利用碱渣制备建材及其产品的配方组成比例

本发明专利技术公开了通过碱渣、粉煤灰和粒化高炉渣粉制备建材产品的配方，具体包括一种制备人造石及人造石产品的配方，一种制备轻集料的配方和两种制备路基材料的配方，所述配方包括碱渣，粉煤灰，胶凝材料，粒化高炉矿渣粉，骨料，颜料，氨基树脂或丙烯酸树脂。本发明专利技术制备的人造石、轻集料和路基材料具有高强度、不开裂的优势。人造石及人造石产品的仿真度高，成本低，制备工艺操作简单，不经过灼烧、蒸汽等复杂工艺，仅仅是将几种废弃物混合均匀、凝固成型，充分利用资源，节约能源，便于工业化生产，成本非常低。有很好的经济价值。

【技术实现步骤摘要】
利用碱渣制备建材及其产品的配方
本专利技术涉及建筑材料领域，特别是涉及利用碱渣制备人造石及人造石产品、轻集料、路基材料的配方。
技术介绍
纯碱作为重要的化工原料，广泛应用于各行各业，目前，全世界纯碱产量约3000多万吨，其中，氨碱法生产的纯碱约2000多万吨，氨碱法生产纯碱的工艺过程中会产生大量的白色沉淀物，即为制碱工业废渣，俗称“白泥”，又称碱渣。全世界每年产生的碱渣近2000多万吨。 碱渣的成分不完全一样，据报道，碱渣的主要成分为:碳酸钙39.5%-60%,硫酸钙2.8% -20%，氯化钙9.8% -14.0，氯化钠2.4% -8.0%，氧化钙3.0% -8.3，氢氧化镁2.0%-15.4%, 二氧化硅2.5 % -9.1 %，酸不溶物6.0% -10.0 %，还有一些氧化物和微量成分。 我国制碱工厂大多采用氨碱工艺生产纯碱，我国每年大约产生300万吨的碱渣。一直以来，碱渣的治理与综合利用是一个世界性技术难题，碱渣具有三个特点，第一，高碱性，第二，无机物及氯化钙含量高，第三，脱水困难等特点，难以处理和利用。目前的处置方法主要有三种:一是堆放及挖坑填埋，此举占用土地过多并会污染土地，不符合国家的环保和可持续发展战略；二是电厂脱硫，即用于去除燃煤燃烧产生的二氧化硫；三是用于制作生物病菌抑制剂，杀灭鱼塘、虾池中的病毒、细菌。但后两种处理方法对碱渣的用量太少，也无法从根本上解决碱渣污染排放问题，更不能彻底解决原有的碱渣积存。 近年也出现了一些利用制碱工业废渣的方法，经检索，广东工业大学硕士学位论文“利用制碱白泥生产沉淀碳酸钙的研究”一文中也记载了一种利用碱渣的方法，该论文处理碱渣的方法将碱渣转换为沉淀碳酸钙，该方法不仅成本高，工艺复杂，与成品碳酸钙的价格相比，可利用性不强。 【公开日】为2011年10月12日，专利号为CN201110086530.9，标题为“采用水稳定技术资源化处理制碱工业废渣的方法”也公开了一种处理碱渣的方法，具体包括，步骤a、按照体积比为70%的碱渣中掺入体积比30%的粉状物。步骤b、按照质量比将4%的水泥掺入步骤a制得的物质中搅拌均匀；步骤C、按照质量比将0.018%的水稳定剂掺入上述物质除掉吸附水膜制成围海造地的填筑成品材料。其提到了 “水稳定剂”，本领域技术人员不知道所述的“水稳定剂”是何种物质，无法通过该文献做出该填筑成品材料。该方法生产出来的是填筑成品材料，填筑成品材料的特点就是强度低，一般的工业废料经过处理后都可以实现填筑功能，不具有实际的意义。没有解决碱渣中碱性物质(氧化钙、氢氧化镁等)对建筑材料强度影响。 由于碱渣含水率高及粘聚性强的特性，利用碱渣制备人造石及人造石产品和轻集料目前还处于空白区域，尚未检索到使用碱渣制造人造石的相关报道。
技术实现思路
本专利技术提出了几种利用碱渣、粉煤灰、粒化高炉矿渣粉、胶凝材料制备建材产品的配方和方法。具体包括: 一种制备人造石及人造石产品的配方，所述配方包括碱渣30-60%，粉煤灰10-50 %，胶凝材料5-15 %，粒化高炉矿渣粉5-30 % ； 所述配方还包括:骨料，颜料或氨基树脂或丙烯酸树脂； 所述配方中，各组分的含量为(配合比):碱渣30-60%，粉煤灰10-50%，胶凝材料5-15 %，粒化高炉矿渣粉5-30 %，骨料0-40 %、颜料0.01-5 %、氨基树脂或丙烯酸树脂 0.01-2% ； 所述碱渣的含水率40% -70% ； 所述胶凝材料包括水泥、石膏、石灰或含硅酸钙或铝酸钙成分的掺加料，优选P42.5水泥。 一种制备轻集料的配方，各组分的含量为(配合比):碱渣40-70%，粉煤灰20-35 %，胶凝材料 10-15 %，骨料 0-40 % ； 所述碱渣的含水率30% -70%,所述骨料的粒径≤5mm。 一种制备路基材料的配方，各组分的含量为(配合比):碱渣20-30%，粉煤灰5-8 %，胶凝材料2-3 %，骨料60-73 %。 