CN112723815A - 一种全工业固废高强仿真大理石及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种全工业固废高强仿真大理石及其制备方法，包括如下步骤：将烘干的辉绿岩尾矿、铝灰、脱硫石膏和石灰石尾矿按比例混合研磨，然后将混合粉料煅烧制备尾矿基胶凝材料熟料；尾矿基胶凝材料熟料与脱硫石膏混合粉磨，制得尾矿基胶凝材料；将尾矿基胶凝材料作为无机固化剂，与0‑5mm辉绿岩尾矿细骨料、有机颜料、外加剂和水混合，得仿真大理石面层材料；将尾矿基胶凝材料作为无机固化剂，与5‑10mm辉绿岩尾矿、0‑5mm辉绿岩尾矿细骨料、外加剂和水混合，得仿真大理石本体材料；将仿真大理石面层材料平铺于模具中，并将仿真大理石本体材料平铺于仿真大理石面层材料层上，压制成型；将脱模、养护后的仿真大理石生坯抛光后制得固废基仿真大理石。

Description

一种全工业固废高强仿真大理石及其制备方法
技术领域
本发明涉及固废利用技术领域，尤其是一种全工业固废高强仿真大理石及其制备方法。
背景技术
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
目前，仿真大理石的制备多采用PVC、石蜡、聚氯乙烯以及增硬乳液等有机固化剂作为胶凝材料，此种制备方式使得大理石坯体的制备需经热压成型。不仅能耗高，而且工艺复杂，制备的防大理石材料强度低。此外，采用无机固化剂制备仿真大理石时，多采用高铝水泥，并辅以石英砂作为骨料。而高铝水泥的制备原料为天然的铝矾土和石灰石，而石英砂也是天然的砂石资源，因此仿真大理石成本较高。
发明内容
针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种全工业固废高强仿真大理石及其制备方法。
为解决以上技术问题，本发明的以下一个或多个实施例提供了如下技术方案：
第一方面，本发明提供一种全工艺固废高强仿真大理石，其包括面层和本体，其中，面层包括以下重量份的组分：无机固化剂20-25份，0-5mm辉绿岩尾矿细骨料40-60份，外加剂0-5份，无机颜料粉5-10份，水胶比0.25-0.4；
本体包括以下重量份的组分：无机固化剂20-25份，5-10mm辉绿岩尾矿40-60份，0-5mm辉绿岩尾矿细骨料20-40份，外加剂0-5份，水胶比0.3-0.4；
其中，所述无机固化剂为尾矿基胶凝材料，尾矿基胶凝材料为辉绿岩尾矿、铝灰、脱硫石膏和石灰石尾矿混合煅烧后的尾矿基胶凝材料熟料与脱硫石膏的混合物。
第二方面，本发明提供一种全工艺固废高强仿真大理石的制备方法，包括如下步骤：
将烘干的辉绿岩尾矿、铝灰、脱硫石膏和石灰石尾矿按比例混合研磨，然后将混合粉料煅烧制备尾矿基胶凝材料熟料；
尾矿基胶凝材料熟料与脱硫石膏混合粉磨，制得尾矿基胶凝材料；
将尾矿基胶凝材料作为无机固化剂，与0-5mm辉绿岩尾矿细骨料、无机颜料粉、外加剂和水混合，得仿真大理石面层材料；
将尾矿基胶凝材料作为无机固化剂，与5-10mm辉绿岩尾矿、0-5mm辉绿岩尾矿细骨料、外加剂和水混合，得仿真大理石本体材料；
将仿真大理石面层材料平铺于模具中，并将仿真大理石本体材料平铺于仿真大理石面层材料层上，压制成型；
将脱模、养护后的仿真大理石生坯抛光后制得固废基仿真大理石。
与现有技术相比，本发明的以上实施例的有益效果为：
本发明制备预制用混凝土以固废为原料，不仅节约了制备成本，而且有效缓解自然资源的消耗并且可实现高强度仿真大理石的制备，可以解决采用有机固化剂制备仿真大理石能耗高、工艺复杂，且产品热稳定性差、强度低，采用高铝水泥和石英砂骨料为原料制备时，存在的成本高及资源浪费等问题。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明实施例的全工业固废制备高强仿真大理石的技术路线图；
