基于工業(yè)廢渣生產(chǎn)高檔建筑陶瓷材料的探討

摘 要：當(dāng)前高檔建筑項(xiàng)目運(yùn)用的材料類型較多，以陶瓷材料的運(yùn)用為主。工業(yè)廢渣與陶瓷材料聯(lián)系緊密，因?yàn)楣I(yè)廢渣在高檔建筑陶瓷材料生產(chǎn)中，可以提供諸多有利資源，同時(shí)還可以提升建筑施工水平。所以，本文將會(huì)首先分析工業(yè)廢渣的分類情況，以及存在的危害，其次分析工業(yè)廢渣對陶瓷材料性能的影響，最后圍繞粉煤灰、礦渣等材料，對高檔建筑陶瓷材料生產(chǎn)中，工業(yè)廢渣的應(yīng)用展開研究。

關(guān)鍵詞：工業(yè)廢渣；高檔建筑；陶瓷材料；應(yīng)用分析

1 前言

陶瓷材料在高檔建筑中的應(yīng)用至關(guān)重要，其不僅能夠顯著提升建筑項(xiàng)目的美觀度，還能增強(qiáng)建筑物的基礎(chǔ)質(zhì)量和耐久性。隨著現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)和施工技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，人們對建筑材料的要求也在不斷提高。陶瓷材料通過其獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)、優(yōu)異的機(jī)械性能以及良好的裝飾效果，在滿足新時(shí)代建筑工程高標(biāo)準(zhǔn)要求方面展現(xiàn)出了巨大潛力。伴隨建筑工程運(yùn)用陶瓷材料的頻率持續(xù)增加，要想提高建筑質(zhì)量，就要全面掌握陶瓷材料性能。而生產(chǎn)陶瓷材料時(shí)，又應(yīng)當(dāng)對工業(yè)廢渣展開研究，因?yàn)楣I(yè)廢渣是重要構(gòu)成元素，不但可以提升利用率，還可以避免環(huán)境污染。

2工業(yè)廢渣研究

2.1分類研究

工業(yè)生產(chǎn)中排放的固體類廢物，稱為工業(yè)廢渣，工業(yè)廢渣易燃，腐蝕性較強(qiáng)。工業(yè)廢渣的分類可以參考以下內(nèi)容：

其一，毒性廢渣。假如廢渣在遺傳毒性檢測中，表現(xiàn)出陽性特點(diǎn)，則屬于毒性較高的廢渣，或者廢渣超出標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)制劑的規(guī)定含量，也同樣屬于有毒類廢物。因此，在運(yùn)用生物檢測方法時(shí)，應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)檢測廢渣毒物含量。

其二，燃點(diǎn)較低的廢物。燃點(diǎn)在60℃以下，受到物理因素影響之后，發(fā)生火情的幾率較大，比如含液體廢棄物、含氣體廢棄物。此外，當(dāng)存在外在點(diǎn)火行為時(shí)，能夠發(fā)生劇烈燃燒現(xiàn)象，都?xì)w類于易燃廢棄物。

其三，腐蝕性較強(qiáng)的廢棄物。在工業(yè)廢渣分類當(dāng)中，腐蝕性廢棄物是其中一個(gè)重要類別。這類廢棄物有著顯著的腐蝕性特點(diǎn)，會(huì)危害到人體健康和生態(tài)環(huán)境。這類廢棄物包括但不限于含有疊凝水的廢棄物，這種類型的廢棄物中含有一定量的水分，這些水分可能與廢棄物中的其他成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生腐蝕性物質(zhì)，如一些化工生產(chǎn)導(dǎo)致的廢水，可能因?yàn)楹刑囟ǖ幕瘜W(xué)物質(zhì)而具有強(qiáng)腐蝕性；酸堿值極低或者極高的廢棄物，對于加入定量水分后，浸出的酸堿值不超過3的廢棄物，以及酸堿值超出12的廢棄物，均被稱作為腐蝕性廢棄物。

其四，化學(xué)反應(yīng)較強(qiáng)的廢棄物。在工業(yè)廢棄物中，如果廢棄物因較強(qiáng)的化學(xué)反應(yīng)，與水分產(chǎn)生激烈的變化，形成爆炸現(xiàn)象，那么屬于化學(xué)反應(yīng)廢棄物。廢物與水混合時(shí)，會(huì)釋放出明顯的毒霧，具有的危害性較大。另外，化學(xué)反應(yīng)條件較大的廢棄物，當(dāng)處于常溫常壓狀態(tài)下時(shí)，發(fā)生爆炸問題的幾率較大。

