CN104788059A - 一种掺有碳化硅废料的干粉抹面砂浆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种掺有碳化硅废料的干粉抹面砂浆及其制备方法，干粉抹面砂浆由以下组分按照重量份配制而成：硅酸盐水泥100、碳化硅废料5-30、河砂250-400、可再分散乳胶粉1-5、纤维素醚0.05-0.50、纤维0-0.80。与现有技术相比，本发明将碳化硅废料应用于干粉抹面砂浆中，一方面解决了碳化硅废料的处理问题，实现了对碳化硅废料的资源化利用，为企业节约了废物处理成本；另一方面能够提高干粉抹面砂浆的强度，同时能够降低干粉抹面砂浆的生产成本，有利于干粉抹面砂浆的商业推广应用。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，尤其是涉及一种掺有碳化硅废料的干粉抹面砂浆及其制备方法。
背景技术
我国已成为全球最大的光伏产品生产国，随着光伏产品的不断增加，企业在生产过程中产生的碳化硅废料也不断增加。碳化硅废料是由硅片切割废弃物通过工业化回收技术回收后产生的废渣，经高温氧化、粉磨而成的。目前，企业对于碳化硅废料的处理多采用堆积填埋的方式，这不仅增加了企业的生产成本，也对环境造成了污染。
干混砂浆是由胶凝材料、矿物掺合料、细骨料、外加剂等固体材料组成，经工厂配料和混合而制成的砂浆半成品，不含拌和水。拌和水是使用前在施工现场搅拌时按规定比例加入。干粉抹面砂浆是一种用于抹面的干混砂浆。干粉抹面砂浆具有良好的施工性和抗下坠性能、良好的粘结力和保水性能、较低的收缩率，同时干粉抹面砂浆有助于机械作业、使用方式灵活等优点，在建筑工程中的使用量很大，是建筑材料中最为重要的组成部分。虽然干粉抹面砂浆有诸多的好处，但是在推广过程中的阻力仍然是很大的，其中最主要的制约因素为成本较高，一般来说干粉抹面砂浆的成本是现场拌制砂浆的三倍左右。因此降低成本将成为干粉抹面砂浆的重点发展方向之一。在干粉抹面砂浆的应用过程中，可以综合利用工业废料来解决成本问题。
硅片切割废弃物经回收后所产生的废渣直接掺入水泥中，用作胶凝材料时，其中的活性硅在一定条件下会发生反应，并生成气体，这会造成砂浆内部应力集中，从而使得干粉抹面砂浆后期产生剥落现象，严重影响砂浆的使用性能。而将硅片切割废弃物经回收后所产生的废渣经高温氧化、粉磨后而制成的碳化硅废料，含有SiO2、SiC等组分，其中的部分活性组分能够提高砂浆的后期强度。因此，研究碳化硅废料的回收利用则具有非常重要的实际应用价值。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种掺有碳化硅废料的干粉抹面砂浆及其制备方法。本发明通过利用碳化硅废料部分取代胶凝材料，制备出性能优良的干粉抹面砂浆。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种掺有碳化硅废料的干粉抹面砂浆，由以下组分按照重量份配制而成：
所述的硅酸盐水泥为强度等级>42.5级的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。
所述的硅酸盐水泥，在中国标准GB175-2007/XG1-2009《通用硅酸盐水泥》详细规定了凡以硅酸钙为主的硅酸盐水泥熟料，5％以下的石灰石或粒化高炉矿渣，适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，统称为硅酸盐水泥，英文名称为Portlandcement，国际上统称为波特兰水泥。
所述的普通硅酸盐水泥，英文名称为ordinary Portland cement，在中国标准GB175-2007/XG1-2009《通用硅酸盐水泥》详细规定了凡由硅酸盐水泥熟料、5-20％的混合材料及适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为普通硅酸盐水泥，简称普通水泥。
所述的碳化硅废料是由硅片切割废弃物通过工业化回收后产生的废渣，经高温热氧化、粉磨制备而成，所述的碳化硅废料的平均粒径为3-8μm，比表面积为300-600m2/kg。
所述的河砂为细度模数为2.0-3.0的硅质砂。
所述的可再分散乳胶粉是一种抗皂化的可再分散醋酸乙烯/乙烯共聚胶粉。
所述的纤维素醚为甲基羟乙基纤维素醚。
所述的纤维为聚丙烯纤维。
一种掺有碳化硅废料的干粉抹面砂浆的制备方法，该制备方法具体包括以下步骤：
(1)将硅片切割废弃物经回收后所产生的废渣，进行热氧化处理，再经研磨，即制得碳化硅废料；
(2)将步骤(1)制得的碳化硅废料与硅酸盐水泥、河砂、可再分散乳胶粉、纤维素醚及纤维按重量份称量后，加入搅拌机，搅拌3～6min，混合均匀后，即制得干粉抹面砂浆。
步骤(1)所述的硅片切割废弃物经回收后所产生的废渣的回收方法，是采用公知的废砂浆离线回收技术，即将废砂浆通过固液分离、固体表面清洗、固体颗粒尺寸分选等工序进行回收处理。
步骤(1)所述的热氧化处理的条件为在焚烧炉中加热至500～700℃。
将硅片切割废弃物经回收后所产生的废渣进行热氧化处理，能够使废渣中的活性硅氧化成二氧化硅，能够大大降低碳化硅废料中活性硅的含量，避免砂浆表面发生剥落现象。而未经热氧化处理的废渣直接掺入水泥中，其中的活性硅会在一定条件下发生反应生成气体，并在砂浆内部产生应力集中，最终造成砂浆后期剥落现象，严重影响干粉抹面砂浆的使用性能。
