【技术实现步骤摘要】
制备全固废路面砖材料的方法及全固废路面砖
[0001]本专利技术涉及危废、固废材料资源化利用领域，特别涉及一种制备全固废路面砖材料的方法及全固废路面砖。
技术介绍
[0002]生活垃圾的处理方式主要有填埋、堆肥和焚烧。其中焚烧法处理生活垃圾成为主流处理方式。但是焚烧法处理生活垃圾也会衍生副产物：生活垃圾焚烧飞灰和炉渣。其中关于炉渣的处理已较为完善，然而生活垃圾焚烧飞灰至今没有有效处理途径。如果能将生活垃圾焚烧飞灰利用到建材领域，不仅解决生活垃圾焚烧飞灰处置问题，同时有利于建筑行业的可持续发展。
[0003]随着研究的深入，研究人员利用生活垃圾焚烧飞灰碱性较强且有一定含量氯离子将其作为废碱激发剂制备碱激发胶凝材料。CN113213789A公开了一种利用生活垃圾焚烧生活垃圾焚烧飞灰、电石渣协同激发矿渣制备路面砖的方法，然而该方法需要掺入至少55wt％的矿渣、生活垃圾焚烧飞灰的利用率不超过35wt％，所用骨料为天然河砂，这导致制备成本较高，难以实现工业生产。CN 113264715B公开了一种利用生活垃圾焚烧生活垃圾焚烧飞灰激发矿渣、粉煤灰制备免烧砖的方法，该专利技术制备的免烧砖早期、后期强度均较低，且无法达到Cc40级路面砖标准，制约了免烧砖的应用范围。
[0004]本专利技术利用生活垃圾焚烧飞灰、磷石膏、矿渣和粉煤灰结合铁尾矿砂为骨料制备一种全固废路面砖，强度等级可达到国标中Cc40级、Cc50、Cc60级标准。不仅将生活垃圾焚烧飞灰中的有害成分有效固化，同时实现了生活垃圾焚烧飞灰的资源化利用。>
技术实现思路
[0005]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种制备全固废路面砖材料的方法及全固废路面砖，主要利用生活垃圾焚烧飞灰、磷石膏、矿渣和粉煤灰作为粘结剂，并结合铁尾矿砂制备一种全固废路面砖，在该制备方法中，磷石膏提供适量硫酸根离子时与生活垃圾焚烧飞灰提供的氯离子形成一种独特的硫酸盐和氯盐协同激发效应，能够充分地诱导矿渣和粉煤灰的活性触发，使得水化产物增多，大幅提高了水化凝胶的密实度，从而使得全固废路面砖的力学强度增大，达到国标标准，且提高了全固废路面砖固封重金属能力，用于替代传统以水泥、河砂和碎石为原料制备的混凝土路面砖。因此本专利技术得到的全固废路面砖不仅将生活垃圾焚烧飞灰中的有害成分有效固化，同时实现了多源固废资源化利用。
[0006]本专利技术提供了一种制备全固废路面砖材料的方法，其包括以下步骤为：
[0007]S1、将磷石膏进行干燥、碾碎并过0.16mm筛后装袋置于干燥环境中保存备用。
[0008]S2、按生活垃圾焚烧飞灰和磷石膏的质量比为9：1，矿渣和粉煤灰的质量比为4：1，分别取225～315份的生活垃圾焚烧飞灰、25～35份的磷石膏、120～200份的矿渣和30～50份的粉煤灰倒入搅拌机内搅拌30
‑
60秒后得到均匀混合料，再往搅拌机内加入200～216份的水搅拌3
‑
5min得到均匀浆料；在搅拌过程中，生活垃圾焚烧飞灰为矿渣和粉煤灰的水化
提供碱性环境和氯离子，水化产物为水化硅酸钙/水化硅铝酸钙凝胶和水化氯铝酸钙晶体，水化硅酸钙/水化硅铝酸钙凝胶具有重金属吸附能力，水化氯铝酸钙晶体能够通过离子交换和物理吸附作用固化重金属；磷石膏引入的硫酸根分别与钙离子和铝酸根离子结合生成钙钒石；
[0009]S3、将S2得到的浆料和2000～2200份的铁尾矿砂进行混合搅拌5
‑
10min后得到半干混合料，其中所述铁尾矿砂的粒径为0.16～4.75mm，所述铁尾矿砂的细度模数为1.7～1.9；
[0010]S4、对S3得到的半干混合料加入压砖机中以20MPa进行静压成型，并置于温度为30～40℃，湿度为≥60％，环境下养护10～20h，得到全固废路面砖材料；
[0011]S5、将S4得到的全固废路面砖材料置于室温环境中直到预定龄期。
[0012]本专利技术的第二方面采用的技术方案是，一种制备全固废路面砖材料的方法，具体实施步骤为：
[0013]S1、将磷石膏进行干燥、碾碎并过0.16mm筛后装袋置于干燥环境中保存备用；
[0014]S2、取225份的生活垃圾焚烧飞灰、25份磷石膏、200份矿渣和50份粉煤灰倒入搅拌机内搅拌30
‑
60秒后得到均匀混合料，再往搅拌机内加入216份水搅拌3
‑
5min得到均匀浆料；
[0015]S3、将S2得到的浆料和2200份铁尾矿砂进行混合搅拌5
‑
10min后得到半干混合料；
[0016]S4、对S3得到的半干混合料加入压砖机中以30MPa进行静压成型，并置于温度为30～40℃，湿度为≥60％，环境下养护10～20h，得到全固废路面砖材料；
