一種抗磨陶瓷砂漿及其使用方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種抗磨陶瓷砂漿，包括骨料，輔料，結(jié)合劑以及添加劑，其中，骨料包括鋼渣、陶瓷，以及礦渣；輔料為礦渣細(xì)粉；結(jié)合劑包括水泥以及粉煤灰；添加劑包括聚羧酸減水劑和多元醇消泡劑，還提供一種抗磨陶瓷砂漿的使用方法，用以保護(hù)磨損設(shè)備，采用本發(fā)明的抗磨陶瓷砂漿及其使用方法，大大降低使用成本，簡(jiǎn)化加工程序，提高產(chǎn)品性能，增強(qiáng)設(shè)備抗磨損性能，延長(zhǎng)使用壽命，同時(shí)減少了污染，節(jié)省資源。
【專利說明】一種抗磨陶瓷砂漿及其使用方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種抗磨砂漿及其使用方法，尤其涉及一種利用工業(yè)殘?jiān)蜕顝U渣制造的抗磨陶瓷砂漿及其使用方法。

【背景技術(shù)】
[0002]陶瓷砂漿是一種用于工業(yè)設(shè)備抗磨損、抗沖刷、抗腐蝕的材料，其主料大多采用成本價(jià)格5000元/噸以上的電熔剛玉、電熔莫來石、碳化硅等昂貴材料，大大浪費(fèi)人類礦產(chǎn)資源，這些材料在制作過程中必須要采用電爐進(jìn)行高溫煅燒，耗電量巨大，占用和浪費(fèi)國(guó)家電力資源，煅燒的高溫排放嚴(yán)重污染生態(tài)環(huán)境，現(xiàn)國(guó)家已對(duì)做該材料生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行整頓和限制。而鋼鐵廠、火電廠的工業(yè)垃圾鋼渣、礦渣、粉煤灰，和人類生活中廢舊破碎的陶瓷垃圾，其成本價(jià)格都不足100元/噸，目前我國(guó)對(duì)這類生產(chǎn)、生活廢棄物主要采取直接掩埋的方式處理，有些廢棄物如陶瓷廢料屬于粉塵廢棄物，若不經(jīng)處理直接掩埋，會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染，有鑒于此，如何將成本低廉的這類生產(chǎn)、生活廢棄物有效利用到砂漿中，取代昂貴的常規(guī)原料，同時(shí)解決廢棄物污染環(huán)境的問題及廢物處理成本，是一項(xiàng)值得研究的課題。
[0003]在目前已投入應(yīng)用的百余種水泥中，應(yīng)用最廣泛的是硅酸鹽系水泥和鋁酸鹽系水泥，其中又以硅酸鹽水泥和鋁酸鹽水泥(高鋁水泥)的應(yīng)用最為普遍。由于組成成分和水化機(jī)理的不同，這兩種水泥具有截然不同的特性，其應(yīng)用范圍也大不相同。在現(xiàn)有的砂漿配料中，大多采用硅酸鹽水泥作為結(jié)合劑，但硅酸鹽水泥存在一定的不足:(I)硬化后含有較多的氫氧化鈣，抗軟水侵蝕和抗化學(xué)侵蝕性差，不適用于空氣中CO2含量較高的環(huán)境，不宜用于受流動(dòng)的軟水和有水壓作用的工程，也不宜用于受海水和礦物水作用的工程；(2)水化過程中放出大量的熱，不宜用于大體積混凝土工程；(3)耐腐蝕性差，不宜用于經(jīng)常與流動(dòng)淡水或硫酸鹽等腐蝕性介質(zhì)接觸的工程；(4)耐熱性差，不宜用于有耐熱要求的工程。