CN1059646C - 废矿渣镁水泥阻燃防水建筑材料 - Google Patents

Abstract

一种以40～60%的经水选和磁选的精选矿渣与镁水泥、化工助剂、耐水树脂复合成型的阻燃、耐水的建筑构件材料。其复合加工的波纹瓦的物理力学性能优于波纤镁水泥波纹瓦和未精选矿渣刚性釉面波纹瓦；加工成型的低压水管，抗压强度均超过GB11836-89，可作为市政排污管和农田排水管使用，且成本低廉。

Description

废矿渣镁水泥阻燃防水建筑材料

本发明涉及利用工业废矿渣为原料的建筑材料，具体为废矿渣镁水泥复合的阻燃、防水屋面和低压管道建筑构件材料。

随着工业的发展，每年有大量的优质土地和农田被工矿企业排出的废矿渣占用和污染，成为一大公害；目前仍有80％的各种废矿渣尚未得到利用，而且这类废矿渣还在不断地增加。因此如何利用废矿渣、解决这一公害，成为世人所关注的问题之一。就目前废矿渣被利用的情况而言，利用它作为建筑材料的工作最多，其中尤其是利用废矿渣与氯镁水泥复合加工的建筑构件材料(CN94100939.3)，废矿渣用量，最高可达60％，可使废矿渣得利用，所生产的建筑构件材料具有无毒无害、耐腐蚀、防水、防冻、保温、外表美观，成本低廉等一系列优点，而且可代替对人体健康有害的石棉制品(如石棉水泥瓦)，但其抗燃性、力学性能和吸水率仍不够理想。且未经粉碎的大部分粗渣仍未得利用，使其中含有的大量有用氧化铁未充分利用而白白废弃掉。

本发明目的，充分利用废矿渣资源，通过改进对废矿渣的利用，提供一种力学性能、阻燃、防水性能又好的屋面和低压管道的建筑构件材料。

对大量工业废矿渣的分析研究表明：废矿渣中所含的铝，铁、钙、硅、镁等氧化物及其酸性盐类物质，不仅具有耐温、防火、隔热，保温、隔音、耐磨、防水等功能；而且是建筑材料加工成型工艺中的天然稳定剂，将废矿渣经精选处理后作为其主要组成原料之一，可不再加入其它的稳定剂如补气剂、加气剂、消泡剂等添加成分。经与镁水泥复合成型，并在其构件表面，复合一层防水性高分子树脂，复合加工成的构件建筑材料，可大大提高其防水性和力学强度，并可进一步降低产品成本。为此本发明的废矿渣镁水泥复合建筑材料是含有40～60％的精选废矿渣，与氯镁水泥、少量化工助剂及表层为防水性高分子树脂、增强材料复合加工制成的防水阻燃构件材料。所述精选废矿渣是指从硫酸厂、发电厂、烧煤锅炉、炼钢厂排出的废矿渣、混烧炉渣、粉煤灰、炼钢废渣经水选分离出漂浮在上层的轻质废矿渣，晒干或烘干得到轻质废矿渣，然后将剩余大部分含铁废矿渣经磁选方法进行磁选，磁选后的废矿渣中含有约60％的三氧化二铁、四氧化三铁，进行晒干或烘干得到含铁废矿渣；然后将轻质废矿渣与含铁废矿渣按1∶1混合并粉碎加工成120～200目的细粉渣，即加工成精选废矿渣。也可选用磷肥厂的废矿渣(磷矿渣)乙快渣精选脱水的废矿渣。

所述加入化工助剂为防水剂，防腐剂、阻燃剂。本发明的废矿渣镁水泥复合阻燃建筑构件材料较好组成(重量)可以是：

  精选废矿渣            60％          轻烧镁            13.9％

  26°氯化镁水溶液      22.2％        防水剂            1.17％

  防腐剂                0.17％        阻燃剂            0.32％

  防水性树脂            0.94％        增强材料          1.3％

  色料                  适量

所述轻烧镁中氧化镁含量＞75％；波美26°的水溶液中所用的氯化镁其中Mgcl含量＞46％；防水剂可选用水扬酸、马来酸、酒石酸、四聚磷酸钠、三聚磷酸钠、硫酸铝钾中任一种；防腐剂可选用七水硫酸镁、氟硅酸镁、磷酸二氢钠、碳酸钾中任一种；阻燃剂可选用磷酸二氢铝、磷酸二氢镁、磷酸二氢铵、醋酸乙烯乳液等；增强材料为中碱、无碱玻璃纤维无捻粗纱交织网布、包扎平纹布、增强无纺布等。所述表面防水性树脂为防水性不饱和聚酯191、193、189等。

本发明的废矿渣镁水泥复合阻燃建筑构件材料加工成型步骤是：通过配料—搅拌—复合成型—固化—脱膜—切割—成品的流程实现的。

首先按所述比例将精选废矿渣、轻烧镁、波美26°氯化镁水溶液、防水剂、防腐剂、阻燃剂混合，并搅拌均匀成糊状混料；按顺序：含色料的防水树脂—混料—增强纤维布—混料—增强纤维布—混料—上模具复合成型—自然氧护—脱模—切割—成品。

