本发明涉及一种蜂窝体玻璃轻石配方及其生产工艺。
背景技术：
现有生产发泡玻璃一般以废玻璃、粉煤灰、非金属矿物等富含玻璃相的物质为基础原料，将其混合破碎球磨，经称量到耐热不锈钢模盒，进入发泡窑内加热发泡，人工脱模退火窑退火成玻璃毛胚等工艺制备而成的。国内现有的发泡玻璃生产均采用废玻璃与其他等富含玻璃相的物质为基础原料，成分不同发泡时间及温度不易控制，影响发泡玻璃的质量。传统的发泡玻璃生产工艺需要用模盒烧结，人工脱模、经退火窑冷却，此工艺的缺点是：耗费大量劳动力，模盒损耗量大，生产效率低，导致产品生产成本大幅提高，产品很难大范围推广。
技术实现要素：
本发明的目的是通过连续生产提供一种轻质多孔，孔隙率高且孔隙细腻均匀、具有良好的吸附、保水、透气性好且防火耐热的蜂窝体玻璃轻石配方及其生产工艺。
本发明解决现有技术问题所采用的技术方案：一种蜂窝体玻璃轻石配方，所述配方包括如下重量百分含量的各组分：
进一步地，在上述技术方案中，各组分的重量百分含量为：玻璃颗粒89％；沸石粉5.6％；硼砂3％；重钙粉1.2％；轻钙粉1.2％。
进一步地，在上述技术方案中，各组分的重量百分含量为：玻璃颗粒92％；沸石粉4.5％；硼砂2％；重钙粉0.75％；轻钙粉0.75％。
进一步地，在上述技术方案中，各组分的重量百分含量为：玻璃颗粒94.5％；沸石粉3％；硼砂1.5％；重钙粉0.5％；轻钙粉0.5％。
进一步地，在上述技术方案中，各组分的重量百分含量为：玻璃颗粒96.5％；沸石粉1.7％；硼砂1.2％；重钙粉0.3％；轻钙粉0.3％。
进一步地，在上述技术方案中，各组分的颗粒度分别为：玻璃粉细度为80～200目，沸石粉细度为200～350目，硼砂细度为150～200目；重钙粉和轻钙粉细度为300目以上。本发明为确保物料混合均匀，要求配合料添加比例精度高，所有添加剂与玻璃粉必须在进入加热炉前经过充分搅拌。
进一步地，在上述技术方案中，所述玻璃颗粒为白色玻璃颗粒。
进一步地，在上述技术方案中，采用辊道网带式连续高温烧结设备，物料粉末均匀摊铺在双“V”字直线交叉方式编织而成的“W”型超高温不锈钢网带上，这种网带因其编织的致密性，使物料粉末在运行过程中不会渗漏，不会有任何损失。
进一步地，在上述技术方案中，与其他产品在混料方式上截然不同，所有组分在进入加热炉前的最后一道工序前利用特制双轴屈臂连续混料机)进行充分混合搅拌，实现物料“进二退一”最大限度提高其混合精度，保证混料达到百分百均匀，从而确保烧结产品蜂窝体孔隙达到使用要求；
进一步地，在上述技术方案中，采用燃油式连续网带高温加热烧结炉生产方式，炉腔内燃油通过自然混风均匀加热方式，此工艺具有热量损失小、节能、物料受热均匀的优点，连续高温加热炉的最大特点是可以使产量增加两倍以上。
进一步地，在上述技术方案中，一种蜂窝体玻璃轻石的生产工艺，包括下述步骤：
S1、配料：将配方中各个组分进行均匀混合，得到蜂窝体玻璃轻石原料：本发明为确保物料混合均匀，要求配合料添加比例精度高，所有添加剂与玻璃粉必须在进入加热炉前经过充分搅拌。
S2、烧结膨化
将步骤S1得到的蜂窝体玻璃轻石原料，均匀平铺在烧结炉的传送带上，并将传送带的传送速度控制在0.25～1.52m/min的范围内；蜂窝体玻璃轻石原料在烧结炉中依次经过预热阶段、软化阶段、发泡阶段及退火阶段得到烧结膨化发泡加热物；其中预热阶段烧结炉内的温度为680～780℃，持续时间为5～8min；软化阶段烧结炉内的温度为790～890℃，持续时间为8～10min；发泡阶段烧结炉内的温度为910～1150℃，持续时间为15～30min；退火阶段烧结炉内的温度为260～450℃,持续时间为5～10min；