[0017]S5、将S4得到的全固废路面砖材料置于室温环境中直到预定龄期。
[0018]本专利技术的第三方面采用的技术方案是，一种制备全固废路面砖材料的方法，具体实施步骤为：
[0019]S1、将磷石膏进行干燥、碾碎并过0.16mm筛后装袋置于干燥环境中保存备用；
[0020]S2、取315份的生活垃圾焚烧飞灰、35份磷石膏、120份矿渣和30份粉煤灰倒入搅拌机内搅拌30
‑
60秒后得到均匀混合料，再往搅拌机内加入200份水搅拌3
‑
5min得到均匀浆料；
[0021]S3、将S2得到的浆料和2000份铁尾矿砂进行混合搅拌5
‑
10min后得到半干混合料；
[0022]S4、对S3得到的半干混合料加入压砖机中以20MPa进行静压成型，并置于温度为30～40℃，湿度为≥60％，环境下养护10～20h，得到全固废路面砖材料；
[0023]S5、将S4得到的全固废路面砖材料置于室温环境中直到预定龄期。
[0024]可优选的是，所述铁尾矿砂的含泥量<1％。
[0025]可优选的是，所述压砖机的压力为20～30MPa。
[0026]可优选的是，在步骤S2中，生活垃圾焚烧飞灰为矿渣和粉煤灰的水化提供碱性环境和氯离子，水化产物为水化硅酸钙/水化硅铝酸钙凝胶和水化氯铝酸钙晶体，具体方程式如下：
[0027]OH
‑
+H2O+SiO2→
[H3SiO4]‑
[0028]OH
‑
+H2O+AlO2‑
→
[H3AlO4]2‑
[0029]2OH
‑
+2H2O+AlO2‑
→
[Al(OH)6]3‑
[0030]4Ca
2+
+[Al(OH)6]3‑
+2Cl
‑
+4H2O
→
3CaO Al2O
3 CaCl
2 10H2O
[0031]6Ca
2+
+2[Al(OH)6]3‑
+3SO
24
‑
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种制备全固废路面砖材料的方法，其特征在于，其包括以下步骤为：S1、将磷石膏进行干燥、碾碎并过0.16mm筛后装袋置于干燥环境中保存备用；S2、按生活垃圾焚烧飞灰和磷石膏的质量比为9：1，矿渣和粉煤灰的质量比为4：1，分别取225～315份的生活垃圾焚烧飞灰、25～35份的磷石膏、120～200份的矿渣和30～50份的粉煤灰倒入搅拌机内搅拌30
‑
60秒后得到均匀混合料，再往搅拌机内加入200～216份的水搅拌3
‑
5min得到均匀浆料；在搅拌过程中，生活垃圾焚烧飞灰为矿渣和粉煤灰的水化提供碱性环境和氯离子，水化产物为水化硅酸钙/水化硅铝酸钙凝胶和水化氯铝酸钙晶体，水化硅酸钙/水化硅铝酸钙凝胶具有重金属吸附能力，水化氯铝酸钙晶体能够通过离子交换和物理吸附作用固化重金属；磷石膏引入的硫酸根分别与钙离子和铝酸根离子结合生成钙钒石；S3、将S2得到的浆料和2000～2200份的铁尾矿砂进行混合搅拌5
‑
10min后得到半干混合料，其中所述铁尾矿砂的粒径为0.16～4.75mm，所述铁尾矿砂的细度模数为1.7～1.9；S4、对S3得到的半干混合料加入压砖机中以20MPa进行静压成型，并置于温度为30～40℃，湿度为≥60％，环境下养护10～20h，得到全固废路面砖材料；S5、将S4得到的全固废路面砖材料置于室温环境中直到预定龄期。2.一种制备全固废路面砖材料的方法，其特征在于，其包括以下步骤为：S1、将磷石膏进行干燥、碾碎并过0.16mm筛后装袋置于干燥环境中保存备用；S2、取225份的生活垃圾焚烧飞灰、25份磷石膏、200份矿渣和50份粉煤灰倒入搅拌机内搅拌30
‑
60秒后得到均匀混合料，再往搅拌机内加入216份水搅拌3
‑
5min得到均匀浆料；S3、将S2得到的浆料和2200份铁尾矿砂进行混合搅拌5
‑
10min后得到半干混合料，其中所述铁尾矿砂的粒径为0.16～4.75mm，所述铁尾矿砂的细度模数为1.7～1.9；S4、对S3得到的半干混合料加入压砖机中以30MPa进行静压成型，并置于温度为30～40℃，湿度为≥60％，环境下养护10～20h，得到全固废路面砖材料；S5、将S4得到的全固废路面砖材料置于室温环境中直到预定龄期。3.一种制备全固废路面砖材料的方法，其特征在于，其包括以下步骤为：S1、将磷石膏进行干燥、碾碎并过0.16mm筛后装袋置于...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭维超，王帅，赵庆新，何征峰，刘剑，曹立强，冯博，王琦，陈永祥，王志君，
申请(专利权)人：沧州曲港高速公路建设有限责任公司秦皇岛市交通运输综合行政执法支队，
类型：发明
国别省市：
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