CN107352805B - 一种基于全废料的泡沫玻璃及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于全废料的泡沫玻璃及其制备方法，由废弃泡沫玻璃边角料、铬渣、高炉渣、粉煤灰和碱渣组成，该方法首先将废弃泡沫玻璃边角料、铬渣、高炉渣、粉煤灰和碱渣分别干燥，粉碎，筛分；然后将各原料混合后加热焙烧，得到混合浆料；将混合浆料退火处理后自然冷却至常温，得到泡沫玻璃。本发明充分利用建筑和工业废弃物不仅节能、环保，原材料价格低廉，制造成本降低，而且将工业难以处理的铬渣进行去毒固化，使其得到充分利用，能够在一定程度上解决工业铬渣处理的难题。

Description

一种基于全废料的泡沫玻璃及制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料领域，涉及建筑用泡沫玻璃，具体涉及一种基于全废料的泡沫玻璃及制备方法。
背景技术
在我国，建筑能耗已经与工业能耗、交通能耗并称三大能耗大户，节能潜力巨大，建筑节能产业已经成为节能环保产业的重要有机组成部分。建筑节能主要通过两个方面完成，一是降低建筑能耗，二是提高建筑能耗系统的能源利用效率。采用保温建材是实现建筑节能的主要途径。
泡沫玻璃是冶金炉渣产品附加值最高的一种人工制造的轻质高强度多孔材料，因其良好的保温和吸声效果，被广泛用于建筑物外墙保温和室内装饰。但是，在生产过程中会因切割等原因产生大量废弃的泡沫玻璃边角料。据调查，嘉兴某泡沫玻璃企业年产生废弃泡沫玻璃2万立方，造成极大的环境污染和资源浪费。
发明内容
针对现有制备技术的缺陷和不足，本发明的目的是提供了一种全废料制备泡沫玻璃的方法，充分利用建筑和工业废弃物不仅节能、环保，原材料价格低廉，制造成本降低。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案予以实现：
一种基于全废料的泡沫玻璃，由以下原料组成：废弃泡沫玻璃边角料、铬渣、高炉渣、粉煤灰和碱渣。
进一步的，以质量分数计，废弃泡沫玻璃边角料20％～25％、铬渣20％～35％、高炉渣15％～30％、碱渣15％～25％、粉煤灰10％～20％，原料质量百分比之和为100％。
基于全废料的泡沫玻璃的制备方法，将废弃泡沫玻璃边角料、铬渣、高炉渣、粉煤灰和碱渣分别干燥，粉碎，筛分；将各原料混合后加热焙烧，得到混合浆料；将混合浆料退火处理后自然冷却至常温，得到泡沫玻璃。
进一步的，所述的焙烧温度为800～1000℃，焙烧时间1～2.5h。
进一步的，所述的退火温度为650～680℃，保温时间25～35min。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明回收利用废弃的泡沫玻璃边角料，辅以生产金属铬和铬盐过程中废弃的铬渣、炼钢过程中产生的高炉渣、工业制碱和碱处理过程中排放的碱渣以及粉煤灰等全废料制作泡沫玻璃自保温板，充分利用建筑和工业废弃物不仅节能、环保，原材料价格低廉，制造成本降低，而且将工业难以处理的铬渣进行去毒固化，使其得到充分利用，能够在一定程度上解决工业铬渣处理的难题。
(2)本发明制备的泡沫玻璃保温板保温、防火、抗噪音、耐久和耐腐性能较好，导热系数为0.08～0.15W/(m·k)，吸声系数达到0.8～0.92，抗压强度为1.3～1.6Mpa，体积密度为600～700kg/m3，是一种新型的绿色墙体材料。
以下结合实施例对本发明的具体内容作进一步详细解释说明。
附图说明
图1是实施例1所制备的泡沫玻璃板坯扫描电镜图；
图2是实施例1所制备的泡沫玻璃板坯X射线衍射图。
具体实施方式
本发明给出一种基于全废料的泡沫玻璃，由以下原料组成：废弃泡沫玻璃边角料、铬渣、高炉渣、粉煤灰和碱渣。
其中，以质量分数计，废弃泡沫玻璃边角料20％～25％、铬渣20％～35％、高炉渣15％～30％、碱渣15％～25％、粉煤灰10％～20％，原料质量百分比之和为100％。
