轻烧白云石轻质内墙砌块及系列产品可行性研究

轻烧白云石轻质内墙砌块及系列产品可行性研究 轻烧白云石轻质内墙砌块及系列产品可行 性研究 圾,内璃,囱 漩? 产品开发? 轻烧白云石轻质内墙砌块及系列产品可行性研究 三鲞茧惠萍 (吉林建筑 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 学院)一上2多 Ia摘要:以经过燃烧的白云石粉和氯化镁;喜液为主要原料.配I;L各 种外加剂置辘抖.经发泡,自然井护 制成轻质内墙瑚块.具有工艺简单般瓷小,成奉低等特点,各项性能符 台田采标准.此外,还可糊成各种 其它产品. FEASIB玎lrYSUTDY0FLlGHTWEIGHTLIGHTLy-BURNT D0L0MITEINTERiORWALLBLOCKSANDSERIESPRODUCTS ABSTRACTlLightweightiltterlorwallbiocks~811btproducedbyusingbar ntdolomRepewderand magnesiumchior~esoiutiox”Ihtprincipalmaterials.theadditionofvarlensa dditivesand?fter foamingandnaturalcuring.Suchblocksirecharacterizedbysimpletechnolo gy,lowhIverI’me_Ilind lowcost.andallthepropertiesca-meetthenationalstandard.Besides?varioku ~otherproduteUglutalso btproduced. 口国内外现状 氯氧镁水泥也称镁质水泥或Sorel水泥, 自1867年Sorel发明以来,已有100多年的历 史.它有许多性能优于波特兰水泥:不需要湿养 护,防火性能好,导热系数小,耐磨性好,早期强 度高,耐油,抗有机溶剂,抗普通盐和硫化物侵 蚀的性能也相当好.因此,在世界一些国家已成 功地应用到轻型屋面,轻质防火墙体,车间地 板,室内装饰,跑马厅及网球场等很多方面.奥 地利建设了大型的氯氧镁水泥刨花板生产线, 该生产线生产的隔热隔音板材强度高,弹性好, 可防火,除用作内墙贴面板外,还可以做外墙贴 面.在现浇混凝土墙时,氯氧镁水泥刨花板还可 以代替模板,混凝土硬化后不需拆模,作饰面 用.最近二,三十年来,一些发达国家和地区因 国际卫生组织公布了石棉为第l类名列榜首的 致癌物质,所以禁止石棉及含有石棉的板材在 建筑工程中使用,氯氧镁水泥板块成了取而代 之的理想材料. 我国从50年代起,就开始氯氧镁水泥制品 的开发,研究工作,相继开发出包装箱板,隔墙 板,天花板,术丝板,通风管道,波形瓦,浴缸,磨 具等很多制品.70年代以来,我国制订了如下 氯氧镁水泥板块有关标准;石油化工部制订 HG1—324?77(轻质氧化镁标准);冶金部制订 GB9354—88(轻烧镁粉标准)f物资部制订WB3— 82(菱镁混凝土包装构件技术 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 );国家建材 局制订ZB一14001—87(玻璃纤维氯氧镁水泥波 瓦及其脊瓦标准),并审议通过{建筑用菱苦土 国家行业标准》. 但该水泥的主要成份MgO的来源菱镁矿 收藕日期95.5.11联秉地址:长春市红雄街27号吉#建筑工程学院非 金属建材研究宣鄞蝙t1301)21 硅酸盐建筑制品1~9s/423 r 石,在我国主要分布于豇宁省(占85),山东 (占10)及河北一带,由于运输造成的困难, 给其应用带来很大的不便.而作为MgO来源 之一的白云石资源在我国极其丰富,产地遍布 各省,吉林省集安市头道镇就有丰富的白云石 资源.目前,世界许多菱镁矿少的国家大部分都 以白云石作为生产活性MgO的主要原料,对 白云石烧制氯氧镁水泥作了系统的研究.前苏 联,西蓥,意大利等国用苛性白云石为原料配制 成性能优良的氯氧镁水泥.