2.2危害

工業(yè)廢渣在長期堆積過程中，不僅會(huì)占據(jù)大量的土地資源，還會(huì)對地下水資源、大氣等環(huán)境因素造成嚴(yán)重的污染。這種污染不僅影響范圍廣，而且持續(xù)時(shí)間長，給生態(tài)環(huán)境帶來了巨大的壓力。采礦廢石的堆積就是一個(gè)典型的例子，這些廢石往往含有大量的重金屬和其他有毒物質(zhì)，如果未經(jīng)處理直接堆放，將會(huì)對周圍的農(nóng)田和森林造成直接損害。

此外，根據(jù)科學(xué)研究的結(jié)果顯示，有色金屬冶煉廠周邊土壤內(nèi)層中，鉛、銅和鋅的含量顯著超出了安全標(biāo)準(zhǔn)。具體來說，鉛的含量大約是正常水平的10至20倍，而銅和鋅的含量則分別高達(dá)5至200倍和5至20倍。這些重金屬元素在土壤中堆積除了會(huì)威脅環(huán)境，也會(huì)進(jìn)入食物鏈，影響人體健康。一些有害物質(zhì)會(huì)借助雨水沖刷或地下水流動(dòng)等方式從污染比較嚴(yán)重的土壤遷移至附近的水體中。一旦進(jìn)入水體后，這些有毒物質(zhì)就可能被農(nóng)作物根系吸收，并通過植物體傳輸至果實(shí)或其他可食用部分。這樣一來，原本生長在受污染土地上的農(nóng)作物就可能含有較高濃度的有害金屬成分。如果人們長期食用這樣被污染的食物而不自知，隨著時(shí)間的延長，體內(nèi)積累的重金屬將達(dá)到足以損害健康的水平。

廢渣在雨水與雪水的沖刷下，無法避免會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的水土污染問題。倘若將廢渣直接排放到河流或者是湖泊當(dāng)中，不僅會(huì)加劇現(xiàn)有的水質(zhì)污染狀況，還可能損害生態(tài)系統(tǒng)。工業(yè)廢渣在堆放期間，由于受到溫度變化及水分的影響，其中的部分有機(jī)物質(zhì)會(huì)發(fā)生分解反應(yīng)，并釋放出有害氣體，比如硫化氫、氨氣等，這些氣體進(jìn)入大氣后會(huì)進(jìn)一步惡化空氣質(zhì)量，增加空氣污染的程度。特別是煤矸石這種固體廢物，在長期堆積期間極易于發(fā)生自燃現(xiàn)象。一旦發(fā)生火災(zāi)，火勢蔓延的速度較快，即便后續(xù)采取撲救措施，效果也不甚理想。另外，進(jìn)行固體廢棄物處理過程中常用的一種方法是焚燒技術(shù)。然而，這種方法雖然能夠減少垃圾體積并回收部分能量，但在實(shí)際操作中卻會(huì)產(chǎn)生大量煙塵及多種有害氣體，如此空氣環(huán)境質(zhì)量水平就會(huì)出現(xiàn)直線下降的趨勢。

3工業(yè)廢渣對陶瓷性能的影響、技術(shù)優(yōu)勢顯著

工業(yè)廢渣包括磷礦渣、高爐礦渣以及粉煤灰等，在高檔建筑陶瓷生產(chǎn)中，得到了廣泛運(yùn)用。工業(yè)廢渣合理利用，一方面可以提升廢渣的利用率，減少環(huán)境污染問題，另一方面還可以降低生產(chǎn)成本，提升建筑企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。另外，在陶瓷材料生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)，合理加入工業(yè)廢渣，能夠顯著改善陶瓷材料的性能，提升材料美觀性，增強(qiáng)陶瓷材料質(zhì)量。比如，將工業(yè)廢渣作為助劑的陶瓷材料，表現(xiàn)出極佳的力學(xué)性能，材料的硬度、抗彎強(qiáng)度以及斷裂韌性，均得到了不同程度的提升，因此能夠滿足高檔建筑對陶瓷材料的使用要求。由于工業(yè)廢渣提升了陶瓷材料的性能水平，因此工業(yè)廢渣應(yīng)用的頻率不斷提升，市場競爭力也越來越強(qiáng)。