图2为本发明实施例1制备的尾矿基胶凝材料XRD图。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
第一方面，本发明提供一种全工艺固废高强仿真大理石，其包括面层和本体，其中，面层包括以下重量份的组分：无机固化剂20-25份，0-5mm辉绿岩尾矿细骨料60-75份，外加剂0-5份，无机颜料粉5-10份，水胶比0.25-0.4；
本体包括以下重量份的组分：无机固化剂20-25份，5-10mm辉绿岩尾矿40-60份，0-5mm辉绿岩尾矿细骨料20-40份，外加剂0-5份，水胶比0.3-0.4；
其中，所述无机固化剂为尾矿基胶凝材料，尾矿基胶凝材料为辉绿岩尾矿、铝灰、脱硫石膏和石灰石尾矿混合煅烧后的尾矿基胶凝材料熟料与脱硫石膏的混合物。
在一些实施例中，所述外加剂为减水剂，减水剂为聚羧酸减水剂。
在一些实施例中，所述无机颜料粉选自炭黑、氧化铁红、氧化铁黄、铅铬铝、铁蓝中的一种。
第二方面，本发明提供一种全工艺固废高强仿真大理石的制备方法，包括如下步骤：
将烘干的辉绿岩尾矿、铝灰、脱硫石膏、石灰石尾矿按比例混合研磨，然后将混合粉料煅烧制备尾矿基胶凝材料熟料；
尾矿基胶凝材料熟料与脱硫石膏混合粉磨，制得尾矿基胶凝材料；
将尾矿基胶凝材料作为无机固化剂，与0-5mm辉绿岩尾矿细骨料、无机颜料粉、外加剂和水混合，得仿真大理石面层材料；
将尾矿基胶凝材料作为无机固化剂，与5-10mm辉绿岩尾矿、0-5mm辉绿岩尾矿细骨料、外加剂和水混合，得仿真大理石本体材料；
将仿真大理石面层材料于模具中压制成型，然后在压制成型的面层上铺设仿真大理石本体材料，压制成型；
将脱模、养护后的仿真大理石生坯抛光后制得固废基仿真大理石。
在一些实施例中，辉绿岩尾矿、铝灰、脱硫石膏和石灰石尾矿的质量比为15-20:25-30:20-30:25-35。
在一些实施例中，煅烧温度1240-1260℃，煅烧时间1.5-2.5h；优选的，煅烧温度1250℃，煅烧时间2h。
在一些实施例中，尾矿基胶凝材料熟料与脱硫石膏的质量比为92：0-10。
在一些实施例中，仿真大理石面层压制成型的压力为4-10MPa。
在一些实施例中，仿真大理石本体压制成型的压力为8-18MPa。
在一些实施例中，所述抛光为水磨抛光。
实施例1
所述尾矿基胶凝材料制备步骤如下:(1)将辉绿岩尾矿、铝灰、脱硫石膏、石灰石尾矿烘干备用；(2)按质量份计，分别取辉绿岩尾矿15份、石灰石尾矿30份、脱硫石膏25份和铝灰30份，将辉绿岩尾矿协同石灰石尾矿、铝灰和脱硫石膏经研磨混合均匀后煅烧，制备尾矿基胶凝材料熟料，煅烧温度1250℃，煅烧时间2h。将质量比为92:8的尾矿基胶凝材料熟料和脱硫石膏混合粉磨均匀制得尾矿基胶凝材料，其XRD图如图2所示。
将辉绿岩尾矿破碎，筛分为0-5mm和5-10mm备用。
仿真大理石的制备方法，包括如下步骤：(1)面层组成：无机固化剂(尾矿基胶凝材料)20份，0-5mm辉绿岩尾矿细骨料74份，无机颜料粉5份，外加减水剂1份，水胶比0.4。(2)坯体组成：无机固化剂(尾矿基胶凝材料)20份，5-10mm辉绿岩尾矿55份，0-5mm辉绿岩尾矿细骨料20份，外加减水剂5份，水胶比0.25。减水剂为聚羧酸减水剂，减水率为35％。(3)将面层混合料置于砂浆搅拌机中搅拌1min，加入水搅拌1min，将混合料加入模具中静压成型，成型压力5Mpa，得仿真大理石面层；(4)将坯体组分混合料加入强制式搅拌机搅拌2min，加水搅拌2min，将混合料倒入仿真大理石面层上静压成型，成型压力10Mpa。振动2-3s脱模，脱模后，常温常压养护7d，得到仿真大理石生坯。(4)将仿真大理石生坯进行水磨抛光制得固废基仿真大理石，仿真大理石的面层厚度为6mm，坯体厚度为24mm，长、宽、高分别为200mm、100mm和30mm。
