CN1915887A - 利用陶瓷废料制备夹心型免烧陶粒的方法 - Google Patents

利用陶瓷废料制备夹心型免烧陶粒的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了利用陶瓷废料制备夹心型免烧陶粒的方法，该方法先将陶瓷废料进行粉磨，过筛后，将70份陶瓷粉、10～15份水泥、15～20份粘土和5～10份用作激发剂的生石灰混合，制成混合料；随后取粒径为1－3mm的珍珠岩进行表面处理，并将1份水玻璃均匀喷涂在1～3份珍珠岩表面，送入成球盘；再将10份混合料喷洒入1～2份珍珠岩上，并将水喷洒入成球盘中，使混合料不断包裹在珍珠岩表面，直到陶粒坯体的直径达到3～5mm的颗粒度；最后将制备好的陶粒坯体，放入养护箱养护或进行自然养护，制得夹心型免烧陶粒。该方法充分利用了陶瓷抛光砖废料，变废为宝，减少污染，保护环境，并解决了免烧陶粒堆积密度大的难题。

Description

利用陶瓷废料制备夹心型免烧陶粒的方法
技术领域
本发明涉及陶瓷建筑材料，具体涉及一种利用陶瓷废料制备夹心型免烧陶粒的方法。
背景技术
随着陶瓷工业的快速发展，陶瓷抛光砖的产量日益增多，同时抛光砖的废料也在急剧增加，据统计研磨抛光工序通常从砖坯(瓷质砖)表面除去0.5-0.7mm表面层，有时甚至高达1-2mm，那么生产1m2抛光砖将形成1.5Kg左右的砖屑，同时，刀具(磨具)的损耗约0.6Kg左右。制造1m2的抛光砖大致形成2.1Kg左右的抛光砖废渣。若以年产100万平方米抛光砖的抛光生产线为例，那么每年约产生2100吨左右的抛光砖废渣，目前在全国范围内抛光砖生产线数以千计，每年产生几百万甚至上千万吨的抛光砖废渣。到目前，抛光砖废渣处理与利用程度比较低，大多采用填埋的办法，致使大量废渣挤占耕地，使水和空气受到污染。因此如何变废为宝，化废料为资源，已成为陶瓷生产厂家及陶瓷工作者共同关注的课题。
随着建筑发展要求的提高，传统的砂石集料的缺陷也表现得越来越明显：一方面，密度大，难以降低建筑物的自重，使建筑地基深度大、抗震能力差；另一方面，砂石集料在水泥中的含碱量高，容易发生碱骨料反应，影响建筑物的安全性；另外，砂石的保温、隔热性能均很差，难以建造出节能型建筑物。为了避免传统的砂石材料存在的上述缺陷，科研工作者们开发了一种高性能的轻集料—陶粒。陶粒是一种新型建筑材料，它以粘土、泥质岩石、工业废料等为主要原料，再掺加少量粘结剂、附加剂、添加剂等，经加工成球，然后通过烧结或养护等工艺过程而制成的一种人造轻骨料。由于陶粒堆积密度较小，内部多孔，形态、成分较均一，且具有一定的强度和坚固性，因而具有质轻、抗震和良好的隔绝性(保温、隔热、隔音、隔潮)等特点，被广泛应用于建筑、冶金、化工、石油、农业等部门。目前，陶粒的生产主要分为烧结型和免烧结型两种，一般情况下，由于烧结型需高温焙烧，相应工艺设备投资、能耗及产品成本较高。而免烧型陶粒生产工艺相对简单、投资小、成本低、具有免烧节能的优势。但是当前现有技术生产的免烧陶粒的堆积密度比较大，将其用于生产轻质墙材其密度偏大，这在一定程度上限制了它的发展和应用。
发明内容
本发明的目的在于利用陶瓷抛光砖废料(陶瓷废料)，变废为宝，并且克服现有技术生产免烧陶粒存在堆积密度大的缺点，提供一种利用陶瓷废料制备堆积密度小的夹心型免烧陶粒的方法。
本发明的目的通过如下技术方案实现：
利用陶瓷废料制备夹心型免烧陶粒的方法，包括如下步骤和工艺条件：
(1)先将陶瓷废料进行粉磨后，过70～90目筛子，然后以质量份数计算，将70份陶瓷粉、10～15份水泥、15～20份粘土和5～10份用作激发剂的生石灰混合，搅拌均匀；
(2)取粒径为1-3mm的珍珠岩进行表面处理，随后以质量份数计算，将1份用作粘结剂的水玻璃均匀喷涂在1～3份珍珠岩表面，并送入成球盘；
(3)以质量份数计算，将10份步骤(1)制备的混合料喷洒入1～2份步骤(2)成球盘中的珍珠岩上，并将水喷洒入成球盘中，使混合料不断包裹在珍珠岩表面，直到陶粒坯体的直径达到3～5mm的颗粒度；所述将水喷洒入成球盘中是不断将水用喷头孔径为1mm左右的喷壶喷洒入成球盘中；
(4)将制备好的陶粒坯体，放入养护箱养护或进行自然养护，制得夹心型免烧陶粒。
所述步骤(1)陶瓷废料进行粉磨后，优选过80目的筛子。
所述步骤(2)的表面处理为经振动筛去除珍珠岩表面粉尘。
所述步骤(4)的养护箱养护是将制备好的球坯直接放入养护箱保潮养护28天后出料。
所述步骤(4)的自然养护是将制备好的球坯在自然状态下室内养护3天。
相对于现有技术，本发明具有如下优点：
(1)充分利用了陶瓷抛光砖废料，变废为宝，减少污染，保护环境。同时由于采用了免烧的制备工艺，消除了烧结方法所带来的能源消耗及环境污染。
(2)该陶粒采用以膨胀珍珠岩为核心的制备方法，较一般的免烧陶粒具有重量轻的特点，即解决了免烧陶粒堆积密度大的难题。
(3)包裹料中由于水泥、激发剂等成分的存在，经水化反应后在珍珠岩表面形成一层坚硬的外壳，使产品在具有轻质特点的同时，又具有较高的强度。
(4)与现有的烧结陶粒相比，节约成本，降低了造价。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，但本发明的保护范围并不局限于实施例表示的范围。
