專利名稱：瓷渣固化劑及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于土壤和陶瓷廢渣固化的材料，特別涉及一種瓷渣固化劑及它的應(yīng)用。
當(dāng)前一方面土源緊張，另一方面大量廢棄物，如制陶廠、瓷器廠的生產(chǎn)廢棄物、日用陶瓷廢棄物越來越多堆積如山，占據(jù)大量的土地資源，因而迫切需要發(fā)展新型墻體材料，尤其是取代燒結(jié)土磚的砌筑材料，成為資源再生利用的重要方面，專利號(hào)為“CN89102223．6”名稱為“自然養(yǎng)護(hù)粉煤灰磚”發(fā)明專利公開了一種利用粉煤灰制造免燒磚的方法，它用粉煤灰惰性骨料，水硬性膠凝材料和化學(xué)外加劑，經(jīng)攪拌，加壓成型、硬化處理成粉煤磚一其惰性骨料為砂子，水硬性材料為硅酸鹽水泥，外加劑為堿土金屬鹵化物，專利號(hào)為“CN1117030A”的水硬性灰渣磚、塊充分利用固體廢棄物代替土源，即大大減少了工業(yè)廢渣的堆積量，解土還田，改善了環(huán)境，又節(jié)約了土地資源，節(jié)約燃煤的能源，在膠凝材料的采用上，試制出含灰渣的水硬性固結(jié)劑，降低成本、變廢為寶。
專利號(hào)為“CN1239085A”名稱為“一種土壤固化劑”的發(fā)明專利，它以礦渣或太礦渣組合物為主體原料配以適量的堿性激發(fā)素和表面活性粉磨至勃氏比表面積400-900m2／kg制成，可有效地固化砂石和水泥，與傳統(tǒng)水泥固化劑相比，在相同條件下同齡期固化體的強(qiáng)度可提高100％。
以上專利各具特色，但在固化材料時(shí)仍存在一些不足，如1、固化粉土含量大的材料時(shí)，強(qiáng)度并無顯著提高。2、瓷渣需嚴(yán)格級(jí)配，由于瓷渣破碎時(shí)產(chǎn)生大量的比表面積較大的微粒，這時(shí)通用水泥及固化劑便顯得無能為力。3、由于無膨脹、無補(bǔ)償收縮作用，有時(shí)易開裂。
本發(fā)明的目的是提供一種可以固化處理陶瓷粉末及渣粒并能在常溫條件下將之固化為各種功能構(gòu)件的瓷渣固化劑。它可以用于步道磚、護(hù)坡構(gòu)件、空心砌塊、掛件、仿真產(chǎn)品等，也可用于道路、水利的基礎(chǔ)處理。
本發(fā)明的目的是由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種瓷渣固化劑，由熟料、工業(yè)廢渣、石灰、石膏及激發(fā)素組成。其重量百分比為熟料5-20％；工業(yè)廢渣40-70％；石灰5-30％；石膏5-30％；激發(fā)素1-5％。其中，熟料可為普通硅酸鹽熟料、高鋁水泥熟料、硫鋁酸鹽水泥熟料等一種或多種組成。工業(yè)廢渣可以是高爐重鐵渣、鋼渣、水淬渣、電廠粉煤灰等一種或多種組成。石灰以CaO含量＞70％的為好。石膏可以為天然二水石膏、半水石膏。激發(fā)素為無機(jī)材料及有機(jī)材料簡單混合而成的復(fù)合材料。無機(jī)材料可以是硫酸鹽(如Na2SO4、Al2(SO4)3、CaSO4)、碳酸鹽(Na2CO3、NaHCO3)、硝酸鹽(NaNO3、KNO3)、硅酸鹽(各種模數(shù)的硅酸鈉、硅酸鋰)、鋁酸鹽(鋁酸鈉)及氟硅酸鈉等中的一種或多種復(fù)合材料。有機(jī)材料可以是多元醇、多元胺、多元酸。諸如聚乙烯醇、羧甲基纖維素、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、烷基芳香族磺酸、甲醛磺酸的共聚物、萘磺酸與木質(zhì)素的共聚物、烷基芳香族磺酸酯共聚物，聚碳酸酯和改性羥甲基密胺共聚物等中的一種或多種復(fù)合材料。
一種利用上述瓷渣固化劑制成的瓷渣磚，該瓷渣磚由重量百分比為瓷渣磚固化劑8-20％、瓷渣80-92％及適量的水經(jīng)振搗或壓制而成。所述的瓷渣需破碎其顆粒級(jí)配重量百分比為10-20mm，0-10％，5-10mm，20-30％，0．1-5mm，50-60％，0．1mm以下0-10％。