碳化硅废料中的活性二氧化硅能够吸收水泥水化产物氢氧化钙，进而相互反应形成水化硅酸钙凝胶，即发生火山灰反应。该反应由于消耗了水泥水化产物，能够促进水泥矿物进一步水化，提高水泥水化程度，进而增强砂浆的后期强度。
步骤(1)所述的碳化硅废料研磨的细度为300～600m2/kg，其中，Si的含量<3％。
步骤(2)所述的搅拌机的转速为45～80r/min。
干粉抹面砂浆可由工厂准确配料和均匀混合而制成的砂浆半成品，不含拌和水。干粉抹面砂浆按照通用干粉抹面砂浆施工要求进行施工。
与现有技术相比，本发明将碳化硅废料应用于干粉抹面砂浆中，一方面解决了碳化硅废料的处理问题，实现了对碳化硅废料的资源化利用，为企业节约了废物处理成本；另一方面能够提高干粉抹面砂浆的强度，同时能够降低干粉抹面砂浆的生产成本，有利于干粉抹面砂浆的商业推广应用。具体而言，本发明具有以下优点及有益效果：
(1)本发明利用工业固体废弃物—碳化硅废料，解决了碳化硅废料的处理问题，避免了碳化硅废料的长期堆积或填埋对环境造成的破坏；
(2)碳化硅废料取代部分胶凝材料添加到干粉抹面砂浆中，减少了水泥等胶凝材料的用量，降低了干粉抹面砂浆的生产成本，提高了经济效益，有利于干粉抹面砂浆的商业推广。
(3)碳化硅废料中的活性组分能够参与胶凝材料的后期水化，提高砂浆的后期强度。
具体实施方式
干粉抹面砂浆，由普通硅酸盐水泥、碳化硅废料作为胶凝材料，以河砂作为细集料，并加入可再分散乳胶粉、纤维素醚、纤维等制备而成。根据应用的环境条件，通过调整发明的配方，可以获得所需性能的干粉抹面砂浆。
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
一种掺有碳化硅废料的干粉抹面砂浆，按42.5级普通硅酸盐水泥100，碳化硅废料10，河砂330，可再分散乳胶粉2，纤维素醚0.1，纤维0.45，水69的重量比配制而成。性能测试结果见表1。
实施例2
一种掺有碳化硅废料的干粉抹面砂浆，按42.5级普通硅酸盐水泥100，碳化硅废料20，河砂330，可再分散乳胶粉2，纤维素醚0.1，纤维0.45，水69的重量比配制而成。性能测试结果见表1。
实施例3
一种掺有碳化硅废料的干粉抹面砂浆，按52.5级普通硅酸盐水泥100，碳化硅废料20，河砂330，可再分散乳胶粉2.5，纤维素醚0.08，纤维0.5，水75的重量比配制而成。性能测试结果见表1。
表1实施例1-实施例3性能测试结果
实施例4
一种掺有碳化硅废料的干粉抹面砂浆，由以下组分按照重量份称量后，加入搅拌机，搅拌3min，混合均匀后，即制得干粉抹面砂浆。
其中，碳化硅废料是由硅片切割废弃物通过工业化回收后产生的废渣，经500℃高温热氧化、粉磨制备而成，所述的碳化硅废料的平均粒径为3-8μm，比表面积为300-600m2/kg。
实施例5
一种掺有碳化硅废料的干粉抹面砂浆，由以下组分按照重量份称量后，加入搅拌机，搅拌6min，混合均匀后，即制得干粉抹面砂浆。
其中，碳化硅废料是由硅片切割废弃物通过工业化回收后产生的废渣，经700℃高温热氧化、粉磨制备而成，所述的碳化硅废料的平均粒径为3-8μm，比表面积为300-600m2/kg。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种掺有碳化硅废料的干粉抹面砂浆，其特征在于，由以下组分按照重量份配制而成：
2.根据权利要求1所述的一种掺有碳化硅废料的干粉抹面砂浆，其特征在于，所述的硅酸盐水泥为强度等级>42.5级的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。
3.根据权利要求1所述的一种掺有碳化硅废料的干粉抹面砂浆，其特征在于，所述的碳化硅废料是由硅片切割废弃物通过工业化回收后产生的废渣，经高温热氧化、粉磨制备而成，所述的碳化硅废料的平均粒径为3-8μm，比表面积为300-600m2/kg。
4.根据权利要求1所述的一种掺有碳化硅废料的干粉抹面砂浆，其特征在于，所述的河砂为细度模数为2.0-3.0的硅质砂。
5.根据权利要求1所述的一种掺有碳化硅废料的干粉抹面砂浆，其特征在于，所述的可再分散乳胶粉是一种抗皂化的可再分散醋酸乙烯/乙烯共聚胶粉。
6.根据权利要求1所述的一种掺有碳化硅废料的干粉抹面砂浆，其特征在于，所述的纤维素醚为甲基羟乙基纤维素醚。
7.根据权利要求1所述的一种掺有碳化硅废料的干粉抹面砂浆，其特征在于，所述的纤维为聚丙烯纤维。
8.一种如权利要求1所述的掺有碳化硅废料的干粉抹面砂浆的制备方法，其特征在于，该制备方法具体包括以下步骤：
(1)将硅片切割废弃物经回收后所产生的废渣，进行热氧化处理，再经研磨，即制得碳化硅废料；
(2)将步骤(1)制得的碳化硅废料与硅酸盐水泥、河砂、可再分散乳胶粉、纤维素醚及纤维按重量份称量后，加入搅拌机，搅拌混合均匀后，即制得干粉抹面砂浆。
9.根据权利要求8所述的一种掺有碳化硅废料的干粉抹面砂浆的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的热氧化处理的条件为在焚烧炉中加热至500～700℃。
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