工業廢料在輕質保溫磚制備中的應用

（江西科技學院土木工程，江西南昌市，330098）梁禮剛 姜金春

（江西科技學院，江西南昌市，330098）周艷華 潘澤真

隨著科學技術的發展，人類社會的進步，對于環境使用和環境保護有了更高的要求。在21世紀，可持續發展和節約能源已經成為全世界關注的問題。輕質陶瓷保溫磚與傳統的建筑陶瓷相比，不僅擁有傳統陶瓷產品的耐火，阻燃的特性，又擁有自己獨特的多孔結構，多孔的結構可以節省材料的同時，減少材料的質量，是一種低成本綠色節能環保產品。輕質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、強度高及導熱系數小等優點，是一種性能穩定、保溫隔熱、隔音的建筑外墻材料。現如今，大量的粉煤灰、煤矸石及陶瓷廢料等工業廢料已使人類生存環境受到了嚴重污染，因此，當務之急就是變廢為寶，化廢料為資源，我國必須要重視工業廢料再循環利用工作，使全面綠色環保的高度提升。本文就工業廢料在輕質保溫磚制備中的應用進行介紹和探討。

1 輕質陶瓷磚制備工藝

輕質陶瓷保溫磚通常以添加發泡劑，采用發泡工藝制備而成的。發泡工藝是陶瓷組分添加有機或無機化學物質，通過化學反應等產生揮發氣體，經干燥和燒成制成多孔陶瓷。發泡后多孔材料體積可達到原來體積的數十倍左右。發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 工業廢料在輕質保溫磚制備中的應用

2.1 利用陶瓷拋光渣廢料制備

華南理工大學蔡曉軍[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泡劑，經混合球磨、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輕質建筑材料。由于陶瓷磚拋光廢渣產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3%～4%。同時在廢渣中還存在金剛石磨料、碳化硅及有機物等，這意味著能為具有多孔性結構的泡沫多孔陶瓷的生產提供可能。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構，而細磨粒可以發泡形成孤立的包裹孔結構，由于空氣的導熱系數極小，當孔洞直徑較小時，空氣不能在封閉的孔內形成對流換熱，各孔間的傳熱只能通過骨架結構的熱傳導進行，這種獨立閉孔結構使其具有極小的導熱系數、材料密度及低的吸水率，能滿足外墻應用的抗凍性要求。

2.2 利用廢礦粉制備輕質保溫磚

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和還原碳粉為發泡劑，制備了一種具有防水、保溫功能的輕質外墻磚。研究結果表明，隨著發泡劑用量增加，試樣的體積密度與抗折強度大幅下降。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，提高了坯體的發泡效果。因此研制的高溫發泡陶瓷具有燒成溫度低、燒成時間短、燒成溫度范圍寬、易于生產控制的特點。

為了解決現有技術存在的成本高、工藝復雜、不易連續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。本發明是通過以下技術方案實現的：將廢玻璃粉、粉煤灰、爐渣、煤矸石、陶瓷尾礦、發泡劑、改性劑按質量份數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中濕磨混勻，形成混合泥漿。將泥漿采用噴霧造粒干燥機干燥，制得的粉料裝入涂有氧化鋁的發泡耐火材料模具中，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，不僅節約資源，降低生產成本；而且機械強度高，絕熱性能良好。另外制備工藝簡單，可連續制成大尺寸的泡沫多孔陶瓷保溫板，可應用于建筑領域之中。

2.4 利用蜂窩陶瓷廢料制備菫青石質蜂窩陶瓷

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，添加少量的水分進行混練。然后再經過真空練泥機進行練制后，可作為正常泥料進行生產成形用。對于熱壓鑄成形工藝中產生的坯體廢料及廢品，也可以直接進行回收利用，若是已燒成、磨削切割的廢料，由于含有大量的菫青石成份，其本身在經歷了高溫燒成之后，已經形成了良好的晶型，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度，同時降低燒成時的收縮率及減少產品變形，從而保證產品的質量得到提高。不過，為了其進行充分的回收和利用，需要對其粉碎和球磨，確保其細度達到250目左右，則可以將其作為原料進行利用。

2.5 利用粉煤灰制備輕質保溫磚

利用粉煤灰為主要原料，分別以淀粉和粉煤粉為造孔劑，經模壓成型，于1000℃固相燒結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構變化，研究了造孔劑種類及用量對顯氣孔率、抗彎強度、吸水率、體積密度、耐酸堿性能的影響。結果表明以造孔劑淀粉、粉煤粉制備的多孔陶瓷具有微孔發達、連通性強，孔徑大小呈梯度分布的特點。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 結束語

現如今，基于我國可持續發展戰略的全面實施，則對環境保護提出了更高的要求。對環境污染進行全面地降低，并且對陶瓷廢料進行全面綜合的再利用，屬于環保工業的主要兩個發展方向。在世界領域中，我國屬于最大的陶瓷生產大國，如果可以充分的利用陶瓷廢料，不但可以使當下的環境危機得以解決，還能使天然資源的消耗進一步減少，將符合各種功能需求的多孔陶瓷制備出來，使社會經濟的可持續發展全面實現。

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