专利名称：：一种采用瓷渣作为掺合料的砂浆、混凝土及其制备方法
技术领域：
：本发明涉及一种砂浆以及混凝土，尤其涉及一种采用瓷渣作为掺合料的砂桨以及混凝土，本发明还涉及该砂浆和混凝土的制备方法。
背景技术：
：陶瓷工业生产中会产生大量的陶瓷固体废渣，其中，以建筑陶瓷厂在瓷质砖抛光过程中排出的抛光渣一瓷渣的量最大。例如广东省佛山地区有大型建筑陶瓷厂300多家，各类生产线共有2000多条，瓷渣年排放量在400万吨以上。其中，一条瓷板抛光生产线所产生的废渣量约68吨/日，以往处理这些瓷渣多采用堆放填埋的方式。目前，积累的陶瓷瓷渣已超过1000万吨，不仅占用了大量的堆放场地，造成污染，也影响企业的扩大再生产。在瓷质砖的打磨和抛光工序中产生的一种瓷渣采用流水冲排，瓷渣中含有大量水分，在相当长的时间里不能得到干燥，不仅破坏堆放地区的土壤环境，致使土地长期无法得到利用，而且在雨天被雨水冲刷流入农田破坏农作物生长，或者流入河流、池塘、农田和沟渠，造成圩积埯埋和堵塞。即使瓷渣得到干燥，但是由于这些瓷渣的颗粒相当小，干燥后呈松散粉末状，容易造成粉尘飞扬污染空气和环境。随着陶瓷工业的发展，在广东的清远、三水、高明等地以及山东、福建、湖南、江西等省新建了不少的陶瓷厂，瓷渣排放量日益增大，将占用和破坏更多的土地，因此瓷渣的处理和利用己成为亟需解决的问题。另外，建筑工业中混凝土和砂浆中的掺合料，在混凝土和砂浆中起到改善性能、增加体积和降低成本的作用。现有技术中多采用粉煤灰、粒化高炉矿渣粉、硅灰和沸石粉等活性细填料作为掺合料，由于这些活性细填料的主要成分是硅、铝和铁的氧化物，具有潜在的水化活性，即在碱性环境或存在硫酸盐的情况下可以产生水化反应、凝结硬化和产生强度，可以减少砂浆、混凝土中的水泥等胶凝材料的用量，因此在建筑工程中都广泛地使用。但是由于近年来市场的需求量日益增大，导致某些地区粉煤灰己供不应求，而粒化高炉矿渣粉、硅灰和沸石粉等均需进行烘干和粉磨，价格也日益上涨，使得砂浆和混凝土的成本也不断提高，从而促使了人们不断寻求开发各种废渣资源作为砂浆和混凝土的原料。为开拓砂浆和混凝土的掺合料的种类，曾经有人将瓷渣掺入建筑工业中的混凝土中，但是未能取得预期效果，最终仍放弃使用瓷渣作为掺合料。这是因为用于混凝土、砂浆中的掺合料的用量、品种和预处理要因地制宜，需要通过严格的试验考核后对符合相应标准要求的方可使用。尽管瓷渣中含有大量的硅、铝和铁的氧化物，但是陶瓷废渣有不同品种，其含量存在差异，且它们在不同的形态下对混凝土、砂浆的性能影响不一样，因此是否适合作为砂浆和混凝土的掺合料，如何配制出有实用价值的砂浆、混凝土，需要进行深入的试验研究。
发明内容本发明的目的之一是提供一种采用瓷渣作为掺合料的砂浆。本发明的目的之二是提供一种采用瓷渣作为掺合料的混凝土。本发明的目的之三是提供一种瓷渣的新用途。本发明的第一个目的是通过以下技术措施来实现的一种采用瓷渣为掺合料的砂浆，它包括水泥、砂、掺合料、水，其特征是所述的掺合料是瓷渣，或者是瓷渣和活性细填料的混合物；每立方米砂浆中含有瓷渣10600kg和活性细填料0150kg。为使砂浆具有良好的性能，本发明可作进一步的改进即每立方米砂浆中包括以下重量的原料水泥150450kg瓷渣15600kg活性细填料0150kg砂8001500kg水260450kg本发明所述的砂浆中还可加入外加剂，进一步改善砂浆的性能，所述的外加剂可选用木素磺酸盐减水剂、三聚氰胺高效减水剂、聚羧酸盐高效减水剂和萘系减水缓凝剂中的一种，其用量为水泥重量的0.011.5%。