专利名称：利用混凝土淤渣制备微晶玻璃陶瓷的方法
技术领域：
本发明涉及混凝土淤渣的综合利用领域，尤其涉及利用混凝土淤渣制备玻璃陶瓷领域。
背景技术：
随着我国经济的高速发展与城镇化速度的加快，与混凝土结构相关的基础设施建设及城市住房等建设的速度也随之加快，由此产生大量的废弃混凝土建筑物淤渣。在通常情况下，对于混凝土淤渣，人们一般将其填埋了事。资料显示，混凝土淤渣已成为城市固体废弃物的重要来源之一。据统计1988年我国固体废弃物达10亿吨，全国已有30多个城市的固体废弃物存量超过1000万吨。由于混凝土本身是高碱物质，具有强碱性，通过简单的掩埋处理方法将不可避免对土壤造成污染，同时将无疑会占用大量的土地。对固体废弃物的有效处理与利用成为亟待解决的问题。因此近早开展有关混凝土淤渣处理的问题研究，改变传统的简单掩埋的处理方式，在减轻污染，变废为宝，节约有限的资源等方面都具有非常重要的意义。利用混凝土淤渣制备微晶玻璃陶瓷材料为有效利用混凝土固体废弃物提供了一条切实可行的途径。
微晶玻璃陶瓷是20世纪50年代出现的一种新型材料，它同时具有玻璃和陶瓷的综合性能。微晶玻璃陶瓷比高碳钢硬、比铝轻，机械强度比普通玻璃大6倍多，具有较高的耐磨性和耐酸、碱侵蚀性，热稳定性好，无放射性。色泽美观、外观华丽、耐磨损、不易褪色等优良性能。目前微晶玻璃陶瓷板已大量用作建筑物的装饰材料，如代替大理石或花岗石等材料用作外墙、地板、楼面、楼梯踏板、贴柱、大厅柜台面、电梯门边、卫生间台面、炊事案板等处的装饰材料及结构材料，也可用作阳台和门窗材料，各种高档家俱、高档珍贵工艺品制作及各种用途的其它室内装饰材料。
发明内容
为解决城市建筑中的大量混凝土废弃物，变废为宝，本发明公开了利用混凝土淤渣制备微晶玻璃陶瓷材料的方法及其应用。
本发明利用混凝土淤渣制备微晶玻璃陶瓷材料，将65％～85％的混凝土淤渣与15％～35％的添加剂均匀混合，采用高温熔融法制备基础玻璃，再由基础玻璃进行热处理得到微晶玻璃陶瓷。
采用高温熔融法制备基础玻璃中，将65％～85％的混凝土淤渣与15％～35％的添加剂均匀混合后，在高温炉中保持1400℃～1600℃保温1～3h进行熔化处理，玻璃熔体通过蒸馏水快速冷却，在600℃～680℃退火时间7～10h，随炉冷却，冷却速度80～120℃/h，得到基础玻璃。
基础玻璃转变微晶玻璃陶瓷过程中，将玻璃试样成型后于热处理炉中在790℃～1050℃的条件下保温1～10h进行烧结析晶的热处理工艺，然后冷却得到微晶玻璃陶瓷。
添加剂成份包括SiO2，Al2O3，MgO，CaF2，按化学纯试剂的重量份优选如下含量33.0～50.8 SiO2，13.0～32.9 Al2O3，10.0～16.6 MgO，5.3～20.0 CaF2。为了使产品达到不同的性能，添加剂成份按化学纯试剂的重量份还可以添加70.1～22.0 ZnO和/或0.1～10 Na2O。
微晶玻璃陶瓷的其它工艺方法及条件与现有技术相同。
基础玻璃转变为微晶玻璃陶瓷过程中烧结析晶的热处理工艺，在820℃保温1～2h，然后在1040℃保温1～5h，析出的晶相为硅酸镁钙CaMgSi2O6和硅灰石CaSiO3，适合于耐磨材料。热处理工艺在，790℃保温1～9h，然后在1050℃保温1～3h，析出的晶相为CaZnSi2O7，Ca(Fe，Zn)Si2O6和硅灰石CaSiO3，适合于装饰材料。
本发明利用废弃物混凝土淤渣作为主要原料，合成微晶玻璃陶瓷。废弃物原料在产品中的比例不小于65％，且无二次可污染废渣产生。本发明不仅可以最大程度地消耗固体废弃物，实现绿色环保生产，变废为宝，化害为利，大幅度降低生产成本，而且由该发明生产的微晶玻璃陶瓷具有耐磨、耐酸、碱侵蚀，稳定性好、无放射性、不易褪色、色泽美观等优良性能，可作为耐磨材料、耐化学腐蚀材料及建筑装饰材料使用。
具体实施例方式实施例1添加剂成份按化学纯试剂的重量份包括50.8 SiO2，13.0 Al2O3，16.6MgO，10.6 CaF2。将80％的混凝土淤渣与20％的添加剂均匀混合。在高温炉中保持1500℃保温2h进行熔化处理，玻璃熔体通过蒸馏水快速冷却，然后装入退火炉中，在600℃保温10h，冷却速度90℃/h，得到基础玻璃。将玻璃试样成型后于热处理炉中，在820℃保温2h，然后在1040℃保温1h，进行烧结析晶的热处理工艺，然后冷却得到微晶玻璃陶瓷，析出的晶相为硅酸镁钙CaMgSi2O6和硅灰石CaSiO3，所制备的微晶玻璃陶瓷可应用于耐磨材料。
