一种基于双源固废再生应用的高强抗渗无机人造石及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于双源固废再生应用的高强抗渗无机人造石及其制备方法，其是以双源固废颗粒、水泥、砂、325硅粉、灰硅灰、水、减水剂、丁苯乳液、可再分散乳胶粉、防水剂、色粉等为原料经过搅拌、压制、养护、定厚抛光后，在表面涂抹PTB乳液制得。本发明专利技术利用可再分散乳胶粉的粘结性能及防水剂对水泥后期水化反应的激发作用，使采用建筑和工业固废制备的无机人造石获得优良力学强度，内掺的丁苯乳液和可再分散乳胶粉提高无机人造石的耐磨性和抗弯韧性，PTB乳液可改善无机人造石表面抗渗性能。因此，本发明专利技术所述无机人造石及其制备方法，在实现建筑固废、工业固废等双源固废资源化利用的同时，兼具良好的力学性能、抗渗性能，具备广阔的应用前景。的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种基于双源固废再生应用的高强抗渗无机人造石及其制备方法


[0001]本专利技术属于建筑装饰材料领域，具体涉及一种基于双源固废再生应用的高强抗渗无机人造石及其制备方法。

技术介绍

[0002]人造石是建筑装饰领域常使用的一种材料，因人造石颜色多样，在装饰领域可替代资源紧缺的天然石材，被广泛运用于建筑工程中。人造石可分为有机人造石和无机人造石。无机人造石通常以天然石材、粉体、天然石英石等为骨料，以无机胶凝材料为粘合剂，经过多步加工制成，国内人造石通常以石英砂、钙砂、玻璃颗粒为填充骨料。随着我国城镇化和工业化的快速推进，建筑施工排放的建筑固废和工业生产产生的工业固废不断增加。由建筑施工及老旧建筑拆除产生的建筑固废包括废混凝土、废粘土砖、废砂浆、废陶瓷、渣土等，其中废混凝土和废粘土砖占比80%以上。工业固废主要包括尾矿、煤矸石、粉煤灰、赤泥等，其中尾矿主要是在采矿、选矿等一系列开发矿产资源过程中排放的工业固体废物，其中以锂尾矿、铜尾矿、铁尾矿等尾矿排放量最大且难以处置。据不完全统计，我国每年产生建筑固废35亿吨以上，而建筑固废综合利用率仅为50%；我国工业固废资源化利用率已达到62.3%，而尾矿的资源化利用率仅为18.9%，远低于工业固废资源化利用率平均水平。目前，我国对于建筑固废和工业固废通常采取就地填埋、倾倒、焚烧等方式进行处理，占用大量可用土地，同时对水资源和土地造成了严重污染，加剧了我国资源紧张的局面，制约了经济与环境的协调发展。为减少建筑和工业固废排放量，减少其对土地资源的占用及对环境的污染，采用合理途径开展固废资源化利用应成为我国处理上述两种来源固废的主要思路之一。
[0003]无机人造石是人工合成的一种建筑装饰材料，可广泛运用于建筑装饰领域中，可满足人们对建筑美观上的需求，相较于传统的有机人造石，无机人造石硬度更高，透气性好，防火性能强，可耐高温，抗冻性更强。无机人造石的主要原材料有天然石材，无机胶凝材料以及其他助剂，因为采用无机材料制作人造石，其抗弯折性能不如含高树脂的有机人造石，且防水防污能力比有机人造石差，故应对无机人造石的抗压强度、抗折强度以及抗渗性能给予足够的重视。运用建筑固废或工业固废破碎、筛分得到的再生颗粒作为骨料替代普通无机人造石中的骨料制备无机人造石，不仅能够降低无机人造石的原材料成本及固废排放厂家的处理成本，还能减少固废排放对环境的危害。然而，使用建筑或工业固废颗粒作为天然骨料的替代品所生产的无机人造石成品往往力学强度降低，韧性差，易开裂，且抗渗性能较差，作为饰面材料长期服役性能不佳。