一种制备路基材料的配方，各组分的含量为(配合比):碱渣15%-50%，粒化高炉矿渣粉I % -15 %，胶凝材料O % -10 %，骨料40 % -73% ； 所述粒化高炉矿洛粉或为凝聚娃灰或为火山灰。 本专利技术的有益效果 其一: 首先，碱渣中含有氧化钙，氢氧化镁等碱性物质及氯化钙等物质，众所周知，碱性物质会对建筑材料的强度产生不良影响，会导致建筑材料的强度降低，不利于建筑材料中的应用。而本专利技术通过将含有二氧化硅和氧化铝成分的粉末状固体粉煤灰或粒化高炉矿渣粉同碱渣混合，当碱渣添加量为30-60%，粉煤灰添加量为10-50%时，碱渣中的碱性物质会发生化学反应生成有益于水化反应的物质，另外，粒化高炉矿渣粉对碱渣中的碱性成分起到一定的中和作用，以此可以消除碱对产品强度的不利影响。 其次，本专利技术加入胶凝材料促成碱渣与粉煤灰、粒化高炉矿渣粉、骨料结合，并形成具有一定强度物质。胶凝材料添加过少，制备的人造石或人造石产品的硬度和强度都无法达到国家标准，若过多，在人造石或人造石产品会出现开裂现象，无法正常使用。 石材的强度都很高，是仿石的难点之一，而配方中各成分的综合作用解决了强度难题，粒化高炉矿渣粉的加入对提高整个人造石或人造石产品的强度起关键作用，添加量为10%时，效果最好，也可以达到产品的最大强度，氨基树脂或丙烯酸树脂的加入可以进一步提高人造石或人造石产品的强度，根据实验，其最优配方的人造石产品的3天抗压强度大于29Mpa,抗折强度大于5.0Mpa, 28天抗压强度大于53.5Mpa,抗折强度大于8.9Mpa。 再次，之前用水泥仿石难是因为必须要添加沙子，水泥颜色灰，沙子颜色黄，导致仿石带有土黄色，如果不加沙子仿石材料又容易开裂，而本专利技术因为利用了碱渣的细度造成的粘聚性和粒化高炉矿渣粉对碱的中和而让产品不必加沙子，而且水泥也可以少用，碱渣自身是白色的，若用白水泥、石膏或石灰替换普通水泥，使人造石或人造石产品更像自然中白灰色的石头，添加颜料后颜色更逼真，不会发灰或发黑。再者，由于石材里面的石英类成分使很多石材具备一点光泽度，甚至半透光感，这也是仿石困难的原因，用氨基树脂和丙烯酸树脂可以解决这个问题，使仿造出来的石头更像天然的石英石或大理石，有很好的市场前景。 在整个生产工艺中，无需额外添加水分，利用碱渣自身含有的水分与粉煤灰或粒化高炉矿渣粉、胶凝材料的混合，同时，碱渣自身也不需要再经过干燥或脱水处理，不仅节约干燥碱渣或脱水的能源，而且节约人造石制备过程中的用水量。 最后，人造石或人造石产品中加入氨基树脂或丙烯酸树脂后，不仅使产品的颜色和质感发生改变，更重要的是进一步减轻了碱渣中的盐和碱性成分对人造石及人造石产品的影响，不仅改善了产品的外观，也加强了人造石及人造石产品各项产品性能的指标。 其二: 轻集料用于建筑行业的很多地方，需求量很大，采用碱渣、粉煤灰和胶凝材料按照碱渣40-70 %，粉煤灰20-35 %，胶凝材料10-15 %，骨料0_30 %混合后，再用成球盘将原料制成各种粒径的轻集料颗粒，其原理与人造石相似，配方略有差别，其质感也不同，采用本专利技术的配方生产出来的轻集料具有强度大、免高温灼烧、能耗低等特点，符本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备人造石及人造石产品的配方，其特征在于：所述配方中包括碱渣30‑60％，粉煤灰10‑50％，胶凝材料5‑15％，粒化高炉矿渣粉5‑30％。

【技术特征摘要】
1.一种制备人造石及人造石产品的配方，其特征在于:所述配方中包括碱渣30-60%，粉煤灰10-50 %，胶凝材料5-15 %，粒化高炉矿渣粉5-30 %。2.根据权利要求1所述的人造石及人造石产品的配方，其特征在于，所述配方中还包括:骨料，颜料，氨基树脂或丙烯酸树脂。3.根据权利要求2所述的人造石及人造石产品的配方，其特征在于:所述配方中，各组分的含量为(配合比):碱渣30-60%，粉煤灰10-50%，胶凝材料5-15%，粒化高炉矿渣粉5-30%，骨料0-40%、颜料0.01_2%、氨基树脂或丙烯酸树脂0.01-2%。4.根据权利要求1或2或3所述的制备人造石或人造石产品的配方，其特征在于:所述碱渣的含水率40% -70%。5.根据权利要求1或2或3所述的制备人造石或人造石产品的配方，其特征在于:所述胶凝材料包括水泥、石膏、石灰或含硅酸钙或铝...

【专利技术属性】
技术研发人员：万新国，赵玲强，
申请(专利权)人：赵玲强，万新国，
类型：发明
国别省市：山东;37