本发明所述的每立方米砂浆中瓷渣的重量在30560kg之间，使所得的砂浆的和易性、粘聚性、保水性和强度都有较好改善。本发明所述的活性细填料为粉煤灰或矿渣粉或硅灰和沸石粉中的一种或两种的或两种以上的混合物。本发明所述的砂浆全部或部分采用瓷渣作掺合料，为使其能在砂浆中发挥良好的性能，制备时需要对瓷渣进行处理，因此本发明所述的砂浆的制备方法包括以下具体步骤:(1)瓷渣预处理收集瓷质砖打磨抛光生产线中的瓷渣浆，然后进行脱水、干燥和粉碎的处理，使瓷渣形成细粉料作为掺合料；(2)砂的预处理根据砂浆的要求对所采用的砂进行筛分和干燥处理；(3)存储将水泥、砂、瓷渣、活性细填料和外加剂分库存储；(4)配料按所述的砂浆配合比对各原料分别计量称重；(5)混合将已计量的砂浆各干粉状原料送入搅拌机中混合均匀后得到砂浆干混料；(6)砂浆制备将水与砂浆干混料送入搅拌机混合均匀即可得到预拌砂浆。为使瓷渣中不混入其他杂质，在步骤(l)中对瓷渣浆收集应在瓷质砖打磨抛光生产线安装回收瓷渣的连接管道，用泵将瓷渣浆泵入中转池或运输车送入处理站贮料池中进行贮存。所述的瓷渣的脱水处理可根据情况采用不同方式进行①当在生产厂进行时，采用单机榨干呈半干料即可；②当在废料处理中心集中进行时就可以采用流水生产线进行，用泵输送瓷渣浆到贮料池中进行匀料沉淀，然后送进连续榨干机中搾成半干料再由输送带送到贮存库中。所述的瓷渣的干燥处理可根据具体情况采用自然风干和采用烘干设备烘干两种方式进行①当采用自然风干时，应在通风的干燥仓库堆放，干燥至含水量低于15%时，用小型工具或者设备进行翻料、碎料，使瓷渣形成碎粉状风干物料；②当采用烘干设备处理时，设备中应设置粉碎链装置，使物料在烘干过程中形成细粉粒物料，烘干温度大于200。C为宜。本发明的第二个目的是通过以下技术措施来实现的一种采用瓷渣作为掺合料的混凝土，它包括水泥、石、砂、掺合料、水，其特征是所述的掺合料是瓷渣，或者是瓷渣和活性细填料的混合物;每立方米混凝土中含有瓷渣10600kg和活性细填料0150kg。本发明可作进一步的改进，使混凝土具有良好的性能即每立方米混凝土中包括以下重量的原料水泥230450kg瓷渣10600kg活性细填料0150kg砂6001000kg石8001300kg水170220kg所述的混凝土中还可加入外加剂，进一步改善混凝土的性能，所述的外加剂为木素磺酸盐减水剂、三聚氰胺高效减水剂、聚羧酸盐高效减水剂和萘系减水缓凝剂等，其用量为水泥重量的0.012.6%。本发明所述的每立方米混凝土中，所述的瓷渣的重量在30560kg之间，所得的混凝土的和易性、粘聚性、保水性和强度都有较好改善。本发明所述的活性细填料包括粉煤灰、矿渣粉、硅灰和沸石粉等中的一种或两种的或两种以上的混合物。本发明中上述预拌混凝土的制备工艺(1)瓷渣预处理收集瓷质砖打磨抛光生产线的瓷渣浆进行脱水处理，然后干燥并进行粉碎，使瓷渣形成细粉料作为掺合料；(2)将水泥、砂、石、瓷渣、活性细填料、外加剂、水分库贮存；(3)按所述的混凝土的配合比分别计量称重各原料，然后送入混凝土搅拌机，搅拌时间不少于3min，使之混合均匀，得到预拌混凝土；(4)采用混凝土运输车将预拌混凝土在规定的时间送至交货地点。本发明的第三个目的是用瓷渣作为砂浆或混凝土的掺合料的应用，所述的瓷渣在每立方米的砂浆或混凝土中的重量为10600kg。本发明与现有技术相比具有以下有益效果a)变废为宝瓷渣主要成分为硅、铝和铁的氧化物，性能稳定，对砂桨、混凝土无有害杂质，将其作为砂浆和混凝土的掺合料应用，使瓷渣得以重新利用，能有效解决因其填埋堆放占用的土地和各种环境污染问题，不但不必投入处理瓷渣的费用，而且还能使其产生经济效益，一举两得，因此本发明具有很好的社会和经济效益。