專利名稱：利用混凝土淤渣制備微晶玻璃陶瓷的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及混凝土淤渣的綜合利用領域，尤其涉及利用混凝土淤渣制備玻璃陶瓷領域。
背景技術：
隨著我國經濟的高速發(fā)展與城鎮(zhèn)化速度的加快，與混凝土結構相關的基礎設施建設及城市住房等建設的速度也隨之加快，由此產生大量的廢棄混凝土建筑物淤渣。在通常情況下，對于混凝土淤渣，人們一般將其填埋了事。資料顯示，混凝土淤渣已成為城市固體廢棄物的重要來源之一。據統(tǒng)計1988年我國固體廢棄物達10億噸，全國已有30多個城市的固體廢棄物存量超過1000萬噸。由于混凝土本身是高堿物質，具有強堿性，通過簡單的掩埋處理方法將不可避免對土壤造成污染，同時將無疑會占用大量的土地。對固體廢棄物的有效處理與利用成為亟待解決的問題。因此近早開展有關混凝土淤渣處理的問題研究，改變傳統(tǒng)的簡單掩埋的處理方式，在減輕污染，變廢為寶，節(jié)約有限的資源等方面都具有非常重要的意義。利用混凝土淤渣制備微晶玻璃陶瓷材料為有效利用混凝土固體廢棄物提供了一條切實可行的途徑。
微晶玻璃陶瓷是20世紀50年代出現的一種新型材料，它同時具有玻璃和陶瓷的綜合性能。微晶玻璃陶瓷比高碳鋼硬、比鋁輕，機械強度比普通玻璃大6倍多，具有較高的耐磨性和耐酸、堿侵蝕性，熱穩(wěn)定性好，無放射性。色澤美觀、外觀華麗、耐磨損、不易褪色等優(yōu)良性能。目前微晶玻璃陶瓷板已大量用作建筑物的裝飾材料，如代替大理石或花崗石等材料用作外墻、地板、樓面、樓梯踏板、貼柱、大廳柜臺面、電梯門邊、衛(wèi)生間臺面、炊事案板等處的裝飾材料及結構材料，也可用作陽臺和門窗材料，各種高檔家俱、高檔珍貴工藝品制作及各種用途的其它室內裝飾材料。

發(fā)明內容
為解決城市建筑中的大量混凝土廢棄物，變廢為寶，本發(fā)明公開了利用混凝土淤渣制備微晶玻璃陶瓷材料的方法及其應用。
本發(fā)明利用混凝土淤渣制備微晶玻璃陶瓷材料，將65％～85％的混凝土淤渣與15％～35％的添加劑均勻混合，采用高溫熔融法制備基礎玻璃，再由基礎玻璃進行熱處理得到微晶玻璃陶瓷。
采用高溫熔融法制備基礎玻璃中，將65％～85％的混凝土淤渣與15％～35％的添加劑均勻混合后，在高溫爐中保持1400℃～1600℃保溫1～3h進行熔化處理，玻璃熔體通過蒸餾水快速冷卻，在600℃～680℃退火時間7～10h，隨爐冷卻，冷卻速度80～120℃/h，得到基礎玻璃。
基礎玻璃轉變微晶玻璃陶瓷過程中，將玻璃試樣成型后于熱處理爐中在790℃～1050℃的條件下保溫1～10h進行燒結析晶的熱處理工藝，然后冷卻得到微晶玻璃陶瓷。
添加劑成份包括SiO2，Al2O3，MgO，CaF2，按化學純試劑的重量份優(yōu)選如下含量33.0～50.8 SiO2，13.0～32.9 Al2O3，10.0～16.6 MgO，5.3～20.0 CaF2。為了使產品達到不同的性能，添加劑成份按化學純試劑的重量份還可以添加70.1～22.0 ZnO和/或0.1～10 Na2O。
微晶玻璃陶瓷的其它工藝方法及條件與現有技術相同。
基礎玻璃轉變?yōu)槲⒕РＡ沾蛇^程中燒結析晶的熱處理工藝，在820℃保溫1～2h，然后在1040℃保溫1～5h，析出的晶相為硅酸鎂鈣CaMgSi2O6和硅灰石CaSiO3，適合于耐磨材料。熱處理工藝在，790℃保溫1～9h，然后在1050℃保溫1～3h，析出的晶相為CaZnSi2O7，Ca(Fe，Zn)Si2O6和硅灰石CaSiO3，適合于裝飾材料。
本發(fā)明利用廢棄物混凝土淤渣作為主要原料，合成微晶玻璃陶瓷。廢棄物原料在產品中的比例不小于65％，且無二次可污染廢渣產生。本發(fā)明不僅可以最大程度地消耗固體廢棄物，實現綠色環(huán)保生產，變廢為寶，化害為利，大幅度降低生產成本，而且由該發(fā)明生產的微晶玻璃陶瓷具有耐磨、耐酸、堿侵蝕，穩(wěn)定性好、無放射性、不易褪色、色澤美觀等優(yōu)良性能，可作為耐磨材料、耐化學腐蝕材料及建筑裝飾材料使用。
具體實施例方式實施例1添加劑成份按化學純試劑的重量份包括50.8 SiO2，13.0 Al2O3，16.6MgO，10.6 CaF2。將80％的混凝土淤渣與20％的添加劑均勻混合。在高溫爐中保持1500℃保溫2h進行熔化處理，玻璃熔體通過蒸餾水快速冷卻，然后裝入退火爐中，在600℃保溫10h，冷卻速度90℃/h，得到基礎玻璃。將玻璃試樣成型后于熱處理爐中，在820℃保溫2h，然后在1040℃保溫1h，進行燒結析晶的熱處理工藝，然后冷卻得到微晶玻璃陶瓷，析出的晶相為硅酸鎂鈣CaMgSi2O6和硅灰石CaSiO3，所制備的微晶玻璃陶瓷可應用于耐磨材料。
