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1、第四节 固体废物制备建筑材料技术一、胶凝材料生产技术 二、墙体材料生产技术 三、玻璃生产技术 四、铸石生产技术 五、建筑陶瓷生产技术 六、骨料生产技术一、胶凝材料生产技术1、石灰 石灰岩等（煅烧700或900100）生石灰（遇水）熟石 灰在空气中硬化与其他组分形成具有一定强度的整体。包 括干燥、结晶和碳化三个交错进行的过程。 石灰各种无熟料水泥及碳化制品、硅酸盐制品等。 熟石灰粉与黏性土、砂、碎砖、粉煤灰、碎石等灰土、碎 砖三合土、粉煤灰石灰土、粉煤灰碎石土等材料。（一）常用的气硬性胶凝材料 胶凝材料是指在一定条件下经过自身的一系列物理化 学作用，能将砂、石、砖、石块、砌块或块砖材料黏 结成为
2、具有一定强度的整体的材料。 按硬化条件的不同，分为气硬性和水硬性两种。2、建筑石膏 原料：含硫酸钙的天然石膏（生石膏）或含硫酸钙的化工 副产品和废渣，如磷、氟和硼石膏，CaSO4 2H2O，也 称二水石膏。 产生：二水石膏经107170煅烧分解而成的半水石膏， 也称熟石膏。 反应：建筑石膏+适量的水可塑的浆体很快失去塑性 凝结。 迅速产生强度，坚硬的固体硬化。 主要是半水石膏与水反应，是一个连续的溶解、水化、胶 化、结晶过程。 用途：主要调制石膏砂浆，制造建筑艺术配件及建筑装饰 、彩色石膏制品、石膏板墙、砖、空心砖及生产人造大理 石等。3、水玻璃 俗称泡花碱，是一种溶解于水、由碱金属氧化物和二
3、氧化硅 结合而成的硅酸盐材料。通式R2OnSiO2（R为碱金属K或Na ，n称为水玻璃模数）。常用钠水玻璃（ Na2OnSiO2)。 产生：石英砂、纯碱或含硫酸钠的原料及有类似成分的固体废 物磨细，按比例配合，在玻璃熔炉内加热至13001400，熔融 而生成硅酸钠，冷却后即成固态水玻璃。在0.30.8MPa的蒸 压锅内加热，溶解为无色、淡黄或青灰色透明或半透明黏稠液 体，即成液态水玻璃。 性质：水玻璃能溶解于水中，并能在空气中凝结、硬化。其 浓度用密度（D）或波美度（Be）表示。 水玻璃在空气中吸收二氧化碳，析出二氧化硅凝胶，凝胶因 干燥而逐渐硬化。为加速硬化，可加入适量的固化剂。 用途：水玻
4、璃的黏结强度、抗拉和抗压强度较高。耐热性好 ，耐酸性强，能经受大多数无机酸与有机酸的作用，在建筑 中常用于配制耐热砂浆、耐热混凝土。（二）水硬性胶凝材料水泥是最重要的建筑材料之一，品种很多，一般为硅 酸盐类、铝酸盐类、硫酸盐类、磷酸盐类、硫铝酸盐类、 铁铝酸盐类、氟铝酸盐类。 1、硅酸盐水泥生产工艺 硅酸盐水泥是指以硅酸钙为主要成分的各种水泥的总称， 国外统称为波兰特水泥。 原料：石灰石、黏土和铁粉。 石灰石、黏土和铁粉粉磨机水泥生料煅烧炉水 泥 熟 料粉磨机硅酸盐水泥石膏13501450 煅烧炉分预热带、分解带、反应带和烧成带。 在分解带（1000）进行的主要是石灰石和黏土的分解反 应。 在
5、反应带（10001300 ）发生的主要反应是CaO+2Al2O3 CaO2Al2O3 CaO+2Fe2O3 CaO2Fe2O3 烧成带在1300 高温下，铁铝酸四钙、铝酸三钙及碱质氧化 钙烧成液相，当温度达到1450 时， 2CaO SiO2 3CaO SiO22、水泥的组成 生料：石灰质原料主要提供CaO成分，黏土质原料主要提供 SiO2 、 Al2O3 及少量的Fe2O3成分。硅质原料及铁质原料称为 校正性原料，是为调节上述原料中某些氧化物的不足而加入的 辅助性原料。 水泥是熟料中的硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙及铁铝酸四钙 矿物（另加石膏）的混合物。比例不同水泥的性质不同。3、硅酸盐水泥的