(2)改善砂浆性能本发明以瓷渣作为掺合料掺入砂浆中，在不降低砂浆的己有性能指标的情况下，可在一定范围内改善和提高砂浆的强度，并可进一步改善砂浆的和易性、粘聚性和保水性。由于抛光渣中含有部分超细微粉颗粒，在一定条件下与水泥水化物具有较强的结合力，对砂浆和混凝土的强度发展有利。在相同水泥用量情况下，砂浆的抗压强度由10MPa提高到25MPa。此外，砂浆的保水性可由86%提高到96%。同时还可降低了砂浆的密度，例如砂浆的密度可由2100kg/i^降至1800kg/m3。(3)改善或保持混凝土性能本发明以瓷渣作为掺合料掺入混凝土中，混凝土早期强度虽无明显改善，但当用水量固定时，在28天时混凝土的活性比单纯使用粉煤灰作为掺合料的混凝土的活性略高。混凝土的粘聚性、保水性和流动性较好，抗压强度也略有提高。(4)节约能耗、降低成本瓷渣是陶瓷工业的废料，且量多，其呈松散且易粉碎的块料和碎渣状物，不需球磨等设备进行研磨即可使用，节约了粉磨能耗。以其取代粉煤灰、矿渣微粉或其他掺合料，能够降低砂浆和混凝土制备的成本；而且不需改变原有生产工艺及设备，操作简单，适合广泛推广应用。具体实施方式以下结合实施例和对比例对本发明进行阐述，然而本发明的保护范围并非仅仅局限于以下实施例。所属
技术领域：
的普通技术人员依据本发明公开的内容，均可实现本发明的目的。以下对比例和实施例中以粉煤灰、或者粉煤灰与瓷渣的混合物、或者单纯用瓷渣分别作为掺合料进行对比。由于瓷渣的情况较杂，各种瓷渣中的硅、铝和铁的氧化物等成分的含量存在差异，因此不同的瓷渣对混凝土、砂浆的性能影响不一样。为能够配制出有实用价值的砂浆或混凝土，通常使用的瓷渣中含有氧化硅60.00%70.00%，氧化铝10.00%17.00%，氧化铁O.20%0.50%，此外瓷渣中还含有氧化钙O.50%2.00%，氧化镁4.00%6.00%,氧化钾O.90%1.50%，氧化钠2.40%3.50%，氧化钛0.10%0.25%，可灼减物占5.00%13.00%。瓷渣平均粒径为9.5012.OOum左右，中间尺寸为7.5010.OOura左右，比表面积为10001300m7kg左右。一、砂浆以下所述的实施例和对比例中的砂浆的制备工艺采用以下方法，其中砂预处理、配料与称重、混合等步骤仍采用现有的制备方法，其具体步骤是(1)瓷渣处理在瓷质砖打磨抛光生产线上安装回收瓷渣的连接管道，用泵将瓷渣桨泵入中转池或运输车送入处理站贮料池中进行收集。采用单机将瓷渣浆榨干至半干料；或者采用流水生产线进行，用泵输送瓷渣浆到贮料池中进行匀料沉淀，然后送进连续榨干机中榨成半干料再由输送带送到贮存库中，然后采用自然风干或采用烘干设备烘干两种方式进行干燥处理，使瓷渣形成细粉料；(2)砂的预处理根据砂浆的要求对所采用的砂进行筛分和干燥处理；(3)存储水泥、砂、瓷渣、活性细填料和外加剂分库存储；(4)配料按所述的砂浆配合比对水泥、砂、活性细填料、瓷渣、外加剂和水分别计量称重；(5)混合将已计量的砂浆各干粉状原料送入搅拌机中混合均匀后得到砂浆干混料。(6)砂浆制备将水和砂浆干混料送入搅拌机进行混合均匀即可得到预拌砂浆。所述步骤(l)中瓷渣的干燥可采用两种方式处理①当采用自然风干时，应在通风的干燥仓库堆放，干燥至含水量为10%15%时，用小型工具或者设备进行翻料、碎料，使瓷渣形成碎渣状风干物料。