CN106278181B - 一种将铸造废砂低温烧结制备高强度复合材料的方法 - Google Patents

一种将铸造废砂低温烧结制备高强度复合材料的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106278181B
CN106278181B CN201610662063.2A CN201610662063A CN106278181B CN 106278181 B CN106278181 B CN 106278181B CN 201610662063 A CN201610662063 A CN 201610662063A CN 106278181 B CN106278181 B CN 106278181B
Authority
CN
China
Prior art keywords
waste sand
cast waste
temperature
powder
high strength
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610662063.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106278181A (zh
Inventor
王法军
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN201610662063.2A priority Critical patent/CN106278181B/zh
Publication of CN106278181A publication Critical patent/CN106278181A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106278181B publication Critical patent/CN106278181B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B33/00—Clay-wares
    • C04B33/02—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
    • C04B33/13—Compounding ingredients
    • C04B33/132—Waste materials; Refuse; Residues
    • C04B33/138—Waste materials; Refuse; Residues from metallurgical processes, e.g. slag, furnace dust, galvanic waste
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B33/00—Clay-wares
    • C04B33/02—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
    • C04B33/13—Compounding ingredients
    • C04B33/132—Waste materials; Refuse; Residues
    • C04B33/1328—Waste materials; Refuse; Residues without additional clay
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/36—Glass starting materials for making ceramics, e.g. silica glass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/60—Production of ceramic materials or ceramic elements, e.g. substitution of clay or shale by alternative raw materials, e.g. ashes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

本发明叙述了一种将铸造废砂低温烧结制备高强度复合材料的方法。将铸造厂露天堆放的铸造废砂经筛分去除大颗粒等杂质；随后按照质量百分比为85%~95%的铸造废砂和质量百分比为5%~15%低熔点玻璃粉在行星式球磨机中球磨混合并进一步磨细，获得细度为200目~500目的混合粉末；使用聚乙烯醇水溶液作为粘结剂，与混合粉末均匀研磨混合后得到塑性颗粒；然后将塑性颗粒在50 MPa压力下压制成试样，在烧结炉中于450~550℃下保温进行烧制，冷却到室温后得到高强度复合材料。本发明的复合材料属于无机非金属基复合材料，可用于建筑行业生产地面砖、人造石等用量极大的建筑材料，可实现铸造废砂的资源化利用，提高其价值。