6、凝结与硬化 水泥加水拌和可塑性水泥浆，水泥颗粒表面的矿物开 始在水中溶解与水发生水化反应一系列新的化合物， 并放出一定的热量。 水化主要产物：水化硅酸钙和水化铁酸钙凝胶、氢氧化 钙、水化铝酸钙和水化硫铝酸钙晶体。在完全水化的水 泥石中，凝胶体约占70%，氢氧化钙占20% 。 用途：将其他材料（砖、砂石、钢筋等）黏结在一起， 凝结硬化后成为岩石状坚硬的整体。二、墙体材料生产技术 墙体材料是用来砌筑、拼装或用其他方法构成承重墙、非承重墙的材料。 在一般房屋建筑中，墙体占整个建筑物质量的1/2，用工量、造价约各占1/3。 普通砖、空心砖、建筑砌块（一）普通砖孔洞率15%或没有孔洞的砖。分为2类：烧结
7、砖和蒸氧砖。 1、烧结砖 经焙烧而成的砖。以黏土、页岩、煤矸石或粉煤 灰为主要原料普通实心砖。 生产工艺流程：原料配料调制制坯干燥焙烧烧结砖9001050青砖：氧化气氛下焙烧，浇水闷窑青砖：氧化气氛下焙烧，浇水闷窑( (还原气氛下还原气氛下Fe2O3Fe2O3 FeOFeO) )， 冷却冷却300300下出窑。下出窑。内燃烧砖法：将煤渣、粉煤灰等可燃工业废渣以适当 比例掺入制坯黏土原料中作为内燃料。红砖：氧化气氛下焙烧2、蒸养（压）砖 经常压或高压蒸汽养护硬化而成的砖。如灰砂砖、粉煤灰砖、炉渣砖等。 蒸压灰砂砖：石灰1020%、砂8090%、水 310%混合搅拌、压制成型(1520MPa)蒸压
8、釜内，饱和蒸汽蒸压养护(58h)砂子与石灰生成含水硅酸钙与砂料牢固黏结灰砂砖。（二）空心砖 凡孔洞率(孔洞面积占所在面积的百分数) 15% 的砖。 绝热、隔声、节省原料(2030%)与燃料(1020%)及时间 ，减轻自重，提高工效。 1、烧结多孔砖 以黏土、页岩、煤矸石为主要原料，经焙 烧而成的孔洞率15%、用于砌筑墙体的承重用砖。（ 六层以下的承重墙）。 2、烧结空心砖 以黏土、页岩、煤矸石为主要原料，经焙 烧而成的孔洞率35%、做填充非承重用的砖。s烧结多孔砖烧结多孔砖烧结空心砖烧结空心砖（三）建筑砌块 用混凝土为主要原料生产的中、小型块状墙体材料，一般为 直角六面体。 按产品主规格尺寸分
9、为：大型（高度 980mm）、中型（ 高度380 980mm）和小型（高度115380mm）。 按用途不同可分为承重砌块和非承重砌块。 按孔洞分为实心砌块（无孔洞或空心率 25%）和空心砌块 （空心率25%）。 主要有：粉煤灰硅酸盐砌块、蒸压加气混凝土砌块、中型空 心砌块、混凝土小型空心砌块。1、粉煤灰硅酸盐砌块 简称粉煤灰砌块，以粉煤灰、石灰、石膏和骨料等为原料，加水搅拌、振动成型、蒸汽养护而成。2、蒸压加气混凝土砌块 简称加气混凝土砌块，以钙质材料和硅质材料（如水泥 、水渣、粉煤灰、石灰、石膏等）为基本原料，经过磨 细，并以铝粉为发气剂，按一定比例配合，再经过料浆 浇注、发气成型、坯体切割
10、、蒸压养护等制成的一种轻 质、多孔的块状墙体材料。3、中型空心砌块 以水泥或煤矸石无熟料水泥，配以一定比例的集料制成的 空心率25%的砌块。4、混凝土小型空心砌块 以水泥为胶凝材料，砂、碎石或卵石、煤矸石、炉渣为 集料，加水搅拌，经振动、加压或冲压成型，再经养护 而制成的小型（390190 90mm）并有一定空心率的墙 体材料。三、玻璃生产技术(一)玻璃生产原料及工艺 玻璃的主要化学成分是SiO2 （7073%）及Al2O3 （12.5% ）、 CaO（810%）、MgO （1.54.5%）、Na2O和K2O（ 1315%）。 生产原料：硅质原料（石英砂岩等）及配料（如白云岩、石 灰岩等）。各