本發(fā)明的固化劑是一種類似水泥粉狀物，加入特殊的激發(fā)素得到無機(jī)材料為主的復(fù)合材料，這種性能良好的土壤固化材料對(duì)于低液限粘土、中液限粘土、河砂、泥質(zhì)巖土、風(fēng)化土及含有機(jī)質(zhì)較高的淤泥，都有十分顯著的穩(wěn)定固化效果。可用于公路、港口、鐵路路基、機(jī)場跑道、水庫大壩、儲(chǔ)水池、灌溉渠等基礎(chǔ)建設(shè)中。同傳統(tǒng)工藝相比，具有強(qiáng)度高、性能好、污染小、施工周期短、綜合成本低等特點(diǎn)，若能廣泛推廣具有顯著的社會(huì)效益及經(jīng)濟(jì)效益。
瓷渣固化劑對(duì)超高含水量和高有機(jī)質(zhì)含量的淤泥有明顯的固化效果，并能在短時(shí)間內(nèi)使承載力提高，改善淤泥土的力學(xué)性能，是處理軟弱土壤的一種理想材料。
廢陶瓷材料為惰性材料，由于其不均勻的強(qiáng)度、重量、外觀、變形及使用損壞而被淘汰廢棄。其體積與外型大小不一，不能直接膠結(jié)成砌墻磚、小型空心砌塊等?？梢赃x腭式破碎機(jī)或錘式破碎機(jī)進(jìn)行破碎，以腭式破碎機(jī)為好，能方便地控制破碎廢舊瓷渣磚的粒徑和比例，且噪音小。
各粒徑范圍的廢陶瓷渣所占重量百分?jǐn)?shù)為10-20mm，占0-10％，5-10mm，占20-30％，0．45-5mm，占50-60％，0．45mm以下占10-20％，優(yōu)選10-20mm，占5-10％，5-10mm，占20-30％，0．45-5mm，占50-60％，0．45mm以下占5-10％。
固化劑的重量配比為熟料5-20％；工業(yè)廢渣40-70％；石灰5-30％；石膏5-30％；激發(fā)素1-5％。其中熟料可為普通硅酸鹽水泥熟料、高鋁水泥熟料、硫鋁酸鹽水泥熟料等，應(yīng)盡可能選用高標(biāo)號(hào)的熟料，這樣在激發(fā)素作用下，可以迅速形成晶種，形成早期強(qiáng)度。工業(yè)廢渣以高爐鐵渣、鋼渣、水淬渣、電廠粉煤灰為主也可以包含漂珠、鋁渣粉、耐火粘土硅粉等，這些材料都具有大量的活性因子，通過激發(fā)素的調(diào)理，在齡期后期，構(gòu)件強(qiáng)度的大部分來自這些材料。石灰生成氫氧化鈣凝膠，對(duì)于材料早期強(qiáng)度也有一定的貢獻(xiàn)，而且在激發(fā)素的激活作用下與工業(yè)廢渣中的活性因子、生成鈣礬石等多種晶形的材料，在二次水化中起著重要的作用。石膏本身可以形成硫酸鈣凝膠，同石灰一樣也參與激發(fā)素刺激下的多種反應(yīng)，諸如形成鈣礬石類的多種晶形。
激發(fā)素包含多種復(fù)合無機(jī)鹽，如可溶性碳酸鹽(碳酸氫鈉、碳酸氧鈉)硫酸鹽(硫酸鈉、硫酸鉀)硅酸鹽(各種模數(shù)的硅酸鈉、硅酸鋰)鋁酸鈉、磷酸鈉等其含量占激發(fā)素的85-95％，重金屬鹽氯化鈷、氯化鋇、硫酸銅等視情況少加或不加。復(fù)合高分子或低分子表面活性材料，包括三乙醇胺、聚乙烯醇、甲基纖維素、聚丙烯酸、硅鎂石纖維(海泡石纖維)聚碳酸酯等其比例為激發(fā)素的5-15％。
固化劑要求其(1)細(xì)度其比表面積不小于4900Cm2／g。(2)凝結(jié)時(shí)間可調(diào)初凝時(shí)間不早于45分鐘，終凝時(shí)間不遲于12小時(shí)。(3)固化體安定性用沸煮法、壓蒸法檢驗(yàn)合格。
瓷渣固化磚、塊、其材料配比按重量計(jì)為∶瓷渣∶固化劑∶水，(5-9)∶1∶(0．4-0．5)，視成型條件增減用水量。擠壓成型時(shí)，用水量略低些，以能成型，不粘模為佳，振搗成型時(shí)振動(dòng)出漿體。
陶瓷粒破碎時(shí)由于表面施釉，經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)、晶體致密、規(guī)則，破碎后顆粒分布不均，粉塵較多，其比表面積較大，且廢陶瓷多含粘土等雜質(zhì)，普通膠結(jié)材料粘結(jié)力較差。固化劑與瓷渣混合后，由于激發(fā)素的滲透激發(fā)作用引起了一系列反應(yīng)，大大提高了瓷渣(粉)固化體的早期及整體強(qiáng)度。
