利用石材加工废料制备人造石研究

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本文研究了利用人造石抛光废料等作为原料制备树脂型人造石及无机型人造石的配方及相关技术,并通过粒度分布测试、X-射线衍射分析、扫描电子显微镜观察、力学性能测试等手段对利用废料制备的人造石进行性能测试及机理分析,取得了如下研究成果:(1)人造石抛光废料经烘干后可取代细度相近的1250目的超细粉制备树脂型人造石,废料的含水率宜控制在2.5%以内。随着含水率增加,废料中的水分与树脂的不相容程度更为明显,影响了粉体的润湿,使所制备的人造石抗折强度下降,且导致人造石表面出现斑印和废料团聚等质量问题。(2)含水率在2.5%以下的抛光废料的吸油值大于细度相近的1250目超细粉的吸油值,若不改变树脂量,随着抛光废料取代量的增加,人造石的抗折强度降低,当取代量达75%时,表面还会出现明显斑印的质量问题。在树脂中加入小于0.5%的苯乙烯,可以明显改善粉料的润湿状态,使废料在树脂中得以均匀润湿,从而提高人造石抗折强度和外观性能。还可采用把树脂量从9.5%增加到9.8%,并在树脂中加入0.25%苯乙烯的复合工艺,使利用抛光废料取代75%的1250目超细粉后所制备的树脂型人造石不仅表面质量好,而且抗折强度提高约40%。(3)采用约1%的三乙醇胺对抛光废料进行表面改性,在不增加树脂量的条件下,可制备质量良好的人造石,且可使树脂型人造石的抗折强度提高约20%,是循环利用人造石抛光废料的新方法。用1%三乙醇胺处理的废料代替75%的超细粉制备树脂型人造石的技术,已生产出符合DB44/T 768-2010技术指标的树脂型人造石产品。(4)掺入人造大理石废料可改善铝酸盐水泥的性能。人造大理石废料参与了铝酸盐水泥的水化反应,生成单碳型水化碳铝酸钙,减少亚稳态水化铝酸钙转变为C3AH6所导致的强度倒缩。将约10%的人造大理石废料与脱硫石膏复掺,控制SO3含量为0.7%1%时,其效果更好,可通过同时生成少量水化硫铝酸钙,使水化后的铝酸盐水泥更为致密,其3d强度提高了10%17%,90d强度提高约5864%。(5)以铝酸盐水泥制备无机型人造石,掺入10%15%的人造大理石废料和少量脱硫石膏,控制三氧化硫含量约为1%,可改变铝酸盐水泥的水化产物,避免了铝酸盐水泥类人造石后期强度倒缩的问题,制备出性能良好的无机型人造石。本研究利用人造石抛光废料等石材废料作为原料制备人造石已成功应用于生产,不仅解决了人造石抛光废料难以利用、填埋污染环境的问题,而且变废为宝,实现了废料的资源化利用,具有重要的应用价值。
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