(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 111072362 A(43)申请公布日 2020.04.28
(21)申请号 201911364248.5(22)申请日 2019.12.26
(71)申请人 宁波荣山新型材料有限公司
地址 315899 浙江省宁波市北仑区黄海路
68号(72)发明人 王小山 屠浩驰 王智宇 李辉
杨云峰 (74)专利代理机构 上海泰能知识产权代理事务
所 31233
代理人 黄志达 魏峯(51)Int.Cl.
C04B 28/14(2006.01)C04B 111/40(2006.01)
权利要求书1页 说明书5页
(54)发明名称
一种以工业废弃物为原料的轻质隔墙板及其制备方法
(57)摘要
本发明涉及一种以工业废弃物为原料的轻质隔墙板及其制备方法，原料由以下组分组成：副产磷石膏煅烧物、废弃物轻集料、废弃物填料、缓凝剂、减水剂和保水剂。采用压制成型工艺制备而成。本发明将多种大宗工业固体废弃物资源化利用，发挥它们各自的物理化学特点，综合制备成一种适合装配化的、具有低容重高强度、不收缩不开裂、施工简易快速的优点的隔墙板材料，能大量消纳多种利用率低的工业固体废弃物，实现经济效益、社会效益和环境效益的统一。
CN 111072362 ACN 111072362 A
权 利 要 求 书
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1.一种以工业废弃物为原料的轻质隔墙板，其特征在于：原料按质量份数，由以下组分组成：副产磷石膏煅烧物750-1000份，废弃物轻集料200-350份，废弃物填料15-30份，缓凝剂0.3-0.5份，减水剂1.5-3份，保水剂1-3份。
2.根据权利要求1所述的轻质隔墙板，其特征在于：所述副产磷石膏煅烧物为工业副产磷石膏在800-1000℃煅烧得到的具有水化活性的产品。
3.根据权利要求1所述的轻质隔墙板，其特征在于：所述废弃物轻集料为70-90目的电厂固体废弃炉渣或者低品质黑曜岩膨化获得的50-70目的低品质黑曜岩膨胀珍珠岩。
4.根据权利要求1所述的轻质隔墙板，其特征在于：所述废弃物填料为200-300目废矿膨润土或者60-70目的炼钢厂固体废弃物钢渣。
5.根据权利要求1所述的轻质隔墙板，其特征在于：所述缓凝剂为改性氨基酸盐缓凝剂。
6.根据权利要求1所述的轻质隔墙板，其特征在于：所述减水剂为三聚氰胺类减水剂或者聚羧酸系高聚物减水剂。
7.根据权利要求1所述的轻质隔墙板，其特征在于：所述保水剂为粘度4-10万MPa·s的羟丙基甲基纤维素醚。
8.一种如权利要求1所述的以工业废弃物为原料的轻质隔墙板的制备方法，包括：(1)按配比，称取副产磷石膏煅烧物、缓凝剂和保水剂混合，另外再称取废弃物轻集料、废弃物填料、减水剂和水混合，同时进行一级搅拌，再混合所有物料进行二级搅拌；
(2)将上述混合料送入粉末成型机，振动至物料密实平整后，双面施压压制成型；(3)将成型后的隔墙板坯体送入标准养护室养护，暖风干燥后获得以工业废弃物为原料的轻质隔墙板。
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说 明 书
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一种以工业废弃物为原料的轻质隔墙板及其制备方法
技术领域
[0001]本发明属于建筑材料领域，特别涉及一种以工业废弃物为原料的轻质隔墙板及其制备方法。
背景技术