实施例2添加剂成份按化学纯试剂的重量份包括48 SiO2，18.5 Al2O3，10.0 MgO，5.3 CaF2，22.0 ZnO，1.2 Na2O。将75％的混凝土淤渣与25％的添加剂均匀混合。在高温炉中保持1440℃保温2h进行熔化处理，玻璃熔体通过蒸馏水快速冷却，然后装入退火炉中，在650℃保温8h，冷却速度100℃/h，得到基础玻璃。将玻璃试样成型后于热处理炉中，在790℃保温6h，然后在1050℃保温2h，进行烧结析晶的热处理工艺，然后冷却得到微晶玻璃陶瓷，析出的晶相为CaZnSi2O7，Ca(Fe，Zn)Si2O6和硅灰石CaSiO3，所制备的微晶玻璃陶瓷可应用于装饰材料。
实施例3添加剂成份按化学纯试剂的重量份包括38.8 SiO2，30.2 Al2O3，14.3MgO，20.0 CaF2，5.8 Na2O。将65％的混凝土淤渣与35％的添加剂均匀混合。在高温炉中保持1430℃保温2h进行熔化处理，玻璃熔体通过蒸馏水快速冷却，然后装入退火炉中，在680℃保温7h，冷却速度110℃/h，得到基础玻璃。将玻璃试样成型后于热处理炉中，在800℃保温9h，然后在1000℃保温3h，进行烧结析晶的热处理工艺，然后冷却得到微晶玻璃陶瓷，所制备的微晶玻璃陶瓷可应用于耐化学腐蚀材料。
权利要求
1.利用混凝土淤渣制备微晶玻璃陶瓷的方法，其特征在于将65％～85％的混凝土淤渣与15％～35％的添加剂均匀混合，采用高温熔融法制备基础玻璃，再由基础玻璃进行热处理得到微晶玻璃陶瓷。
2.如权利要求1所述利用混凝土淤渣制备微晶玻璃陶瓷的方法，其特征在于采用高温熔融法制备基础玻璃中，将65％～85％的混凝土淤渣与15％～35％的添加剂均匀混合后，在高温炉中保持1400℃～1600℃保温1～3h进行熔化处理，玻璃熔体通过蒸馏水快速冷却，在600℃～680℃退火7～10h后随炉冷却，冷却速度80～120℃/h，得到基础玻璃。
3.如权利要求1所述利用混凝土淤渣制备微晶玻璃陶瓷的方法，其特征在于基础玻璃加工微晶玻璃陶瓷过程中，将玻璃试样成型后于热处理炉中在790℃～1050℃的条件下保温1～10h进行烧结析晶的热处理工艺，然后冷却得到微晶玻璃陶瓷。
4.如权利要求1或2所述利用混凝土淤渣制备微晶玻璃陶瓷的方法，其特征在于添加剂成份包括SiO2，Al2O3，MgO，CaF2。
5.如权利要求4所述利用混凝土淤渣制备微晶玻璃陶瓷的方法，其特征在于添加剂成份按化学纯试剂的重量份包括33.0～50.8 SiO2，13.0～32.9Al2O3，10.0～16.6 MgO，5.3～20.0 CaF2。
6.如权利要求5所述利用混凝土淤渣制备微晶玻璃陶瓷的方法，其特征在于添加剂成份按化学纯试剂的重量份还可以添加70.1～22.0ZnO和/或0.1～10Na2O。
7.如权利要求1或3所述利用混凝土淤渣制备微晶玻璃陶瓷的方法，其特征在于热处理工艺为，820℃保温1～2h，然后在1040℃保温1～5h，析出的晶相为硅酸镁钙CaMgSi2O6和硅灰石CaSiO3，适合于耐磨材料。
8.如权利要求1或3所述利用混凝土淤渣制备微晶玻璃陶瓷的方法，其特征在于热处理工艺为，790℃保温1～9h，然后在1050℃保温1～5h，析出的晶相为CaZnSi2O7，Ca(Fe，Zn)Si2O6和硅灰石CaSiO3，适合于装饰材料。
全文摘要
利用混凝土淤渣制备微晶玻璃陶瓷的方法，涉及混凝土淤渣的综合利用领域，尤其涉及利用混凝土淤渣制备微晶玻璃陶瓷领域。本发明利用混凝土淤渣制备微晶玻璃陶瓷的方法，其特征在于将65％～85％的混凝土淤渣与15％～35％的添加剂均匀混合，采用高温熔融法制备基础玻璃，再由基础玻璃进行热处理得到微晶玻璃陶瓷。废弃物原料在产品中的比例不小于65％，且无二次可污染废渣产生。本发明利用混凝土淤渣制备的微晶玻璃陶瓷可应用于制备耐磨材料、耐化学腐蚀材料及建筑装饰材料，不仅可最大程度地消耗固体废弃物，变废为宝，化害为利，而且节能降耗，大幅度降低生产成本，同时可实现绿色环保生产。
文档编号C03B32/00GK1792923SQ200510045148
公开日2006年6月28日 申请日期2005年11月23日 优先权日2005年11月23日
发明者田清波, 王玥, 崔明铎, 徐丽娜, 李静, 岳雪涛 申请人:山东建筑工程学院材料科学研究所