4章固体废物资源化技术 第4节 固体废物制备建筑材料技术.ppt

第四节固体废物制备建筑材料技术
一、胶凝材料生产技术
二、墙体材料生产技术
三、玻璃生产技术
四、铸石生产技术
五、建筑陶瓷生产技术
六、骨料生产技术
一、胶凝材料生产技术
1、石灰
石灰岩等→(煅烧700或900~100℃)生石灰→(遇水)熟石灰→在空气中硬化与其他组分形成具有一定强度的整体。包括干燥、结晶和碳化三个交错进行的过程。
石灰→各种无熟料水泥及碳化制品、硅酸盐制品等。
熟石灰粉与黏性土、砂、碎砖、粉煤灰、碎石等→灰土、碎砖三合土、粉煤灰石灰土、粉煤灰碎石土等材料。
(一)常用的气硬性胶凝材料
胶凝材料是指在一定条件下经过自身的一系列物理化学作用,能将砂、石、砖、石块、砌块或块砖材料黏结成为具有一定强度的整体的材料。
按硬化条件的不同,分为气硬性和水硬性两种。
2、建筑石膏
原料:含硫酸钙的天然石膏(生石膏)或含硫酸钙的化工副产品和废渣,如磷、***和硼石膏,CaSO4 •2H2O,也称二水石膏。
产生:二水石膏经107~170℃煅烧分解而成的半水石膏,也称熟石膏。
反应:建筑石膏+适量的水→可塑的浆体→很快失去塑性——凝结。→迅速产生强度,→坚硬的固体——硬化。主要是半水石膏与水反应,是一个连续的溶解、水化、胶化、结晶过程。
用途:主要调制石膏砂浆,制造建筑艺术配件及建筑装饰、彩色石膏制品、石膏板墙、砖、空心砖及生产人造大理石等。
3、水玻璃
俗称泡花碱,是一种溶解于水、由碱金属氧化物和二氧化硅结合而成的硅酸盐材料。通式R2O•nSiO2(R为碱金属K或Na,n称为水玻璃模数)。常用钠水玻璃( Na2O•nSiO2)。
产生:石英砂、纯碱或含硫酸钠的原料及有类似成分的固体废物磨细,按比例配合,在玻璃熔炉内加热至1300~1400℃,熔融而生成硅酸钠,冷却后即成固态水玻璃。→~,溶解为无色、淡黄或青灰色透明或半透明黏稠液体,即成液态水玻璃。
性质:水玻璃能溶解于水中,并能在空气中凝结、硬化。其浓度用密度(D)或波美度(°Be)表示。
水玻璃在空气中吸收二氧化碳,析出二氧化硅凝胶,凝胶因干燥而逐渐硬化。为加速硬化,可加入适量的固化剂。
用途:水玻璃的黏结强度、抗拉和抗压强度较高。耐热性好,耐酸性强,能经受大多数无机酸与有机酸的作用,在建筑中常用于配制耐热砂浆、耐热混凝土。
(二)水硬性胶凝材料
水泥是最重要的建筑材料之一,品种很多,一般为硅酸盐类、铝酸盐类、硫酸盐类、磷酸盐类、硫铝酸盐类、铁铝酸盐类、***铝酸盐类。
1、硅酸盐水泥生产工艺
硅酸盐水泥是指以硅酸钙为主要成分的各种水泥的总称,国外统称为波兰特水泥。
原料:石灰石、黏土和铁粉。
石灰石、黏土和铁粉
粉磨机
水泥生料
煅烧炉
水泥熟料
粉磨机
硅酸盐水泥
石膏
1350~1450℃
煅烧炉分预热带、分解带、反应带和烧成带。
在分解带(<1000℃)进行的主要是石灰石和黏土的分解反应。
在反应带(1000~1300 ℃)发生的主要反应是
CaO+2Al2O3→ CaO•2Al2O3 CaO+2Fe2O3→ CaO•2Fe2O3
烧成带在1300 ℃高温下,铁铝酸四钙、铝酸三钙及碱质氧化钙烧成液相,当温度达到1450 ℃时, 2CaO •SiO2 → 3CaO• SiO2
2、水泥的组成
生料:石灰质原料主要提供CaO成分,黏土质原料主要提供SiO2 、 Al2O3 及少量的Fe2O3成分。硅质原料及铁质原料称为校正性原料,是为调节上述原料中某些氧化物的不足而加入的辅助性原料。
水泥是熟料中的硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙及铁铝酸四钙矿物(另加石膏)的混合物。比例不同水泥的性质不同。
3、硅酸盐水泥的凝结与硬化
水泥加水拌和→可塑性水泥浆,水泥颗粒表面的矿物开始在水中溶解与水发生水化反应→一系列新的化合物,并放出一定的热量。
水化主要产物:水化硅酸钙和水化铁酸钙凝胶、氢氧化钙、水化铝酸钙和水化硫铝酸钙晶体。在完全水化的水泥石中,凝胶体约占70%,氢氧化钙占20% 。
用途:将其他材料(砖、砂石、钢筋等)黏结在一起,凝结硬化后成为岩石状坚硬的整体。
二、墙体材料生产技术
墙体材料是用来砌筑、拼装或用其他方法构成承重墙、非承重墙的材料。
在一般房屋建筑中,墙体占整个建筑物质量的1/2,用工量、造价约各占1/3。
普通砖、空心砖、建筑砌块
(一)普通砖
孔洞率≤15%或没有孔洞的砖。分为2类:烧结砖和蒸氧砖。
1、烧结砖经焙烧而成的砖。以黏土、页岩、煤矸石或粉煤灰为主要原料→普通实心砖。
生产工艺流程:
原料
配料调制
制坯
干燥
焙烧
烧结砖
900~1050℃
青砖:氧化气氛下焙烧,浇水闷窑(还原气氛下Fe2O3→ FeO),冷却300℃下出窑。
内燃烧砖法:将煤渣