在我国,这是几十年 几乎无人研究的空白,只是近年才见到个别科 研单位的研究报导,利用白云石代替菱镁矿石 制作氯氧镁水泥,减少了运输,降低了成本,利 用当地自然资源,有很高的经济效益和社会效 益. 轻烧白云石轻质内墙砌块,是将白云石在 合理的温度和时间下煅烧,以经过煅烧的白云 石粉,氯化镁溶液为主要原材料,配以各种外加 剂,经发泡剂发泡,在常温常压条件下自然养 护,制成轻质内墙砌块.具有生产工艺简单,投 资小,成本低廉,轻质高强等优点,各项性能符 合国家标准.因此,利用轻烧白云石制作轻质墙 体砌体,将大有可为. 口技术路线 1.原材料及制作方法 ?白云石:采用吉林省集安市头道镇白云石 白云石化学成分CaO:29.O1,MRO: 20.34;SiOzj1.16iA1:Oaj0.28i烧失量: 45,02. ?卤粉(块,片):卤粉应易溶于水,不溶解的 沉淀物<0.5,MRCI2含量?45,C_.aCI2, KCI和NaCI的总量<2.5,MgSO.和CasO. 的含量<2.0. ?外加剂;为了改善氯氧镁水泥的抗水性, 近二,三十年来,国内外进行了大量的研究,国 外所采用的方法主要是改变水泥浆体的养护条 件或在镁水泥原有组分中加入适量的添加剂, 使镁水泥浆体形成溶解度低的化台物.如日本 积水化学公司在1982年至1984年申请的专利 中,改善抗水性的有6篇(见表1).美国也有很 多改善镁水泥抗水性方面的专利(见表2)积 水公司的专利发明者认为,这些添加剂使抗水 性有所改善的主要原因是;一部分碱金属离子 置换氯氧镁水泥结晶中的镁离子和氯离子,或 者吸附这些离子使结晶改性,抑制结晶的分解 和氧化镁的生成,并且在改进抗水性的同时,促 进硬化时氯氧镁水泥复盐结晶的生成,改进加 热硬化特性和长期强度的稳定性.从表2列出 的这些美国专利 说明 关于失联党员情况说明岗位说明总经理岗位说明书会计岗位说明书行政主管岗位说明书 书来看,以下两点对改善 镁水泥的抗水性是有帮助的;一是减少镁水泥 硬化浆体中主要强度相的结晶水,二是用适当 的添加物使镁水泥硬化浆体中形成难溶于水的 相.我们采用无机和有机复合型外加剂. B奉积木化学工业公司有关改?镶水泥抗承性的专利寰l 表住,若授有加任何壤加糟.则试样水中摄檀Z8天重量蠢步事为29,5. 白云石是钙镁的复碳酸盐,化学分子式为30.41IMgCO,为45,72%,折算成MRO为 C_.aMg(CO):或MgCO?CaCO,,它的理论组21.87ICO.为47,72I是碳酸镁和碳酸钙 成是:CaCO为54.27,折算成C_.aO为的混和物. 24硅酸盐t筑镧品1995/4 羹田专剁有关改善镶承泥构抗承性衰2 美匿专利号选甩举加荆举加荆作甩 US723r236硅蕞 US771r062承晶寰囊 US2—351—641一蕞盐 US2,479—504蕞性一蕞盐 USZ,543,959一瞳舳 US3,130,174聚麓化均 us.amsi貉嚣-膏 US3,3ZO.077六?一蕞钠 US4,141—744承溶性一蕞盐 us’,209,339一瞳己基 改善抗水性 同上 改善执承性,与石藏反应, 鼍免石藏占L水泥中拉出 改善抗水性.与叠一氯化 橱反应.生虚不溶性一蕞 盐 阻止M妒承化反应.与 Meo琥Mlcll反应生虚 一瞳供 聚麓化物在承掘硬化时分 解,形虚了不溶于水的反 应产* 改善抗水性 提高簟化供溶崔的饱和浓 度,使供水泥采体中形虚 不瘩于承的相 改善抗承性 罱上 US4,312,674盖是譬盐’腔体二同上 US4,35z,694硅lit,亚麻油改善抗承性,硪步嗳水卑 从结构上看,白云石属三方晶系,它的晶格 基本晶胞和方解石的晶胞相似,具有长菱面体 的形状,在中心和顶部有沿三轴交置的离子ca 和Mg,扁平的复阴离子c0.分布在中心的三 轴上. 在latin,25?下由化学反应热力学可计算 得CaCO.和McCO.的分解温度. CaCOl—?Ca0+CO2十 凸 ?H.298=42.5kcal ?F.298=31.Ikeal 由反应的自由能的变化及分解压力和温度 的关系计算得CaCO分解温度为895?. 同理:MgCO.—MgO+CO!