本发明还给出一种基于全废料的泡沫玻璃的制备方法，将废弃泡沫玻璃边角料、铬渣、高炉渣、粉煤灰和碱渣分别干燥，粉碎，筛分；将各原料混合后加热焙烧，得到混合浆料；将混合浆料在650～680℃，保温时间25～35min后自然冷却至常温，得到泡沫玻璃。
其中，焙烧温度为800～1000℃，焙烧时间1～2.5h，在高温下将铬渣中毒性Cr6+还原为Cr3+并固化。
以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例中，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。
实施例1
将废弃泡沫玻璃边角料粉碎至100目过筛，铬渣、高炉渣、粉煤灰、碱渣分别干燥、粉碎至200目过筛，其中各原料占比为：废弃泡沫玻璃边角料20wt％、铬渣35wt％、高炉渣20wt％、碱渣15wt％、粉煤灰10wt％；采用干粉搅拌机将各原料混合均匀后，置于加热炉焙烧去毒，加热至1000℃焙烧1h，得到混合浆料；将浆料倒入模具中，降温至680℃退火，保温25min后自然冷却至常温定型，即得到泡沫玻璃板坯。
经测试，本实施例所制备的泡沫玻璃板坯导热系数为0.08W/(m·k)，吸声系数为0.92，抗压强度达到1.6Mpa，体积密度为625kg/m3。
图1所示为本实施例所制备的泡沫玻璃板坯的扫描电镜图，从图中可以看出该泡沫玻璃板坯具有较好的显微组织，其气孔分布均匀，结构致密，平均孔径大小为0.6mm。图2所示为本实施例所制备的泡沫玻璃板坯的X射线衍射图，从图中可以看出该泡沫玻璃板坯为非晶态，说明采用该方法能够有效地将原料废渣玻璃固化，且不存在残余固体废渣。
实施例2
将废弃泡沫玻璃边角料粉碎至100目过筛，铬渣、高炉渣、粉煤灰、碱渣分别干燥、粉碎至200目过筛，其中各原料占比为：废弃泡沫玻璃边角料22wt％、铬渣30wt％、高炉渣18wt％、碱渣17wt％、粉煤灰13wt％；采用干粉搅拌机将各原料混合均匀后，置于加热炉焙烧去毒，加热至950℃焙烧1.5h，得到混合浆料；将浆料倒入模具中，降温至670℃退火，保温27min后自然冷却至常温定型，即得到泡沫玻璃板坯。
经测试，本实施例所制备的泡沫玻璃板坯导热系数为0.09W/(m·k)，吸声系数为0.9，抗压强度达到1.5Mpa，体积密度为654kg/m3。
实施例3
将废弃泡沫玻璃边角料粉碎至100目过筛，铬渣、高炉渣、粉煤灰、碱渣分别干燥、粉碎至200目过筛，其中各原料占比为：废弃泡沫玻璃边角料25wt％、铬渣25wt％、高炉渣16wt％、碱渣19wt％、粉煤灰15wt％；采用干粉搅拌机将各原料混合均匀后，置于加热炉焙烧去毒，加热至900℃焙烧2h，得到混合浆料；将浆料倒入模具中，降温至660℃退火，保温30min后自然冷却至常温定型，即得到泡沫玻璃板坯。
经测试，本实施例所制备的泡沫玻璃板坯导热系数为0.12W/(m·k)，吸声系数为0.91，抗压强度为1.3Mpa，体积密度为662kg/m3。
实施例4
将废弃泡沫玻璃边角料粉碎至100目过筛，铬渣、高炉渣、粉煤灰、碱渣分别干燥、粉碎至200目过筛，其中各原料占比为：废弃泡沫玻璃边角料24wt％、铬渣20wt％、高炉渣15wt％、碱渣23wt％、粉煤灰18wt％；采用干粉搅拌机将各原料混合均匀后，置于加热炉焙烧去毒，加热至850℃焙烧2.5h，得到混合浆料；将浆料倒入模具中，降温至650℃退火，保温32min后自然冷却至常温定型，即得到泡沫玻璃板坯。
经测试，本实施例所制备的泡沫玻璃板坯导热系数为0.12W/(m·k)，吸声系数为0.85，抗压强度为1.4Mpa，体积密度为639kg/m3。
实施例5
将废弃泡沫玻璃边角料粉碎至100目过筛，铬渣、高炉渣、粉煤灰、碱渣分别干燥、粉碎至200目过筛，其中各原料占比为：废弃泡沫玻璃边角料20wt％、铬渣20wt％、高炉渣30wt％、碱渣20wt％、粉煤灰10wt％；采用干粉搅拌机将各原料混合均匀后，置于加热炉焙烧去毒，加热至830℃焙烧2.2h，得到混合浆料；将浆料倒入模具中，降温至670℃退火，保温35min后自然冷却至常温定型，即得到泡沫玻璃板坯。