[0002]随着我国经济高速发展，工业固体废物数量日益增加。尤其是冶金、火力发电、化肥等工业排放量最大。工业废物数量庞大，种类繁多，成分复杂，处理相当困难。工业废物消极堆存不仅占用大量土地，造成人力物力的浪费，而且许多工业废渣含有易溶于水的物质，通过淋溶污染土壤和水体。粉状的工业废物，随风飞扬，污染大气，有的还散发臭气和毒气。有的废物甚至淤塞河道，污染水系，影响生物生长，危害人体健康，所以工业固体废弃物的资源化综合利用越来越被重视。[0003]另一方面，随着墙体材料的不断革新和建筑装配化进程的不断推进，用于新建、改建、扩建的框架式结构的高楼大厦、工业厂房和民用住宅的非承重隔墙，以及旧房加层改造的分室分户墙、走廊隔墙、厨卫隔墙、管道井电梯井隔墙及对防火、隔声等有特殊要求的建筑物隔墙的新型轻质隔墙板越来越受到青睐。轻质隔墙板可实现工厂集中生产，在工厂内一次预制成型，将成品板运至施工现场，经拼装，快速成墙，做到了施工速度快，大幅度减少了现场湿作业，无需二次抹面处理，可直接刮批腻子进行装修。轻质隔墙板主要由胶凝材料、轻集料、填料和功能改性剂组成，其中胶凝材料、轻集料和填料都可以选取合适的工业固体废弃物转化作为原料，可以消纳大量的工业废弃物，为多种大宗固体废弃物资源化综合利用提供有效的途径。
发明内容
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种以工业废弃物为原料的轻质隔墙板及其制备方法，为了解决多种大宗工业固体废弃物资源化综合利用的问题。[0005]本发明提供了一种以工业废弃物为原料的轻质隔墙板，原料按质量份数，由以下组分组成：副产磷石膏煅烧物750-1000份，废弃物轻集料200-350份，废弃物填料15-30份，缓凝剂0.3-0.5份，减水剂1.5-3份，保水剂1-3份。
[0006]所述副产磷石膏煅烧物为工业副产磷石膏在800-1000℃煅烧得到的具有水化活性的产品。
[0007]所述废弃物轻集料为70-90目的电厂固体废弃炉渣或者低品质黑曜岩膨化获得的50-70目的低品质黑曜岩膨胀珍珠岩。
[0008]所述废弃物填料为200-300目废矿膨润土或者60-70目的炼钢厂固体废弃物钢渣。[0009]所述缓凝剂为改性氨基酸盐缓凝剂。
[0010]所述减水剂为三聚氰胺类减水剂或者聚羧酸系高聚物减水剂。[0011]所述保水剂为粘度4-10万MPa·s的羟丙基甲基纤维素醚。
[0012]本发明还提供了一种以工业废弃物为原料的轻质隔墙板的制备方法，包括：
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说 明 书
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(1)按配比，称取副产磷石膏煅烧物、缓凝剂和保水剂混合，另外再称取废弃物轻
集料、废弃物填料、减水剂和水混合，同时进行一级搅拌，再混合所有物料进行二级搅拌；[0014](2)将上述混合料送入粉末成型机，振动至物料密实平整后，双面施压压制成型；[0015](3)将成型后的隔墙板坯体送入标准养护室养护，暖风干燥后获得以工业废弃物为原料的轻质隔墙板。
[0016]工业副产磷石膏是高浓度磷复肥和磷酸工业的快速发展而急剧增加的大宗固体废弃物。我国磷石膏大量堆积，历年堆积数量已经超过3.5亿吨，同时每年仍然有8500万吨的排放。磷石膏堆放会占用大量土地，并且磷石膏中含有的大量有害杂质会严重污染环境和地下水，所以磷石膏问题不解决，磷肥化工业就不能实现可持续发展。近些年来，工业副产磷石膏的资源化再利用得到政府和企业的重视，可是受技术和市场限制，利用率只有30％左右。
