一種地質(zhì)聚合物化學(xué)鍵合陶瓷墻地磚及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于建筑材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種地質(zhì)聚合物化學(xué)鍵合陶瓷墻地磚及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)是建筑陶瓷生產(chǎn)大國(guó)，每年生產(chǎn)的瓷磚約30億平方米，每平方米的質(zhì)量20?24千克，每年約有6000?7200萬(wàn)噸的原料消耗。每平方米耗油約1.4?1.5升，每年耗油量達(dá)4.2?4.5億升。由此可見(jiàn)傳統(tǒng)建筑陶瓷生產(chǎn)過(guò)程中的能源消耗量是非常巨大的，而且瓷磚生產(chǎn)過(guò)程中需要經(jīng)過(guò)1100?1220°C的高溫?zé)桑瑹蛇^(guò)程中同時(shí)也排放了大量的廢氣C02。0)2加劇了溫室效應(yīng)，嚴(yán)重影響人們賴以生存的自然環(huán)境。
[0003]粉煤灰在我國(guó)主要是火力發(fā)電廠燃煤所產(chǎn)生的，我國(guó)粉煤灰排放量2006年達(dá)到3億噸，目前堆存量超過(guò)10億噸，預(yù)計(jì)粉煤灰年排放量在2020年將達(dá)到5億噸。我國(guó)粉煤灰利用率雖然近些年來(lái)在不斷提高，但排放量也在不斷增加，其堆存量仍會(huì)繼續(xù)增長(zhǎng)。所以有效合理利用粉煤灰資源將會(huì)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益。拋光渣作為拋光磚生產(chǎn)過(guò)程中的副產(chǎn)品，排放量隨著建陶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展而持續(xù)增加，不僅侵占土地，污染水源、空氣、土壤，還容易堵塞地下水管網(wǎng)和腐蝕建筑等，因而提高拋光渣的綜合利用率將有助于節(jié)約自然資源、保護(hù)環(huán)境、變廢為寶、節(jié)能減排和促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。同時(shí)，金屬冶煉產(chǎn)物，如過(guò)濾鋼渣、銅渣、錫渣、鋁渣、翻模廢砂和高爐廢渣等固體廢棄物也同樣如此。若能將粉煤灰、拋光渣、過(guò)濾鋼渣、銅渣、錫渣、鋁渣、翻模廢砂和高爐廢渣等固體廢棄物資源化將有巨大的環(huán)保、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
[0004]地質(zhì)聚合物是一種新型的無(wú)定形到半結(jié)晶狀態(tài)的鋁硅酸鹽聚合材料，地質(zhì)聚合物材料中的特殊硅氧四面體和鋁氧四面體之間化學(xué)鍵合而形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使其具有良好的耐火耐高溫性、耐化學(xué)腐蝕性和力學(xué)性能。本地質(zhì)聚合物材料是一種新型材料，制作過(guò)程中全部采用未經(jīng)煅燒原料，且制作過(guò)程中不需要重新高溫?zé)?，有助于?jié)約能源和減少污染物質(zhì)的排放，達(dá)到節(jié)能減排的目的；并且100%利用粉煤灰、拋光渣、過(guò)濾鋼渣、銅渣、錫渣、鋁渣、翻模廢砂和高爐廢渣等固體廢棄物，變廢為寶，資源循環(huán)利用，符合環(huán)境友好型戰(zhàn)略要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低廉、節(jié)能環(huán)保的地質(zhì)聚合物化學(xué)鍵合陶瓷墻地磚及其制備方法。
[0006]為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種地質(zhì)聚合物化學(xué)鍵合陶瓷墻地磚，其特征在于:采用固體廢棄物及工業(yè)級(jí)化工原料為主要原料，所述原料質(zhì)量百分比組成為:固體廢棄物60?75%、液態(tài)激發(fā)劑19?38%、基料添加劑為1?3%、復(fù)合液態(tài)添加劑1?3%，經(jīng)混合、過(guò)篩造粒、壓制成型、養(yǎng)護(hù)、拋光、磨邊獲得陶瓷墻地磚制品。
[0007]所述固體廢棄物為粉煤灰、拋光渣、過(guò)濾鋼渣、銅渣、錫渣、鋁渣、翻模廢砂和高爐廢渣中的一種或多種。
[0008]所述粉煤灰為火力發(fā)電廠燃煤排出的細(xì)度小于150目的粉體；所述拋光渣為建筑陶瓷生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的，經(jīng)均化、除雜質(zhì)處理后，細(xì)度小于150目的粉體；所述過(guò)濾鋼渣、銅渣、錫渣、鋁渣、翻模廢砂和高爐廢渣均為細(xì)度小于150目的粉體。
[0009]所述液態(tài)激發(fā)劑的質(zhì)量百分比組成為:氫氧化鈉9?37%，水玻璃60?90%，所述水玻璃為模數(shù)為1.0?3.7的工業(yè)級(jí)鈉水玻璃。
[0010]所述基料添加劑為CaCl2、CaF2、Na2S04、CaO、MgO、Na2SiF6、Na2C03中的一種或多種，所述基料添加劑為多種物質(zhì)構(gòu)成時(shí)，其各種物質(zhì)的添加量相等。