实施例中采用的陶瓷废料为陶瓷厂的抛光砖废料，其化学成分见表1；水泥采用的是525级明矾石膨胀水泥，其物理化学性能见表2；粘土为产自广东潮州地区的黑粘土(含有机质较高的黑泥)。
                  表1  抛光砖废料的化学成份(wt/％)
  成份   SiO2   Al2O3   Fe2O3   CaO   MgO   Na2O   K2O   烧失量
  含量   52.24   13.15   0.88   1.83   4.61   2.42   1.37   13.74
                           表2  膨胀水泥的物理化学性能
  抗压强度≥Mpa   抗折强度≥Mpa   凝结时间/h:min
  3d   7d   28d   3d   7d   28d   初凝   终凝
  24.5   34.3   52.5   4.1   5.3   7.8   ≥0:45   ≤8:30
实施例1
(1)先将陶瓷废料进行粉磨后，过80目筛子，然后将陶瓷粉与水泥、粘土和生石灰按照70∶10∶15∶5的质量配比混合，搅拌均匀；
(2)取粒径为1-3mm的珍珠岩，经振动筛进行表面处理之后，按照珍珠岩与水玻璃质量比1∶2的比例，将水玻璃均匀喷涂在珍珠岩表面，然后送入成球盘；
(3)以质量份数计算，将10份步骤(1)制备的混合料喷洒入2份步骤(2)成球盘中的珍珠岩上，并不断将水用喷壶(选用孔径为1mm的喷头控制流量)均匀喷洒入成球盘中，使混合料不断包裹在珍珠岩表面，直到陶粒坯体的直径达到3～5mm的颗粒度；
(4)将制备好的陶粒坯体，放入养护箱保潮养护28天出料，制得夹心型免烧陶粒。
经检测，制得的夹心型免烧陶粒堆积密度为600Kg/m3；筒压强度为1.72MPa；吸水率：1h的吸水率＝18.7％。
实施例2
(1)先将陶瓷废料进行粉磨后，过70目筛子，然后将陶瓷粉与水泥、粘土和生石灰按照70∶15∶20∶10的配比混合，搅拌均匀；
(2)取粒径为1-3mm的珍珠岩，经振动筛进行表面处理之后，按照珍珠岩与水玻璃质量比1∶2的比例，将水玻璃均匀喷涂在珍珠岩表面，然后送入成球盘；
(3)以质量份数计算，将10份步骤(1)制备的混合料喷洒入1份步骤(2)成球盘中的珍珠岩上，并不断将水用喷壶(选用孔径为1mm的喷头控制流量)均匀喷洒入成球盘中，使混合料不断包裹在珍珠岩表面，直到陶粒坯体的直径达到3～5mm的颗粒度；
(4)将制备好的陶粒坯体在自然状态下室内养护3天出料，制得夹心型免烧陶粒。
经检测，制得的夹心型免烧陶粒堆积密度为680Kg/m3；筒压强度为1.8MPa；吸水率：1h的吸水率18.4％.
实施例3
(1)先将陶瓷废料进行粉磨后，过90目筛子，然后将陶瓷粉与水泥、粘土和生石灰按照70∶10∶15∶5的配比混合，搅拌均匀；
(2)取粒径为1-3mm的珍珠岩，进行表面处理之后，按照珍珠岩与水玻璃质量比1∶1的比例，将水玻璃均匀喷涂在珍珠岩表面，然后送入成球盘；
(3)以质量份数计算，将10份步骤(1)制备的混合料喷洒入1.5份步骤(2)成球盘中的珍珠岩上，并不断将水用喷壶(选用孔径为1mm的喷头控制流量)均匀喷洒入成球盘中，使混合料不断包裹在珍珠岩表面，直到陶粒坯体的直径达到3～5mm的颗粒度；
(4)将制备好的陶粒坯体，放入养护箱保潮养护32天出料，制得夹心型免烧陶粒。
经检测，制得的夹心型免烧陶粒堆积密度为590Kg/m3；筒压强度为1.2MPa；吸水率：1h的吸水率19.6％。
实施例4
(1)先将陶瓷废料进行粉磨后，过80目筛子，然后将陶瓷粉与水泥、粘土和生石灰按照70∶15∶15∶10的配比混合，搅拌均匀；
(2)取粒径为1-3mm的珍珠岩，经振动筛进行表面处理之后，按照珍珠岩与水玻璃质量比1∶3的比例，将水玻璃均匀喷涂在珍珠岩表面，然后送入成球盘；
(3)以质量份数计算，将10份步骤(1)制备的混合料喷洒入2份步骤(2)成球盘中的珍珠岩上，并不断将水用喷壶(选用孔径为1mm的喷头控制流量)均匀喷洒入成球盘中，使混合料不断包裹在珍珠岩表面，直到陶粒坯体的直径达到3～5mm的颗粒度；
(4)将制备好的陶粒坯体在自然状态下室内养护3天出料，制得夹心型免烧陶粒。
经检测，制得的夹心型免烧陶粒堆积密度为600Kg/m3；筒压强度为1.72MPa；吸水率：1h的吸水率18.6％。
上述实施例得到该免烧包裹陶粒的物理力学性能分别为：堆积密度为500～700Kg/m3，比现有技术生产的免烧陶粒的堆积密度(700～1300Kg/m3)小；筒压强度为1～2MPa；吸水率：1h的吸水率18～21％，所有性能测试按照国标GB/T17431.1-1998规定的轻集料标准进行。该种陶粒比同密度等级的免烧粉煤灰陶粒的筒压强度(≤1.5MPa)高，由于该陶粒表面有一定微孔，所以比普通陶粒1h的吸水率(≤12％)高，而且这种特殊的表面结构对于作为吸音材料等功能材料的骨料有一定好处；与现有的烧结陶粒相比，该种免烧陶粒的生产设备少，工艺简单，具有生产成本低、粒径均匀、投资少，能源消耗及环境污染小的优点。