上述不足不適合應(yīng)用于磨損設(shè)備表面，而鋁酸鹽水泥(高鋁水泥)是以礬土或含鋁廢渣為主要原料、燒制成以鋁酸鹽礦物或鋁酸鹽復(fù)合礦物為基本組成的水泥，代號(hào)為CA，主要礦物組成為鋁酸一鈣(Ca0.Al2O3)和二鋁酸一鈣(Ca0.2Α1203)，主要化學(xué)成分為 CaO、Si02、Al203、Fe203和少量的Mg0、Ti02等，鋁酸鹽水泥的水化作用主要是鋁酸一鈣的水化過程，水化物CAHltl或C2AH8為針狀或片狀晶體，互相結(jié)成堅(jiān)固的結(jié)晶連生體，形成晶體骨架。同時(shí)所生成的氫氧化鋁凝膠填塞于骨架空間，結(jié)構(gòu)致密，使水泥初期強(qiáng)度能得到迅速增長(zhǎng)。由于其特有的水化機(jī)理，鋁酸鹽水泥具有與硅酸鹽水泥不同的特點(diǎn)，在應(yīng)用范圍上也存在一定區(qū)別:(I)水化熱大，與一般高強(qiáng)度硅酸鹽水泥大致相同，但放熱速率特別快，且放熱集中，Id內(nèi)即可放出水化熱總量的70-80% ; (2)耐高溫性好，可用于1000°C以下的耐熱構(gòu)筑物；(3)耐硫酸腐蝕性強(qiáng)，抗腐蝕性高于抗硫酸鹽水泥；(4)硬化后不含鋁酸三鈣，不析出游離的氫氧化鈣，且硬化后結(jié)構(gòu)致密，對(duì)礦物水的侵蝕作用有很高的抵抗性；(5)屬早強(qiáng)型水泥，其Id強(qiáng)度可達(dá)3d強(qiáng)度的80%以上，3d強(qiáng)度便可達(dá)到普通硅酸鹽水泥28d的水平。因此，鋁酸鹽水泥更適合用于工業(yè)設(shè)備抗磨損、抗沖刷、抗腐蝕的砂漿材料。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中同類型砂漿材料原料成本高昂，浪費(fèi)資源、污染環(huán)境等缺陷，本發(fā)明提供一種抗磨陶瓷砂漿及其使用方法。
[0005]本發(fā)明提供一種抗磨陶瓷砂漿，包括骨料，輔料，結(jié)合劑以及添加劑，其中，骨料包括占該抗磨陶瓷砂漿質(zhì)量百分比為28-30%的鋼渣，占該抗磨陶瓷砂漿質(zhì)量百分比為13-15%的陶瓷，以及占該抗磨陶瓷砂漿質(zhì)量百分比為5-7%的礦渣；結(jié)合劑包括占該抗磨陶瓷砂漿質(zhì)量百分比為23-25%的水泥以及占該抗磨陶瓷砂漿質(zhì)量百分比為3-5%的粉煤灰；添加劑包括占該抗磨陶瓷砂漿質(zhì)量百分比為0.05-0.07%的聚羧酸減水劑和占該抗磨陶瓷砂漿質(zhì)量百分比為0.026-0.028%的多元醇消泡劑；余量為作為輔料的礦渣細(xì)粉。
[0006]優(yōu)選地，抗磨陶瓷砂漿中作為骨料的鋼渣和礦渣為鋼鐵廠或火電廠作為工業(yè)垃圾經(jīng)篩選后獲得的粒徑為3-5毫米的鋼渣，以及粒徑為0-1毫米的礦渣，陶瓷為生活中廢舊破碎的陶瓷垃圾，經(jīng)篩選后陶瓷的粒徑為1-3毫米；
[0007]優(yōu)選地，抗磨陶瓷砂漿的礦渣細(xì)粉為150-200目；
[0008]優(yōu)選地，抗磨陶瓷砂漿中作為結(jié)合劑的水泥為高鋁水泥；
[0009]優(yōu)選地，抗磨陶瓷砂漿的粉煤灰為350-450目；
