发黏土砖微粉与水产生更多水化产物，有效提高了黏土砖微粉应用时的质量。
优选的，所述醇胺类激发剂为二乙醇单异丙醇胺，二乙醇单异丙醇胺和建筑垃圾黏土砖微粉重量比为100:(0.01-0.03)。
优选的，所述醇胺类激发剂为三异丙醇胺，三异丙醇胺和建筑垃圾黏土砖微粉重量比为100:(0.04-0.06)。
优选的，所述建筑垃圾黏土砖微粉中的混凝土微粉含量低于20wt％。
通过采用上述技术方案，混凝土微粉的活性强度较低，建筑垃圾黏土砖微粉中混凝土微粉的含量低于20wt％时，对建筑垃圾黏土砖微粉的整体活性强度影响较小。
第二方面，本申请提供一种激发黏土砖微粉的制备方法，采用如下的技术方案：
物理激发：取建筑垃圾黏土砖，粉碎得建筑垃圾黏土砖微粉；
化学激发：向建筑垃圾黏土砖微粉中按上述比例加入醇胺类激发剂混合制得激发黏土砖微粉。
通过采用上述技术方案，先对建筑垃圾黏土砖微粉进行物理激发，增强建筑垃圾黏土砖微粉自身的活性强度；而后向建筑垃圾黏土砖微粉中加入占建筑垃圾黏土砖微粉重量 0.01-0.06％的醇胺类激发剂混合制得激发黏土砖微粉，大大提高了激发黏土砖微粉的活性强度。
优选的，所述粉碎方式为球磨。
第三方面，本申请提供一种胶凝材料，包括水泥和上述激发黏土砖微粉，所述水泥和所述激发黏土砖微粉的添加量占所述胶凝材料总量的70-100wt％，并且所述激发黏土砖微粉的添加量占胶凝材料总用量的0.01-30wt％。
通过采用上述技术方案，激发黏土砖微粉的最大添加量能达到胶凝材料总量的30wt％，大大提高了建筑垃圾黏土砖的回收利用率。
第四方面，本申请提供一种再生砌砖，包括以下重量份的原料，上述胶凝材料300-400 份，粗骨料1350-1550份，细骨料550-650份，水150-200份。
通过采用上述技术方案，本申请中的一种再生砌砖具有抗压强度较高，耐久性较好优点；正常养护28d时，抗压强度能达到40MPa，质量损失率均小于1.9％，强度损失率均小于2.6％；正常养护72d时抗压强度和耐久性基本接近胶凝材料全部使用水泥时的质量；既实现对建筑垃圾黏土砖的回收利用，又保证了再生砌砖的应用质量。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、利用醇胺类激发剂对黏土砖微粉进行激发，通过络合作用与玻璃体中的活性Al2O3和SiO2 反应，促进Si-O和Al-O键断裂，从而使得玻璃体解聚，反应生成较多细小的C-S-H和C-A-H 凝胶，增强了水化效率，并激发黏土砖微粉与水产生更多水化产物，有效提高了黏土砖微粉的强度。
2、本申请中优选采用三异丙醇胺为醇胺类激发剂，当三异丙醇胺和建筑垃圾黏土砖微粉重量比为100:(0.04-0.06)时，激发黏土砖微粉的强度活性指数均大于75％；并且当三异丙醇胺的掺量占建筑垃圾黏土砖微粉总量的0.02％时，强度活性指数高达到81.2％。
3、本申请提供的一种再生砌砖，具有抗压强度较高，耐久性较好优点；正常养护28d 时，抗压强度能达到40MPa，质量损失率均小于1.9％，强度损失率均小于2.6％；正常养护72d 时抗压强度和耐久性基本接近胶凝材料全部使用水泥时的质量；并且激发黏土砖微粉的最大添加量达到胶凝材料总量的30wt％，既实现对建筑垃圾黏土砖的高效回收利用，又保证了再生砌砖的应用质量。
具体实施方式
以下结合制备例、对比例和应用例对本申请作进一步详细说明。
表1部分原料来源
原料 生产厂家 水泥 唐山弘也水泥有限公司 二乙醇单异丙醇胺 江阴创林化工有限公司 三异丙醇胺 河南振航化工产品有限公司
一种激发黏土砖微粉的制备方法包括如下步骤：
物理激发：取建筑垃圾黏土砖，通过球磨机球磨或水泥磨打磨得到细度为0.045mm-0.06mm 的建筑垃圾黏土砖微粉；
化学激发：向建筑垃圾黏土砖微粉中加入占建筑垃圾黏土砖微粉重量0.01-0.06％的醇胺类激发剂；混合制得激发黏土砖微粉。
表2制备例1-9提供的一种激发黏土砖微粉的原料配比及各项制备条件
表3制备例10-18提供的一种激发黏土砖微粉的原料配比及各项制备条件
表4制备对比例1-8提供的激发黏土砖微粉的原料配比及各项制备条件
按照GB/T1596《用于水泥和粉煤灰中的粉煤灰》中规定的强度活性指数实验方法，对制备例1-18和制备对比例1-8中的激发黏土砖微粉的强度活性指数及3d抗折强度、抗压强度， 28抗折强度、抗压强度进行检测。