基于工業(yè)廢渣生產(chǎn)高檔建筑陶瓷材料的技術(shù)，在國內(nèi)已經(jīng)表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢。當(dāng)下已經(jīng)運(yùn)用工業(yè)廢渣，完整制備了燒結(jié)磚、瓦、陶粒等材料，并且高檔建筑應(yīng)用材料的次數(shù)不斷增多，建筑整體效果良好。另外，合理使用工業(yè)廢渣自身顏色以及燒結(jié)特色的清水磚、景觀磚等技術(shù)是當(dāng)前產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化的一部分，將來發(fā)展前景十分良好。這些技術(shù)不僅能夠有效利用工業(yè)廢棄物，減少環(huán)境污染，還能創(chuàng)造出具有美學(xué)價(jià)值的建筑材料，為城市建設(shè)提供多樣化的選擇。以陶瓷透水磚而言，這種材料在國內(nèi)受到了很多的關(guān)注和支持。隨著海綿城市概念的推廣與實(shí)施，各地都在積極推進(jìn)海綿建筑與小區(qū)建設(shè)工作。而陶瓷透水磚作為其中的一部分，因其良好的透氣性和吸水性能，在解決內(nèi)澇問題上發(fā)揮了作用。特別是考慮使用工業(yè)廢渣作為原材料時(shí)，不僅降低了生產(chǎn)成本，還提高了資源利用率，符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求。由此看來，陶瓷透水磚材料必定擁有廣闊的市場前景。

4措施研究

4.1磷礦渣的運(yùn)用內(nèi)容

磷礦渣化學(xué)成分含量相對較多，具體分析來看，例如SiO2、Al2O3等。對礦渣的成分展開研究可知，這些成分的存在，使得磷礦渣在化學(xué)性質(zhì)上與某些天然礦石之間表現(xiàn)出了一定的相似性。基于這種相似性，研究人員經(jīng)過研究和分析，認(rèn)為磷礦渣本質(zhì)上是一種非晶質(zhì)假硅灰石。試驗(yàn)證明，當(dāng)燒結(jié)溫度超出1100℃時(shí)，磷礦渣中的水溶堿等物質(zhì)能夠得到有效的處理，從而保證燒結(jié)過程的順利進(jìn)行。磷礦渣與硅灰石之間存在著極高的相似性，其能夠?yàn)樘沾纱u坯提供充足的CaO，滿足材料制作要求，而且磷礦渣并不存在其他揮發(fā)成分。據(jù)此，磷礦渣在快速燒成的釉面磚生產(chǎn)環(huán)節(jié)中被視作一種理想的原材料，有關(guān)人士應(yīng)當(dāng)對此予以高度重視。

4.2高爐礦渣的運(yùn)用內(nèi)容

高爐礦渣是一種在鋼鐵生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品，其主要成分包括二氧化硅（SiO2）、氧化鋁（Al2O3）、氧化鈣（CaO）等元素，這些元素是構(gòu)成高爐礦渣的關(guān)鍵性成分。通過研究發(fā)現(xiàn)，影響高爐礦渣的化學(xué)成分就是鋼鐵冶煉。不一樣的高爐礦渣會(huì)表現(xiàn)出明顯的化學(xué)成分差異。比如，假設(shè)使用的是特殊類型的高爐礦渣，則其化學(xué)成分的穩(wěn)定性能將更加優(yōu)越。高爐礦渣含有多種元素成分，如礦渣棉、粒狀礦渣等。其中，粉碎后的礦渣、粒狀礦渣在陶瓷釉面磚坯料中的應(yīng)用非常廣泛。近年來，隨著市場對環(huán)保材料的需求增加，利用煉鋼過程中產(chǎn)生的粉塵作為原料來制造黑褐色釉料的技術(shù)得到了快速發(fā)展。這種方法不僅有效回收了工業(yè)廢棄物，還為陶瓷行業(yè)提供了一種新的釉料選擇。

4.3螢石礦渣的運(yùn)用

螢石礦石在生產(chǎn)或開采過程中會(huì)產(chǎn)生大量的礦渣元素，其中包含較多的化學(xué)成分，比如SiO2、Al2O3等，是重要構(gòu)成內(nèi)容，質(zhì)量分別為42.5%-43.0%、7.4%-7.6%。硅酸鈣作為螢石礦渣的關(guān)鍵構(gòu)成部分之一，在實(shí)際應(yīng)用中展現(xiàn)出了極高的價(jià)值。通過對螢石礦渣進(jìn)行深入研究發(fā)現(xiàn)，這種材料在高檔建筑陶瓷建筑材料的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中具有廣泛的應(yīng)用前景。其不僅能夠代替?zhèn)鹘y(tǒng)的硅灰石原料，還能夠被有效應(yīng)用于瓷磚坯料的配置工作中，從而顯著提高產(chǎn)品的性能與質(zhì)量。此外，利用螢石礦渣當(dāng)成基礎(chǔ)助溶劑材料來制作瓷磚釉料也是一種常見且高效的方法。

