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利用陶瓷废料制备加气混凝土的研究.pdf
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1、中国科技核心期刊 新鬼 建魄 利用陶瓷废料制备加气混凝土的研究 徐志辉, 韦江雄, 李方贤, 高品海, 陈阳, 余其俊 ( 华南理工大学 材料科学与工程学院, 广东 广 州5 1 0 6 4 0 ) 摘要: 以陶瓷废料、 粉煤灰、 石灰、 水泥等为原料, 采用化学发气方法制备加气混凝土。研究了各原材料组分、 工艺参数对加气 混凝土浆体流变性 能及砌块力学性能的影响, 并采用 S E M 和 X RD对其微观 形貌进 行分析 。结果表 明, 当 m( 水泥) : m( 石灰) :m( 陶瓷 废料) : m( 粉煤 灰) :m( 石膏) = 2 0 : 1 7 : 3 9 : 2 1 : 3 ,
2、水 料 比为 0 5 6 , 铝 粉用量 为干基物料 的 0 1 时, 制备 的加 气混凝土 砌块表观密 度达到 B 0 6等级的要 求。经蒸压养护后 , 形成的主要水化产物 有 C S H( I ) 凝胶 、 柳叶状托勃莫来石及少量 的水化石榴子石。 关键词: 加气混凝土; 陶瓷废料; 蒸压养护; 水化产物 中图分类号: T U 5 2 8 2 文献标识码: A 文章编号: 1 0 0 1 7 0 2 X( 2 0 1 3 ) 0 1 0 0 4 8 0 4 Ut i l i ng c e r a m i c wa s t e f o r a u t o c l a v e d a e r
3、a t e d c o n c r e t e X U Z h i h u i , WE l J i a n g x i o n g , L I F a n g x i a n , G A0 P i n h a i , C HE N Y a n g , Y U Q ij u n ( S c h o o l o f Ma t e r i a l s S c i e n c e a n d En g i n e e r i n g, S o u t h Ch i n a Un i v e r s i t y o f Te c h n o l o g y, Gu a n g z h o u 51 0
4、 64 0, Gu a ng d o n g , Ch i n a ) Ab s t r a c t : I n t h i s a r t i c l e , w e u s e d t h e c e r a mi c w a s t e s fl y a s h , l i me a n d P o a l a n d c e m e n t a s t h e r a w m a t e r i a l s f o r t h e p r o d u c - t i o n o f Au t o c l a v e d A e r a t e d C o n c r e t e ( A
5、 A C )w i t h t h e c h e m i c a l a e r a t i n g m e t h o d T h e e f f e c t s o f mi x p rop o r t i o n a n d s o me t e c h n o l o gi c a l p a r a me t e r s t o t h e r h e o l o g i c a l p r o p e r t i e s a n d me c h a n i c al p r o p e r ti e s o f a e r a t e d c o n c r e t e s l
6、 u r r y we r e s t u di e d At l a s t , we s t u d i e d t h e mi c r o s t r u c t u r e t h r o u g h S EM a n aly s i s a nd XRD a n aly s i s nl e r e s u l t i s t h a t wh e n t h e s p e c i me n wa s ma d e wi t h t h e c e me n t i t i o u s ma t e ri al m( c e m e n t ) : m( 1 i me ) : m
7、( w a s t e s ) : m( fl y a s h ) : m( g y p s u m) = 2 0 : 1 7 : 3 9 : 2 1 : 3 , w a t e r b i n d e r r a t i o ( , B )i s O 5 6 , t h e d o s a g e o f al u 一 _ mi n u m pa s t e i s 0 1 r e l a t i v e t o t h e r a w ma t e r i als , and t he s u r f a c e d e n s i t y o f t h e p r e p a r e
