利用工業廢渣生產的建築材料的製作方法

2023-10-08 23:05:14 1

專利名稱：：利用工業廢渣生產的建築材料的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種建築材料，具體涉及一種利用磷礦渣生產的建築材料。
背景技術：
：磷礦渣是製備黃磷時排出的一種工業廢渣，由熔融狀態下經水淬冷卻而成，其主要成分是矽酸鹽玻璃體，Si02和Ca0總含量在80。/。以上，具有潛在的水化活性，在鹼性激發物的作用下可逐漸水化硬化；此外還含有ALA、Fe203、Ti02、MgO、K20、Na20等氧化物，具有微膨脹性。磷石膏是生產磷銨和磷酸氫鈣的過程中排出的王業廢渣，它的主要成分是二水石膏(CaS04.2H20),CaS04.2H20是緩凝劑的主要成分，可以一定程度上增大混合物的初、終凝時間；此外還含有A"A、FeA、P205、MgO、Si02等氧化物及F離子。因磷礦渣和磷石膏化學成分複雜而增加了利用難度。磷礦渣一般作為生產水泥、矽肥、燒結磚的原料而被利用，經濟效益不明顯。我國磷石膏綜合利用技術現處於初級階段，一部分磷石膏被作為改良劑用於改良土壤，但用量相比極小；或在一些石膏資源匱乏的地區通過以水洗為主要手段的初級處理後作為生產石膏的原料使用，但水洗處理方式產生大量的廢水，既浪費了水資源，也惡化了生態環境。這些較為簡易的處理或利用方式所消化的磷礦渣、磷石膏對於磷化工企業累年沉積、堆積如山的磷礦渣、磷石膏無異於杯水車薪。長期積累下來的磷礦渣、磷石膏不僅佔用了大量的土地，並且由於磷礦渣和磷石膏含有有機磷、無機磷和氟化物，在雨水的衝淋下，會滲入地下造成土地汙染和水汙染。眾所周知，磷礦渣中含有的氧化鈣(CaO)和二氧化矽(Si02)具有低溫膨脹率低，粘結性能比較好等特點。磷石膏具有輕質、隔聲、隔熱、阻燃性能好、防火等許多優良特性。更深層次的利用磷礦渣、磷石膏不僅具有較高的經濟效益，還能解決佔用土地和避免環境汙染等問題，具有很好的生態和社會效益。
發明內容本發明的目的在於提供一種生產建築材料的配方，利用該配方可以生產各種形狀的建築材料，生產出來的建築材料具有輕質、隔音、隔熱、低成本、防火等特點，製品密實、硬度高，外表光潔。同時利用了大量磷礦渣、磷石膏，解決其佔用大量土地和汙染環境的問題。為實現上述目的，本發明通過以下技術方案來實現本發明所述的生產建築材料的配方，按重量份數計算為磷礦渣佔35-65份，磷石膏佔5-30份，粉煤灰佔3-15份，水泥佔15-30份，輕集料5-20份，水玻璃佔2-5份，複合高效早強減水劑佔水泥重量的1%-5%，弓l氣劑佔0.5-3份。更優選的配比為磷礦渣佔40-60份，磷石膏佔8-20份，粉煤灰佔6-13份，水泥佔20-30份，輕集料8-18份，水玻璃佔3-5份，複合高效早強減水劑佔水泥重量的2%-4%，引氣劑佔0.8-2.5份。最優選的配比為磷礦渣佔45-50份，磷石膏佔10-15份，粉煤灰佔8-12份，水泥佔20-25份，輕集料10-15份，水玻璃佔4-5份，複合髙效早強減水劑佔水泥重量的2%-3%，引氣劑佔l-2份。本發明配方中各種原料的運用原理如下在本發明配方中磷礦渣作為混合物的主要組成物具有以下特點磷礦渣內K、Na、Mg的氧化物含量較高，這些氧化物容易吸溼膨脹，所以加入了磷礦渣的混合物具有微膨脹性，在本發明中磷礦渣的這個特性可以避免混合物因水泥水化熱引起的裂紋和塌陷。磷礦渣具有潛在的水化活性，在激發劑的作用下，磷礦渣逐步水化硬化，可與磷石膏構成一個結晶結構體，其強度隨著磷礦渣摻量的增加而提高。此外，磷礦渣對混合物還有緩凝作用。磷石膏具有輕質、隔聲、隔熱、阻燃性能好、防火等許多優良特性。磷石膏中含有大量的CaS04.2H20和少量的P205，CaS04.2H20是緩凝劑的主要成分，可以一定程度上增大混合物的初、終凝時間，並且P205能夠使混合物後期強度有較高的增長率。