十 ?H.298=23.5kcal ?F.298=11.Okcal 因而MgCO的分解温度为29O?.但通常 实验证明在此温度下c0迁移率很小,Mg- c0a分解反应平衡建立得很慢.一般快速加热, 分解温度可由经验式求出: gPco:一+9.15 其中,Pco.一为CO?分压}T为latin,25? 下分解温度. 解得T=650?,即纯的MgCO,分解温度 一 般为650?. 白云石不是CaCO.和MUC--,.0.的机械复合 物,而是化学复盐,二者问存在着分子键.在 25?时由这两种碳酸盐生成白云石的热效应 为: ?H.298=一2840ea1 白云石生成时伴随着自由能的降低,因此 白云石第一阶段分解即MeCO,的分解要比菱 镁矿困难些,因此煅烧时要适当提高煅烧温度 但由于CaCO.的存在,煅烧温度太高Caco 要分解成CaO,实验证明CaO含量高对胶凝 性,安定性显着不利.因此要拽出合适的煅烧温 度,使MgCO,尽可能的分解而CaCO,步分解. 图1为白云石的分解热谱图.图2为白云石差 热分析曲线. 1000 900 腰80o 700 6oo 时间 圈1自云石分解热谱圈 lllIII llll;fl !llIlI,i lllIlI 7;oc畦分峰ll llflfl .l,f1.1l ?.1.?肆畦分峰崞u. 圈2白云石差热分析曲线 煅烧白云石,目的是让MgCO,充分分解, 同时又要避免CaCO的分解,而使CaCOa作 为一种惰性填充材料.试验得知,在735?左右 白云石中的MgCO首先分解,但要严格控制 硅醢盐t筑制品1995/425 煅烧时间,否则,当煅烧温度过高时CaCO分 解,C.,aO音量增加,材料强度下降,变形严重. 温度过低,煅烧时间短,MgCO,分解不完全,也 会使材料强度降低.在白云石中掺入0.1, 1.oHNacI,MgCO,的分解温度逐渐降低,而 CaCO;的分解温度不受影响,MgCO;的分解温 度可降低lOO’C左右,碳酸钙的分解温度不变. 另外,煅烧白云石时,还应注意加热速度,原料 粒度等因素.煅烧后的白云石通常也叫轻烧白 云石,轻烧白云石粉中的活性氧化钙控制在? 1.5. 用有一定浓度的氯化镁溶液与轻烧白云石 粉调配后得到具有较高强度的镁水泥石.在室 温至lOO’C的温度范围内,主要生成相组成为 3Mg(OH)2?MgCl2?8H2O(3.1.8相)和5Mg (OH):?MgCIt?8H:O(5.1.8相),理论上认 为尤以5.1.8相络合物的强度最高,它呈针状 晶体,所形成结构为互相交叉措结的多孔毛毡 状. 2.轻烧白云石轻质内墙砌块 轻烧白云石轻质内墙砌块,以轻烧白云石 粉为主要原材料,配以氯化镁溶液及外加剂等, 经发泡剂发泡,在温度18,35’(2,湿度60, 70条件下自然养护而成. 试验表明,轻烧白云石粉与菱苦土相比有 较高的早期强度.以1t2:2.5轻烧白云石粉 与骨料之比制成的装饰板,3天抗压强度达 35.4MPa,抗折强度达17.8MPa.表3和表4 对比也说明这一点. 轻烧白云石砌块抗压量度衰3 夭戴抗压强度(MPa) 2.25 2.50 280 注自然状态平均容量为625kg,tm’ 菱苦土砌块抗压量度衰4 夭投抗压强度(MPa) 3 7 14 28 35 0.250 0.527 0.833 0.967 l_20 注r自然状志平均窖重为320kg/m 26硅酸盐建筑制品1995/4 3.生产工艺见图3. 叵囹匡圃匝匝圃 臣曲臣曲口曲口曲 口曲 臣由 匝囹[]口乜[二亘] 圈3砌块生产工艺流程圈 各组分计量后,在一定的搅拌速度和时间 下混合搅拌均匀,灌模后在温度18,35’(2,湿 度60~70条件下,8,18小时间即可脱模,再 继续在此条件下养护5天即可达到28天强度 的80左右,28天后的强度基本趋于稳定.如 果养护温度过高,必然会引起水分蒸发,干燥速 度过快,迅速脱水,而水分正是形成水化相所不 可缺少的,此时,部分氯化镁来不及参加反应而 被游离出来,影响强度的形成,且会出现膨裂现 象.如果温度低,砌块硬化缓慢,同样强度降低. 同时,还应注意氯化镁溶液的浓度和氧化镁的 比例关系. 