[0017]副产磷石膏煅烧物是将工业副产磷石膏块水洗、粉碎后在900～1200℃高温条件下烧成的磷石膏粉，其中主要成分是无水硫酸钙Ⅰ，含有少量β半水石膏和少量氧化钙。这种磷石膏粉在水中溶解度小，与水反应缓慢，直接用来做轻质隔墙板的胶凝材料力学性能较差，需要激发剂来调节。
[0018]电厂固体废弃炉渣属于火电厂发电用煤燃烧后清理出来的固体废弃物，成分复杂。不过经过燃烧室的高温环境后，炉渣大多是表面玻璃态的中空颗粒，经过粉碎筛分后，堆积密度在为700～800kg/m3，可以作为轻质隔墙板的轻集料使用。炉渣颗粒表面光滑，带有一定的电荷，对胶凝材料的包裹性有一定的要求，所以需要加入外加剂进行调节。
[0019]低品质黑曜岩主要来源于优质的松脂岩类珍珠岩矿开采后剩余的无价值的尾矿，相比于正常珍珠岩矿砂10倍以上的膨化倍率，只有2～5倍的黑曜岩矿砂因为膨化倍率低，导致经济价值低而得不到妥善处理。低品质黑曜岩矿膨化得到的低品质黑曜岩膨胀珍珠岩的堆积密度一般150～300kg/m3，颗粒小而硬，不适合制备常规的无机轻集料保温材料。轻质隔墙板因为本身的强度要求和生产工艺特点，正好是消纳这种黑曜岩尾矿的去处。[0020]废矿膨润土主要是珍珠岩矿的伴生矿，因为成分复杂，晶类多样，品质极低，所以无法用来制备膨润土制品，现大多采取堆积的临时措施，占用大量土地，影响珍珠岩矿的开采效率。将废矿膨润土粉碎磨细之后，由于含有硅四面体和铝八面体的蒙脱石成分，在轻质隔墙板中可以作为无机填料使用。
[0021]炼钢厂固体废弃物钢渣是钢厂在炼钢过程中的一种副产品。它由生铁中的硅、锰、磷、硫等杂质在熔炼过程中氧化而成的各种氧化物以及这些氧化物与溶剂反应生成的盐类所组成。炼钢厂的炼钢厂固体废弃物钢渣主要成分是硅酸三钙、硅酸二钙、钙镁橄榄石、钙镁蔷薇辉石、铁酸二钙、镁、铁、锰的氧化物形成的固熔体、游离石灰等。炼钢厂固体废弃物钢渣呈一定的碱性，加入到副产磷石膏煅烧物中可以发挥碱激发的作用，增加副产磷石膏煅烧物的水化速度，提高硬化体强度。炼钢厂固体废弃物钢渣磨碎后的颗粒表面电荷跟电厂固体废弃炉渣颗粒的表面电荷相反，所以两者可以相互中和，从而提高副产磷石膏煅烧物对骨料的包裹性，降低混合搅拌和成型填模的工艺难度，减少混合料对模具的粘结。其特性对于本发明的轻质隔墙板的各种工业固体废弃物转化而来的组分都有益处，用作填料兼激发剂很合适。
[0022]要将这几种大宗工业固体废弃物统合应用，除了组成配比上进行试验整合外，需
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说 明 书
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要在工艺上做一定的改进。本发明中采用半干料双面压制成型的方法。过程中并不需要将物料搅拌至浆体，所以大幅降低了加水量，减少了搅拌时间。半干物料填模后，双面施加的压力保证了轻质隔墙板坯体的内聚力，成型后有足够的初始强度，在出模和转移过程中不会被破坏。压制成型取代浆体灌注后，工艺需水量减少了至少50％，对后期烘干所需时间减少60％，所需能耗减少40％以上。[0023]有益效果[0024](1)本发明将多种大宗工业固体废弃物资源化利用，发挥它们各自的物理化学特点，综合制备成一种适合装配化的新型隔墙板材料。[0025](2)本发明的轻质隔墙板实现了低容重高强度、不收缩不开裂、施工简易快速的优点，又具有保温隔音的功能，从原料到生产到使用全生命周期绿色环保。[0026](3)本发明的工业废弃物制得的轻质隔墙板，能大量消纳工业副产磷石膏、电厂炉渣、珍珠岩尾矿、炼钢厂钢渣等大宗工业固体废弃物，变废为宝，实现经济效益、社会效益和环境效益的统一。
具体实施方式
[0027]下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