实施例2
所述尾矿基胶凝材料制备步骤如下：(1)将辉绿岩尾矿、铝灰、脱硫石膏、石灰石尾矿烘干备用；(2)按质量份计，分别取辉绿岩尾矿20份、石灰石尾矿25份、脱硫石膏30份和铝灰25份，将辉绿岩尾矿协同石灰石尾矿、铝灰、脱硫石膏经研磨混合均匀后煅烧，制备尾矿基胶凝材料熟料，煅烧温度1250℃，煅烧时间2h。将质量比为96:4的尾矿基胶凝材料熟料和脱硫石膏混合粉磨均匀制得尾矿基胶凝材料。
将辉绿岩尾矿破碎，筛分为0-5mm和5-10mm备用。
仿真大理石的制备方法，包括如下步骤：(1)面层组成：无机固化剂(尾矿基胶凝材料)20份，0-5mm辉绿岩尾矿细骨料72份，无机颜料粉5份，外加减水剂3份，水胶比0.3。(2)坯体组成：无机固化剂(尾矿基胶凝材料)20份，5-10mm辉绿岩尾矿55份，0-5mm辉绿岩尾矿细骨料20份，外加减水剂5份，水胶比0.25。减水剂为聚羧酸减水剂，减水率为35％。(3)将面层混合料置于砂浆搅拌机中搅拌1min，加入水搅拌1min，将混合料加入模具中静压成型，成型压力5Mpa，得仿真大理石面层。(4)将坯体组分混合料加入强制式搅拌机搅拌2min，加水搅拌2min，将混合料倒入仿真大理石面层上静压成型，成型压力10Mpa。振动2-3s脱模，脱模后，常温常压养护7d，得到仿真大理石生坯。(4)取仿真大理石生坯进行水磨抛光制得固废基仿真大理石。仿真大理石的面层厚度为6mm，坯体厚度为24mm，长、宽、高分别为200mm、100mm和30mm。
实施例3
所述尾矿基胶凝材料制备步骤如下:(1)将辉绿岩尾矿、铝灰、脱硫石膏、石灰石尾矿烘干备用；(2)按质量份计，分别取辉绿岩尾矿18份、石灰石尾矿35份、脱硫石膏25份和铝灰28份，将辉绿岩尾矿协同石灰石尾矿、铝灰、脱硫石膏经研磨混合均匀后煅烧，制备尾矿基胶凝材料熟料，煅烧温度1250℃，煅烧时间2h。将质量比为94:6的尾矿基胶凝材料熟料和脱硫石膏混合粉磨均匀制得尾矿基胶凝材料。
将辉绿岩尾矿破碎，筛分为0-5mm和5-10mm备用。
仿真大理石的制备方法，包括如下步骤：(1)面层组成：无机固化剂(尾矿基胶凝材料)20份，0-5mm辉绿岩尾矿细骨料70份，无机颜料粉5份，外加减水剂5份，水胶比0.25。(2)坯体组成：无机固化剂(尾矿基胶凝材料)20份，5-10mm辉绿岩尾矿55份，0-5mm辉绿岩尾矿细骨料20份，外加减水剂5份，水胶比0.25。减水剂为聚羧酸减水剂，减水率为35％。(3)将面层混合料置于砂浆搅拌机中搅拌1min，加入水搅拌1min，将混合料加入模具中静压成型，成型压力8Mpa，得仿真大理石面层。(4)将坯体组分混合料加入强制式搅拌机搅拌2min，加水搅拌2min，将混合料倒入仿真大理石面层上静压成型，成型压力16Mpa。振动2-3s，脱模。脱模后常温常压养护7d得到仿真大理石生坯。(4)将仿真大理石生坯进行水磨抛光制得固废基仿真大理石。仿真大理石的面层厚度为6mm，坯体厚度为24mm，长、宽、高分别为200mm、100mm和30mm。
对比例1
与实施例3相比，其区别点在于：将实施例3中无机固化剂-尾矿基胶凝材料替换为普通525硅酸盐水泥，其他均与实施例3相同。
对比例2
与实施例3相比，其区别点在于：将实施例3中无机固化剂-尾矿基胶凝材料替换为525高铝水泥，其他均与实施例3相同。