轻烧白云石轻质内墙砌块性能,测试结果 见表5. 轻烧白云石轻质硇块性能衰5 口经济效益和社会效益 1.轻烧白云石粉成本估算:(生产1吨轻 烧白云石粉) 原料矿石:26元(1 原料矿石20元) 煅烧费用: 磨细费用: 工资: 管理费: 3吨烧1吨成品,每吨 0元 5元 5元 . 5元 折旧;6.5元 合计;105元/吨 2.轻烧白云石轻质内墙瑚块成本估算: (按lm计算) 原材料:85元(卤粉按400元/吨计算) 工资:10元 水电费:3元 折旧与维修费:3.5元 管理费:l元 其它费用:3.5元 合计:105元/m 如果参照蒸压加气混凝土砌块售价(长春 市平均为240元/m),售价暂定为2O5元/m’, 则每立方米利润100元. 如果年产2万立方米砌块,则利润为200 万元.煅饶窑,破碎机,球磨机,生产砌块的设 备,模具,库房等其它辅助设备140万元左右, 一 年即可收回投资. 轻烧白云石轻质内墙砌块,蜃募了利用当地 资源,使轻质墙体砌块增添一个新的品种外,和 传统的红砖相比还有如下优点: ?可节约土地保护良田年产2万立方米 轻质砌块,可代替1720万块牯土砖,做到步占 耕地,支持农业. ?砌筑施工效率高以600×300×]50mm 的标准砌块为例,按其体积计算,一块相当于 18.37块粘土砖;按墙体面积计算,一块相当于 22.86块粘土砖}砌块5.6块/m,而粘土砖墙 体为128块/m.,因此,砌筑旋工效率可比粘土 砖提高几倍,砂浆用量可比粘土砖节省60以 上. ?提高建筑工程综合效益其容重只是红 砖的1/4.并使室内建筑使用面积相应提高.并 可节约直接费,钢材,水泥. 因此,白云石轻质内墙砌块符合我国墙体 材料原料向利废转化,小块向太块转化,高能 耗向低能耗转化,重型向轻型转化的发展方 针,具有显着的社会效益. 参考文献 [1]胡棒临.’氯氧镬承泥抗水性的近期研究,,硅畦盐j薹掇, 1989(8) [2)肖力光等.I囊氧镬质jI体礴块的研翻.硅酸盐建筑制品. 1992(2) [3)肖力光-?幔诫氯氧镬水泥及其制品,,全臣氟氧供水泥及 制品学术研讨舍, 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 集.1992(10) C4)XlaoLi[psang砒al—TheManu[acturep~cmerModlfed proc~dlnss Non.’?mCurln8L~hcwelah~WallBIk— t}FirstEastAsia$~~mpQslum0nPolymersConcrete. Korea-May.1994 [5)育力光等.I轻烧白云石轻麓内jI翻块坤目建材,1994(8) 欢迎订阅1996年化学建材杂志 化学建材杂志是国内外公开发行的中央级 国内唯一的化学建树专业技术刊物,主管单位 国家建材局,主办单位上海市建筑科学研究院 和中国建筑装饰协会化学建材委员会,以技术 性,综合性,知识性,俘息性和墨读性为囊辑特 色.本刊设?建筑姐料,建筑涂料,建筑歧粘剂, 建筑防水材料,磊疑土外加剂,其它蔓合材料, 建筑装饰,新材料新工艺,新产品新技术,实用 技术,技术讲座,为您暖务,知识窗,国内动态, 国外俘息以及专论,专访等栏目,内窖充实,囊 肖实际.基是全国中文核心期刊,又是号称世界 四大数据库之一的美国Ei数据库艘晕的核心 期刊.主要读者对最为关心化学建材及其原料, 肋剂,颤埋料,设备,仪器,施工机更等的科研, 生产,设计,检潮,开发,管理,般青,应用的工程 技术人员,科研人员,开发管理干部,生产撮作 人员,大专院校相应专业的师生以及从建筑 装饰装修的有关人员. 本刊为双月干u,每期A4开48页,约11万 字,采用进口锕版纸彰页和60克书写纸印同, 皇年订费30元.雷内统一刊号CN3l,1603/ TU.自办发行.订闶者可直接向上海市宛平南 路75号化学建材杂志囊辑部(邮政囊码; 200032) 函 关于工期滞后的函关于工程严重滞后的函关于工程进度滞后的回复函关于征求同志党风廉政意见的函关于征求廉洁自律情况的复函 索订单.欢迎订闶,欢迎投稿,欢迎刊 登广告. 硅酸盐建筑期品