將12．0Kg硫鋁酸鹽水泥熟料8．0Kg普通硅酸鹽水泥熟料55．6Kg?；郀t礦渣，5Kg石灰、15Kg石膏及4．6Kg混合均勻激發(fā)素AE。入球磨機(jī)磨細(xì)，經(jīng)均化包裝即成為固化劑A。
將8．5Kg高鋁熟料、10．5Kg普通硅酸鹽熟料、62．0Kg粒化高爐礦渣、6．0Kg石灰、8．0Kg石膏及5．0Kg激發(fā)素BE，入球磨機(jī)磨細(xì)，經(jīng)均化包裝即成為固化劑B。
權(quán)利要求
1.一種瓷渣固化劑，其特征在于，所述的固化劑由熟料、工業(yè)廢渣、石灰、石膏及激發(fā)素組成，其重量百分比為熟料5-20％；工業(yè)廢渣40-70％；石灰5-30％；石膏5-30％；激發(fā)素1-5％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瓷渣固化劑，其特征在于其中，熟料可為普通硅酸鹽熟料、高鋁水泥熟料、硫鋁酸鹽水泥熟料等一種或多種組成；工業(yè)廢渣可以是高爐重鐵渣、鋼渣、水淬渣、電廠粉煤灰等一種或多種組成；石灰以CaO含量＞70％的為好；石膏可以為天然二水石膏、半水石膏；激發(fā)素為無機(jī)材料及有機(jī)材料簡單混合而成的復(fù)合材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的瓷渣固化劑，其特征在于，所述無機(jī)材料可以是硫酸鹽(如Na2SO4、Al2(SO4)3、CaSO4)、碳酸鹽(Na2CO3、NaHCO3)、硝酸鹽(NaNO3、KNO3)、硅酸鹽(各種模數(shù)的硅酸鈉、硅酸鋰)、鋁酸鹽(鋁酸鈉)及氟硅酸鈉等中的一種或多種復(fù)合材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的瓷渣固化劑，其特征在于，所述的有機(jī)材料可以是多元醇、多元胺、多元酸，諸如聚乙烯醇、羧甲基纖維素、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、烷基芳香族磺酸、甲醛磺酸的共聚物、萘磺酸與木質(zhì)素的共聚物、烷基芳香族磺酸酯共聚物，聚碳酸酯和改性羥甲基密胺共聚物等中的一種或多種復(fù)合材料。
5.一種利用權(quán)利要求1所述的瓷渣固化劑制成的瓷渣磚，其特征在于，該瓷渣磚由重量百分比為瓷渣固化劑8-20％、瓷渣80-92％及適量的水經(jīng)振搗或壓制而成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的瓷渣磚，其特征在于，所述的瓷渣需破碎其顆粒級(jí)配重量百分比為10-20mm，0-10％，5-10mm，20-30％，0．1-5mm，50-60％，0．1mm以下0-10％。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種瓷渣固化劑,由熟料、工業(yè)廢渣、石灰、石膏及激發(fā)素組成,其配比為:熟料5—20%;工業(yè)廢渣40—70%;石灰5—30%;石膏5—30%;激發(fā)素1—5%。本發(fā)明的瓷渣固化劑對(duì)超高含水量和高有機(jī)質(zhì)含量的淤泥有明顯的固化效果,并能在短時(shí)間內(nèi)使承載力提高,改善淤泥的力學(xué)性能,是處理軟弱土壤的一種理想材料。該固化劑可以用作步道磚、護(hù)坡構(gòu)件、空心砌塊、掛件、仿真產(chǎn)品等。
文檔編號(hào)C04B28/00GK1280110SQ0010984
公開日2001年1月17日 申請(qǐng)日期2000年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月11日
發(fā)明者米忠路, 陳益民, 李捷, 冉建新, 葉選廉, 於春強(qiáng) 申請(qǐng)人:北京中土奧特賽特科技發(fā)展有限公司