[0011]所述復(fù)合液態(tài)添加劑為KOH、L1H中的一種或兩種，所述復(fù)合液態(tài)添加劑為兩種物質(zhì)構(gòu)成時(shí)，其各種物質(zhì)的添加量相等。
[0012]所述陶瓷墻地磚制品的性能指標(biāo)為:抗折強(qiáng)度:50?80MPa ;變形率:小于5% ;熱穩(wěn)定性:200?20°C循環(huán)十次不開(kāi)裂。
[0013]上述陶瓷墻地磚的制備方法，其特征在于包括以下步驟:
步驟一:在固體廢棄物中加入一定量的基料添加劑，經(jīng)攪拌或球磨得到混合均勾的基料；
步驟二:在液態(tài)激發(fā)劑中加入一定量的復(fù)合液態(tài)添加劑，經(jīng)混合均勻后陳化24?48h獲得復(fù)合液態(tài)激發(fā)劑；
步驟三:將步驟一制得的基料與步驟二制得的復(fù)合液態(tài)激發(fā)劑混合均勻后，依次經(jīng)過(guò)過(guò)篩造粒、壓制成型、養(yǎng)護(hù)、拋光、磨邊，獲得陶瓷墻地磚制品。
[0014]所述步驟三中壓制成型的成型壓強(qiáng)為25?50 MPa，保壓時(shí)間15?60 s。
[0015]所述步驟三中養(yǎng)護(hù)的步驟為先在室溫下養(yǎng)護(hù)4?16 h，然后放入60?100 °(:的溫度條件養(yǎng)護(hù)4?16 h，最后在120?250 °C的溫度條件下養(yǎng)護(hù)4?16 h。
[0016]本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)及有益效果如下:
(1)百分之百利用粉煤灰、拋光渣、過(guò)濾鋼渣、銅渣、錫渣、鋁渣、翻模廢砂和高爐廢渣制作化學(xué)鍵合墻地磚，將廢物重新利用，變廢為寶，完全符合環(huán)境友好、可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略要求；
(2 )用粉煤灰、拋光渣、過(guò)濾鋼渣、銅渣、錫渣、鋁渣、翻模廢砂和高爐廢渣制作化學(xué)鍵合墻地磚，是對(duì)傳統(tǒng)建陶的一大創(chuàng)新，突破了陶瓷需經(jīng)過(guò)高溫?zé)频膫鹘y(tǒng)制作理念和技術(shù)瓶頸，節(jié)能減排；
(3)利用地質(zhì)聚合物的高力學(xué)，耐高溫、低導(dǎo)熱、強(qiáng)耐化學(xué)腐蝕、耐久、低膨脹和低收縮等優(yōu)良性能制作化學(xué)鍵合陶瓷墻地磚，與市場(chǎng)上的免燒磚和免燒板材相對(duì)比，有著安全無(wú)毒、成本低廉、性能優(yōu)越與強(qiáng)度高等良好性能。因而地質(zhì)聚合物化學(xué)鍵合墻地磚具有明顯優(yōu)越于傳統(tǒng)燒成磚和免燒板材的性能且可用于制作面磚、耐磨地磚、功能型面磚、超低溫釉面燒結(jié)基礎(chǔ)磚等多種產(chǎn)品，因而具有巨大的潛在市場(chǎng)價(jià)值，便于生產(chǎn)實(shí)施，產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用推廣。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本發(fā)明制備一種地質(zhì)聚合物化學(xué)鍵合陶瓷墻地磚的工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]實(shí)施例1
一種地質(zhì)聚合物化學(xué)鍵合陶瓷墻地磚的制備方法，包括以下步驟:
步驟一:原料預(yù)處理:將粉煤灰經(jīng)均化、除雜質(zhì)預(yù)處理后備用；
步驟二:制粉:將經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的粉煤灰經(jīng)110°c烘干后，干法球磨至過(guò)150目篩，篩余小于0.5% ；
步驟三:復(fù)合液態(tài)激發(fā)劑配制:將氫氧化鈉4g、模數(shù)為1.0的水玻璃19g、氫氧化鉀lg，混合均勻后放置陳化24h ;
步驟四:均勻混料、過(guò)篩造粒:將粉煤灰74g，CaCl22g，混合均勻后再將步驟三中配制好的復(fù)合液態(tài)激發(fā)劑加入，混合均勻后造粒；
步驟五:壓制成型:將步驟四中得到的粉粒加入到壓機(jī)內(nèi)，在40MP的壓強(qiáng)下壓實(shí)，保壓16s，獲得半成品的化學(xué)鍵合陶瓷墻地磚；
步驟六:養(yǎng)護(hù):將步驟五中得到的半成品墻地磚，依次經(jīng)過(guò)室溫、1211，80°(:、811和200°C、12h的條件下養(yǎng)護(hù)處理，再將養(yǎng)護(hù)后的磚做表面拋光、磨邊和揀選處理，即得到化學(xué)鍵合陶瓷墻地磚。
[0019]獲得的墻地磚的性能指標(biāo)為:抗折強(qiáng)度:72.84MPa ;變形率:4% ;熱穩(wěn)定性:200?20°C循環(huán)十次不開(kāi)裂。
[0020]實(shí)施例2
一種地質(zhì)聚合物化學(xué)鍵合陶瓷墻地磚的制備方法，包括以下步驟:
步驟一:原料預(yù)處理:將粉煤灰、拋光渣經(jīng)均化，除雜質(zhì)等預(yù)處理；
步驟二:制粉:將經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的粉煤灰