[0004]专利CN115124289A公开了一种以淤泥状一般无机固废为主材的无机人造石及制备方法，该方法通过无机固废与矿石碎料、强化材料混合，经过搅拌，真空震荡，高压脱水，在温度为100℃~180℃的水热反应釜中反应10~20 h后，在环境温度20℃~25℃、湿度95
±
2%的环境下养护7天后制得无机人造石。但是该方法制备工艺复杂，制备温度要求较高，且采
用无机固废制备的无机人造石抗压强度以及抗折强度均较低（所测抗压强度为32~40.5 MPa，抗折强度为6.2~8.6 MPa），同时制得的无机人造石吸水率较高（6.0%~7.8%），抗渗性能较差。
[0005]专利CN112897956A公开了一种环保型无机人造石及其制备方法，该方法通过使用废弃混凝土和铜尾矿以及其他材料，经过搅拌、压制、养护制备高强的无机人造石。专利CN113582610A公开了一种钨尾矿环保型无机人造石及其制备方法，采用钨尾矿作为填充骨料制备无机人造石。上述两种专利专利技术均使用了建筑或工业固废材料制备无机人造石，所制备的无机人造石虽然抗压强度较高，但其技术方案中未涉及改善无机人造石韧性和抗渗性能的内容，无机人造石长期服役性能不能得到保证尚待商榷。
[0006]基于上述分析，本专利技术提出一种将适量可再分散乳胶粉和防水剂内掺到以建筑固废颗粒或工业尾矿颗粒等固废材料为主材的无机人造石中，并使用适量PTB乳液涂抹在无机人造石表面制备一种基于双源固废再生应用的高强抗渗无机人造石，将可再分散乳胶粉、防水剂、PTB乳液用于制备基于双源固废再生应用的无机人造石，具有以下几方面优势：1）通过利用可再分散乳胶粉突出的粘结性能、有机硅防水剂对水泥后期水化反应的激发作用、及有机硅防水剂活性基团与硅酸盐水泥的
‑
OH反应生成的Si
‑
R基硅烷链与水泥反应等效应，使得水泥水化产物数量增多、水泥石与双源固废颗粒间的粘结性能更优，从而使制备的双源固废无机人造石具备稳定、优良的力学强度，同时，内掺可再分散乳胶粉和丁苯乳液可以提高无机人造石的韧性与耐磨性，提高其抗裂能力，有利于改善无机人造石长期服役时的抗渗性能。2）PTB乳液主要组分为乙烯
‑
氯乙烯
‑
乙烯酯的三元共聚物，当涂抹到无机人造石表面时，形成的聚合物胶膜可阻断毛细管道，使表面水泥石上基于范德华力结合的小水滴无法通过，阻止水分进入到无机人造石内部，从而提高无机人造石表面的憎水性，使无机人造石板材具有一定的表面防水性； PTB乳液流动性好，其有效组分易渗入无机人造石表面填充表层开口孔隙，有助于提升板材表层的密实度，上述两种作用下，可使经表面涂抹PTB乳液的无机人造石具有优异的抗渗性能。3）建筑固废颗粒使用前进行预湿处理，处理为饱和面干状态，增强了骨料和浆体之间的粘结力，改善了无机人造石的力学性能和可加工性能。4）利用包括建筑固废和工业固废在内的双源固废制得高强抗渗的无机人造石，原材料选择面更宽广，同时对解决实际工程中天然石材等原材料紧缺、控制成本和降低固废排放带来的环境污染具有重大意义。目前，基于可再分散乳胶粉、防水剂、PTB乳液提高无机人造石强度、韧性和抗渗性能鲜见相关文献报道。因此，基于内掺可再分散乳胶粉、防水剂，表面涂抹PTB乳液制备一种基于双源固废再生应用的无机人造石，有望突破使用固废制备无机人造石强度低、韧性差、抗渗性能差而限制其实际应用的技术瓶颈。