4.4粉煤灰的運(yùn)用

粉煤灰，作為火力發(fā)電廠在發(fā)電過程中不可避免的副產(chǎn)品，其產(chǎn)生量隨著火電廠對煤炭這一基礎(chǔ)能源的依賴而顯著增加。由于多數(shù)火電廠仍將煤炭作為主要能源，因此粉煤灰的產(chǎn)生成為了一個(gè)不容忽視的問題。值得注意的是，不同煤種、燃燒條件以及煤粉細(xì)度的差異，使得粉煤灰在化學(xué)成分上呈現(xiàn)出顯著的不同，這是粉煤灰的一個(gè)重要特征。特別是SiO2和Al2O3等成分在粉煤灰中的含量往往超過80%，這種高含量賦予了粉煤灰獨(dú)特的瘠性原料特性。然而，盡管粉煤灰在某些方面表現(xiàn)出色，但其Fe2O3含量較高，這使得它并不適合用于日用陶瓷的生產(chǎn)，同樣也不宜作為瓷磚的坯料。不過，這并不意味著粉煤灰在陶瓷領(lǐng)域毫無用處。實(shí)際上，國內(nèi)某陶瓷廠已經(jīng)成功地將粉煤灰應(yīng)用于地磚的生產(chǎn)過程中，并取得了良好的效果。在該廠的地磚坯料配方中，粉煤灰的含量通常占到40%-50%，這樣的比例不僅確保了地磚的性能滿足規(guī)定要求，還有效地利用了粉煤灰這一廢棄物資源。

4.5煤矸石的運(yùn)用

通常來說，煤矸石就是指從煤礦開采過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品，其主要是由煤層中夾雜的脈石組成。這些脈石中含有多種雜質(zhì)，包括碳質(zhì)灰?guī)r和少量的煤炭顆粒等重要成分。由于地質(zhì)條件的不同以及采樣方法的差異，導(dǎo)致這類礦石的具體化學(xué)成分非常復(fù)雜多變。其中，二氧化硅（SiO2）和氧化鋁（Al2O3）是構(gòu)成煤矸石的主要元素之一；此外還含有一定比例的氧化鐵（Fe2O3）等次要成分。近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，人們開始探索如何更有效地利用這種資源豐富的廢棄物。特別是在高檔建筑陶瓷材料制造領(lǐng)域，使用煤矸石作為原料已經(jīng)成為一種趨勢。通過科學(xué)合理地處理后，可以將其廣泛應(yīng)用于釉面磚、燒結(jié)磚等多種產(chǎn)品的生產(chǎn)流程當(dāng)中。尤其是在制作釉面瓷磚或地面鋪設(shè)用磚時(shí)，添加60%至80%比例的煤矸石不僅能夠提高產(chǎn)品質(zhì)量，還能有效降低生產(chǎn)成本。同樣地，在生產(chǎn)燒結(jié)磚的過程中，適當(dāng)增加煤矸石的比例也能達(dá)到類似的效果?？梢姡喉肥膽?yīng)用，可以為高檔建筑項(xiàng)目，充當(dāng)陶瓷材料，其性能價(jià)值極其顯著。

5結(jié)語

通過上文內(nèi)容分析可知，在高檔建筑陶瓷的生產(chǎn)活動(dòng)當(dāng)中，工業(yè)廢渣能夠發(fā)揮極強(qiáng)的作用，雖然該類材料本身具有顯著的危害，但是對其展開合理的利用之后，不但可以減少對生態(tài)環(huán)境的影響，同時(shí)還能夠直接提升工業(yè)廢渣的利用率。所以，本文通過三個(gè)方面展開分析，相信隨著有關(guān)人士的持續(xù)研究與理解，最終工業(yè)廢渣在高檔建筑陶瓷材料的生產(chǎn)中，必定產(chǎn)生進(jìn)一步的價(jià)值，滿足新時(shí)代下材料發(fā)展的根本要求。

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作者簡介：高燕遠(yuǎn)（1992.7-），漢，男，河南淇縣，助教，碩士研究生，研究方向：無機(jī)材料