S3、冷却：
将步骤S2得到的烧结膨化发泡加热物自连续烧结炉中高温发泡自然冷却后即得蜂窝体玻璃轻石。
进一步地，在上述技术方案中，均匀平铺在烧结炉的传送带上的蜂窝体玻璃轻石原料的厚度为10～15mm。
本发明提供一种上述加工工艺得到的蜂窝体玻璃轻石，其比重为0.25～1.25、吸水率为0.8％～120％、孔径大小为0.8μm～450μm，强度为12.5MPa以上。蜂窝体玻璃轻石具有极强的吸水及保水特性，是因为本产品独特的配方及加温方式，配料成分中的沸石粉和硼砂在其中扮演了主要角色，沸石粉属多孔性硅酸盐性质，小孔中存有一定量的空气，沸石内部有孔道和笼结构,沸石的孔道大小不一样,只能允许比孔道小的分子或离子进入；而硼砂在高温作用下会提前融化，并迅速与沸石融合形成蜂窝状孔道。在温度达到950℃以上时，沸石粉与硼砂灰在高温状态下形成极微小的蜂窝状连通孔和部分独立孔，从而使这种微孔结构具有极强的吸水和保水性能。本产品独特的蜂窝状结构，整体恰似拱桥的结构，经科学研究论证和实际检测，蜂窝的几何结构会使表面抗压强度提高100倍以上。与其他各种结构相比，具有最大的强度/质量比，结构稳定性好，不变形，其突出的抗压能力和抗折能力也是其重要的特性。
发明有益效果
本发明以89％～96.5％的废旧玻璃得到的玻璃颗粒、0.6％～5.8％的长石粉、0.3％～1.2％的沸石粉和0.3％～1.2％的熟石灰均匀混合后作为蜂窝体玻璃轻石的生产配方。由于配方中采用了长石粉、沸石粉和熟石灰防火耐热的非玻璃相的物质为材料，因此改善了传统发泡玻璃生产工艺复杂的弊端；而通过利用该蜂窝体玻璃轻石的生产配方作为生产原料经过本发明蜂窝体玻璃轻石的生产工艺，通过控制烧结炉的传送带速度及炉内温度可制得比重为0.25～1.25、吸水率为0.8％～120％、孔径大小为0.8μm～450μm的蜂窝体玻璃轻石，由于本发明所制得的蜂窝体玻璃轻石具有轻质多孔、孔隙率高且孔隙细腻均匀、保水率高、吸附容量大等特点，因此它可以应用于以下方面：
1、建筑透水铺装材料的基材，如透水地砖、透水盖板等，其极强的透水与吸水功能使成品广泛用于城市广场、停车场、人行步道、公园绿地等，用于解决城市雨水渗透与收集等。
2、城市人造湿地雨水调蓄，用于封闭或露天蓄水设施的水质净化、储存、水体调流回用等。
3、水体截污净化功能，广泛应用于公园绿地植被缓冲带，城市道桥排水、建筑基面散水等初期雨水弃流截污。
4、公共设施如桥梁高层建筑、高速公路高层建筑、农业暗渠排水等设施基础建设，其重量轻便于施工，增强了耐震性，减轻土石对构造物的压力并抑制软弱地盘上建筑物的下沉。
5、粘土、障碍性土、盐碱地土壤改良剂；土壤中重金属含量弱化及去除；城市绿化、屋顶绿化、停车场绿化、室内园艺；沙漠、荒山改造等农业绿化等。
6、水液体栽培基质等，可减少换水次数，水中不长绿苔，植物健康生长。
7、河水污水、生活污水、水产养殖水等水质净化，分解水中污物等。
8、室内有毒有害气体吸附及分解，尤其针对新装修室内装饰材料甲醛释放的综合治理和有效去除。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明进行说明：
一种蜂窝体玻璃轻石配方，包括如下重量百分含量的各组分：
为防止带颜色的玻璃中的铅、砷等重金属的混入，玻璃颗粒采用白色玻璃(优选废旧白玻璃)破碎研磨制成；各组分的颗粒度为：玻璃粉细度为80～200目，沸石粉细度为200～350目，硼砂细度为150～200目；重钙粉和轻钙粉细度为300目以上。
一种蜂窝体发泡玻璃的生产工艺，包括下述步骤：
S1、配料：