粉煤灰是一種工業廢棄物，摻加粉煤灰節約了大量的水泥和細骨料；減少了用水量；改善了混合物的和易性，減少水化熱、熱能膨脹性；提高抗滲能力；增加修飾性。水玻璃，也叫"泡化鹼"，主要成分是矽酸鈉。一般由石英砂與碳酸鈉高溫熔融後和水蒸煮而成。或由濃鹼溶液和石英砂在加壓條件下共熱製得。其化學組成表示為xNa20ySiCVzH20。矽酸鈉是略帶色的透明或半透明粘稠液體，它的粘結力，耐酸性、耐熱性好。在本發明中的配方中是將水玻璃作為粘合劑，起膠凝作用，使生產出來的建築材料質地緊密，不易吸水膨脹。本發明配方中採用的水泥最好是具有明顯的快硬、早強特性的42.5以上低鹼硫鋁酸鹽水泥、快硬硫鋁酸鹽水泥、42.5以上矽酸鹽水泥、高鋁水泥、鐵鋁酸鹽水泥等水泥、磷酸鋅膠凝材料中的一種或幾種的混合物。為了減輕生產出來的建築材料的單位重量，本發明中加入了輕集料，輕集料可以是膨脹珍珠巖、松脂巖膨脹微珠、膨脹黑曜巖、浮石、聚乙烯泡沫、膨脹粘土中的一種或二種以上的組合物。複合高效早強減水劑是高效表面活性劑，它具有高效減水劑的減水早強性能，是縮短混合物凝結時間、提高早期強度的外加劑。此外，為了提高產品質量，改善產品外觀，還可以將減水劑和引氣劑作為少量添加劑加入，減水劑是一種高效表面活性劑，主要作用是改善混合物的和易性，減少混合物的水用量。引氣劑能提高混合物坍落度、流動性和可塑性，減少混合物泌水和離析，.提高了混合物的均質性，提供混合物的抗折強度，當含氣量為3%—5%時，抗折強度提高10%—20%，彈性模量較低，剛性較小，柔韌性好，混合物的熱擴散及傳導係數降低，提高了混合物的體積穩定性，增強了結構的耐候性，延長了使用壽命。按照上述配比配好原料之後，按照以下生產工藝生產製得成品①除去磷礦渣、磷石膏中的雜質；②將磷礦渣、磷石膏原料進行細化過篩；③將所需原料按照配方稱量後加入到機械攪拌器中，按照4:10的水料比供水攪拌均勻；④將攪拌均勻的材料澆注到預先準備的模具裡，模具中都鋪設低鹼或無鹼、耐鹼玻纖網格布作為加強筋，成型自然風乾即可。由上述原料按照本發明配方所製得的混合體，可以根據具體用途，採用不同形狀和結構的模具進行澆注成型，生產建築用牆板、護欄裝飾柱、門窗套、花瓶柱等建築材料。本發明具有以下有益效果本發明利用磷礦渣和磷石膏作為原料生產建築材料，製造工藝簡單，原料來源廣泛，成本較低，具有推廣的前景，生產出來的產品具有以下的優點-①、按照本發明配方規定配比的原料加水攪拌均勻後，所得混合體不需要經過高溫燒結，只要在常溫下自然風乾即可，所以主要原料磷礦渣的膨脹率小，生產出來的建築材料成型規則、不易變形。②、磷礦渣中Si(X和CaO總含量在80呢以上，具有潛在的水化活性，在氫氧化鈣的作用下可逐漸水化硬化，產生具有強度的結晶結構網，耐水性能得到明顯改善，提高了生產出來的建築材料的軟化係數，並且由於其水化特點是早期強度較低，但後期強度持續增長，所以利用本發明配方生產的產品能夠滿足建築行業使用要求的強度。③、加入了磷礦渣的混合物具有微膨脹性，可補償混合物溫降收縮，避免因水泥水化熱引起的裂紋；同時磷礦渣對混合物有緩凝作用，能在一定程度上降低生產時的施工強度，保證混合物結合完好。④、本發明採用具有早強、快硬特性的水泥，縮短混合體的凝結時間，使其早期強度能夠迅速增長，便於搬運，滿足流水線生產的需要；並且產品的後期強度能夠持續增長，從而使得生產出來的建築材料具有較高的強度，滿足在建築中使用的要求。⑤、由於加入了具有質輕、體積大、保溫、隔熱特性的原料作為輕集料，可以在保證材料強度和硬度的情況下有效減輕製品的重量。保證建築材料具有輕質，容易安裝的特點，並且還有保溫隔熱的作用。⑥、本發明的配方中加入了水玻璃作為粘合劑，粘結力較強，使各原料之間緊密結合，保證生產的建築材料的強度滿足使用要求。