利用破損陶瓷和陶瓷廢料制造陶瓷透水磚

摘要 利用破損陶瓷和陶瓷廢料為主要原料，低成本制造高附加值的透水磚。依此方案生產透水磚，陶瓷破損料和陶瓷廢料的加入量最多可占到75%，在較大范圍內調整破損潔具、拋光磚、瓷片和拋光磚磨屑間的加入比例也可以適應燒成工藝。

關鍵詞 破損陶瓷，陶瓷廢料，透水磚

1前言

本研究利用破損陶瓷和陶瓷廢料作為主要原料，低成本制造高附加值的透水磚；解決了破損陶瓷和陶瓷廢料的環保問題，使資源得到循環利用，并能獲得很好的經濟效益。依此方案生產透水磚，陶瓷破損料和陶瓷廢料的加入量最多可占到75%，可以在較大范圍內調整破損潔具、拋光磚、瓷片和拋光磚磨屑間的加入比例來適應燒成工藝。本研究真正解決了陶瓷生產中所產生的所有破損陶瓷和廢料的再利用問題，特別是解決了拋光磚磨屑再利用難、潔具次品再利用技術可行但經濟上不可行的難題，大大降低了透水磚的生產成本，利于透水磚推廣，保護城市抗洪系統，彌補地下水資源[1～6]。

2實驗

2.1 工藝流程

利用破損陶瓷和陶瓷廢料制造陶瓷透水磚的工藝流程見圖1。本工藝提及的一次粒子是粉狀料，主要包括熔劑和發泡劑；二次粒子是硬質顆粒料，在磚中起骨料作用，由燒成溫度較高的陶瓷組成，如潔具粒子。因為破損拋光磚粒子和磨屑的燒成溫度較低，含有較多的溶劑組分，故把它們作為一次粒子加入。

2.2 實驗原料及設備

主要原料為潔具粒子、拋光磚粒子、拋光磚細磨屑（從佛山石灣鷹牌陶瓷有限公司生產車間的破損陶瓷及廢料獲得）。把潔具品、各類墻地磚次品和破損陶瓷用PEF150×250型鄂式破碎機破碎，經10目篩子過篩，采用粒度小于1.65mm的顆粒；根據試驗需要再對粒度小于1.65mm的陶瓷料進行細篩分。按照規定存放粉碎的陶瓷粒子，選取有代表性的樣品，測試其化學成份，如表1所示。其他原料的化學成分列于表2。按照規定重量比例把拋光磚粒子和聚輕球混合，制成物料A。根據配方要求將磨屑和各種粉狀料（如石灰石、膨潤土）、添加劑加水攪拌混合成泥漿，制成物料B。

2.3 樣品的制備

2.3.1配方設計

本研究的基礎配方坯式為：

在此配方的基礎上改變拋光磚粒子、磨屑和聚輕球的添加量，以及潔具粗粒子和細粒子的比例。

2.3.2制 樣

（1） 混料：將物料A和B混合均勻，再加入潔具粒子混合攪拌均勻、成粒，控制水份為7%～8%，放入料倉，陳腐。

（2） 壓制成形:將上述步驟所制坯料放入壓機中，壓制成形，其中：壓力15MPa、保壓時間20s。

（3） 燒成：將磚坯放入隧道窯中燒成，燒成曲線如圖2所示，最高溫度為1200℃，燒成時間為432min。

3結果與分析

3.1 基礎配方成瓷實驗

按基礎配方制成的樣品（編號為NO.1）的性能指標見表3，其成瓷性能良好。

3.2 破損拋光磚添加量的影響

采用外加方式加入破損拋光磚，即：在基礎配方上外加配料總質量（算上二次粒子）3%的拋光磚，樣品編號為NO.2；外加6%的拋光磚，樣品編號為NO.3。分別測試這三個燒成樣品的吸水率、透水系數和抗折強度、不同破損拋光磚添加量對燒成樣品性能的影響，其結果如圖3所示。

破損拋光的增加引起透水系數的減少，其原因是這種情況下，相當于低熔點料增加，燒結程度提高，連通孔大量減少。燒結程度提高，也使得強度增加。

3.3 聚輕球添加量的影響

聚輕球也采用了外加的方式，即：在基礎配方上外加配料總質量（算上二次粒子）0.4%的聚輕球，樣品編號為NO.22；外加0.8%的聚輕球，樣品編號為NO.33。分別測試這三個燒成樣品的吸水率，不同聚輕球添加量對燒成樣品吸水率的影響見圖4。

由圖4可知聚輕球的用量增加，吸水率增大，大量增加連通孔。本研究參考了有關標準，所檢測的樣品透水系數都在1×10-2以上，滿足要求[7]， 吸水率增大等同認為透水系數同樣增加。

3.4 拋光磚磨屑的影響

在基礎配方上外加配料總質量（算上二次粒子）8.0%的拋光磚磨屑，樣品編號為NO.222；外加10.0%的拋光磚磨屑，樣品編號為NO.333。分別測試這三個燒成樣品的吸水率，不同拋光磚磨屑添加量對燒成樣品吸水率的影響見圖5。

由圖5可知，隨著拋光磚磨屑添加量的增加，吸水率上升。因為拋光磚磨屑中存在大量有機物，它們幫助成孔的作用超過了對樣品燒成的助熔作用，所以吸水率隨之增加而增加；本性能測試中沒有檢測透水系數，由吸水率增大等同認為透水系數同樣增加。

3.5 潔具粒子顆粒度的影響

潔具粒子分為粗、細兩種。粗潔具粒子粒度尺寸為：-10目～+16目（10目對應的粒度尺寸為1.65mm，16目對應的粒度尺寸為0.99mm）；細潔具粒子粒度尺寸為：-16目。潔具粒子全部用粗粒的樣品編號為NO.2，潔具粒子全部用細粒的樣品編號為NO.3，NO.1為粗細各一半；不同潔具粒子顆粒度對燒成樣品性能的影響見圖6。

由圖6可知，潔具粒子全部用粗粒能夠提高透水磚的吸水率和透水系數。這是因為粗粒潔具粒子更容易成孔，但成孔太多則會引起抗折強度的下降；衡量各方面指標和生產工藝中對生坯的影響，控制添加潔具粒子顆粒度以粗細粒子各半為佳。

4結 論

（1） 本研究可同時處理各種破損陶瓷和陶瓷廢料，技術先進成熟、工藝流程合理，配方成瓷性能良好，可有效降低陶瓷透水磚的生產成本，具有較好的應用前景；

（2） 在配方中增加破損拋光磚的添加量，樣品透水系數和吸水率減少，強度增加；

（3） 在配方中增加聚輕球和拋光磚磨屑的添加量，吸水率增加，有利于樣品透水系數性能的提高；

（4） 加入潔具粒子作為骨料，控制添加潔具粒子顆粒度以粗細粒子各半為佳。

參考文獻

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6 YING Hairong， WU Lihua ， CHEN Fu ， AN Baijiang.Development of environmental protective ceramic pervious tile[J].New Building Materials，1998.32～33

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