②当采用烘干设备处理时，设备中可设置粉碎链装置，使物料在烘干过程中形成细粉粒物料，而烘干温度大于20(TC为宜。对比例1和2、实施例110:瓷渣采用的是瓷渣A;各个实施例和对比例中的原料配合比见表l;其中，砂为中砂，水泥采用普通硅酸盐水泥42.5，外加剂采用萘系减水剂(FDN)。对制备得到的砂浆进行性能检测，所得结果参考表2。所述的瓷渣A含有以下成分氧化硅69.06%，氧化铝16.03%,氧化铁0.43。％，氧化钙0.74%，氧化镁4.58%，氧化钾1.27%，氧化钠2.52%，氧化钛0.23%，可灼减物占5.14%。表l:(kg/m3)瓷渣A粉煤灰砂水泥水减水剂对比例10801400200275L6实施例1166414002002601.6实施例2324814002002651.6实施例3483214002002701.6实施例4641614002002751.6<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>表2:<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>对比例3和4、实施例1120:瓷渣采用的是瓷渣B。各个实施例和对比例中的原料配合比见表3;其中，砂为中砂，水泥采用普通硅酸盐水泥42.5，外加剂采用萘系减水剂(FDN)。对制备得到的砂浆进行性能检测，所得结果参考表4。所述的瓷渣B:氧化硅63.82%，氧化铝10.75%，氧化铁0.28%，氧化钙1.88%，氧化镁5.75%，氧化钾0.99%,氧化钠3.43%，氧化钛O.14%,可灼减物占12.96%。表3:(kg/m3)__<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>表4:<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>二、混凝土所述的实施例中的混凝土的制备工艺采用以下方法，其中所述的惨合料为瓷渣，或者是瓷渣和粉煤灰的混合物。预拌混凝土的制备工艺(1)瓷渣预处理在瓷质砖打磨抛光生产线上安装回收瓷渣的连接管道，用泵将瓷渣浆泵入中转池或运输车送入处理站贮料池中进行收集。采用单机将瓷渣浆榨干至半干料；或者采用流水生产线进行，用泵输送瓷渣浆到贮料池中进行匀料沉淀，然后送进连续搾千机中榨成半干料再由输送带送到贮存库中，再采用自然风干或采用烘干设备烘干两种方式进行干燥处理，使瓷渣形成细粉料；(2)将水泥、砂、石、瓷渣、活性细填料、外加剂和水分库贮存；(3)按所述的混凝土的配合比分别计量称重各原料，然后送入混凝土搅拌机，搅拌时间不少于3min，使之混合均匀，得到预拌混凝土；(4)采用混凝土运输车将预拌混凝土在规定的时间送至交货地点。所述步骤(l)中瓷渣的干燥可采用两种方式处理①当采用自然风干时，应在通风的干燥仓库堆放，干燥至含水量为10%15%时，用小型工具或者设备进行翻料、碎料，使瓷渣形成碎渣状风干物料。②当采用烘干设备处理时，设备中可设置粉碎链装置，使物料在烘干过程中形成细粉粒物料，而烘干温度大于20(TC为宜。实施例2329、对比例5:瓷渣采用的是瓷渣A。各个实施例和对比例中的每立方米体积的混凝土各原料的配合比见表5。其中，砂为中砂，石525mm，水泥采用普通硅酸盐水泥42.5，外加剂采用萘系减水剂(FDN)。对制备得到的混凝土进行性能检测，所得结果参考表6。瓷渣A成分如下氧化硅69.06%，氧化铝16.03%，氧化铁0.43%,氧化钙0.74%，氧化镁4.58%，氧化钾1.27%，氧化钠2.52%，氧化钛0.23%，可灼减物占5.14%。