陶瓷磚拋光泥水泥基充填材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種陶瓷磚拋光泥水泥基充填材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]拋光磚是通體磚的表面經(jīng)過(guò)打磨而成的一種光亮的磚，它在墻地磚中所占的權(quán)重大，同時(shí)產(chǎn)品附加值也高，近年來(lái)，該產(chǎn)品得到了迅猛的發(fā)展。相對(duì)于通體磚而言，拋光磚表面要光潔得多，而且更堅(jiān)硬、耐磨。但拋光磚在研磨、拋光的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的拋光廢料，這種拋光廢料粒度很細(xì)，風(fēng)干后呈分散狀態(tài)，極易隨風(fēng)飄落到各處，會(huì)嚴(yán)重威脅周?chē)巳旱纳眢w健康，并造成周邊土地的板結(jié)，導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染。而拋光廢料的填埋，不但耗費(fèi)人力、物力，還會(huì)污染地下水質(zhì)，人們通常把這種現(xiàn)象稱作“白色恐怖”。據(jù)統(tǒng)計(jì):我國(guó)陶瓷拋光磚產(chǎn)量已達(dá)25億m2，在陶瓷拋光磚的研磨拋光工序，通常將從磚坯表面去除0.5-0.7毫米表面層，有時(shí)甚至高達(dá)1-2毫米，那么生產(chǎn)Im2拋光磚將形成1.5kg左右的磚肩，同時(shí)，磨具的損耗約0.6kg左右，總之，制造Im2的拋光磚大致形成2.1kg左右的拋光泥。按此計(jì)算，我國(guó)每年陶瓷磚拋光泥的產(chǎn)出量可達(dá)到700萬(wàn)噸。如果這些陶瓷磚拋光泥不能得到有效地回收利用，將會(huì)對(duì)周邊的環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞。
[0003]在陶瓷磚拋光泥利用過(guò)程中，通常用于輕質(zhì)陶瓷、微晶玻璃、水泥混合材、燒結(jié)磚等的制備，但是，由于陶瓷磚拋光泥在輕質(zhì)陶瓷、微晶玻璃中摻量低(5%-15%)等問(wèn)題，水泥混合材中Cl—含量問(wèn)題，燒結(jié)磚制品附加值低的問(wèn)題，導(dǎo)致陶瓷磚拋光泥未得到資源化利用。針對(duì)陶瓷磚拋光泥利用率低、含有Cl—、產(chǎn)品附加值低等問(wèn)題，采用物理方式對(duì)其顆粒級(jí)配進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)，根據(jù)陶瓷磚拋光泥的化學(xué)組成對(duì)其進(jìn)行化學(xué)活性激發(fā)，可以顯著提高其反應(yīng)活性，提高其在制品中的摻量，達(dá)到資源化利用的目的。隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，對(duì)建筑材料的需求量增加，在建筑材料的制備過(guò)程中，消耗了大量的資源與能源，同時(shí)給環(huán)境造成了嚴(yán)重的影響。因此，研制能夠資源化利用陶瓷磚拋光泥、降低資源與能源消耗、減少對(duì)環(huán)境污染的建筑材料具有重要的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境意義。
[0004]目前，國(guó)內(nèi)外已有關(guān)于充填材料的報(bào)道。如專(zhuān)利《一種粉煤灰基注漿充填材料》(CN101955341A)公開(kāi)了一種充填材料，由粉煤灰和氧化鈣含量較高的工業(yè)固體廢渣制備而成；專(zhuān)利《一種粉煤灰水泥基充填材料及其制備方法》(CN103553489A)公開(kāi)了一種由粉煤灰、水泥、復(fù)合外加劑、鋁粉和水制備的充填材料，用于煤礦的充填開(kāi)采；專(zhuān)利《利用煤矸石制作的煤礦采空區(qū)充填材料》(CN102603241A)公開(kāi)了一種充填材料，由煤矸石、水泥和粉煤灰組成；專(zhuān)利《一種礦山全尾礦砂復(fù)合超細(xì)水泥膠結(jié)充填材料》(CN103043981A)公開(kāi)了一種由超細(xì)水泥、全尾砂和水組成的充填材料。這些技術(shù)多以粉煤灰、煤矸石、赤泥、尾礦砂等為原料采用傳統(tǒng)的配比制備而成，對(duì)建筑陶瓷行業(yè)的副產(chǎn)物陶瓷磚拋光泥未做相關(guān)報(bào)道，不利于此類(lèi)固體廢棄物的資源化利用。