[0028]实施例1[0029]副产磷石膏煅烧物750份，电厂固体废弃炉渣200份，炼钢厂固体废弃物钢渣20份，缓凝剂0.3份，减水剂1.5份，保水剂1份。制备时，将副产磷石膏煅烧物和缓凝剂、减水剂、保水剂进行一级搅拌，电厂固体废弃炉渣和固料重量0.45倍的水进行二级搅拌，然后混合所有物料进行强制搅拌；半干混合料泵送入粉末成型机模框，振动至物料密实平整后，双面施压压制成型；成型后隔墙板送入标准养护室养护7d，60℃暖风干燥后获得2400cm×600cm×9cm的成品。
[0030]本实施例的性能测试参照标准《建筑隔墙用轻质隔墙条板》GB/T 23451-2009的规定进行，得到的测试结果是：抗冲击性能10次，抗压强度9.3MPa，面密度86kg/m2，燃烧性能A1级。
[0031]实施例2
[0032]副产磷石膏煅烧物1000份，低品质黑曜岩膨胀珍珠岩350份，膨润土30份，缓凝剂0.5份，减水剂3份，保水剂3份。制备时，将副产磷石膏煅烧物和缓凝剂、减水剂、保水剂进行一级搅拌，低品质黑曜岩膨胀珍珠岩和固料重量0.49倍的水进行二级搅拌，然后混合所有物料进行强制搅拌；半干混合料泵送入粉末成型机模框，振动至物料密实平整后，双面施压压制成型；成型后隔墙板送入标准养护室养护7d，60℃暖风干燥后获得2400cm×600cm×9cm的成品。
[0033]本实施例的性能测试参照标准《建筑隔墙用轻质隔墙条板》GB/T 23451-2009的规定进行，得到的测试结果是：抗冲击性能8次，抗压强度6.5MPa，面密度69kg/m2，燃烧性能A1级。
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说 明 书
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实施例3
[0035]副产磷石膏煅烧物800份，电厂固体废弃炉渣80份，低品质黑曜岩膨胀珍珠岩200份，炼钢厂固体废弃物钢渣18份，膨润土10份，缓凝剂0.4份，减水剂1.8份，保水剂2份。制备时，将副产磷石膏煅烧物和缓凝剂、减水剂、保水剂进行一级搅拌，电厂固体废弃炉渣、低品质黑曜岩膨胀珍珠岩和固料重量0.47倍的水进行二级搅拌，然后混合所有物料进行强制搅拌；半干混合料泵送入粉末成型机模框，振动至物料密实平整后，双面施压压制成型；成型后隔墙板送入标准养护室养护7d，60℃暖风干燥后获得2400cm×600cm×9cm的成品。[0036]本实施例的性能测试参照标准《建筑隔墙用轻质隔墙条板》GB/T 23451-2009的规定进行，得到的测试结果是：抗冲击性能11次，抗压强度7.1MPa，面密度76kg/m2，燃烧性能A1级。
[0037]实施例4
[0038]副产磷石膏煅烧物800份，电厂固体废弃炉渣100份，低品质黑曜岩膨胀珍珠岩150份，炼钢厂固体废弃物钢渣20份，膨润土10份，缓凝剂0.4份，减水剂1.8份，保水剂1.5份。制备时，将副产磷石膏煅烧物和缓凝剂、减水剂、保水剂进行一级搅拌，电厂固体废弃炉渣、低品质黑曜岩膨胀珍珠岩和固料重量0.46倍的水进行二级搅拌，然后混合所有物料进行强制搅拌；半干混合料泵送入粉末成型机模框，振动至物料密实平整后，双面施压压制成型；成型后隔墙板送入标准养护室养护7d，60℃暖风干燥后获得2400cm×600cm×9cm的成品。[0039]本实施例的性能测试参照标准《建筑隔墙用轻质隔墙条板》GB/T 23451-2009的规定进行，得到的测试结果是：抗冲击性能9次，抗压强度7.6MPa，面密度80kg/m2，燃烧性能A1级。