表5:_kg/m.<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>表6:<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>权利要求1、一种采用瓷渣作为掺合料的砂浆，它包括水泥、砂、掺合料、水，其特征是，所述的掺合料是瓷渣，或者是瓷渣和活性细填料的混合物；每立方米砂浆中含有瓷渣10～600kg和活性细填料0～150kg。2、根据权利要求1所述的砂浆，其特征是，每立方米砂浆中包括以下重量的原料:水泥150450kg瓷渣15600kg活性细填料0150kg砂8001500kg水260450kg。3、根据权利要求1或2所述的砂浆，其特征是，所述的砂浆中还包括外加剂，其用量为水泥重量的0.011.5%。4、一种权利要求1或2所述的砂浆的制备方法，其特征是，包括以下步骤(1)瓷渣预处理收集瓷质砖打磨抛光生产线中的瓷渣浆，然后进行脱水、干燥和粉碎的处理，使瓷渣形成细粉料作为掺合料；(2)砂的预处理根据砂浆的要求对所采用的砂进行筛分和干燥处理；(3)存储将水泥、砂、瓷渣、活性细填料和外加剂分库存储；(4)配料按所述的砂浆配合比对各原料分别计量称重；(5)混合将已计量的砂浆各干粉状原料送入搅拌机中混合均匀后得到砂浆干混料；(6)砂浆制备将水与砂浆干混料送入搅拌机混合均匀即可得到预拌砂浆。5、一种釆用瓷渣作为惨合料的混凝土，它包括水泥、石、砂、掺合料、水，其特征是，所述的掺合料为是瓷渣，或者是瓷渣和活性细填料的混合物；每立方米混凝土中含有瓷渣10600kg和活性细填料0150kg。6、根据权利要求5所述的混凝土，其特征是，每立方米混凝土中包括以下重量的原料水泥230450kg瓷渣10600kg活性细填料0150kg砂6001000kg石8001300kg水170220kg。7、根据权利要求5或6所述的混凝土，其特征是，所述混凝土中还包括外加剂，其用量为水泥重量的0.012.6%。8、一种权利要求5或6所述的混凝土的制备工艺(1)瓷渣预处理收集瓷质砖打磨抛光生产线的瓷渣浆进行脱水处理，然后干燥并进行粉碎，使瓷渣形成细粉料作为掺合料；(2)将水泥、砂、石、瓷渣、活性细填料、外加剂、水分库贮存；(3)按所述的混凝土的配合比分别计量称重各原料，然后送入混凝土搅拌机，搅拌时间不少于3min，使之混合均匀，得到预拌混凝土；(4)采用混凝土运输车将预拌混凝土在规定的时间送至交货地点。9、瓷渣作为砂浆或混凝土的掺合料的应用。10、根据权利要求9所述的瓷渣作为砂浆或混凝土的掺合料的应用，其特征是，所述的瓷渣在每立方米的砂浆或混凝土中的重量为10600kg。全文摘要本发明公开了一种采用瓷渣作为掺合料的砂浆、混凝土及其制备方法，是以瓷渣，或者是瓷渣和活性细填料的混合物作为砂浆或混凝土的掺合料；每立方米砂浆中含有瓷渣10～600kg和活性细填料0～150kg。所述的瓷渣主要成分为硅、铝和铁的氧化物，性能稳定，对砂浆、混凝土无有害杂质，将其作为砂浆和混凝土的掺合料应用，使瓷渣得以重新利用，能有效解决因其填埋堆放占用的土地和各种环境污染问题，不但不必投入处理瓷渣的费用，而且还能使其产生经济效益，具有很好的社会和经济效益。文档编号C04B18/16GK101265057SQ20081002728公开日2008年9月17日申请日期2008年4月8日优先权日2008年4月8日发明者张传镁,徐诚坤,伟甘申请人:伟甘