对比例3
与实施例3相比，其区别点在于：将实施例3中的坯体组成中5-10mm辉绿岩尾矿55份，0-5mm辉绿岩尾矿细骨料20份，替换为：5-10mm石灰石，0-5mm石英砂20份，其他均与实施例3相同。
实施例1-3、对比例1-3制备的仿真大理石的相关性能参数见表1。
表1
Figure BDA0002885796910000081
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种全工艺固废高强仿真大理石，其特征在于：其包括面层和本体，其中，面层包括以下重量份的组分：无机固化剂20-25份，0-5mm辉绿岩尾矿细骨料60-75份，外加剂0-5份，无机颜料粉5-10份，水胶比0.25-0.4；
本体包括以下重量份的组分：无机固化剂20-25份，5-10mm辉绿岩尾矿40-60份，0-5mm辉绿岩尾矿细骨料20-40份，外加剂0-5份，水胶比0.25-0.4；
其中，所述无机固化剂为尾矿基胶凝材料，尾矿基胶凝材料为辉绿岩尾矿、铝灰、脱硫石膏和石灰石尾矿混合煅烧后的尾矿基胶凝材料熟料与脱硫石膏的混合物。
2.根据权利要求1所述的全工艺固废高强仿真大理石，其特征在于：所述外加剂为减水剂，减水剂为聚羧酸减水剂。
3.根据权利要求1所述的全工艺固废高强仿真大理石，其特征在于：所述无机颜料粉选自炭黑、氧化铁红、氧化铁黄、铅铬绿或铁蓝中的一种。
4.权利要求1-3任一所述的全工艺固废高强仿真大理石的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
将烘干的辉绿岩尾矿、铝灰、脱硫石膏、石灰石尾矿按比例混合研磨，然后将混合粉料煅烧制备尾矿基胶凝材料熟料；
尾矿基胶凝材料熟料与脱硫石膏混合粉磨，制得尾矿基胶凝材料；
将尾矿基胶凝材料作为无机固化剂，与0-5mm辉绿岩尾矿细骨料、有机颜料、外加剂和水混合，得仿真大理石面层材料；
将尾矿基胶凝材料作为无机固化剂，与5-10mm辉绿岩尾矿、0-5mm辉绿岩尾矿细骨料、外加剂和水混合，得仿真大理石本体材料；
将仿真大理石面层材料于模具中压制成型，然后在压制成型的面层上铺设仿真大理石本体材料，压制成型；
将脱模、养护后的仿真大理石生坯抛光后制得固废基仿真大理石。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：辉绿岩尾矿、铝灰、脱硫石膏和石灰石尾矿的质量比为15-20:25-30:20-30:25-35。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：煅烧温度1240-1260℃，煅烧时间1.5-2.5h；优选的，煅烧温度1250℃，煅烧时间2h。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：尾矿基胶凝材料熟料与脱硫石膏的质量比为92：0-10。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：仿真大理石面层压制成型的压力为4-10MPa。
9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：仿真大理石本体压制成型的压力为8-18MPa。
10.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述抛光为水磨抛光。
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