表5制备例1-18提供的激发黏土砖微粉的强度及强度活性指数检测结果
表6制备对比例1-8提供的激发黏土砖微粉的强度及强度活性指数检测结果
结合表5和表6中的制备例1-18和制备对比例1-8的强度及强度活性指数检测结果可知，制备例1-18中的激发黏土砖微粉的强度活性均大于70％,满足用于水泥和混凝土中掺合料对于强度活性指数的要求，能作为胶凝材料应用于砌砖的生产制造中。
通过对比制备例1-5和制备对比例3-4、7的检测结果，说明随着向建筑垃圾黏土砖微粉中掺入三异丙醇胺的量的增加，激发黏土砖微粉的强度活性指数先增加后减小，并且当三异丙醇胺的掺量占建筑垃圾黏土砖微粉总量的0.04-0.06％时，强度活性指数均大于75％；并且当三异丙醇胺的掺量占建筑垃圾黏土砖微粉总量的0.05％时，强度活性指数最高，达到 78.8％。
通过对比制备例10-14和制备对比例1-2、7的检测结果，说明随着向建筑垃圾黏土砖微粉中掺入二乙醇单异丙醇胺的量的增加，激发黏土砖微粉的强度活性指数先增加后减小，并且当二乙醇单异丙醇胺的掺量占建筑垃圾黏土砖微粉总量的0.01-0.03％时，强度活性指数均大于75％；并且当三异丙醇胺的掺量占建筑垃圾黏土砖微粉总量的0.02％时，强度活性指数最高，达到81.2％。
这是因为醇胺类激发剂在碱性条件下可促黏土砖微粉的二次水化反应，主要是通过络合作用与玻璃体中的活性Al2O3和SiO2反应，促进Si-O和Al-O键断裂，从而使得玻璃体解聚，反应生成较多细小的C-S-H和C-A-H凝胶，从而提高了强度。
通过分别对比制备例4和6；制备例11和15的检测结果，说明建筑垃圾黏土砖通过球磨粉碎的方式优于打磨粉碎的方式，这是因为通过球磨的方式对建筑垃圾黏土砖进行粉碎时，建筑垃圾黏土砖微粉的细度相对更小，建筑垃圾黏土砖微粉的活性越高；
通过对比制备例4、7-8、11、16-18和制备对比例5、6的检测结果，说明建筑垃圾微粉中混凝土微粉的含量低于建筑垃圾微粉总量的20％时，强度活性指数均保持在70％以上；这是因为混凝土微粉的强度活性较低，其添加量超过建筑垃圾微粉总量的20％时，会大大降低激发黏土砖微粉的强度活性。
表7应用例1-10提供的一种再生砌砖的配料表
表8对比例1-9提供的一种再生砌砖的配料表
细骨料和粗骨料均采用建筑垃圾为原料，并通过除杂，破碎，筛分后取细度为0.16-4.75mm 的建筑垃圾作为细骨料，取细度为5-10mm的建筑垃圾作为粗骨料。
上述实施例和对比例提供的一种激发黏土砖微粉均采用下述制备方法制备而得。
一种激发黏土砖微粉的制备方法包括如下步骤：
(1)将粗骨料，细骨料混合后加入搅拌机内，并加入30wt％用量的水，搅拌30s，制得第一砂浆；
(2)将胶凝材料与第一砂浆混合，搅拌55s，制得第二砂浆；
(3)向第二砂浆内加入剩余70wt％用量的水，搅拌1.5min，制得第三砂浆；
(4)将第三砂浆装入200mm×100mm×60mm的砌砖模具内，按标准养护72d，制得再生砌砖。
对上述实施例和对比例进行各项性能检测，检测结果见表8。
依据GB/T28635《混凝土路面砖》对再生砌砖的抗压强度和耐久性进行检测，并且测量再生砌砖7d、28d、72d的抗压强度和28d的质量损失和强度损失。
表9应用例1-10和对比例1-9提供的一种再生砌砖的各项性能检测结果
由表9可知，本申请实施例提供的一种再生砌砖具有抗压强度较高，耐久性较好；正常养护28d时，抗压强度能达到40MPa，质量损失率均小于1.9％，强度损失率均小于2.6％；正常养护72d时抗压强度和耐久性基本接近胶凝材料全部使用水泥时的质量；
并且本申请提供的一种再生砌砖在保证质量的前提下胶凝材料中的激发黏土砖微粉的最大掺量能达到30％，大大提高了建筑垃圾黏土砖的利用率，更加节能环保。
本具体制备例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本制备例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
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