按照上述一种蜂窝体玻璃轻石配方中各组分的重量百分含量将各个组分进行均匀混合，得到蜂窝体玻璃轻石原料：
S2、烧结膨化
将步骤S1得到的蜂窝体玻璃轻石原料，以10～15mm的厚度均匀平铺在高温烧结炉(具体为连续式网带烧结炉，以下简称烧结炉)的传送带上，并将传送带的传送速度控制在0.25～1.52m/min的范围内；蜂窝体玻璃轻石原料在烧结炉中经过预热阶段、软化阶段、发泡阶段及退火阶段得到烧结膨化发泡加热物；其中预热阶段烧结炉内的温度为680～780℃，持续时间为5～8min；软化阶段烧结炉内的温度为790～890℃，持续时间为8～10min；发泡阶段烧结炉内的温度为910～1150℃，持续时间为15～30min；退火阶段烧结炉内的温度为260～450℃,持续时间为5～10min；
S3、冷却：
将步骤S2得到的烧结膨化发泡加热物从高温连续加热炉中出窑自然冷却后即得蜂窝体玻璃轻石，根据实际需要将蜂窝体玻璃轻石制成颗粒或板状。
按照此方法可制得比重为0.2～0.7、吸水率为0.8％～120％、孔径大小为0.8μm～450μm的蜂窝体玻璃轻石。
本发明的范围内根据实际需要，通过调整蜂窝体玻璃轻石的配方及生产工艺中的参数，可得到适应于不同领域吸水率和比重的蜂窝体玻璃轻石。
以下给出本发明的几个优选实施方式作为说明：
实施例1
将细度为80～200目的89kg玻璃粉末，200～350目的5.6kg沸石粉，120～220目的3kg硼砂，120～220μm的1.2kg重钙粉，120～220目的1.2kg轻钙粉均匀混合，作为海绵体发泡玻璃原料。为确保物料混合均匀，要求配合料添加比例精度高，所有添加剂与玻璃粉必须在进入加热炉前经过充分搅拌。
将其均匀平铺在烧结炉的传送带上，平铺厚度为10mm；将传送带的传送速度控制在0.65～0.8m/min，控制烧结炉内的温度使预热阶段烧结炉内的温度为750℃，持续时间为4min；然后进入软化阶段，烧结炉内的温度为820℃，持续时间为10min；之后进入发泡阶段，烧结炉内的温度为1020℃，持续时间为18min；之后进入退火阶段，烧结炉内的温度为270℃,持续时间为7min得到烧结膨化发泡加热物。最后将烧结膨化发泡加热物自然冷却，即得到比重为0.25、吸水率为120％、孔径大小为18.2μm～450μm的蜂窝体玻璃轻石。
利用本实施例1所得蜂窝体玻璃轻石具有比重小、吸水保水性强且其孔径大小使其具有优良的透气性，因此可以防虫抑菌、疏松土壤、改善土壤结构的特点。将本实施例所得到的蜂窝体玻璃轻石破碎成3～10mm颗粒状，由于其极强的透水与吸水功能使之成为首选的建筑透水铺装材料如透水地砖的基础材料，而其成品透水地砖广泛应用于城市广场、停车场、人行步道、公园绿地等，用于解决城市雨水渗透与收集问题；将本实施例所得到的蜂窝体玻璃轻石破碎成1～4和5～8mm颗粒状，用作粘土、障碍性土、盐碱性等土地的土壤改良剂等，有效解决长期以来的土壤酸化板结，提高作物产量。同时适用于城市景观绿化、屋顶绿化、停车场绿化、室内园艺等；还适用于沙漠、荒山改造等农业绿化领域。
实施例2
将细度为80～200目的92kg玻璃粉末，200～350目的4.5kg沸石粉、100～150目的2kg硼砂，120～220目的0.75kg重钙粉、120～220目的0.75kg轻钙粉均匀混合，作为海绵体发泡玻璃原料。为确保物料混合均匀，要求配合料添加比例精度高，所有添加剂与玻璃粉必须在进入加热炉前经过充分搅拌。