[0010]本發(fā)明還提供一種該抗磨陶瓷砂漿的使用方法，用以保護(hù)磨損設(shè)備，包括:
[0011]I)將該抗磨陶瓷砂漿放入攪拌機(jī)攪拌10-15分鐘，加水混合均勻；
[0012]2)加鋼纖維入步驟I)中混合均勻的抗磨陶瓷砂漿，以增加抗磨陶瓷砂漿的不定向結(jié)合強(qiáng)度，再次攪拌至物料成砂漿狀態(tài)；
[0013]3)焊接鋼網(wǎng)或龜甲網(wǎng)于磨損設(shè)備表面，將步驟2)中加入鋼纖維的抗磨陶瓷砂漿澆筑、噴涂或涂抹于鋼網(wǎng)或龜甲網(wǎng)上以覆蓋磨損設(shè)備，待抗磨陶瓷砂漿凝固后，即可抵抗沖刷磨損,抗高溫和腐蝕；
[0014]優(yōu)選地，抗磨陶瓷砂漿的使用方法中抗磨陶瓷砂漿與步驟I)中的水與步驟2)中的鋼纖維的重量比為50:3-5:1-2 ；
[0015]優(yōu)選地，抗磨陶瓷砂漿的使用方法步驟2)中鋼纖維的長(zhǎng)度為12-14毫米；
[0016]優(yōu)選地，抗磨陶瓷砂漿的使用方法步驟3)中抗磨陶瓷砂漿澆筑、噴涂或涂抹后的成型厚度為25-50毫米。
[0017]該抗磨陶瓷砂漿抗壓強(qiáng)度提高到179_200MPa，抗折強(qiáng)度為20_30MPa，密度達(dá)到
2.9t/m3,耐溫200°C以上，其中的Al2O3與S12的含量高于60%，材料性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于普通陶瓷砂漿。采用本發(fā)明的抗磨陶瓷砂漿及其使用方法，直接取用鋼鐵廠、火電廠的工業(yè)垃圾鋼渣、礦渣、粉煤灰，和人類生活中廢舊破碎的陶瓷垃圾，其成本價(jià)格都不足100元/噸，而且該主材料回收后只需篩選分類為骨料、細(xì)粉就可以直接做為本產(chǎn)品的原料使用，不需要復(fù)雜的深度加工，選料取料極其簡(jiǎn)便，原料通過合理的粒度級(jí)配，致密強(qiáng)度高，大大增強(qiáng)抵抗設(shè)備磨損性能，延長(zhǎng)使用壽命，同時(shí)，對(duì)工業(yè)垃圾的有效再利用，減少了這些垃圾對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染，也節(jié)省了礦產(chǎn)資源。

【具體實(shí)施方式】
[0018]為了更清楚地理解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0019]實(shí)施例1
[0020]該抗磨陶瓷砂漿選用鋼鐵廠或火電廠作為工業(yè)垃圾并經(jīng)篩選后獲得的粒徑為3毫米的鋼渣，粒徑為0.1毫米的礦渣，以及生活中廢舊破碎并篩選后獲得的粒徑為I毫米陶瓷垃圾作為該抗磨陶瓷砂漿的骨料，其中，鋼渣占該抗磨陶瓷砂漿的質(zhì)量百分比為30%，陶瓷占該抗磨陶瓷砂漿的質(zhì)量百分比為15%，礦渣占該抗磨陶瓷砂漿的質(zhì)量百分比為7%，該抗磨陶瓷砂漿選用此高配比的鋼渣、礦渣，比單純選用陶瓷材料更能增強(qiáng)砂漿的穩(wěn)定性和抗磨性能，應(yīng)用更廣泛；選用占該抗磨陶瓷砂漿質(zhì)量百分比為25%的高強(qiáng)高標(biāo)號(hào)的925號(hào)高鋁水泥，以及占該抗磨陶瓷砂漿質(zhì)量百分比為5%的來自火電行業(yè)燃