建筑陶瓷固废模拟热液蚀变反应低碳制备陶瓷砖

陶瓷通常需要在1 000℃以上烧结,导致陶瓷工业约有60%的能耗用于烧成工序,降低陶瓷的烧成温度对于陶瓷行业的节能减碳具有重要意义。本文以陶瓷固废为原料提出了一种在200℃下模拟热液蚀变反应低碳制备陶瓷的方法。本研究先对废陶瓷进行球磨预处理,得到亚微米级粉体,再通过模拟热液蚀变反应,以陶瓷固废粉体为原料制备出陶瓷砖。在最佳实验条件下:陶瓷固废球磨6 h,粉体含水率25%,以硅酸钾水溶液作为蚀变溶液,在200℃温度下反应36 h,得到样品的抗折强度为(32.1±4) MPa,满足陶瓷砖的应用要求。利用X射线衍射、傅里叶红外光谱、扫描电子显微镜表征反应前后样品的物相组成、官能团结构和微观形貌,给出了可能的反应过程。确认在热液蚀变反应中产生了正长石和α-石英晶体,这两种晶体的生长有效地提高陶瓷砖的抗折强度。

烧结温度及机械活化时间对陶瓷固废制备陶瓷砖的影响

陶瓷的生产、使用和废弃过程会产生大量的固体废物,这些陶瓷固废大多只能露天堆放或填埋处置,其资源化利用程度很低。本文以陶瓷固废为主要原料,在三乙醇胺和毫米级氧化锆球的协同作用下对陶瓷废弃物机械活化处理,探究不同机械活化时间和烧结温度对废瓷粉烧结性能的影响。结果表明:机械活化6 h后能将废瓷粉的中位粒径D_(50)从4.329μm减小到0.141μm,打破了废瓷粉中有序的Si—O四面体结构,使其无定形化程度加深,进而提高粉体的烧结活性。烧结温度的升高不仅能增加液相的生成量,使其填充颗粒间的孔隙,提高样品的致密度,还能促进透辉石的生成,优化样品物理性能。在烧结温度950℃、保温0.5 h后,样品抗折强度为51.63 MPa,吸水率为0.386%,体积密度为2.342 g/cm^(3),符合《陶瓷砖》(GB 4100—2016)中BIa类标准(平均抗折强度≥35 MPa,吸水率≤0.5%)瓷质砖要求。本文提供了一种“以废制新”的新方法,实现了废陶瓷的有效回收利用。

YSZ短纤维增强日用陶瓷固废再烧结材料的研究

中国传统陶瓷固废排放量巨大,陶瓷固废的资源化利用不但可解决固废丢弃填埋引起的生态环境危害,而且可节约大量天然矿物原料,带来重要的社会经济效益。本文以烧结日用陶瓷固废为主要原料,并引入少量氧化钇稳定氧化锆(YSZ)短纤维作为增强相,制备了高固废掺比的再生陶瓷材料。研究了纤维含量和烧成温度对制备的固废再烧结陶瓷材料的晶相组成、微观结构和力学性能等的影响,结果表明:YSZ纤维的添加量对固废材料的烧结性能影响不大,引入少量YSZ可明显提高废瓷再烧结材料的力学性能,其中,YSZ纤维添加量为15%并在1250℃烧成时,样品的抗弯强度为113 MPa,断裂韧性可达2.63 MP·m^(1/2)。

固废基陶瓷微珠透水砖的制备方法

利用大宗固体废弃物制备透水建材可以为城市雨洪管理提供绿色高性能产品,是解决“无废城市”和“海绵城市”问题的新举措。文章以典型难处理工业固废为研究对象,针对建材制造业囿于环境污染隐患、固废消耗能力低的行业难题以及传统制砖工艺能耗大、碳排放高的技术难题,发明了重金属吸附-烧结玻化-水泥固化协同制备陶瓷微珠透水砖的方法,通过清洁生产提升工业废弃物的利用价值,以期在绿色建材领域引领一波创新浪潮,助推环境友好型城市基础设施的构建。

固废陶瓷在水泥基材料中的应用和研究进展

随着全球工业化的快速发展,垃圾废物管理对环境影响的问题已受到了广泛关注。固废陶瓷作为一种极难降解的垃圾废弃物,正在全球范围内日益增多。基于此,一些学者认为将固废陶瓷应用于建筑行业中是赋予其价值的最有吸引力的选择之一。目前,一些发达国家已对固废陶瓷应用于水泥基材料中的研究进行了试验,并取得了很多显著成效。然而,我国对这方面的研究仍处于起步阶段。对固废陶瓷水泥基材料的力学性能和耐久性方面的研究现状进行了总结和归纳,并分析了固废陶瓷水泥基材料未来的研究热点。