⑦、本發明的配方中可以加入引氣劑，它能提高混合物坍落度、流動性和可塑性，減少混合物泌水和離析，提高了混合物的均質性，提供混合物的抗折強度，提高了混合物的體積穩定性，增強了結構的耐候性，延長了使用壽命。⑧、本發明利用磷礦渣、磷石膏作為原料，可以生產很多不同用途的建築材料，一方面是滿足市場的需求，具有很好的經濟效益；另一方面也可以更大程度上擴大磷礦渣、磷石膏利用產業的規模，減少廢棄物佔用土地資源，避免磷化物汙染環境。並且由於生產過程不用高溫燒結，可以減少燃料的使用，節能減排，控制環境汙染，具有很好的生態和社會效益。具體實施例方式實施例1製品為建築用輕質環保牆板，輕質牆板包括上下混合物加強層、泡沫夾層、骨架，在牆板上相對的兩邊分別設有榫頭或榫槽，泡沫夾層位於上下混合物加強層之間，泡沫夾層由八塊泡沫組成，泡沫之間和泡沫與模具側邊之間留有間隙，在間隙內填充混合物，形成一個帶外圍的"井"字結構的骨架，上下混合物加強層外側設有鋪10X10mm低鹼網格玻璃纖維布的面層。生產上下混合物加強層的原料配方如下:tableseeoriginaldocumentpage6生產輕質牆板的方法如下:生產輕質牆板的模具尺寸為:長3000mm,寬600mm,厚60mm，在模具中預先鋪有10X10mm低鹼網格玻璃纖維布。將其它原料按上述配比，準確稱量，經除雜過篩，裝入攪拌器加水攪拌均勻，將混合物澆注到模具中抹平，底層厚度為8-12mm，放上八塊阻燃聚苯乙烯泡沫，繼續澆注，直到將整個模具及泡沫之間的縫隙填滿充實，抹平後加低鹼網格玻璃纖維布自然風乾即可。生產出來的輕質複合牆板分別按照JG/T169-2005的測定規定的方法測試其抗壓強度、抗彎強度、軟化係數、含水率、收縮率、耐火極限、傳熱係數。技術指標如下:tableseeoriginaldocumentpage7實施例2製品為建築用輕質環保隔牆。實施方式與實施例1相同，在此不再重複，其原料組份和配比如下tableseeoriginaldocumentpage7生產出來的輕質複合牆板分別按照JG/T169-2005的測定規定的方法測試其抗壓強度、抗彎強度、軟化係數、含水率、收縮率、耐火極限、傳熱係數。技術指標如下:項目指標板厚90mm抗衝擊性能/次》5抗彎破壞荷載/板自重倍數》1.5抗壓強度/Mpa》3.5軟化係數》0.8面密度/Kg/m2《90含水率&/%《12/10/8,乾燥收縮值《0.6吊掛力/N》1000空氣聲隔聲量/dB》35耐火極限/h》1傳熱係數b/w/m2.K實施例3製品為建築用輕質環保隔牆。實施方式與實施例1相同，在此不再重複，其原料組份和配比如下複合磷粉42.5以上低高效膨脹珍珠巖原料引氣水玻礦磷石膏煤鹼硫鋁酸鹽早強和松脂巖膨名稱劑璃水渣灰水泥減水劑脹微珠使用量4509030135432749300(Kg)生產出來的輕質複合牆板分別按照JG/T169-2005的測定規定的方法測試其抗壓強度、抗彎強度、軟化係數、含水率、收縮率、耐火極限、傳熱係數。技術指標如下項目指標板厚120mm抗衝擊性能/次》5抗彎破壞荷載/板自重倍數》1.5抗壓強度/Mpa》3.5tableseeoriginaldocumentpage9按上述配比，將原料準確稱量，經篩選除雜，裝入攪拌器混合均勻，將混合物澆注到門窗套的模具中，經過一段時間的固化，自然風乾，脫去模具加以養護即可。製得的圍欄，表面細膩，造型圓潤，質量較輕，結實耐用。實施例5製品為護欄裝飾柱。其原料組份和配比如下:tableseeoriginaldocumentpage9按上述配比，將原料準確稱量，經篩選除雜，裝入攪拌器混合均勻，將混合物澆注到門窗套的模具中，經過一段時間的固化，自然風乾，脫去模具加以養護即可。製得的圍欄柱柱體光滑，表面細膩，造型圓潤，輕質易安裝。