燒垃圾粉煤灰作為結(jié)合劑，其中，粉煤灰的規(guī)格為400目；該抗磨陶瓷砂漿還添加了占該抗磨陶瓷砂漿質(zhì)量百分比為0.07%的聚羧酸減水劑，占該抗磨陶瓷砂漿質(zhì)量百分比為0.028%的多元醇消泡劑，以提高砂漿強(qiáng)度和密實(shí)度；輔料選用占該抗磨陶瓷砂漿質(zhì)量百分比為17.902%200目的礦渣細(xì)粉，以達(dá)到更高的致密度，提高結(jié)合強(qiáng)度和耐高溫指數(shù)。
[0021 ] 將該抗磨陶瓷砂漿放入攪拌機(jī)攪拌15分鐘，加水混合均勻，然后加長(zhǎng)度為12毫米的鋼纖維入上述混合均勻的抗磨陶瓷砂漿，以增加抗磨陶瓷砂漿的不定向結(jié)合強(qiáng)度，再次攪拌至物料成砂漿狀態(tài)，其中，抗磨陶瓷砂漿與所加入的水與所加入的鋼纖維的重量比為50:3:1，接著，在磨損設(shè)備表面焊接鋼網(wǎng)或龜甲網(wǎng)，將加入鋼纖維的抗磨陶瓷砂漿澆筑、噴涂或涂抹于鋼網(wǎng)或龜甲網(wǎng)上以覆蓋磨損設(shè)備，使得成型厚度達(dá)到25毫米，待抗磨陶瓷砂漿凝固后，即可抵抗沖刷磨損，抗高溫和腐蝕。
[0022]實(shí)施例2
[0023]該抗磨陶瓷砂漿選用鋼鐵廠或火電廠作為工業(yè)垃圾并經(jīng)篩選后獲得的粒徑為4毫米的鋼渣，粒徑為0.5毫米的礦渣，以及生活中廢舊破碎并篩選后獲得的粒徑為2毫米陶瓷垃圾作為該抗磨陶瓷砂漿的骨料，其中，鋼渣占該抗磨陶瓷砂漿的質(zhì)量百分比為28%，陶瓷占該抗磨陶瓷砂漿的質(zhì)量百分比為13%，礦渣占該抗磨陶瓷砂漿的質(zhì)量百分比為5%，該抗磨陶瓷砂漿選用此高配比的鋼渣、礦渣，比單純選用陶瓷材料更能增強(qiáng)砂漿的穩(wěn)定性和抗磨性能，應(yīng)用更廣泛；選用占該抗磨陶瓷砂漿質(zhì)量百分比為23%的高強(qiáng)高標(biāo)號(hào)的925號(hào)高鋁水泥，以及占該抗磨陶瓷砂漿質(zhì)量百分比為3%的來自火電行業(yè)燃燒垃圾粉煤灰作為結(jié)合劑，其中，粉煤灰的規(guī)格為350目；該抗磨陶瓷砂漿還添加了占該抗磨陶瓷砂漿質(zhì)量百分比為0.05%的聚羧酸減水劑，占該抗磨陶瓷砂漿質(zhì)量百分比為0.026%的多元醇消泡劑，以提高砂漿強(qiáng)度和密實(shí)度；輔料選用占該抗磨陶瓷砂漿質(zhì)量百分比為27.927%150目的礦渣細(xì)粉，以達(dá)到更高的致密度，提高結(jié)合強(qiáng)度和耐高溫指數(shù)。
[0024]將該抗磨陶瓷砂漿放入攪拌機(jī)攪拌13分鐘，加水混合均勻，然后加長(zhǎng)度為13毫米的鋼纖維入上述混合均勻的抗磨陶瓷砂漿，以增加抗磨陶瓷砂漿的不定向結(jié)合強(qiáng)度，再次攪拌至物料成砂漿狀態(tài)，其中，抗磨陶瓷砂漿與所加入的水與所加入的鋼纖維的重量比為50:4:1.5，接著，在磨損設(shè)備表面焊接鋼網(wǎng)或龜甲網(wǎng)，將加入鋼纖維的抗磨陶瓷砂漿澆筑、噴涂或涂抹于鋼網(wǎng)或龜甲網(wǎng)上以覆蓋磨損設(shè)備，使得成型厚度達(dá)到40毫米，待抗磨陶瓷砂漿凝固后，即可抵抗沖刷磨損，抗高溫和腐蝕。
[0025]實(shí)施例3