8、d a e r a t e d c o n c r e t e b l o c k r e a c h e d t h e s t a n d a r d r e q u e s t t o a B 0 6 l e v e 1 A f t e r b e i n g a u t o c l a v e d c u r e d , t h e ma j o r h y d r a t i o n p r o d u c t s i s C - S - H( 1 )g e l , t o b e r m o ri t e a n d a s m all a mo u n t o f h y d r
9、 o g a r n e t Ke y wo r d s : a e r a t e d c o n c r e t e ; c e r a mi c w ast e ; a u t o c l a v e d c u r e ; h y d r a t i o n p r o d u c t s O 前言 陶瓷废料主要包括坯体废料、 废釉料和烧成废料, 其主 要来源于陶瓷生产及储运过程中。据文献统计, 我国每年产 生陶瓷抛光废料多达1 0 0 0 万 。如此大量的固体废料对环 境和人的危害很大, 所以对陶瓷废料的再利用研究具有重要 的意义。目 前, 有人利用陶瓷废料生产多孔陶瓷, 将陶瓷废料
10、 加入到配方d 3 -5 , 但这种处理方法能耗大、 成本高, 且产量 基金项 目: 国家 自然科学基金项 目( 5 1 2 0 8 2 0 9 ) ; 广东省教育部产学研结合项 目( 2 O 1 0 A O 9 0 2 0 o 0 7 3 ) 收稿 日期: 2 0 1 2 一 l 1 0 2 作者简介: 徐志辉 男, 1 9 8 8年生 , 广西桂平人, 硕士研 究生。地址: 广 州市天 河区 3 8 1号 华 南理工大 学材料学 院麟 鸿楼 1 0 4室, E m a i l : d a x uu e z h i h ua i 】 6 3 c o m 。 4 8 新型建筑材料 2 0 1
11、3 1 小、 处理量有限, 并不适合推广借鉴。万冬梅和彭刚句 利用陶 瓷废料开发固体混凝土材料, 但这种方法需要使用较多的高 强粘结剂且成型比较复杂,也并不适合广泛应用。在国外, 4 0 以上的陶瓷废料会再循环利用,余下的会制备成陶瓷废 料粉提供给其它能使用的工厂使用7 1 。而我国企业最主要的 方法还是填埋, 大量堆积的陶瓷废料挤占土地, 严重污染人类 赖以 生存的 水、 空气和土壤环境, 这与生态 环境的 矛盾越来越 尖锐, 急切寻求更为合理有效的处理方法。 加气混凝土具有质轻、 隔热、 绝热、 隔声性能良好等优点 而广泛应用于非承重内外墙体中。并且, 加气混凝土的生产 能综合利用大量的工
12、业废料, 具有很好的经济和社会意义。 在 本文中, 探讨了利用陶瓷废料制备加气混凝土的研究。 本研究以 陶瓷 废料、 粉 煤灰、 石灰、 水泥等为原 料, 采用 化 学发气方法制备加气混凝土。研究了各原材料组分、 工艺参 擞对加气混凝土性能的 影响, 并对其微观形 貌进行分析。 为 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 徐志辉, 等: 利用陶瓷废料制备加气混凝土的研究 企业合理处理陶瓷废料提供理论依据。 1 原材料与试验方法 1 1 原材料 水泥选用广州珠江水泥厂的粤秀牌P 0 4 2 5 水泥;粉煤 灰使用南 威 级粉煤灰; 生石灰取自 惠州恒丰灰粉厂; 陶瓷废 料
13、取自 佛山 地区的陶瓷 厂; 铝粉膏取自 佛山 市骏力加气铝粉 膏厂生产的G L S 一 6 5 铝粉膏;石膏选用广州珠江电厂生产的 脱硫石膏; 减水剂取自巴斯夫公司。水泥、 粉煤灰和陶瓷废料 的化学组成见表 1 。 表 1 原材料的化学组成 原材料 S i O 2 A1 2 0 3 F e 2 0 3 C a O Mg O S O 3 K 2 0 N a 2 0 l o s s 水泥 2 1 2 0 5 4 0 5 0 3 6 4 8 4 1 4 5 1 0 2 1 0 6 粉煤灰 5 5 4 3 3 4 3 6 5 2 0 1 2 3 O 8 6 0 9 2 0 2 3 0 3 6 1 2
14、 0 陶瓷废料6 9 2 7 1 5 9 0 1 0 7 0 5 9 1 0 5 1 7 8 2 7 2 7 6 2 1 2 试验方法 ( 1 ) 实验室制各加气混凝土工艺流程如图1 所示。 圈 一 网一 一 J 塑 全 鳖 1 圃+ 匝J 匡 圈 冈_-J 圆 I l J, 圈_ _ j 圈 医 垂 匝 叵 困 圆 图 1 实验室制备 加气 混凝 土工艺流程 ( 2 ) 发气试验: 将 1 2 0 m l 料浆倒入2 0 0 m l 量筒中, 记录发 气高度及时间。 ( 3 ) 加气混凝土砌块物理性能与力学性能分别参照G B 1 1 9 7 0 - - - 1 9 9 7 加气混凝土容重、
15、含水率和吸水率试验方法 和 G B T 1 1 9 6 9 1 1 9 7 5 - - 1 9 9 7 力 口 气混凝土性能试验方法 进行测 试。 ( 4 ) 孔结构观察与微观分析: 采用X R D和S E M分析观测 经蒸压后的陶瓷废料加气混凝土的水化产物及其形貌。 2 试验结果与分析 2 1 水料 比对发气及流变性能的影响 试验中固定水泥用量为1 5 、 石灰 1 7 、 陶瓷废料3 2 5 、 粉煤灰3 2 5 、 石膏3 、 铝粉为干基料的0 1 , 水料比分别 为0 5 0 、 0 5 6 和0 6 0 。测试结果如图2 和图3 所示。 由图2 、 图3 可见, 随着水料比的增加,
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