[0005]專(zhuān)利《一種采空區(qū)膨脹材料預(yù)應(yīng)力充填的方法其預(yù)應(yīng)力充填材料》(CN103452586A)公布了一種預(yù)應(yīng)力充填材料及其制備方法，以過(guò)燒氧化鈣、充填骨料、水、外加劑為原料制備而成；專(zhuān)利《一種快硬型充填材料及其制備方法》(CN103396066A)公開(kāi)了一種用于充填煤礦松散煤體、巖體加固或采空區(qū)，以快硬性硫鋁酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、重質(zhì)碳酸鈣和外加劑為原料制備而成。這些技術(shù)采用水泥、過(guò)燒氧化鈣、重質(zhì)碳酸鈣等為原材料，原材料制備需消耗大量的資源與能源，同時(shí)產(chǎn)生二氧化碳、氮氧化物等有害氣體，對(duì)大氣造成污染，同時(shí)，由于未采用工業(yè)廢渣，不利于循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，制備而成較高，性價(jià)比低。因此，發(fā)明一種既滿足使用功能，又能高效利用建筑陶瓷行業(yè)的副產(chǎn)物陶瓷磚拋光泥的護(hù)坡材料具有重要的意義和實(shí)際需求，既有利于循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，又可以解決限制陶瓷行業(yè)發(fā)展的技術(shù)瓶頸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種陶瓷磚拋光泥水泥基充填材料，具有利廢率高、成本低、工作性和力學(xué)性能高、耐久性能好的優(yōu)點(diǎn)，可以資源化利用陶瓷磚拋光泥此類(lèi)廢棄物；本發(fā)明同時(shí)提供了陶瓷磚拋光泥水泥基充填材料的制備方法，科學(xué)合理、工藝簡(jiǎn)單。
[0007]本發(fā)明所述的陶瓷磚拋光泥水泥基充填材料是由膠凝材料、外加劑和水組成；膠凝材料是由改性陶瓷磚拋光泥、水泥和工業(yè)廢渣制備而成，外加劑是由激發(fā)劑和減水劑組成。
[0008]所述的陶瓷磚拋光泥為陶瓷磚在研磨、拋光的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的拋光廢料，比表面積為 280-320m2/kg。
[0009]所述的水泥為娃酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥或氟鋁酸鹽水泥中的一種或多種。
[0010]所述的工業(yè)廢渣為電石泥、爐渣或鋼渣中的一種或多種。
[0011]所述的激發(fā)劑為水玻璃與硫酸鈉按質(zhì)量比為1-6:1混合而成。
[0012]所述的減水劑為萘系高效減水劑、脂肪族高效減水劑、氨基高效減水劑或聚羧酸減水劑中的一種或多種。
[0013]所述的膠凝材料和外加劑的質(zhì)量比為80-100:2_6。
[0014]所述的膠凝材料和激發(fā)劑的質(zhì)量比為85-105:2_6，減水劑和水的質(zhì)量比為1:
0.015-0.036。
[0015]所述的水和膠凝材料的質(zhì)量比為0.42-0.65:1。
[0016]所述的改性陶瓷磚拋光泥、水泥和工業(yè)廢渣的質(zhì)量比為55-76:4-12:8_15。
[0017]本發(fā)明所述的陶瓷磚拋光泥水泥基充填材料的制備方法，步驟如下:
[0018](I)將陶瓷磚拋光泥在沉淀池中沉淀6_12h，去掉表層水，將底層泥漿放入磨機(jī)中球磨，使泥漿的比表面積為350-430m2/kg，放入制漿池，攪拌，得到改性陶瓷磚拋光泥；
[0019](2)將改性陶瓷磚拋光泥、水泥、工業(yè)廢渣混合均勻，得到膠凝材料；
[0020](3)將膠凝材料、外加劑和水混合均勻，得到充填材料。
[0021]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果:
[0022]第一，本發(fā)明以建筑陶瓷行業(yè)副產(chǎn)物陶瓷磚拋光泥、工業(yè)廢渣和水泥為主要原材料，固體廢棄物摻量達(dá)到85%以上，可以資源化利用陶瓷磚拋光泥，減少生產(chǎn)建材對(duì)資源與能源的消耗，同時(shí)，降低陶瓷磚拋光泥堆放時(shí)對(duì)土地的占用和環(huán)境的污染，社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益顯著。
[0023]第二，針對(duì)傳統(tǒng)充填材料易分層和離析的問(wèn)題，通過(guò)選用合適的外加劑，可以使?jié){體組分保持良好的均勻性和穩(wěn)定性，遇水時(shí)快速水化，水化產(chǎn)物均勻分布。
[0024]第三，因?yàn)樘沾纱u拋光泥中活性二氧化硅含量低，如果直接使用，會(huì)導(dǎo)致漿體力學(xué)性能和耐久性差，通過(guò)改性和選擇合適的激發(fā)劑，可以釋放陶瓷磚拋光泥中的二氧化硅，增加活性二氧化硅的含量，提高其充填材料的強(qiáng)度。因此，本發(fā)明所提供的這種充填材料工作性能好，力學(xué)性能高，耐久性優(yōu)良，且以陶瓷磚拋光泥為主要原材料，生產(chǎn)和施工工藝簡(jiǎn)單，可廣泛用于煤礦、礦山等充填。
【具體實(shí)施方式】
[0025]以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述。
[0026]實(shí)施例1
[0027](I)將陶瓷磚拋光泥在沉淀池中沉