[0026]該抗磨陶瓷砂漿選用鋼鐵廠或火電廠作為工業(yè)垃圾并經(jīng)篩選后獲得的粒徑為5毫米的鋼渣，粒徑為I毫米的礦渣，以及生活中廢舊破碎并篩選后獲得的粒徑為3毫米陶瓷垃圾作為該抗磨陶瓷砂漿的骨料，其中，鋼渣占該抗磨陶瓷砂漿的質(zhì)量百分比為29%，陶瓷占該抗磨陶瓷砂漿的質(zhì)量百分比為14%，礦渣占該抗磨陶瓷砂漿的質(zhì)量百分比為6%，該抗磨陶瓷砂漿選用此高配比的鋼渣、礦渣，比單純選用陶瓷材料更能增強(qiáng)砂漿的穩(wěn)定性和抗磨性能，應(yīng)用更廣泛；選用占該抗磨陶瓷砂漿質(zhì)量百分比為24%的高強(qiáng)高標(biāo)號(hào)的925號(hào)高鋁水泥，以及占該抗磨陶瓷砂漿質(zhì)量百分比為4%的來自火電行業(yè)燃燒垃圾粉煤灰作為結(jié)合齊U，其中，粉煤灰的規(guī)格為450目；該抗磨陶瓷砂漿還添加了占該抗磨陶瓷砂漿質(zhì)量百分比為0.06%的聚羧酸減水劑，占該抗磨陶瓷砂漿質(zhì)量百分比為0.027%的多元醇消泡劑，以提高砂漿強(qiáng)度和密實(shí)度；輔料選用占該抗磨陶瓷砂漿質(zhì)量百分比為22.913%180目的礦渣細(xì)粉，以達(dá)到更高的致密度，提高結(jié)合強(qiáng)度和耐高溫指數(shù)。
[0027]將該抗磨陶瓷砂漿放入攪拌機(jī)攪拌10分鐘，加水混合均勻，然后加長(zhǎng)度為14毫米的鋼纖維入上述混合均勻的抗磨陶瓷砂漿，以增加抗磨陶瓷砂漿的不定向結(jié)合強(qiáng)度，再次攪拌至物料成砂漿狀態(tài)，其中，抗磨陶瓷砂漿與所加入的水與所加入的鋼纖維的重量比為50:5:2，接著，在磨損設(shè)備表面焊接鋼網(wǎng)或龜甲網(wǎng)，將加入鋼纖維的抗磨陶瓷砂漿澆筑、噴涂或涂抹于鋼網(wǎng)或龜甲網(wǎng)上以覆蓋磨損設(shè)備，使得成型厚度達(dá)到50毫米，待抗磨陶瓷砂漿凝固后，即可抵抗沖刷磨損，抗高溫和腐蝕。
[0028]采用本發(fā)明的抗磨陶瓷砂漿及其使用方法，直接取用鋼鐵廠、火電廠的工業(yè)垃圾鋼渣、礦渣、粉煤灰，和人類生活中廢舊破碎的陶瓷垃圾，其成本價(jià)格都不足100元/噸，而且該主材料回收后只需篩選分類為骨料、細(xì)粉就可以直接做為本產(chǎn)品的原料使用，不需要復(fù)雜的深度加工，選料取料極其簡(jiǎn)便，原料通過合理的粒度級(jí)配，致密強(qiáng)度高，大大增強(qiáng)抵抗設(shè)備磨損性能，延長(zhǎng)使用壽命，同時(shí)，對(duì)工業(yè)垃圾的有效再利用減少了這些垃圾對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染，也節(jié)省了礦產(chǎn)資源。
[0029]上文中描述了本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。但是，在本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員能夠理解，不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作各種變更和替換。