Claims (5)

1、利用陶瓷废料制备夹心型免烧陶粒的方法，其特征在于包括如下步骤和工艺条件：
(1)先将陶瓷废料进行粉磨后，过70～90目筛子，然后以质量份数计算，将70份陶瓷粉、10～15份水泥、15～20份粘土和5～10份用作激发剂的生石灰混合，搅拌均匀；
(2)取粒径为1-3mm的珍珠岩进行表面处理，随后以质量份数计算，将1份用作粘结剂的水玻璃均匀喷涂在1～3份珍珠岩表面，并送入成球盘；
(3)以质量份数计算，将10份步骤(1)制备的混合料喷洒入1～2份步骤(2)成球盘中的珍珠岩上，并将水喷洒入成球盘中，使混合料不断包裹在珍珠岩表面，直到陶粒坯体的直径达到3～5mm的颗粒度；
(4)将制备好的陶粒坯体，放入养护箱养护或进行自然养护，制得夹心型免烧陶粒。
2、根据权利要求1所述的利用陶瓷废料制备夹心型免烧陶粒的方法，其特征在于，所述步骤(1)陶瓷废料进行粉磨后，过80目的筛子。
3、根据权利要求1所述的利用陶瓷废料制备夹心型免烧陶粒的方法，其特征在于，所述步骤(2)的表面处理为经振动筛去除珍珠岩表面粉尘。
4、根据权利要求1所述的利用陶瓷废料制备夹心型免烧陶粒的方法，其特征在于，所述步骤(4)的养护箱养护是将制备好的球坯直接放入养护箱保潮养护28天后出料。
5、根据权利要求1所述的利用陶瓷废料制备夹心型免烧陶粒的方法，其特征在于，所述步骤(4)的自然养护是将制备好的球坯在自然状态下室内养护3天。
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