将其均匀平铺在烧结炉的传送带上，平铺厚度为12mm。将传送带的传送速度控制在0.75～0.9m/min，控制烧结炉内的温度使预热阶段烧结炉内的温度为750℃，持续时间为3min；然后经过软化阶段，烧结炉内的温度时间为830℃，持续时间为67.2min；之后进入发泡阶段，烧结炉内的温度为1050℃，持续时间为16min，之后进入退火阶段，烧结炉内的温度为300℃,持续时间为6min得到烧结膨化发泡加热物；最后自然冷却，得到比重为0.5～0.6，吸水率为35％～65％、孔径大小为22μm～165μm的蜂窝体玻璃轻石，使在本实施例的工艺条件下得到的蜂窝体玻璃轻石具有独立气泡。
本实施例2得到的蜂窝体玻璃轻石由于生产原料的特点使其具有防火、防水，无毒、耐腐蚀、防蛀，不易老化，无放射性、绝缘，防磁波、防静电，机械强度高等特点，同时由于工艺上的特点使其具有独立的气泡，因此可以与各类泥浆粘结性好的特性。因此将本实施例所得到的蜂窝体玻璃轻石在城市人造湿地、雨水调蓄、水体截污净化上有广泛应用，出炉后的板状产品可适用于墙壁内部填充材料，桥梁、高层建筑的吸水铺面、高速公路高层建筑的吸水铺面、农业暗渠排水等设施基础建设，由于其重量轻因此便于施工，增强了耐震性，减轻土石对构造物的压力并抑制软弱地盘上建筑物的下沉。
实施例3
将细度为80～200目的94.5kg玻璃粉末，200～350目的3kg沸石粉、100～150目的1.5kg硼砂，120～220目的0.5kg重钙粉、120～220目的0.5kg轻钙粉粉末均匀混合，作为海绵体发泡玻璃原料。将其均匀平铺在烧结炉的传送带上，平铺厚度13mm，将传送带的传送速度控制在0.7～0.85m/min，控制烧结炉内的温度使预热阶段烧结炉内的温度为760℃，持续时间为2.5～3.5min；然后经过软化阶段，烧结炉内的温度为850℃，持续时间为8min；然后经过发泡阶段，烧结炉内的温度为1080℃，持续时间为18min，之后进入退火阶段，烧结炉内的温度为320℃,持续时间为6min得到烧结膨化发泡加热物。最后将烧结膨化发泡加热物自然冷却，比重为0.75～1.05，吸水率为8～13％、具有孔径大小为15μm～25μm独立闭气孔的蜂窝体玻璃轻石。
利用本实施例3所得的蜂窝体玻璃轻石具有独立闭气孔，使其具有高吸附的特性，因此，将本实施例得到的蜂窝体玻璃轻石破碎成颗粒状加入水培容器内可用于植物水培等，可减少换水次数，水中不长绿苔，植物健康生长。
实施例4
将细度为80～200目的96.5kg玻璃粉末，200～350目的1.7kg沸石粉、100～150目的1.2kg硼砂，120～220目的0.3kg重钙粉、120～220目的0.3kg轻钙粉粉末均匀混合，作为海绵体发泡玻璃原料。将其均匀平铺在烧结炉的传送带上，平铺厚度为15mm。将传送带的传送速度控制在0.85～1.1m/min，控制烧结炉内的温度使预热阶段烧结炉内的温度为770℃，持续时间按为4min；然后经过软化阶段，烧结炉内温度为890℃，持续时间为8.5min；然后经过发泡阶段，烧结炉内温度为1120℃，持续时间为17min，之后进入退火阶段，烧结炉内的温度为240℃,持续时间为3.5min得到烧结膨化发泡加热物。最后将烧结膨化发泡加热物自然冷却，得到比重为0.85～1.25，吸水率为3％～7％、具有孔径大小为0.8μm～21.5μm独立气泡的蜂窝体玻璃轻石。
利用本实施例4所得的具有孔径大小为0.8μm～21.5μm的独立气泡的蜂窝体玻璃轻石，使其具有高吸附净化水质的特性，将本实施例得到的蜂窝体玻璃轻石破碎后投入水源中，可用于河水污水、生活污水、水产养殖水等水质净化，分解水中污物；水岸护堤，降低河岸、海岸、堤坝的上部压力。
以上内容是结合具体的优选技术方案对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。