CN101255037A - 利用陶瓷废料水热法制造硅酸盐制品的方法 - Google Patents

利用陶瓷废料水热法制造硅酸盐制品的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种利用陶瓷废料水热条件下制造硅酸盐制品的方法。本发明的硅酸盐制品主要是指蒸压加气混凝土砌块或板材、蒸压灰砂砖、蒸压硅酸盐管桩预制件和蒸养硅酸盐砖。该方法是将废陶瓷粒和粉与石灰、石膏等原材料按比例混合均匀，成型后在蒸压或蒸养的水热条件下生产加气混凝土砌块、砖、板材和预制件等硅酸盐制品。蒸压是在175～210℃恒温蒸压4～10小时，蒸汽压为1.0～1.3Mpa；蒸养是在70～100℃恒温下蒸养24～48小时。本发明利用了陶瓷生成过程中的废料，使其变废为宝。本发明所生产的硅酸盐制品具有强度高、节土、节能、环保、利废等诸优点，具有明显的经济效益和社会效应。

Description

利用陶瓷废料水热法制造硅酸盐制品的方法
技术领域
本发明涉及陶瓷废弃物的综合利用技术领域，主要是指利用废陶瓷粒和粉与石灰、水泥、砂、石和石膏等原材料，在蒸压或蒸养的水热条件下生产硅酸盐制品。本发明的硅酸盐制品主要是指蒸压加气混凝土砌块或板材、蒸压灰砂砖、硅酸盐管桩预制件和蒸养硅酸盐砖。
背景技术
随着社会经济及陶瓷工业的快速发展，陶瓷工业废料日益增多。目前，这些废渣主要采用填埋处理。这种处理方式耗费人力物力，污染地下水质，还占用大量土地资源。如何变废为宝，化废料为资源，已成为研究的热点。
中国发明专利申请“一种利用抛光废料生产陶瓷砖的方法”(申请号：200410079020.9)公开了将10-70％的抛光废料、10-35％高温砂、10-35％的高岭土、10-30％的低温砂石混料入球磨机中湿法球磨，过250目筛余0.3-0.8％，除铁后将泥浆利用喷雾塔喷粉备用；后将所得干粉利用陶瓷压机干压成型；将成型后的陶瓷砖坯体在陶瓷辊道窑内烧成，烧成温度1140℃-1200℃，烧成周期40-75分钟，生产陶瓷砖的方法。但是该技术利用陶瓷废料粘土等混合、成型后进行1100℃以上高温烧结，能耗较高。
中国发明专利申请“一种利用瓷质砖抛光废浆制备的墙体材料”(申请号：200510033237)主要采用瓷质砖抛光后的浆料制成，采用瓷质砖抛光后的浆料自然风干到水份含量30％-50％，加入5-15％的水泥，加入10-25％的河砂，再加入少量水泥增强剂，混合后经冲压成型即可。此项发明专利虽然不用高温烧结，但没有经过水热条件激发陶瓷废料的反应活性，未能充分发挥陶瓷废料对制品强度的贡献。因此，利用此方法制造的产品的强度较低或需使用较多的水泥，成本较高。
现有生产蒸压灰砂砖、蒸压加气混凝土砌块、蒸压或蒸养砖和板材的硅铝质原料为粉煤灰或砂粉。其中砂粉由砂经粉磨而成，砂作为天然材料，在许多地方采砂已受限制，而且粉磨过程需较高的粉磨能耗；粉煤灰虽可用于蒸压加气混凝土砌块、蒸压砖、板材，但在类同的水热和配比条件下，其制品强度低于本发明所制得的制品。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种免烧、能耗低、强度高的利用陶瓷废料水热法制造硅酸盐制品的方法
