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图2 瓷粉废料的形貌
瓷粉废料化学组成与粉煤灰和矿渣粉相似,均为SiO2、CaO和Al2O3等氧化物,此外还有少量的碱性氧化物等,具备一定的化学活性。苏达根等[8]通过研究陶瓷玻化砖废料、瓷质废料、炻质劈开砖废料和陶质废料等四种瓷粉废料后发现,按GB/T 2847-2005《用于水泥中的火山灰质混合材料》的要求,几种瓷粉废料的火山灰活性均合格。其水泥胶砂28d抗压强度比均高于62%,其中,陶瓷玻化砖废料为82.1%,瓷质废料为80.8%,炻质劈开砖废料为78.3%,陶质废料为77.3%。这也证实了瓷粉废料具有一定的火山灰活性,为瓷粉废料在建材行业中代替部分水泥应用提供了一个新思路。
3 瓷粉废料在建材行业中的应用技术
3.1 水泥混合材
周传友等[9]研究了陶瓷抛光砖粉作水泥混合材对水泥相关性能的影响。研究结果表明:抛光砖粉作为水泥混合材时,水泥的标准稠度用水量增加,初凝时间缩短而终凝时间略有延长;水泥28d胶砂强度活性指数可达82%;抛光砖粉掺量在30%以下,随其掺量增加,Marsh时间明显延长,水泥浆体的流动性变差;抛光砖粉的掺入基本不影响聚羧酸系减水剂的饱和掺量点,但影响萘系减水剂与水泥的相容性。
江南宁等[10]重点研究了瓷粉废料掺量对水泥净浆水化性能的影响。结果表明:瓷粉废料能促进水泥的水化,对水泥水化产物的种类无明显影响,但对水化产物的数量却有一定的影响。随着瓷粉废料掺量的增加,单位质量水泥化学结合水量呈上升趋势,单位质量胶凝材料化学结合水量呈下降趋势。瓷粉废料掺量为30% 时,水化产物中Ca(OH)2的含量降低,而AFt的含量稍有增加,这说明瓷粉废料能促进水泥的水化,但其活性在后期(56d)才能得以发挥。
Ay N等[11]指出,随着瓷粉废料掺量的增加,水泥的强度有所降低,需水量变大,凝结时间变长,但是只要选择合适的配比,将其掺量控制在35%以内,完全可以生产出较高强度等级的水泥。
3.2 建筑材料和道路材料
抛光砖生产时在抛光阶段会产生大量的砖屑废料,这种废料难以利用,限制了这种产品的规模化发展。砖屑废料中含有氯氧镁水泥等杂质,直接回收利用砖屑废料做浆料会导致坯体产生膨胀、针孔和变形等缺陷。曾权等[12]针对这一难题,提出了分类回收、自然沉降和分类使用的最优处理思路,将发泡废渣作为洞石原料直接用于洞石面料配方中,制备的产品性能优异;对砖屑废料进行改性后重新用于抛光砖底料和面料配方中,生产的产品各项性能指标均达到了生产要求。
税安泽等[13]以砖屑废料、高温砂、低温砂以及各种黏土为原料,经球磨、干燥、成形、烧成后制备了以闭口气孔为主、兼具保温隔热功能的新型轻质建筑材料,所制得的产品表观密度为900 kg/m3,抗折强度为6.0MPa,导热系数为0.230W/(m˙K),耐火度高于 1200℃。
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