11、种 原料配料 混匀高温 融制成型退火或 淬火制品 加工成品 玻璃15501600 玻璃生产工艺(二)玻璃的成型方法1、浮法：将熔化的玻璃流入金属液面上，让其自由摊平，逐渐 降温退火而成。此玻璃具有表面平整、厚度公差小，无波筋 、光学性质好等优点。 2、垂直引上法：使用一些控制、拉薄和冷却装置，将玻璃液以 塑性带状从工作池中垂直提起，边上升边拉薄 ，并逐渐冷凝 固化。当升至最高点时玻璃已成刚性，然后切割成需要尺寸 的成型方法。3、平拉法 通过成型槽、水冷却的拉边器、转向辊和石棉辊 等使玻璃液在水平方向运行的过程中而被拉薄 。 与垂直引上法相比，平拉法具有拉制速度快、原板厚度大 、生产效率高、用碱
12、量低、成型设备高度低、操作方便等 优点，但玻璃表面易产生轴花。四、铸石生产技术 铸石是硅酸盐结晶材料之一，其耐磨性比锰钢高 510倍，比一般碳素钢高10倍多。耐腐蚀性比不锈钢、铝和橡胶高得多，除氢氟酸和过热磷酸外，其耐酸碱性几乎接近百分之百。此外还具有良好的绝缘性和机械性能。 因此是钢铁、有色金属、合金材料、橡胶等理想的代用材料，广泛用于工业生产设备中作为耐磨材料及耐酸耐碱材料的使用。（一）生产原料 铸石是利用天然原料或工业废渣经配料、熔融、浇铸、结 晶、退火等工序制成。 天然原料主要为辉绿岩、玄武岩、角闪石，附加石灰石、 白云石、蛇纹石、菱镁矿、萤石等，铬铁矿或铬铁渣做结 晶剂。 所用的工业
13、废渣主要包括组成类似于辉绿岩、玄武岩等天 然原料的尾矿、粉煤灰、冶金渣和铬渣等。 生产过程中尽量采用接近铸石成分的原料，少加辅料，如 需加，则先粉碎过3mm筛网；结晶剂需先粉磨通过140目 筛网。（二）生产工艺 一般为原料的制备、配料、混合加工、熔融、浇注成型、 结晶、退火处理和后加工。铬铁矿粉碎(140 目)五、建筑陶瓷生产技术 建筑陶瓷是指用于建筑物装饰的陶瓷制品，可分为墙面砖、 铺地砖、锦砖、陶管、琉璃等品种，有的施釉，有的无釉。 特点：坚固耐久、色彩艳丽、防水防火、耐磨耐蚀、易清洗 、维修费用低等。（一）种类1、外墙面砖 采用品质均匀而耐火度较高的黏土经压制成型后 焙烧而成。片状，背面
14、有助纹。分为单色砖、彩釉砖、立体 彩釉砖等。 2、内墙面砖 也称釉面砖、瓷砖、瓷片。是薄型精陶制品。由 多孔坯体和表面釉层（有结晶釉、花釉、有光釉等）两部分 组成。3、墙地砖 以优质陶土为主要原料，经成型后于1100左 右温度焙烧而成，分无釉和有釉两种。主要品种有劈离砖 、陶瓷锦砖、麻面砖、彩胎砖。4、铺地砖 用作铺筑地面的不上釉的板状陶瓷材料，由成 防潮砖、缸砖、地砖，是用塑性较大且难熔黏土经压制成 型，焙烧而成。5、陶管 内外表面都上釉的不透水陶瓷管，常用于工厂污 水管、生活用下水管和农业排灌道等。通常制成圆形截面 ，施以土釉或盐釉。6、琉璃 一般施铅釉烧成并用于建筑及艺术装饰的带色陶 器
15、。（二）生产原料与工艺 天然原料：黏土类、长石类、石英类原料及其他辅助原料。 固体废物：煤矸石、废石和尾矿等。 1、釉面砖生产工艺预处理成型隧道干燥 器干燥隧道窑 素烧施釉多孔隔焰 窑釉烧原料施釉原料釉面砖2、铺地砖、锦砖生产工艺 生产地砖一般采用长石、石英，黏土配料。 彩色锦砖则在白色基料中加入着色剂Cr2O3 、CoO、Fe2O3等。六、骨料生产技术 常用于配置混凝土，用量约占混凝土总体积的80%。 （一）细骨料 粒径小于5mm的骨料，也称为砂。天然砂由岩石风化等形成。河、海和山砂。 人工砂：天然岩石破碎筛分或矿业固体废物破碎或筛分。 颗粒级配、含泥量、坚固性、有害物质含量等必须满足一定的标 准。 （二）粗骨料 粒径大于5mm的骨料，包括碎石和卵石。碎石：有天然岩石或矿业固体废物经破碎、筛分而的。 卵石：由自然条件作用形成。 （三）轻骨料 松散容重小于1200kg/m3的多孔轻质骨料的总称，如煤矸石、粉煤 灰、页岩、黏土陶粒；自燃煤矸石、煤渣、浮石、火山渣、多孔 凝灰岩等。 复习与思考题1、什么是胶凝性材料？ 常用的气硬性和水 硬性胶凝材料分别有哪些？ 2、常用的墙体材料有哪些？ 3、什么是铸石？ 玻璃与铸石的生产原料有 哪些？ 4、建筑陶瓷有哪些？ 5、建筑骨料主要有哪些？
