工業(yè)廢料在輕質(zhì)保溫磚制備中的應(yīng)用

（江西科技學(xué)院土木工程，江西南昌市，330098）梁禮剛 姜金春

（江西科技學(xué)院，江西南昌市，330098）周艷華 潘澤真

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類社會的進(jìn)步，對于環(huán)境使用和環(huán)境保護(hù)有了更高的要求。在21世紀(jì)，可持續(xù)發(fā)展和節(jié)約能源已經(jīng)成為全世界關(guān)注的問題。輕質(zhì)陶瓷保溫磚與傳統(tǒng)的建筑陶瓷相比，不僅擁有傳統(tǒng)陶瓷產(chǎn)品的耐火，阻燃的特性，又擁有自己獨(dú)特的多孔結(jié)構(gòu)，多孔的結(jié)構(gòu)可以節(jié)省材料的同時，減少材料的質(zhì)量，是一種低成本綠色節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品。輕質(zhì)陶瓷保溫磚分別利用爐渣、廢玻璃、粉煤灰、陶瓷片以及粘土、長石尾礦等原料制成泡沫陶瓷，具有防火、防水、耐腐蝕、強(qiáng)度高及導(dǎo)熱系數(shù)小等優(yōu)點(diǎn)，是一種性能穩(wěn)定、保溫隔熱、隔音的建筑外墻材料。現(xiàn)如今，大量的粉煤灰、煤矸石及陶瓷廢料等工業(yè)廢料已使人類生存環(huán)境受到了嚴(yán)重污染，因此，當(dāng)務(wù)之急就是變廢為寶，化廢料為資源，我國必須要重視工業(yè)廢料再循環(huán)利用工作，使全面綠色環(huán)保的高度提升。本文就工業(yè)廢料在輕質(zhì)保溫磚制備中的應(yīng)用進(jìn)行介紹和探討。

1 輕質(zhì)陶瓷磚制備工藝

輕質(zhì)陶瓷保溫磚通常以添加發(fā)泡劑，采用發(fā)泡工藝制備而成的。發(fā)泡工藝是陶瓷組分添加有機(jī)或無機(jī)化學(xué)物質(zhì)，通過化學(xué)反應(yīng)等產(chǎn)生揮發(fā)氣體，經(jīng)干燥和燒成制成多孔陶瓷。發(fā)泡后多孔材料體積可達(dá)到原來體積的數(shù)十倍左右。發(fā)泡工藝容易控制制品的形狀和密度，并可制備各種氣孔形狀和大小的多孔陶瓷，特別適用于制備閉氣孔的陶瓷材料。

2 工業(yè)廢料在輕質(zhì)保溫磚制備中的應(yīng)用

2.1 利用陶瓷拋光渣廢料制備

華南理工大學(xué)蔡曉軍[1]等以陶瓷拋光廢料為主要原料，以長石、球土與石英等輔助原料，其中陶瓷磚拋光廢渣作為發(fā)泡劑，經(jīng)混合球磨、干燥、過篩、壓制成型、最后燒成等工藝。制備了一種以閉口氣孔為主，兼具保溫隔熱功能的新型高強(qiáng)輕質(zhì)建筑材料。由于陶瓷磚拋光廢渣產(chǎn)生的過程包括刮平定厚、拋光、磨邊等過程。在拋光廢渣中MgO的含量可達(dá)3%～4%。同時在廢渣中還存在金剛石磨料、碳化硅及有機(jī)物等，這意味著能為具有多孔性結(jié)構(gòu)的泡沫多孔陶瓷的生產(chǎn)提供可能。其形成孔的原因是SiC在高溫下被氧化起泡，在陶瓷液相中形成孔結(jié)構(gòu)，而細(xì)磨?？梢园l(fā)泡形成孤立的包裹孔結(jié)構(gòu)，由于空氣的導(dǎo)熱系數(shù)極小，當(dāng)孔洞直徑較小時，空氣不能在封閉的孔內(nèi)形成對流換熱，各孔間的傳熱只能通過骨架結(jié)構(gòu)的熱傳導(dǎo)進(jìn)行，這種獨(dú)立閉孔結(jié)構(gòu)使其具有極小的導(dǎo)熱系數(shù)、材料密度及低的吸水率，能滿足外墻應(yīng)用的抗凍性要求。

2.2 利用廢礦粉制備輕質(zhì)保溫磚

呂淑珍[2]等以膨潤土、珍珠巖廢礦粉及本地資源土為原料，以Fe2O3和還原碳粉為發(fā)泡劑，制備了一種具有防水、保溫功能的輕質(zhì)外墻磚。研究結(jié)果表明，隨著發(fā)泡劑用量增加，試樣的體積密度與抗折強(qiáng)度大幅下降。燒成溫度越高，保溫時間越長，試樣的體積密度、抗折強(qiáng)度及吸水率呈下降趨勢。