所述模具可以是波纹形或者平形瓦模具；还可以是管材模具，由此可复合成型为防水阻燃的波纹或半波形瓦屋面材料和低压管道构件材料，如排水、排污管。

本发明的废矿渣镁水泥复合阻燃防水建筑构件材料，由于采用了精选的废矿渣，使废矿渣中的三氧化二铁、四氧化三铁、氧化硅、氧化钙等主要有效成份含量和比例得到相对的控制，提高了废矿渣的使用性能(使硅、铁含量增高)和稳定性，从而使其与镁水泥复合的构件材料力学性能阻燃性得到提高，表面复合的防水性树脂层进一步提高了构件材料的耐腐蚀防水性。由此复合成型的波纹瓦，不仅具有耐腐蚀、不燃烧、无污染、防冻、保温、外观美观等优于玻璃纤维氯氧镁水泥波瓦(可用作代替对人体有害的石棉水泥瓦)的特点，而且具有比用未精选的废矿渣加工成型的刚性釉面波纹瓦(CN94100939.3)更好的物理力学性能和防水性(表1)；其复成合型的低压管，经检测表明(表2)，其抗压强度均超过GB11836-89规定优于混凝土管和钢筋混凝土管，可作为市政排污管和农田排水管使用。从而有效地提高了废矿渣的利用率，使其达到100％可利用，减少了废矿渣的公害。

表1本发明的精选废矿渣镁水泥波纹瓦与玻璃纤维镁水泥波纹瓦、废矿渣刚性釉面波纹瓦性能比较

	玻璃纤维镁水泥波纹瓦*	废矿渣刚性釉面波纹瓦**		精选废矿渣镁水泥波纹瓦**
						硫酸矿粉	粉煤灰	硫酸矿粉	粉煤灰
		横向抗折(N/M)	2400	3318	2490					3547	2570
纵向抗折(N)	300					767	315	780	732
		吸水率(％)	14	13.1	13.6					8	7.6
不透水性						试验后瓦面无水滴	仝左	仝左	仝左
		抗冻性		25次冻融循环后，试样无开裂、剥落起层	仝左					仝左	仝左
表面吸水率(％)								0.18	0.18

*JC/₇747-88(96)标准**由中国国家建筑材料测试中心检测表2本发明的精选矿渣镁水泥复合排水、排污管内水压检测：

项  目	检  测    结  果
		内水压	升压至0.02Mpa、保压5min、未渗漏；继续升压至0.04Mpa、保压10min、未渗漏，爆破压力不小于0.93Mpa。

*由中国水利部灌排设备检测中心检测。

实例1

用筛网采集由发电厂排出废水中，上面漂浮的比重轻的粉煤灰晒干(含水量1.5％备用)；将剩下的比重大的粉煤灰用CT型湿式永磁筒(冶全部冶金研究院生产)进行磁选，得到主要含三氧化二铁和四氧化三铁的粉煤灰，晒干、(含水1.5％)，称取100Kg含氧化铁的粉煤灰并加入上述已晒干的比重轻的粉煤灰100Kg，送入雷蒙粉碎机，粉碎成120～200目的细粉，得到精选粉煤灰渣备用；

取氯化镁(镁含量46％)加水配成的波美26℃氯化镁水溶液2.53Kg，依次加入轻烧镁(Mgo80％)4Kg精选粉煤灰渣10.8Kg、三聚磷酸钠210g、磷酸二氢钠30g、磷酸二氢镁56.5g、混合搅拌10分钟成湖状混料备用；

取170g不饱和聚酯191加入适量天兰色色料混匀；

无碱玻璃纤维无捻粗纱交织网0.24Kg然后在操作平台放置的1800×720×8的框架内(放有被框架大一倍的聚酯薄膜)按不饱和聚酯191—混料—玻纤网—混料—玻纤网—混料进行复合，聚酯薄膜包折，然后平移至小波纹瓦模成型，在室温18℃固化12小时，去模板、脱膜、切割修整，加工成天兰色精选粉煤灰渣镁水泥复合波纹瓦。检测物理力学性能见表1。

实例2

操作方法步骤同实例1，仅用硫酸厂硫酸废矿渣代替粉煤灰复合，加工成精选硫酸废渣镁水泥复合波纹瓦。

实例3

操作方法步骤同实例1，仅将Φ160×300的塑料管模具代替波纹瓦模板，卷制成型；在18℃养护间，垂直挂入，40分钟后进行外表整修，8小时后膜模，去膜加工成Φ160×8×300的管材。经检测(表2)可作为市政排污管和农田排水管使用。

Claims (5)

1、一种废矿渣镁水泥复合建筑材料，其特征是含有40～60％的精选废矿渣及表层为防水性树脂的构件材料，所述精选废矿渣是经水选分离的轻质废矿渣和磁选后的含铁废矿渣按1∶1混合并粉碎成120～200目的细粉渣。所述防水、阻燃构件材料的重量组成是：

精选废矿渣               60％           轻烧镁            13.9％

26°氯化镁水溶液         22.2％         防水剂            1.17％

防腐剂                   0.17％         阻燃剂            0.32％

防水性树脂               0.94％         增强材料          1.3％

色料                     适量

所述防腐剂是七水硫酸镁、氟硅酸镁、磷酸二氢钠、碳酸钾中任一种；所述防水性树脂是不饱和聚脂191、193、189中任一种；所述防水剂是水扬酸、马来酸、酒石酸、四聚磷酸钠、三聚磷酸钠、硫酸铝钾中任一种；所述阻燃剂是磷酸二氢铝、磷酸二氢镁、磷酸二氢铵，醋酸乙烯乳液中任一种；所述增强材料是中碱、无碱玻璃纤维无捻粗纱交织网布、包扎平纹布、增强无纺布中的任一种。

2、如权利要求1所述的废矿渣镁水泥复合建筑材料，其特征是所述构件材料是屋面瓦。

3、如权利要求2所述的废矿渣镁水泥复合建筑材料，其特征是所述的屋面瓦是波纹形或半波形瓦中任一种。

4、如权利要求1所述的废矿渣镁水泥复合建筑材料，其特征是所述构件材料是低压管道材料。

5、如权利要求4所述的废矿渣镁水泥复合建筑材料，其特征是所述低压管道材料是排水、排污管。