Description

一种将铸造废砂低温烧结制备高强度复合材料的方法
技术领域
本发明涉及一种将铸造废砂低温烧结制备高强度复合材料的方法，属于固体废弃物资源再生利用领域。
背景技术
我国铸造行业铸造废弃物排放量巨大。据资料显示，生产一吨铸件附带产生1.2~1.3吨废砂。据统计，目前我国铸造废砂主要采取野外排放为主，排放量累积已达30亿吨以上，并且每年以3000万吨的速率增加。大量的铸造废砂作为垃圾在野外堆积不仅占用大量土地资源，同时造成了废砂材料的巨大浪费。世界上本来没有垃圾，只有放错了地方的财富。若能将铸造废砂通过材料复合的方法生产建筑行业所需的砖、瓦等用量极大的建筑材料，就能有效的消化吸收大量的铸造废砂垃圾，实现其资源化利用。过去，人们尝试使用铸造废砂制备水泥基复合材料地面砖或混凝土地面砖，但因强度较低难易满足应用需要。因此，急需提高铸造废砂复合材料制品的强度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种将铸造废砂低温烧结制备高强度复合材料的方法，它通过低熔点玻璃粉将铸造废砂粘结为高强度复合材料，属于无机非金属基复合材料，可在建筑行业中制造市场需求量极大的地面砖、人造石等建筑材料，从而将造废弃物资源化利用，具有显著的经济效益、环境效益和社会效益。
本发明是这样来实现的：将铸造厂露天堆放的铸造废砂经60目振动筛分离去除大颗粒、树枝、树皮等杂质；随后按照一定比例将铸造废砂和低熔点玻璃粉在行星式球磨机中球磨混合并进一步磨细，获得细度为200目~500目的混合粉末；使用聚乙烯醇（PVA）水溶液作为粘结剂，与混合粉末均匀研磨混合后通过60目分样筛得到塑性颗粒；然后将塑性颗粒放入模具中在50 MPa压力下压制成试样，在烧结炉中于一定温度下保温进行烧制，冷却到室温后得到高强度复合材料。
所述的铸造废砂质量百分比为85%~95%；所述的低熔点玻璃粉重量百分比为5%~15%；所述的低熔点玻璃粉是商用Bi2O3-B2O3-ZnO系低熔点玻璃粉，平均粒径为1.44微米，熔化温度为450 ℃；所述的PVA水溶液浓度为5%，添加量为粉体总质量的5~8%；所述的烧制条件为在空气中以200 ℃/小时的升温速率升温到450~550 ℃，保温0.5~3 h后，自然冷却到室温。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1：将铸造厂露天堆放的铸造废砂经60目振动筛分离去除大颗粒、树枝、树皮、塑料袋等杂质；随后将质量百分比为85%的铸造废砂粉末和质量百分比为15%的Bi2O3-B2O3-ZnO系低熔点玻璃粉在行星式球磨机中球磨混合并进一步磨细，获得细度为200目的混合粉末；使用浓度为5%的聚乙烯醇水溶液作为粘结剂，其添加量为铸造废砂和低熔点玻璃粉混合粉末总质量的6%，与混合粉末均匀研磨混合后通过60目分样筛得到塑性颗粒；然后将塑性颗粒放入模具中在50 MPa压力下压制成试样，在烧结炉中空气气氛下以200 ℃/小时的升温速率，升温到500 ℃，保温1 h后，自然冷却到室温得到高抗弯强度复合材料。按照陶瓷材料抗弯强度试验方法（GB/T 4741-1999）测试复合材料样品的弯曲强度，其值为31.2MPa。按照陶瓷材料抗压强度试验方法（GB/T 4740-1999）测试样品的抗压强度，其值为52.9MPa。
实施例2：将实施例1中铸造废砂粉末的质量百分比调整为90%，Bi2O3-B2O3-ZnO系低熔点玻璃粉的质量百分比调整为10%，其余技术方法与实施例1相同。自然冷却到室温得到高抗弯强度复合材料。按照实施例1中的方法测试样品的弯曲强度和抗压强度，分别为29.2 MPa和51.3 MPa。
实施例3：将实施例1中铸造废砂粉末的质量百分比调整为95%，Bi2O3-B2O3-ZnO系低熔点玻璃粉的质量百分比调整为5%，其余技术方法与实施例1相同。自然冷却到室温得到高抗弯强度复合材料。按照实施例1中的方法测试样品的弯曲强度和抗压强度，分别为27.5MPa和56.3 MPa。
实施例4：将实施例1中质量百分比为85%的铸造废砂粉末和质量百分比为15%的Bi2O3-B2O3-ZnO系低熔点玻璃粉在行星式球磨机中球磨混合并进一步磨细，获得细度为325目的混合粉末，其余技术方法与实施例1相同。自然冷却到室温得到高抗弯强度复合材料。按照实施例1中的方法测试样品的弯曲强度和抗压强度，分别为32.5 MPa和52.1 MPa。
实施例5：将实施例1中质量百分比为85%的铸造废砂粉末和质量百分比为15%的Bi2O3-B2O3-ZnO系低熔点玻璃粉在行星式球磨机中球磨混合并进一步磨细，获得细度为500目的混合粉末，其余技术方法与实施例1相同。自然冷却到室温得到高抗弯强度复合材料。按照实施例1中的方法测试样品的弯曲强度和抗压强度，分别为30.3 MPa和54.7MPa。
实施例6：将实施例1中烧制过程调整为在烧结炉空气气氛下以200 ℃/小时的升温速率，升温到450 ℃，保温2 h，其余技术方法与实施例1相同。自然冷却到室温得到高抗弯强度复合材料。按照实施例1中的方法测试样品的弯曲强度和抗压强度，分别为25.5 MPa和53.7 MPa。
实施例7：将实施例1中烧制过程调整为在烧结炉中按200 ℃/小时的升温速率，升温到550 ℃，保温0.5 h，其余技术方法与实施例1相同。自然冷却到室温得到高抗弯强度复合材料。按照实施例1中的方法测试样品的弯曲强度和抗压强度，分别为32.9 MPa和55.1MPa。

Claims (3)

1.一种将铸造废砂低温烧结制备高强度复合材料的方法，将铸造厂露天堆放的铸造废砂经60目振动筛分离去除大颗粒、树枝、树皮杂质；随后按照一定比例将铸造废砂和低熔点玻璃粉在行星式球磨机中球磨混合并进一步磨细，获得细度为200目~500目的混合粉末；使用聚乙烯醇水溶液作为粘结剂，与混合粉末均匀研磨混合后通过60目分样筛得到塑性颗粒；然后将塑性颗粒放入模具中在50 MPa下压制成试样，在烧结炉中于450~550℃温度下保温进行烧制，冷却到室温后得到高强度复合材料，低熔点玻璃粉是商用Bi2O3-B2O3-ZnO系低熔点玻璃粉，平均粒径为1 .44微米，熔化温度为450℃，铸造废砂质量百分比为85%~95%，低熔点玻璃粉重量百分比为：5%~15%。
2.根据权利要求1所述的一种将铸造废砂低温烧结制备高强度复合材料的方法，其特征在于：所用的PVA水溶液浓度为5%，添加量为粉体总质量的5~8%。
3.根据权利要求1所述的一种将铸造废砂低温烧结制备高强度复合材料的方法，其特征在于：烧制条件为在空气中以200 ℃/小时的升温速率，保温0.5~3h后，自然冷却到室温。
CN201610662063.2A 2016-08-13 2016-08-13 一种将铸造废砂低温烧结制备高强度复合材料的方法 Active CN106278181B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610662063.2A CN106278181B (zh) 2016-08-13 2016-08-13 一种将铸造废砂低温烧结制备高强度复合材料的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610662063.2A CN106278181B (zh) 2016-08-13 2016-08-13 一种将铸造废砂低温烧结制备高强度复合材料的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106278181A CN106278181A (zh) 2017-01-04
CN106278181B true CN106278181B (zh) 2019-04-02