這些變更和替換都落在本發(fā)明權(quán)利要求書限定的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種抗磨陶瓷砂漿，其特征在于，包括骨料，輔料，結(jié)合劑以及添加劑，其中，所述骨料包括占該抗磨陶瓷砂漿質(zhì)量百分比為28-30%的鋼渣，占該抗磨陶瓷砂漿質(zhì)量百分比為13-15%的陶瓷，以及占該抗磨陶瓷砂漿質(zhì)量百分比為5-7%的礦渣；所述結(jié)合劑包括占該抗磨陶瓷砂漿質(zhì)量百分比為23-25%的水泥以及占該抗磨陶瓷砂漿質(zhì)量百分比為3-5%的粉煤灰；所述添加劑包括占該抗磨陶瓷砂漿質(zhì)量百分比為0.05-0.07%的聚羧酸減水劑和占該抗磨陶瓷砂漿質(zhì)量百分比為0.026-0.028%的多元醇消泡劑；余量為作為所述輔料的礦渣細(xì)粉。
2.如權(quán)利要求1所述的抗磨陶瓷砂漿，其特征在于，作為骨料的所述鋼渣和所述礦渣為鋼鐵廠或火電廠作為工業(yè)垃圾經(jīng)篩選后獲得的粒徑為3-5毫米的鋼渣，以及粒徑為0-1毫米的礦渣，所述陶瓷為生活中廢舊破碎的陶瓷垃圾，經(jīng)篩選后所述陶瓷的粒徑為1-3毫米。
3.如權(quán)利要求1所述的抗磨陶瓷砂漿，其特征在于，所述礦渣細(xì)粉為150-200目。
4.如權(quán)利要求1所述的抗磨陶瓷砂漿，其特征在于，作為結(jié)合劑的所述水泥為高鋁水泥。
5.如權(quán)利要求1所述的抗磨陶瓷砂漿，其特征在于，所述粉煤灰為350-450目。
6.一種如權(quán)利要求1所述的抗磨陶瓷砂漿的使用方法，用以保護(hù)磨損設(shè)備，其特征在于包括: 1)將權(quán)利要求1所述的抗磨陶瓷砂漿放入攪拌機(jī)攪拌10-15分鐘，加水混合均勻； 2)加鋼纖維入步驟I)中所述混合均勻的抗磨陶瓷砂漿，以增加所述抗磨陶瓷砂漿的不定向結(jié)合強(qiáng)度，再次攪拌至物料成砂漿狀態(tài)； 3)焊接鋼網(wǎng)或龜甲網(wǎng)于所述磨損設(shè)備表面，將步驟2)中加入所述鋼纖維的抗磨陶瓷砂漿澆筑、噴涂或涂抹于所述鋼網(wǎng)或龜甲網(wǎng)上以覆蓋所述磨損設(shè)備，待所述抗磨陶瓷砂漿凝固后，即可抵抗沖刷磨損，抗高溫和腐蝕。
7.如權(quán)利要求6所述的抗磨陶瓷砂漿的使用方法，其特征在于，所述抗磨陶瓷砂漿與步驟I)中的水與步驟2)中的鋼纖維的重量比為50:3-5:1-2。
8.如權(quán)利要求6所述的抗磨陶瓷砂漿的使用方法，其特征在于，步驟2)中鋼纖維的長(zhǎng)度為12-14毫米。
9.如權(quán)利要求6所述的抗磨陶瓷砂漿的使用方法，其特征在于，步驟3)中所述抗磨陶瓷砂漿澆筑、噴涂或涂抹后的成型厚度為25-50毫米。
【文檔編號(hào)】C04B28/06GK104418564SQ201310362987
【公開日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2013年8月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月19日
【發(fā)明者】李海濤, 沈衛(wèi)國(guó), 聶紀(jì)強(qiáng), 周獻(xiàn)偉 申請(qǐng)人:上海維樂耐磨材料有限公司