[发明专利]抗泛碱焚烧垃圾底灰地聚物实心砖的制备方法及实心砖

说明书

本发明提供抗泛碱焚烧垃圾底灰地聚物实心砖的制备方法及实心砖，涉及工业固废利用技术领域。所述抗泛碱焚烧垃圾底灰实心砖，包括焚烧垃圾底灰30～60％，抗碱活性粉料4～8％，固废基微粉10～50％，激发剂5～10％，废弃纤维0.1～0.5％及水10～20％。拆模时间短，制备过程无需煅烧，无需蒸养，强度发展速率快。本发明基于多元固废复合体系，充分激发粉煤灰、钢渣等固体废弃物的火山灰活性，掺加抗碱活性粉料粉料，并对焚烧垃圾底灰骨料和试件表面进行疏水处理以提升实心砖的抗泛碱性能，制备上述实心砖可以将焚烧垃圾底灰进行规模化利用，进而有效缓解现有焚烧垃圾底灰堆放或填埋造成的环境污染。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，尤其涉及一种抗泛碱焚烧垃圾底灰地聚物实心砖的制备方法。

背景技术

随着我国社会经济的快速发展，与城市化的不断加快，人民在生产与生活过程中产生的垃圾废物也随之增加，城市生活垃圾的露天堆放将释放大量氨、硫化物等有害气体，同时也会造成地表水和地下水的严重污染；生活垃圾含有大量热值的物质，燃烧后放出热量，可用来发电，将进一步提升资源综合利用效益，相较于卫生填埋、堆肥等处理方式，垃圾焚烧能最大程度地实现垃圾处置的减量化和资源化随着焚烧处理技术的不断提升，垃圾焚烧处理逐步得到社会的认可，并成为我国城市生活垃圾最主要的处理方式。

焚烧垃圾底灰是城市生活垃圾焚烧的主要产物，相关研究表明，底灰主要由不同类型的大颗粒物组成，包括玻璃、熔融渣块、石块和小金属碎片等，属于可直接回收利用的固体废弃物。垃圾焚烧底灰的主要成分为铝硅酸盐，与水泥成分相似，是一种可利用资源。若能对其综合利用，不但可以节约土地资源，还可以改善环境，促进可持续发展。由于缺乏良好的底灰回收利用技术，我国底灰的无害化处理仍以填埋为主，其不仅浪费大量的人力与物力资源，还对环境造成污染；垃圾底灰的多渠道、大规模资源化安全消纳已迫在眉睫。但是由于底灰中所含的金属铝，其和水泥的兼容性较差，所制备的砖材力学性能较差，此外，随着龄期的增加砖材表面易产生裂缝。

近年来，地聚物因其优异的性能受到了国内外学者的关注，其多以天然铝硅酸盐矿物或工业固体废物为主要原料，与其他矿物掺合料以及适量碱硅酸盐溶液充分混合后，在常温和蒸压条件下养护成型，制备过程能耗低、排放低，且能提供与水泥基胶凝材料相似的性能，故被认为是一种低碳胶凝材料。但是由于其引入了强碱作为激发剂，凝胶结构中的活性碱金属离子的弱结合性使其容易从地聚物中浸出。地聚物泛碱物质多呈白色粉末状、絮状，沉积或附着于材料表面，成分主要为碳酸钠和碳酸氢钠，地聚物材料的泛碱可能还会影响地聚物长期的力学性能。如何抑制泛碱现象是提高地聚物推广应用的一个亟需解决的难题。

相关研究表明，采用高温水热固化方法或热固化方法可以通过加速地聚合反应而一定程度降低地聚物的泛碱现象，但是高温养护会消耗一定的能源，不利于实际应用；此外，地聚物的泛碱现象还取决于地聚物混合物中所使用的激发剂类型和前驱体材料，采用钾基激发剂制备的试件比钠基激发剂制备的试件，泛碱程度更低，但是钾基激发剂的成本过高，如何低成本地获得抗泛碱性能好的实心砖是本领域亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种抗泛碱焚烧垃圾底灰地聚物实心砖的制备方法，将焚烧垃圾底灰进行规模化利用，进而有效缓解现有焚烧垃圾底灰堆放或填埋造成的环境污染，提升地聚物实心砖的强度和抗泛碱性能，所述实心砖具有强度高、碱掺量低、制备工艺简单、成本较低等优点，制备过程无需煅烧，无需蒸养，低碳环保。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案来实现的：

一种抗泛碱焚烧垃圾底灰地聚物实心砖的制备方法，包括以下步骤：