實施例6製品為門窗套。其原料組份和配比如下:tableseeoriginaldocumentpage10按上述配比，將原料準確稱量，經篩選除雜，裝入攪拌器混合均勻，將混合物澆注到門窗套的模具中，經過一段時間的固化，自然風乾，脫去模具加以養護即可。製得的輕質窗套具有輕質、強度高，且造型美觀的特點。實施例7製品為門窗套。其原料組份和配比如下:tableseeoriginaldocumentpage10按上述配比，將原料準確稱量，經篩選除雜，裝入攪拌器混合均勻，將混合物澆注到門窗套的模具中，經過一段時間的固化，晾乾，脫去模具加以養護即可。製得的門窗套具有輕質、強度高，且造型美觀的特點。實施例8tableseeoriginaldocumentpage10按上述配比，將原料準確稱量，經篩選除雜，裝入攪拌器混合均勻，將混合物澆注到門窗套的模具中，經過一段時間的固化，晾乾，脫去模具加以養護即可。製得的花瓶柱具有外觀質量好、輕質、防水性好的特點。權利要求1、利用工業廢渣生產的建築材料，其特徵在於組分及含量按重量份數計，磷礦渣佔35-65份，磷石膏佔5-30份，粉煤灰佔3-15份，水泥佔15-30份，輕集料5-20份，水玻璃佔2-5份，複合高效早強減水劑佔水泥重量的1％-5％，引氣劑佔0.5-3份，這些原料混合後，加水攪拌均勻，澆注到模具中固化成型，模具中都鋪設低鹼或無鹼、耐鹼玻纖網格布作為加強筋。2、根據權利要求1所述的利用工業廢渣生產的建築材料，其特徵在於磷礦渣佔40-60份，磷石膏佔8-20份，粉煤灰佔6-13份，水泥佔20-30份，輕集料8-18份，水玻璃佔3-5份，複合高效早強減水劑佔水泥重量的2%-4%，引氣劑佔0.8-2.5份。3、根據權利要求2所述的利用工業廢渣生產的建築材料，其特徵在於磷礦渣佔45-50份，磷石膏佔10-15份，粉煤灰佔8-12份，水泥佔20-25份，輕集料10-15份，水玻璃佔4-5份，複合高效早強減水劑佔水泥重量的2%-3%，引氣劑佔l-2份。4、根據權利要求l、2或3中任意一項所述的利用工業廢渣生產的建築材料，其特徵在於所述的水泥是42.5以上低鹼硫鋁酸鹽水泥、快硬硫鋁酸鹽水泥、42.5以上矽酸鹽水泥、高鋁水泥、鐵鋁酸鹽水泥及磷酸鋅膠凝材料中的一種或二種以上的混合物。5、根據權利要求l、2或3中任意一項所述的利用工業廢渣生產的建築材料，其特徵在於-.所述的輕集料可以是膨脹珍珠巖、松脂巖膨脹微珠、膨脹黑曜巖、浮石、聚乙烯泡沫、膨脹粘土中的一種或二種以上的組合物。6、根據權利要求4所述的利用工業廢渣生產的建築材料，其特徵在於所述的輕集料可以是膨脹珍珠巖、松脂巖膨脹微珠、膨脹黑曜巖、浮石、聚乙烯泡沫、膨脹粘土中的一種或二種以上的組合物。全文摘要本發明公開了一種利用工業廢渣生產的建築材料。目的在於提供一種具有輕質、隔音、隔熱、低成本、防火，製品密實、硬度高等優點的建築材料，同時解決磷礦渣、磷石膏佔用土地和汙染環境的問題。通過以下技術方案來實現將磷礦渣、磷石膏作為生產原料用於生產建築材料，其配方按重量份數計為磷礦渣佔35-65份，磷石膏佔10-40份，石灰佔5-15份，水泥佔15-28份，輕集料0.1-0.4份，水玻璃佔0.02-0.05份，減水劑佔0.01-0.05份，緩凝劑佔0-0.004份，早強劑佔0-0.005份，消泡劑佔0-0.008份，按配方稱量後加入攪拌器中，按照4∶10的水料比供水攪拌均勻，澆注到模具裡，成型自然風乾即可。根據用途，採用不同結構的模具進行澆注成型，可以生產建築用牆板、護欄裝飾柱、門窗套、花瓶柱等建築材料。文檔編號C04B28/14GK101445355SQ20081023375公開日2009年6月3日申請日期2008年12月23日優先權日2008年12月23日發明者張勇飛申請人:張勇飛