[0040]实施例5[0041]副产磷石膏煅烧物900份，电厂固体废弃炉渣50份，低品质黑曜岩膨胀珍珠岩300份，炼钢厂固体废弃物钢渣5份，膨润土15份，缓凝剂0.45份，减水剂2.7份，保水剂2.7份。制备时，将副产磷石膏煅烧物和缓凝剂、减水剂、保水剂进行一级搅拌，电厂固体废弃炉渣、低品质黑曜岩膨胀珍珠岩和固料重量0.49倍的水进行二级搅拌，然后混合所有物料进行强制搅拌；半干混合料泵送入粉末成型机模框，振动至物料密实平整后，双面施压压制成型；成型后隔墙板送入标准养护室养护7d，60℃暖风干燥后获得2400cm×600cm×9cm的成品。[0042]本实施例的性能测试参照标准《建筑隔墙用轻质隔墙条板》GB/T 23451-2009的规定进行，得到的测试结果是：抗冲击性能8次，抗压强度6.8MPa，面密度71kg/m2，燃烧性能A1级。
[0043]实施例6[0044]副产磷石膏煅烧物880份，电厂固体废弃炉渣150份，低品质黑曜岩膨胀珍珠岩60份，炼钢厂固体废弃物钢渣10份，膨润土10份，缓凝剂0.3份，减水剂2.7份，保水剂2份。制备时，将副产磷石膏煅烧物和缓凝剂、减水剂、保水剂进行一级搅拌，低品质黑曜岩膨胀珍珠岩和固料重量0.45倍的水进行二级搅拌，然后混合所有物料进行强制搅拌；半干混合料泵送入粉末成型机模框，振动至物料密实平整后，双面施压压制成型；成型后隔墙板送入标准养护室养护7d，60℃暖风干燥后获得2400cm×600cm×9cm的成品。[0045]本实施例的性能测试参照标准《建筑隔墙用轻质隔墙条板》GB/T 23451-2009的规定进行，得到的测试结果是：抗冲击性能6次，抗压强度7.6MPa，面密度86kg/m2，燃烧性能A1
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说 明 书
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级。
实施例7
[0047]副产磷石膏煅烧物750份，电厂固体废弃炉渣200份，低品质黑曜岩膨胀珍珠岩100份，炼钢厂固体废弃物钢渣20份，膨润土10份，缓凝剂0.3份，减水剂3份，保水剂3份。制备时，将副产磷石膏煅烧物和缓凝剂、减水剂、保水剂进行一级搅拌，电厂固体废弃炉渣、低品质黑曜岩膨胀珍珠岩和固料重量0.49倍的水进行二级搅拌，然后混合所有物料进行强制搅拌；半干混合料泵送入粉末成型机模框，振动至物料密实平整后，双面施压压制成型；成型后隔墙板送入标准养护室养护7d，60℃暖风干燥后获得2400cm×600cm×9cm的成品。[0048]本实施例的性能测试参照标准《建筑隔墙用轻质隔墙条板》GB/T 23451-2009的规定进行，得到的测试结果是：抗冲击性能10次，抗压强度9.2MPa，面密度85kg/m2，燃烧性能A1级。
[0049]实施例8
[0050]副产磷石膏煅烧物1000份，电厂固体废弃炉渣200份，炼钢厂固体废弃物钢渣20份，缓凝剂0.3份，减水剂3份，保水剂3份。制备时，将副产磷石膏煅烧物和缓凝剂、减水剂、保水剂进行一级搅拌，电厂固体废弃炉渣和固料重量0.44倍的水进行二级搅拌，然后混合所有物料进行强制搅拌；半干混合料泵送入粉末成型机模框，振动至物料密实平整后，双面施压压制成型；成型后隔墙板送入标准养护室养护7d，60℃暖风干燥后获得2400cm×600cm×9cm的成品。
[0051]本实施例的性能测试参照标准《建筑隔墙用轻质隔墙条板》GB/T 23451-2009的规定进行，得到的测试结果是：抗冲击性能14次，抗压强度10.5MPa，面密度101kg/m2，燃烧性能A1级。
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