Family

ID=57669171

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610662063.2A Active CN106278181B (zh) 2016-08-13 2016-08-13 一种将铸造废砂低温烧结制备高强度复合材料的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106278181B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108421634B (zh) * 2018-02-09 2021-03-23 广东长亨石业有限公司 一种泥沙水分离回收的方法
CN109020489B (zh) * 2018-08-30 2021-09-03 池州市芯村里新材料科技有限公司 一种铸造废砂制造空心砖的方法
CN110642595B (zh) * 2019-10-10 2022-03-29 郑州大学 一种陶瓷透水砖及其制备方法
CN113087542B (zh) * 2021-04-12 2023-04-07 马鞍山市绿科环保科技有限公司 一种利用铸造废砂生产的高硬度隔音砖及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1558879A (zh) * 2001-11-08 2004-12-29 迈克尔・J・豪恩 从废玻璃制造产品的方法
CN102358682A (zh) * 2011-08-03 2012-02-22 中国计量学院 一种铋酸盐低熔点无铅封接玻璃及其制备方法
CN105130291A (zh) * 2015-07-21 2015-12-09 桂林理工大学 一种活性玻璃粉混合料的制备方法
KR101578370B1 (ko) * 2014-10-28 2015-12-17 최헌돈 다기능성 친환경 타일

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1558879A (zh) * 2001-11-08 2004-12-29 迈克尔・J・豪恩 从废玻璃制造产品的方法
CN102358682A (zh) * 2011-08-03 2012-02-22 中国计量学院 一种铋酸盐低熔点无铅封接玻璃及其制备方法
KR101578370B1 (ko) * 2014-10-28 2015-12-17 최헌돈 다기능성 친환경 타일
CN105130291A (zh) * 2015-07-21 2015-12-09 桂林理工大学 一种活性玻璃粉混合料的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
用水玻璃废砂制备玻璃基复合材料的研究;张召述等;《铸造》;20050531;第54卷(第5期);第506-510页

Also Published As

Publication number Publication date
CN106278181A (zh) 2017-01-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106278181B (zh) 一种将铸造废砂低温烧结制备高强度复合材料的方法
CN107365164B (zh) 一种细粉状废渣透水烧结路面砖及其制备方法
CN102584176B (zh) 一种利用建筑废弃物制备陶瓷墙地砖的方法
KR20130009000A (ko) 석탄 폐석 인공경량골재 및 그 제조방법
CN103613355A (zh) 一种地聚物基无机人造石
CN107640943B (zh) 一种自装饰再生骨料透水混凝土制品及其制备方法
CN104987116B (zh) 一种多孔闭口保温陶瓷及其制备方法
CN101638918A (zh) 一种铁尾矿烧结多孔保温板材的制备工艺
CN101439952B (zh) 一种煤矸石混凝土及其制备方法
CN108585781A (zh) 适合低温快烧的陶瓷透水砖的制备方法
CN106277974A (zh) 一种煤矸石建筑垃圾透水砖及其制备方法
CN106186765A (zh) 一种钢渣建筑垃圾陶粒及其制备方法
CN104193177A (zh) 一种废石英发泡生产的高强轻质建筑材料及制备方法
CN107268607B (zh) 利用建筑垃圾和废旧陶瓷制备的混凝土桩
CN105837086A (zh) 一种装饰性石材板及制作方法
CN102924043A (zh) 一种页岩黄沙空心砖及其制备方法
CN103626414A (zh) 一种水泥基彩色饰面砂浆用多用途红色骨料、制备方法及其使用方法
CN107235674A (zh) 利用建筑垃圾和废旧陶瓷制备混凝土的方法
CN102390955B (zh) 一种陶粒保温砌块
CN106495727B (zh) 利用黑棉土制备多孔粘土砖的方法
CN107793133A (zh) 一种新型高强度透水砖的生产方法
CN105622158A (zh) 一种微晶面蜂孔双层再生材料
CN110937849A (zh) 一种高强度、经济环保砖的制备
CN106045439B (zh) 一种利用橡胶制成的蒸压灰砂砖及其制备方法
CN107935547A (zh) 一种新型高强度透水砖

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant