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陶瓷廢料在建材行業的應用

文檔作者：宋婧文檔來源：廣東省建筑材料研究院		點擊數：	更新時間： 2021年04月07日
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必須采取適當的保溫措施。高強混凝土澆筑完畢后，在
8 小時內加以覆蓋和澆水養護。澆水次數應使混凝土結
構表面呈現濕潤狀態，澆水養護日期不得少于14 天。通
過這個措施，可以使混凝土在緩慢的散熱過程中獲得必
要的強度來抵抗溫度應力，減緩變形速度，充分發揮材
料的徐變特性，從而有效地削減約束力。冬施施工要延
長拆模時間，采取保溫措施，防止遭受凍害破壞。
5 結論
隨著建筑工程技術的不斷革新和發展，作為與傳統
混凝土具有不同性能的材料，高強混凝土的前景必將在
工程建設領域得到更廣泛的應用。但就目前的情況而
言，我國的技術還處于研究階段，所以要建立科學的設
計方法，加強高強混凝土工作性能的研究和應用，把設
計理論加快變成科研成果。●
【參考文獻】
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(10).
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[5] 韋必榮.高強混凝土在建筑施工中的應用[J].赤子，2012，
(6).
1 前言
據中國建材數量經濟監理學會統計2015 年我國陶
瓷磚產量約為107.2 億m2，行業每年將產生兩千萬噸以
上的廢料。陶瓷廢料產生于陶瓷生產的各個工序，不同
類型的陶瓷產品廢料產生的工序和數量又有所不同。其
中建筑陶瓷因生產連續化水平高、產量大，尤其是拋光
類產品產生的廢料居多，此外，產品成型率低的藝術瓷、
骨質瓷及多孔陶瓷在產品成型工序也會產生較多的廢
料。廢料的產生不但造成了資源浪費，同時對環境產生
了危害，因此陶瓷廢料的循環再利用成為陶瓷企業和相
關科研單位急需解決的課題。隨著各科研部門及陶瓷企
業研究的深入，陶瓷廢料的再利用已逐步延伸到不同的
領域，因陶瓷廢料的成分與建筑材料原料的成分相似，
故在建筑材料領域的應用更為廣泛。
2 陶瓷廢料在陶瓷行業的應用
2.1 制作陶粒
陶瓷廢料因其化學組分與陶瓷原料最為相似[1（] 拋
光廢料與陶瓷原料化學成分對比見表1），但陶瓷廢料
中高溫黏度較小的氧化物含量較高，直接摻入陶瓷原料
中會影響產品質量，所以早期研究主要集中在輕質陶粒
上。陶粒是以陶瓷廢料為主原料經高溫燒結制備而成的
陶瓷廢料在建材行業的應用
宋婧
（廣東省建筑材料研究院）
【摘要】本文重點闡述了陶瓷廢料在陶瓷行業及混凝土行業的再利用情況，以及在建材行業其它
領域的應用現狀，并對應用中還需解決的問題進行了總結。
【關鍵詞】陶瓷廢料；陶瓷；混凝土；建材
表1 原料的化學成分
原料/% IL SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 CaO MgO K2O Na2O
拋光廢料4.22 66.13 17.36 0.59 0.21 2.60 4.94 1.75 2.94
球土12.77 51.11 33.43 0.85 0.28 0.16 0.36 0.54 0.34
高嶺土12.86 46.58 38.29 0.57 0.06 0.28 0.37 0.94 0.26
煅燒氧化鋁0.13 - 99.36 - - - - 0.19 0.32
鉀長石粉1.28 62.51 21.51 0.35 0.50 0.70 0.33 3.25 8.21
鈉長石1.08 73.47 15.85 0.20 0.08 0.73 0.57 0.21 7.62
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
材料研究與應用
C M Y K
產品，目前陶粒已廣泛用于建筑材料領域，例如作為二
次原料應用于混凝土、墻體保溫板、墻體填料及窯爐隔
熱保溫層等。陶粒的再利用工藝簡單，廢料利用率高，是
一種較為有效的再利用途徑。同時，陶粒的再利用范圍
還在不斷拓展，如利用陶粒制備地鐵吸音材料[2]，這不
僅拓寬了陶粒應用領域，也為陶瓷廢料的實際應用提供
了參考。
2.2 用作陶瓷坯料
陶瓷廢料作為坯料用于陶瓷生產的研究已取得一
定的進展，但因建筑陶瓷或日用、美術陶瓷對原料的要
求較高，所以廢料的利用率也受到一定的限制。而對原
料要求不太苛刻的陶瓷產品成為廢料再利用的主要對
象[3～4]，例如仿古磚、手工藝磚等。仿古磚對顏色純度、吸
水率、尺寸穩定性等要求不高，陶瓷廢料可以部分甚至
全部代替仿古磚的坯用原料；手工藝術磚也是應用較為
成功的種類之一，因陶瓷廢料再利用中存在的主要問題
有缺陷多、粗糙毛邊、色差重、形狀不規則，而手工藝術
磚把這些殘缺美詮釋為手工磚的藝術美感，巧妙的利用
了這些缺陷。
2.3 生產保溫隔熱多孔材料
因陶瓷廢料用于陶瓷坯料時會產生針孔起泡等缺
陷，用作多孔材料的原料能充分利用其自身發泡性能。
陶瓷廢料在生產保溫隔熱多孔材料中的應用研究，前期
集中在摻入的可行性上，后期才逐步上升到提高摻入量
及解決變形問題上。蔡曉軍等人[5]利用拋光廢渣制備出
具有保溫隔熱功能的新型輕質建筑材料，其中廢料利用
率可達60%；佛山歐神諾陶瓷股份有限公司已利用陶瓷
廢料成功開發出可以浮在水面的新型輕質生態建筑材
料；蒙娜麗莎陶瓷有限公司已能大規模生產大規格的保
溫隔熱陶瓷板，且陶瓷廢料的摻入量最高可達80%。陶
瓷廢料在保溫隔熱建材領域的再利用不但使多孔材料
的自發泡機理得到了深入研究，同時使規模化、大型化
生產成為現實。
2.4 制備陶瓷透水磚
有研究[6]表明將陶瓷廢料添加到陶瓷透水磚中可
制備合格的透水磚，在此基礎上還可以添加生活垃圾生
產透水磚，但未進一步研究如何在不影響產品質量的情
況下提高陶瓷廢料利用率。透水磚與建筑陶瓷相比對顏
色和尺寸要求較低，陶瓷廢料用于透水磚生產適應性
強，發展空間大。
3 陶瓷廢料在混凝土中的應用
陶瓷廢料用作水泥混合材是研究方向之一。陶瓷廢
料作為水泥混合材除需滿足活性要求外，還要符合水泥
化學成分要求。具有火山灰活性的陶瓷玻化磚廢料、瓷
質廢料、炻質劈開磚廢料和陶質廢料均可作為混合材使
用[7]，其強度隨廢料中玻璃相含量的增加而增加，同時
隨著摻量的增加，水泥的強度會先增加后減小，并存在
最佳值。于立剛等人[8]對衛生陶瓷及建筑陶瓷地磚廢料
做了活性試驗比對，結果表明兩種廢料均符合活性混合
材的標準要求。當拋光磚廢料摻量小于10%時[9]，陶瓷廢
料的加入對水泥強度有貢獻，可作為較高強度水泥混合
材使用，而當摻量超過一定值后將對水泥強度產生副作
用，同時應注意氯離子含量超標的問題。
廢棄陶瓷制作再生粗骨料代替天然碎石是另一研
究方向。通過篩分制作符合混凝土粗骨料要求粒徑的粗
骨料，與天然粗骨料相比，再生陶瓷骨料的密度低、吸水
率高、壓碎指標小，所以在實際應用中需調整混凝土配
合比，此外陶瓷骨料與砂漿的粘結性能不如天然骨料，
隨再生陶瓷骨料的代替率的增加抗壓強度減小[10]，因此
限制了再生陶瓷骨料的大量使用。
4 在建筑墻體材料中的應用
蒸壓加氣混凝土砌塊作為輕質保溫隔熱的新型建
筑材料在消耗工業廢棄物上發揮著重要的作用，陶瓷廢
料代替粉煤灰制備蒸壓加氣混凝土砌塊的研究已取得
一定的進展。華南理工大學王功勛等人[11]對陶瓷拋光磚
粉制備蒸壓硅酸鹽制品從熱工及水化產物組成和形貌
方面進行了基礎研究，研究表明陶瓷拋光粉在蒸壓條件
下有較高的火山灰活性，與粉煤灰相比拋光粉中參與反
應的活性SiO2 要多，可生成較低Ca/Si 值的水化產物，
其蒸壓制品強度高于粉煤灰制品。有研究[12]表明摻入陶
瓷廢料代替一半的粉煤灰（摻入量為30%～40%）制備的
蒸壓加氣混凝土砌塊各項基本指標能符合
GB/T11968-2006《蒸壓加氣混凝土砌塊》標準要求，且在
干縮性和防水性方面優于粉煤灰加氣混凝土砌塊。此外
陶瓷廢料在加氣混凝土中的摻量需控制在30%左右[12]，
過大會對氣孔結構及混凝土力學性能產生不利影響。
5 在建材行業其它領域的應用
陶瓷廢料可用于瀝青路面隔熱層混合料，有研究[13]
表明陶瓷廢料瀝青混凝土隔熱層具有良好的降溫效果，
材料研究與應用
C M Y K
可減少路面溫度波動，解決路面的車轍問題。此外，用陶
瓷廢料制備的多孔陶瓷亦可用于廢水凈化及過濾材料
[14]，拓寬了陶瓷廢料在建材行業再利用中的應用領域。
6 應用中還需解決的問題
6.1 硬質廢料
硬質廢料是經過燒成工序的熟料，其特點是燒失量
小，化學成分接近陶瓷原料，可以重新應用到陶瓷生產
中。提高孰料廢渣的細度以及控制雜質及鐵含量是廢料
精加工的關鍵，此外硬質廢料為瘠性料，會使生坯強度
下降，同時縮短燒成時間，如何克服生坯強度下降以及
充分利用快燒特性達到節能效果是研究的重點。
6.2 拋光磚廢料
拋光磚廢料本身具有很好的細度，但拋光過程中磨
料帶入了碳化硅、氯化鎂、堿金屬化合物及高溫樹脂等
物質使其應用受到了一定限制。因氯離子含量高，作為
水泥混合料會導致水泥氯離子超標，目前如何充分利用
陶瓷廢料的活性又能避開氯離子含量過高帶來的不利
影響，提高摻量，最大限度合理有效的利用廢料是目前
需要解決的問題。作為陶瓷原料，高溫揮發的成分容易
造成瓷磚針孔起泡，難以利用。如何解決廢料再利用中
雜質含量高導致的產品變形是另一急需解決的問題。
7 小結
陶瓷廢料在建材行業的應用主要集中在陶瓷和混
凝土兩大方面，在陶瓷方面的應用相對較廣泛，同時在
某些領域也取得了一定的成果。但是與在混凝土領域的
應用最大的區別在于是否需要燒結，如無需燒結則節省
了能源，取得的經濟效益更加可觀。如何充分發揮陶瓷
廢料的活性，提高在混凝土中摻量，進一步降低建材產
業生產成本，提高資源利用率是今后研究的重點。●
【參考文獻】
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廣東省硅酸鹽學會
官方微信號gdgsyxh
材料研究與應用
C M Y K

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