全固廢新型建筑材料
工業(yè)固體廢渣的有效處置、生態(tài)環(huán)境污染的源頭治理、新老建筑物的節(jié)能降耗、海綿城市建設(shè)中的排水蓄水、美好城市建設(shè)中的路面裝飾及傳統(tǒng)建材生產(chǎn)對土地資源的消耗等,是國民經(jīng)濟(jì)和社會持續(xù)發(fā)展迫切需要解決的重大問題。本成果以尾礦(黑色金屬尾礦、有色金屬尾礦、稀貴金屬尾礦和非金屬尾礦)、燃料廢渣(粉煤灰、煤矸石、石油焦等)、冶煉廢渣(鋼鐵冶金渣和有色金屬冶金渣)、建筑垃圾、水處理污泥及工業(yè)粉塵等工業(yè)固體廢渣為主要原料,制備建筑物隔熱保溫隔聲用泡沫陶瓷、海綿城市建設(shè)用透水陶瓷、裸露路面及建筑物裝飾用陶瓷板等新型建筑材料制品,提供全固廢或以工業(yè)廢渣為主要組成的新型建筑材料的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)與方案。
根據(jù)不同尾礦、燃料廢渣、冶煉廢渣、建筑垃圾、水處理污泥等工業(yè)固廢的化學(xué)組成與物相特點(diǎn),利用各廢渣化學(xué)組成間的協(xié)同-互補(bǔ)-相克原理,通過組成的科學(xué)設(shè)計和工藝控制,實(shí)現(xiàn)工業(yè)廢渣的最佳組合、最大化利用和高附加值利用;通過化學(xué)鍵合和物理包埋技術(shù),實(shí)現(xiàn)對廢渣中可能存在的重金屬離子的固溶與固封,使制品不產(chǎn)生二次污染。其中,泡沫陶瓷的固廢含量為100wt%,體積密度0.37-0.61g/cm3,氣孔率78.3-88.5%,抗壓強(qiáng)度2.9-8.1MPa,抗彎強(qiáng)度1.4-4.3MPa;透水陶瓷的固廢含量為100wt%,透水系數(shù)4.68×10-2cm/s,抗壓強(qiáng)度72.3MPa,抗彎強(qiáng)度13.3MPa;陶瓷板的固廢含量為100wt%,體積密度1.96~2.01g/cm3,最高抗壓強(qiáng)度346.5MPa。
優(yōu)勢:(1)原材料優(yōu)勢:以工業(yè)廢渣為原料,無需消耗化工原料及礦產(chǎn)與土地資源;(2)技術(shù)優(yōu)勢:利用各廢渣化學(xué)組成間的協(xié)同-互補(bǔ)-相克效應(yīng)及固溶-固封技術(shù),既可實(shí)現(xiàn)廢渣的最佳組合、最大化利用,又可賦予制品優(yōu)良的綜合性能,還可降低燒結(jié)溫度與時間,從而減少制備過程的能源消耗與排放。(3)其它優(yōu)勢:與有機(jī)泡沫材料相比,無機(jī)泡沫材料耐高溫,無安全隱患;與免燒結(jié)泡沫水泥相比,燒結(jié)泡沫陶瓷的強(qiáng)度高,使用可靠性強(qiáng)。
中南大學(xué)
2022-12-15