實施例2添加劑成份按化學純試劑的重量份包括48 SiO2，18.5 Al2O3，10.0 MgO，5.3 CaF2，22.0 ZnO，1.2 Na2O。將75％的混凝土淤渣與25％的添加劑均勻混合。在高溫爐中保持1440℃保溫2h進行熔化處理，玻璃熔體通過蒸餾水快速冷卻，然后裝入退火爐中，在650℃保溫8h，冷卻速度100℃/h，得到基礎玻璃。將玻璃試樣成型后于熱處理爐中，在790℃保溫6h，然后在1050℃保溫2h，進行燒結析晶的熱處理工藝，然后冷卻得到微晶玻璃陶瓷，析出的晶相為CaZnSi2O7，Ca(Fe，Zn)Si2O6和硅灰石CaSiO3，所制備的微晶玻璃陶瓷可應用于裝飾材料。
實施例3添加劑成份按化學純試劑的重量份包括38.8 SiO2，30.2 Al2O3，14.3MgO，20.0 CaF2，5.8 Na2O。將65％的混凝土淤渣與35％的添加劑均勻混合。在高溫爐中保持1430℃保溫2h進行熔化處理，玻璃熔體通過蒸餾水快速冷卻，然后裝入退火爐中，在680℃保溫7h，冷卻速度110℃/h，得到基礎玻璃。將玻璃試樣成型后于熱處理爐中，在800℃保溫9h，然后在1000℃保溫3h，進行燒結析晶的熱處理工藝，然后冷卻得到微晶玻璃陶瓷，所制備的微晶玻璃陶瓷可應用于耐化學腐蝕材料。
權利要求
1.利用混凝土淤渣制備微晶玻璃陶瓷的方法，其特征在于將65％～85％的混凝土淤渣與15％～35％的添加劑均勻混合，采用高溫熔融法制備基礎玻璃，再由基礎玻璃進行熱處理得到微晶玻璃陶瓷。
2.如權利要求1所述利用混凝土淤渣制備微晶玻璃陶瓷的方法，其特征在于采用高溫熔融法制備基礎玻璃中，將65％～85％的混凝土淤渣與15％～35％的添加劑均勻混合后，在高溫爐中保持1400℃～1600℃保溫1～3h進行熔化處理，玻璃熔體通過蒸餾水快速冷卻，在600℃～680℃退火7～10h后隨爐冷卻，冷卻速度80～120℃/h，得到基礎玻璃。
3.如權利要求1所述利用混凝土淤渣制備微晶玻璃陶瓷的方法，其特征在于基礎玻璃加工微晶玻璃陶瓷過程中，將玻璃試樣成型后于熱處理爐中在790℃～1050℃的條件下保溫1～10h進行燒結析晶的熱處理工藝，然后冷卻得到微晶玻璃陶瓷。
4.如權利要求1或2所述利用混凝土淤渣制備微晶玻璃陶瓷的方法，其特征在于添加劑成份包括SiO2，Al2O3，MgO，CaF2。
5.如權利要求4所述利用混凝土淤渣制備微晶玻璃陶瓷的方法，其特征在于添加劑成份按化學純試劑的重量份包括33.0～50.8 SiO2，13.0～32.9Al2O3，10.0～16.6 MgO，5.3～20.0 CaF2。
6.如權利要求5所述利用混凝土淤渣制備微晶玻璃陶瓷的方法，其特征在于添加劑成份按化學純試劑的重量份還可以添加70.1～22.0ZnO和/或0.1～10Na2O。
7.如權利要求1或3所述利用混凝土淤渣制備微晶玻璃陶瓷的方法，其特征在于熱處理工藝為，820℃保溫1～2h，然后在1040℃保溫1～5h，析出的晶相為硅酸鎂鈣CaMgSi2O6和硅灰石CaSiO3，適合于耐磨材料。
8.如權利要求1或3所述利用混凝土淤渣制備微晶玻璃陶瓷的方法，其特征在于熱處理工藝為，790℃保溫1～9h，然后在1050℃保溫1～5h，析出的晶相為CaZnSi2O7，Ca(Fe，Zn)Si2O6和硅灰石CaSiO3，適合于裝飾材料。
全文摘要
利用混凝土淤渣制備微晶玻璃陶瓷的方法，涉及混凝土淤渣的綜合利用領域，尤其涉及利用混凝土淤渣制備微晶玻璃陶瓷領域。本發(fā)明利用混凝土淤渣制備微晶玻璃陶瓷的方法，其特征在于將65％～85％的混凝土淤渣與15％～35％的添加劑均勻混合，采用高溫熔融法制備基礎玻璃，再由基礎玻璃進行熱處理得到微晶玻璃陶瓷。廢棄物原料在產品中的比例不小于65％，且無二次可污染廢渣產生。本發(fā)明利用混凝土淤渣制備的微晶玻璃陶瓷可應用于制備耐磨材料、耐化學腐蝕材料及建筑裝飾材料，不僅可最大程度地消耗固體廢棄物，變廢為寶，化害為利，而且節(jié)能降耗，大幅度降低生產成本，同時可實現綠色環(huán)保生產。
文檔編號C03B32/00GK1792923SQ200510045148
公開日2006年6月28日 申請日期2005年11月23日 優(yōu)先權日2005年11月23日
發(fā)明者田清波, 王玥, 崔明鐸, 徐麗娜, 李靜, 岳雪濤 申請人:山東建筑工程學院材料科學研究所