技术实现思路

[0007]针对上述
技术介绍
中存在的缺陷与问题，本专利技术提供了一种基于双源固废再生应用的高强抗渗无机人造石及其制备方法。
[0008]本专利技术提供一种基于双源固废再生应用的高强抗渗无机人造石，本专利技术采用如下技术方案：一种基于双源固废再生应用的高强抗渗无机人造石，包括以下重量百分比的组分：双源固废颗粒15%~70%，砂10%~50%，水泥18%~28%，水1%~7%，325硅粉0%~4%，灰硅灰0%~4%，丁苯乳液4%~6%，减水剂0.5%~2%，可再分散乳胶粉0%~1.2%，色粉0%~1%，还包含占水总质
量4%~6%的防水剂，其质量百分数之和为100%。
[0009]进一步地，所述双源固废颗粒是指分别由建筑固废及工业固废生产的颗粒，其中，建筑固废颗粒为建筑拆除废混凝土或废粘土砖经破碎、研磨、筛分、清洗、晾晒后所得颗粒，粒径范围为2.36 mm~15 mm，粒径分布按重量百分比计为：2.36 mm~5 mm占35%~4本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于双源固废再生应用的高强抗渗无机人造石，其特征在于：其所用原料组分及各组分所占质量百分数为：双源固废颗粒15%~70%，砂10%~50%，水泥18%~28%，水1%~7%，325硅粉0%~4%，灰硅灰0%~4%，减水剂0.5%~2%，丁苯乳液4%~6%，可再分散乳胶粉0%~1.2%，色粉0%~1%，还包含占水总质量4%~6%的防水剂，其质量百分数之和为100%。2.根据权利1所述的基于双源固废再生应用的高强抗渗无机人造石，其特征在于：所述双源固废颗粒是指分别由建筑固废及工业固废生产的颗粒，其中，建筑固废颗粒为建筑拆除废混凝土或废粘土砖经破碎、研磨、筛分、清洗、晾晒后所得颗粒，粒径范围为2.36 mm~15 mm，粒径分布按重量百分比计为：2.36 mm~5 mm占35%~45%，5 mm~15 mm占55%~65%，吸水率≤5%，压碎指标≤15%，微粉含量≤2%，泥块含量≤2.5%；所述工业固废颗粒指经过破碎、筛分及研磨处理后得到的锂尾矿粉、铜尾矿粉或钼尾矿粉，粒径≤0.85 mm，粒径分布按重量百分比计为：0.85 mm~0.425 mm占10%~12%，0.425 mm~0.18 mm占25%~27%，0.18 mm~0.106 mm占15%~17%，0.106 mm~0.075 mm占9%~11%，≤0.075 mm占36%~39%，SiO2含量大于70%，CaO含量小于5%，吸水率为5%~7%。3.根据权利1所述的基于双源固废再生应用的高强抗渗无机人造石，其特征在于：所述双源固废颗粒可单独使用，也可同时使用；单独使用时，建筑固废颗粒占原材料总质量百数不超过25%，同时不低于15%，工业固废颗粒占原材料总质量百数不超过50%，同时不低于40%；同时使用时，建筑固废颗粒与工业固废颗粒的质量比为（0.07~0.56）:1。4.根据权利1所述的基于双源固废再生应用的高强抗渗无机人造石，其特征在于：所述砂为钙砂或石英砂，其中钙砂的粒径≤0.25 mm，石英砂的粒径范围为1.18 mm~3.35 mm。5.根据权利1所述的基于双源固废再生应用的高强抗渗无机人造石，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚杰，赵宝军，易世帆，徐鑫，张鸿儒，曾正祥，吴琛，尹正，邹长根，黄明洋，曾维来，杨晗，张雯琪，
申请(专利权)人：广东海龙建筑科技有限公司，
类型：发明
国别省市：