经测试，本实施例所制备的泡沫玻璃板坯导热系数为0.10W/(m·k)，吸声系数为0.88，抗压强度为1.3Mpa，体积密度为695kg/m3。
实施例6
将废弃泡沫玻璃边角料粉碎至100目过筛，铬渣、高炉渣、粉煤灰、碱渣分别干燥、粉碎至200目过筛，其中各原料占比为：废弃泡沫玻璃边角料20wt％、铬渣20wt％、高炉渣15wt％、碱渣25wt％、粉煤灰20wt％；采用干粉搅拌机将各原料混合均匀后，置于加热炉焙烧去毒，加热至890℃焙烧1.8h，得到混合浆料；将浆料倒入模具中，降温至660℃退火，保温30min后自然冷却至常温定型，即得到泡沫玻璃板坯。
经测试，本实施例所制备的泡沫玻璃板坯导热系数为0.15W/(m·k)，吸声系数为0.82，抗压强度为1.3Mpa，体积密度为682kg/m3。
对比例1
将废弃泡沫玻璃边角料粉碎至100目过筛，铬渣、高炉渣、粉煤灰、碱渣分别干燥、粉碎至200目过筛，其中各原料占比为：废弃泡沫玻璃边角料15wt％、铬渣40wt％、高炉渣10wt％、碱渣10wt％、粉煤灰25wt％；采用干粉搅拌机将各原料混合均匀后，置于加热炉焙烧去毒，加热至700℃焙烧3h，得到混合浆料；将浆料倒入模具中，降温至630℃退火，保温20min后自然冷却至常温定型，得到泡沫玻璃板坯。
经测试，本对比例所制备的泡沫玻璃板坯导热系数为0.2W/(m·k)，吸声系数为0.6，抗压强度为0.8Mpa，体积密度为758kg/m3。
对比例2
将废弃泡沫玻璃边角料粉碎至100目过筛，铬渣、高炉渣、粉煤灰、碱渣分别干燥、粉碎至200目过筛，其中各原料占比为：废弃泡沫玻璃边角料30wt％、铬渣15wt％、高炉渣35wt％、碱渣13wt％、粉煤灰7wt％；采用干粉搅拌机将各原料混合均匀后，置于加热炉焙烧去毒，加热至750℃焙烧0.8h，得到混合浆料；将浆料倒入模具中，降温至640℃退火，保温40min后自然冷却至常温定型，得到泡沫玻璃板坯。
经测试，本对比例所制备的泡沫玻璃板坯导热系数为0.18W/(m·k)，吸声系数为0.7，抗压强度为0.9Mpa，体积密度为745kg/m3。
对比例3
将废弃泡沫玻璃边角料粉碎至100目过筛，铬渣、高炉渣、粉煤灰、碱渣分别干燥、粉碎至200目过筛，其中各原料占比为：废弃泡沫玻璃边角料10wt％、铬渣38wt％、高炉渣12wt％、碱渣12wt％、粉煤灰28wt％；采用干粉搅拌机将各原料混合均匀后，置于加热炉焙烧去毒，加热至1100℃焙烧0.5h，得到混合浆料；将浆料倒入模具中，降温至690℃退火，保温20min后自然冷却至常温定型，得到泡沫玻璃板坯。
经测试，本对比例所制备的泡沫玻璃板坯导热系数为0.22W/(m·k)，吸声系数为0.72，抗压强度为0.7Mpa，体积密度为780kg/m3。
对比例4
将废弃泡沫玻璃边角料粉碎至100目过筛，高炉渣、粉煤灰、碱渣分别干燥、粉碎至200目过筛，其中各原料占比为：废弃泡沫玻璃边角料25wt％、高炉渣30wt％、碱渣25wt％、粉煤灰20wt％；采用干粉搅拌机将各原料混合均匀后，置于加热炉焙烧，加热至1000℃焙烧1h，得到混合浆料；将浆料倒入模具中，降温至680℃退火，保温25min后自然冷却至常温定型，得到泡沫玻璃板坯。
经测试，本对比例所制备的泡沫玻璃板坯性能较差，导热系数为0.5W/(m·k)，吸声系数为0.45，抗压强度为0.55Mpa，体积密度为900kg/m3。

Claims (1)

1.一种基于全废料的泡沫玻璃的制备方法，其特征在于：将废弃泡沫玻璃边角料、铬渣、高炉渣、粉煤灰和碱渣分别干燥，粉碎，筛分；
以质量分数计，废弃泡沫玻璃边角料20％～25％、铬渣20％～35％、高炉渣15％～30％、碱渣15％～25％、粉煤灰10％～20％，原料质量百分比之和为100％；
将各原料混合后加热焙烧，得到混合浆料；焙烧温度为800～1000℃，焙烧时间1～2.5h；
将混合浆料退火处理后自然冷却至常温，得到泡沫玻璃；退火温度为650～680℃，保温时间25～35min。
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