本发明利用废陶瓷破碎或粉磨后的废陶瓷粒和粉，以及陶瓷抛光砖粉与水泥和石灰在水热条件下具有高反应能力的特点，以水热法制造硅酸盐制品。在蒸压或蒸养的水热条件下更有利于激发其火山灰活性，加速与水泥和/或石灰的水化反应，从而生成强度高、性能好的硅酸盐制品。利用水热法不需高温烧成，能耗较低，同时与免蒸生产相比更充分发挥陶瓷废料的反应活性，制得强度高的产品。因此，本发明利用陶瓷厂的废陶瓷粒和粉与石灰、水泥和石膏等原材料按一定比例混合均匀，成型后，在蒸压或蒸养的水热条件下制造硅酸盐制品。
本发明的目的可通过如下技术方案来实现。
利用陶瓷废料水热法制造蒸压加气混凝土砌块的方法，以重量份数计，将陶瓷废料粉0.2～1.10份、粉煤灰0～1.10份、石灰0.42～0.48份、水泥0.10～0.20份、石膏0.01～0.06份、铝粉0.0003～0.001份和水1.0～1.5份，搅拌均匀，注入钢模中，发气后静停1.5～2.5小时，切割成块状或板状后，放在蒸压釜内，以175～210℃恒温蒸压4～10小时，蒸汽压为1.0～1.3MPa，制得蒸压加气混凝土砌块。
利用陶瓷废料水热法制造蒸压灰砂砖的方法，以重量份数计，将陶瓷废料粉0.06～2.84份、细砂1.42～2.74份、石灰0.4～0.60份和水1.0～1.30份搅拌均匀，压制成块状后，放在蒸压釜内，以175～210℃恒温蒸压4～10小时，蒸汽压为1.0～1.3MPa，制得蒸压灰砂砖。
利用陶瓷废料水热法制造硅酸盐管桩预制件的方法，以重量份数计，将硅酸盐水泥400～480份、陶瓷抛光砖粉9.6～72份、砂540～580份、石1000～1200份、减水剂5.0～6.0份和水200～300份，搅拌均匀，成型后，静停1.5～3h，在90℃～95℃下恒温4～5h，高压养护制度为175～210℃恒温蒸压4～10小时，蒸汽压为1.0～1.3MPa。
利用陶瓷废料水热法制造硅酸盐砖的方法，以重量份数计，将废陶瓷粒、废陶瓷粉或陶瓷抛光砖粉0.2～2.82份、粉煤灰0～2.80份、石灰0.5～0.7份和水1.1～1.3份搅拌均匀，压制为块状后，以70～100℃恒温蒸养24～48小时，制得蒸养硅酸盐砖。
本发明和现有技术相比，具有如下优点：
(1)利用陶瓷废料水热条件制造硅酸盐制品，可更有利于激发其火山灰活性，加速与水泥和/或石灰的水化反应。与现有用粉煤灰或砂粉生产的蒸压硅酸盐制品比用类同的水热条件下，即相同的蒸压温度、压力，其制品强度提高2～30％，从而提高产品质量。
(2)利用陶瓷废料水热条件制造硅酸盐制品，不仅可废物利用，而且可节省能耗，降低成本。现有生产蒸压灰砂砖、蒸压加气混凝土砌块、蒸养砖的硅铝质原料为粉煤灰或砂粉。其中砂粉由砂经粉磨而成，砂作为天然材料，在许多地方采砂已受限制，其粉磨过程还需较高的粉磨能耗；与粉煤灰为原料的蒸压、蒸养硅酸盐制品相比本技术的制品强度更高。
具体实施方式
为了更好地理解本发明的技术特点，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，需要说明的是，实施例并不是对本发明保护范围的限制。
本发明所述的陶瓷粒料，陶瓷粉、粉煤灰以及铝粉等的粒径为制作硅酸盐制品(蒸压加气混凝土砌块或板材、蒸压灰砂砖、硅酸盐管桩预制件和蒸养硅酸盐砖)常用粒径。
实施例1～4：利用陶瓷废料制造蒸压加气混凝土砌块和板材
实施例1利用陶瓷抛光砖粉制造蒸压加气混凝土砌块
将抛光砖粉1.10吨，石灰0.42吨、水泥0.10吨，石膏0.04吨，铝粉0.6公斤，加水1.0吨，搅拌均匀，将搅拌好的物料注入6.07m×1.5m×1.25m钢模中，发气后静停2小时，切割成块状后放在蒸压釜内，以210℃恒温蒸压10小时，蒸汽压为1.3MPa，制得蒸压加气混凝土砌块。经检测，该蒸压加气混凝土砌块的性能优良，体积密度级别为B06，平均抗压强度为6.0Mpa。制得产品的抗压强度比全部用粉煤灰的制得相同容重的加气混凝土强度高30％。另外，利用水热法不需高温烧成，能耗较，同时与免蒸生产的相比又能更充分发挥陶瓷废料的反应活性。
实施例2利用陶瓷抛光砖粉制造蒸压加气混凝土砌块
将抛光砖粉0.55吨，粉煤灰0.55吨，石灰0.46吨、水泥0.18吨，石膏0.06吨，铝粉0.3公斤，加水1.3吨，搅拌均匀，将搅拌好的物料注入6.07m×1.5m×1.25m钢模中，发气后静停1.5小时，切割成块状后放在蒸压釜内，以200℃恒温蒸压6小时，蒸汽压为1.15MPa，制得蒸压加气混凝土砌块。经检测，该蒸压加气混凝土砌块的性能优良，体积密度级别为B06，平均抗压强度为5.5Mpa。制得产品的抗压强度比全部用粉煤灰的制得相同容重的加气混凝土强度高18％。
实施例3利用废陶瓷砖粉制造蒸压加气混凝土砌块
将废陶瓷砖粉0.02吨，粉煤灰1.10吨，石灰0.48吨，水泥0.20吨，石膏0.01吨，铝粉1.1公斤，加水1.5吨，搅拌均匀，将搅拌好的物料注入6.07m×1.5m×1.25m钢模中，发气后静停2.5小时，切割成块状后放在蒸压釜内，以175℃恒温蒸压4小时，蒸汽压为1.0MPa，制得蒸压加气混凝土砌块。经检测，该蒸压加气混凝土砌块的性能优良，体积密度级别为B06，平均抗压强度为4.3Mpa。制得产品的抗压强度比全部用粉煤灰的制得相同容重的加气混凝土强度高2％。
实施例4利用陶瓷抛光砖粉制造蒸压加气混凝土板材
将陶瓷抛光砖粉0.75吨，粉煤灰0.35吨，石灰0.42吨、水泥0.22吨，石膏0.09吨，铝粉1.1公斤，加水1.3吨，搅拌均匀，将搅拌好的物料注入6.07m×1.5m×1.25m钢模中，发气后静停2小时，切割成板状后放在蒸压釜内，以210℃恒温蒸压8小时，蒸汽压为1.3MPa，制得蒸压加气混凝土砌块。经检测，该蒸压加气混凝土板材的性能优良，平均抗压强度为5.6Mpa。制得产品的抗压强度比全部用粉煤灰的制得相同容重的加气混凝土强度高17％。
实施例5～7：利用陶瓷废料制造蒸压灰砂砖
实施例5利用废陶瓷粒和废陶瓷粉制造蒸压灰砂砖
将废陶瓷粒1.42吨，废陶瓷粉1.42吨，石灰0.60吨，加水1.20吨，搅拌均匀配好的物料，压制的块状后，放在蒸压釜内，以210℃恒温蒸压10小时，蒸汽压为1.3MPa，制得蒸压灰砂砖。经检测，该蒸压灰砂砖的性能优良，平均抗压强度为21.5Mpa。与现有砂和砂粉生产的蒸压灰砂砖比，在相同的水热条件下，其制品强度提高了20％。现有生产蒸压灰砂砖的硅铝质原料为砂粉由砂经粉磨而成，砂作为天然材料，在许多地方采砂已受限制，而且粉磨过程需较高的粉磨能耗。利用陶瓷废料水热条件制造硅酸盐制品，不仅可废物利用，而且可节省能耗，降低成本。利用陶瓷废料水热条件制造硅酸盐制品，可更有利于激发其火山灰活性，加速与水泥和/或石灰的水化反应。
实施例6利用废陶瓷粒和废陶瓷粉制造蒸压灰砂砖
将废陶瓷粉1.42吨，细砂1.42吨，石灰0.50吨，加水1.00吨，搅拌均匀配好的物料，压制的块状后，放在蒸压釜内，以200℃恒温蒸压6小时，蒸汽压为1.15MPa，制得蒸压灰砂砖。经检测，该蒸压灰砂砖的性能优良，平均抗压强度为18.6Mpa。与现有砂和砂粉生产的蒸压灰砂砖比，在相同的水热条件下，其制品强度提高了15％。
实施例7陶瓷抛光砖粉制造蒸压灰砂砖
将陶瓷抛光砖粉0.06吨，细砂2.74吨，石灰0.40吨，加水0.80吨，搅拌均匀配好的物料，用压砖机压制的块状后，放在蒸压釜内，以175℃恒温蒸压4小时，蒸汽压为1.0MPa，制得蒸压灰砂砖。经检测，该蒸压灰砂砖的性能优良，平均抗压强度为16.1Mpa。与现有砂和砂粉生产的蒸压灰砂砖比，在相同的水热条件下，其制品强度提高了2％。
实施例8～10：利用陶瓷废料生产硅酸盐管桩预制件
实施例8利用陶瓷抛光砖粉生产硅酸盐管桩预制件
将42.5P·II型硅酸盐水泥400Kg，陶瓷抛光砖粉72Kg，砂540Kg，石1000Kg，聚羧酸高效减水剂2.0Kg，加200Kg水搅拌均匀，成型后，静停2h，在90℃下恒温4h。高压养护制度为210℃恒温蒸压10小时，蒸汽压为1.3MPa。利用陶瓷废料水热条件制造硅酸盐制品，可更有利于激发其火山灰活性，加速与水泥和/或石灰的水化反应。所配制试件的抗压强度稳定达到72MPa以上，比纯用水泥的试件的强度提高20％。
实施例9利用陶瓷抛光砖粉生产硅酸盐管桩预制件
将42.5P·II型硅酸盐水泥444Kg，陶瓷抛光砖粉36Kg，砂560Kg，石1010Kg，FDN高效减水剂(萘系)3.5Kg，加250Kg水搅拌均匀，成型后，静停1.5h，在90℃下恒温8h。高压养护制度为200℃恒温蒸压4小时，蒸汽压为1.2MPa。生产出合格的硅酸盐管桩预制件。所配制试件的抗压强度稳定达到66MPa以上，比纯用水泥的试件的强度提高10％。
实施例10利用废陶瓷粉生产硅酸盐管桩预制件
将42.5P·II型硅酸盐水泥480Kg，废陶瓷粉9.6Kg，砂580Kg，石1200Kg，木质素磺酸钙减水剂6.0Kg，加300Kg水搅拌均匀，成型后，静停3h，在90℃下恒温4h。高压养护制度为180℃恒温蒸压8小时，蒸汽压为1.0MPa。生产出合格的硅酸盐管桩预制件。所配制试件的抗压强度稳定达到62MPa以上，比纯用水泥的试件的强度提高3％。
实施例11～13：蒸养条件下利用陶瓷废料生产硅酸盐砖
实施例11蒸养条件下利用废陶瓷粉生产硅酸盐砖
将废陶瓷粒和粉2.84吨，石灰0.60吨，加水1.20吨，搅拌均匀配好的物料，压制的块状后，放在蒸压釜内，以100℃恒温蒸养24小时，制得蒸养硅酸盐灰砂砖。经检测，该硅酸盐砖的性能优良，平均抗压强度为12.5Mpa。与现有砂和砂粉生产的蒸压灰砂砖比，在相同的水热条件下，其制品强度提高了30％。现有生产蒸养硅酸盐砖的硅铝质原料为砂粉由砂经粉磨而成，砂作为天然材料，在许多地方采砂已受限制，而且粉磨过程需较高的粉磨能耗。利用陶瓷废料水热条件制造硅酸盐制品，不仅可废物利用，而且可节省能耗，降低成本。利用陶瓷废料蒸养的水热条件制造硅酸盐制品，可更有利于激发其火山灰活性，加速与水泥和/或石灰的水化反应。
实施例12蒸养条件下利用废陶瓷粒和粉生产硅酸盐砖
将粉煤灰1.42吨，废陶瓷粒和粉1.42吨，石灰0.50吨，加水1.00吨，搅拌均匀配好的物料，压制的块状后，放在蒸压釜内，以85℃恒温蒸养36小时，制得蒸养硅酸盐砖。经检测，该硅酸盐砖的性能优良，平均抗压强度为10.5Mpa。与现有砂和砂粉生产的蒸养硅酸盐砖比，在相同的水热条件下，其制品强度提高了20％。
实施例13蒸养条件下利用陶瓷抛光砖粉和废陶瓷粒生产硅酸盐砖
将废陶瓷粒和粉0.2吨，粉煤灰2.60吨，石灰0.40吨，加水0.80吨，搅拌均匀配好的物料，压制的块状后，放在蒸压釜内，以75℃恒温蒸养48小时，制得蒸养硅酸盐砖。经检测，该硅酸盐砖的性能优良，平均抗压强度为9.7Mpa。与现有砂和砂粉生产的蒸养硅酸盐砖比，在相同的水热条件下，其制品强度提高了20％。
如上所述即可较好实施本发明。

Claims (8)

1、利用陶瓷废料水热法制造蒸压加气混凝土砌块的方法，其特征在于：以重量份数计，将陶瓷废料粉0.2～1.10份、粉煤灰0～1.10份、石灰0.42～0.48份、水泥0.10～0.20份、石膏0.01～0.06份、铝粉0.0003～0.001份和水1.0～1.5份，搅拌均匀，注入钢模中，发气后静停1.5～2.5小时，切割成块状或板状后，放在蒸压釜内，以175～210℃恒温蒸压4～10小时，蒸汽压为1.0～1.3MPa，制得蒸压加气混凝土砌块。
2、根据权利要求要求1所述的利用陶瓷废料水热法制造蒸压加气混凝土砌块的方法，其特征在于：所述的陶瓷废料粉为陶瓷抛光砖粉。
3、根据权利要求要求1所述的利用陶瓷废料水热法制造蒸压加气混凝土砌块的方法，其特征在于：所述的陶瓷废料粉为废陶瓷破碎和粉磨后的废陶瓷粉。
4、利用陶瓷废料水热法制造蒸压灰砂砖的方法，其特征在于：以重量份数计，将陶瓷废料粉0.06～2.84份、细砂1.42～2.74份、石灰0.4～0.60份和水1.0～1.30份搅拌均匀，压制成块状后，放在蒸压釜内，以175～210℃恒温蒸压4～10小时，蒸汽压为1.0～1.3MPa，制得蒸压灰砂砖。
5、根据权利要求要求4所述的利用陶瓷废料水热法制造蒸压灰砂砖的方法，其特征在于：所述的陶瓷废料粉为废陶瓷粒、废陶瓷粉或陶瓷抛光砖粉。
6、利用陶瓷废料水热法制造硅酸盐管桩预制件的方法，其特征在于：以重量份数计，将硅酸盐水泥400～480份、陶瓷抛光砖粉9.6～72份、砂540～580份、石1000～1200份、减水剂5.0～6.0份和水200～300份，搅拌均匀，成型后，静停1.5～3h，在90℃～95℃下恒温4～5h，高压养护制度为175～210℃恒温蒸压4～10小时，蒸汽压为1.0～1.3MPa。
7、根据权利要求要求6所述的利用陶瓷废料水热法制造硅酸盐管桩预制件的方法，其特征在于：所述的减水剂包括聚羧酸减水剂、萘系减水剂或木质素磺酸盐普通减水剂。
8、利用陶瓷废料水热法制造硅酸盐砖的方法，其特征在于：以重量份数计，将废陶瓷粒、废陶瓷粉或陶瓷抛光砖粉0.2～2.82份、粉煤灰0～2.80份、石灰0.5～0.7份和水1.1～1.3份搅拌均匀，压制为块状后，以70～100℃恒温蒸养24～48小时，制得蒸养硅酸盐砖。
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