2.3 利用廢玻璃陶瓷片制備多孔陶瓷板

王國梅、徐曉紅、吳建鋒[3]為研究高溫發(fā)泡陶瓷的燒成工藝與性能，利用地方瓷砂原料和廢玻璃試制了具有防水、保溫功能的高溫發(fā)泡陶瓷。由于實驗中添加的廢玻璃降低了坯料的軟化溫度，提高了坯體的發(fā)泡效果。因此研制的高溫發(fā)泡陶瓷具有燒成溫度低、燒成時間短、燒成溫度范圍寬、易于生產(chǎn)控制的特點(diǎn)。

為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的成本高、工藝復(fù)雜、不易連續(xù)制造大尺寸的多孔泡沫多孔陶瓷保溫材料的缺陷，而提供了一種利用廢玻璃制備泡沫多孔陶瓷保溫板的方法。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：將廢玻璃粉、粉煤灰、爐渣、煤矸石、陶瓷尾礦、發(fā)泡劑、改性劑按質(zhì)量份數(shù)30～40:10～15：5～7：10～18：25～35：1.8～2.2：1.1～1.5的配比混合，制成混合料并將混合料放入球磨機(jī)中濕磨混勻，形成混合泥漿。將泥漿采用噴霧造粒干燥機(jī)干燥，制得的粉料裝入涂有氧化鋁的發(fā)泡耐火材料模具中，加熱至1120～1150℃，然后退火，冷卻，即得建筑用泡沫多孔陶瓷保溫板。該多孔陶瓷板由于采用廢玻璃陶瓷片等廢料制備而成，不僅節(jié)約資源，降低生產(chǎn)成本；而且機(jī)械強(qiáng)度高，絕熱性能良好。另外制備工藝簡單，可連續(xù)制成大尺寸的泡沫多孔陶瓷保溫板，可應(yīng)用于建筑領(lǐng)域之中。

2.4 利用蜂窩陶瓷廢料制備菫青石質(zhì)蜂窩陶瓷

在蜂窩陶瓷的擠壓成形過程中造成的廢料，可以通過練泥機(jī)，添加少量的水分進(jìn)行混練。然后再經(jīng)過真空練泥機(jī)進(jìn)行練制后，可作為正常泥料進(jìn)行生產(chǎn)成形用。對于熱壓鑄成形工藝中產(chǎn)生的坯體廢料及廢品，也可以直接進(jìn)行回收利用，若是已燒成、磨削切割的廢料，由于含有大量的菫青石成份，其本身在經(jīng)歷了高溫?zé)芍螅呀?jīng)形成了良好的晶型，所以，再次燒成時其實際的收縮率非常小，可以將其作為粗集料摻入到配方之中，其摻入量可以達(dá)到30%～50%左右，這樣不僅可以降低天然原料的消耗，而且能提高坯體的強(qiáng)度，同時降低燒成時的收縮率及減少產(chǎn)品變形，從而保證產(chǎn)品的質(zhì)量得到提高。不過，為了其進(jìn)行充分的回收和利用，需要對其粉碎和球磨，確保其細(xì)度達(dá)到250目左右，則可以將其作為原料進(jìn)行利用。

2.5 利用粉煤灰制備輕質(zhì)保溫磚

利用粉煤灰為主要原料，分別以淀粉和粉煤粉為造孔劑，經(jīng)模壓成型，于1000℃固相燒結(jié)制備粉煤灰多孔陶瓷。用SEM測試分析手段表征不同條件下粉煤灰多孔陶瓷的微觀結(jié)構(gòu)變化，研究了造孔劑種類及用量對顯氣孔率、抗彎強(qiáng)度、吸水率、體積密度、耐酸堿性能的影響。結(jié)果表明以造孔劑淀粉、粉煤粉制備的多孔陶瓷具有微孔發(fā)達(dá)、連通性強(qiáng)，孔徑大小呈梯度分布的特點(diǎn)。且以粉煤粉為造孔劑制備的多孔陶瓷的孔徑較淀粉的大。

3 結(jié)束語

現(xiàn)如今，基于我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的全面實施，則對環(huán)境保護(hù)提出了更高的要求。對環(huán)境污染進(jìn)行全面地降低，并且對陶瓷廢料進(jìn)行全面綜合的再利用，屬于環(huán)保工業(yè)的主要兩個發(fā)展方向。在世界領(lǐng)域中，我國屬于最大的陶瓷生產(chǎn)大國，如果可以充分的利用陶瓷廢料，不但可以使當(dāng)下的環(huán)境危機(jī)得以解決，還能使天然資源的消耗進(jìn)一步減少，將符合各種功能需求的多孔陶瓷制備出來，使社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展全面實現(xiàn)。

2.1 妊娠晚期羊水過少單因素分析 兩組文化程度、經(jīng)產(chǎn)情況、胎次、胎數(shù)及胎兒畸形率比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)；年齡≥35歲、孕周>41周、妊高癥、過期妊娠、羊水污染、胎兒宮內(nèi)生長受限、胎膜早破發(fā)生率為妊娠晚期羊水過少的影響因素(P<0.05)。見表1。