一種用造紙白泥生產(chǎn)輕質(zhì)墻體材料的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用造紙白泥生產(chǎn)輕質(zhì)墻體材料的方法，按質(zhì)量百分比60-70%的造紙白泥、5-10%的鋯硅渣、20-30%的硅酸鹽水泥、1-5%的增強釋水劑取料并混合均勻，配成流動性達到要求的混凝土料漿，養(yǎng)護成型；所述的增強釋水劑為按重量份比4-5份硫酸鈉、7-8份三乙醇胺、15-18份糖鈉、25-30份甲基磺酸鈉和40-45份木質(zhì)素磺酸鈣混合溶于水得到的混合溶液。本發(fā)明方法制得的墻體材料具有較好的抗壓強度、隔熱性好，密度小、自重輕。
【專利說明】一種用造紙白泥生產(chǎn)輕質(zhì)墻體材料的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用造紙白泥生產(chǎn)輕質(zhì)墻體材料的方法，屬于廢物利用和建筑材料【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]根據(jù)中國造紙協(xié)會的資料，截止2012年底，我國紙和紙板產(chǎn)量和消費量已連續(xù)三年超過美國，均居世界第一，達到9930萬噸，造紙產(chǎn)量和消費量分別占到世界總量的23.3%和 23.1%。
[0003]山東省是造紙大省，2012年產(chǎn)量為1710萬噸，占全國總產(chǎn)量的17%，連續(xù)18年居全國第一位。我省在大力發(fā)展造紙企業(yè)的同時造紙行業(yè)水污染問題得到一定改善，但是白泥污染將日益成為影響造紙企業(yè)發(fā)展的重要環(huán)境瓶頸。2013年10月，山東省環(huán)保廳在濰坊召開造紙白泥治理及綜合利用現(xiàn)場會，指出由于處理成本及技術(shù)的限制，我省除部分企業(yè)對白泥進行了回收利用外，多數(shù)企業(yè)只是擇地填埋或堆放。這不僅浪費了大量的石灰石資源，同時給周圍的土壤及地下水資源造成嚴重的二次污染。由于土地資源緊張，填埋處理也日益困難，露天堆存的白泥還會形成揚塵污染源，對空氣質(zhì)量造成影響。要求加強白泥治理和監(jiān)管，提高資源利用率，減少甚至杜絕白泥排放，確保環(huán)境安全。
[0004]按現(xiàn)有工藝，每生產(chǎn)It紙漿大約產(chǎn)生It白泥，且隨著我國制漿造紙企業(yè)新建的堿回收系統(tǒng)數(shù)量增多、規(guī)模擴大，產(chǎn)生的白泥將會成比例大幅度增加并積累。
[0005]制漿造紙白泥(以下簡稱白泥)是造紙工業(yè)苛化工藝中所產(chǎn)生的泥漿狀沉淀副產(chǎn)物，其主要化學(xué)反應(yīng)式如下:
[0006]Na2C03+Ca (OH) 2 — CaCO3 丨 +2Na0H
[0007]苛化后的乳液經(jīng)澄清，分離出氫氧化鈉溶液(白液)貯存，供制漿蒸煮循環(huán)使用；沉淀的白泥經(jīng)進一步洗滌過濾，回收其中的氫氧化鈉，最終得到含水率高的廢渣。目前，大多數(shù)企業(yè)采用填埋或堆放的方式處理造紙白泥，填埋處理雖然簡便易行、投資少，但需占用大量的土地資源，而且在污泥的填埋過程中由于壓實、降雨和微生物分解的原因，會產(chǎn)生高濃度滲濾液和殘留堿的溶解，造成地下水污染，同時，大型白泥堆場在惡劣天氣等條件下還存在潰塌風(fēng)險，成為社會危害的隱患。因此，這種粗放型白泥處理方式不僅帶來了環(huán)境污染、資源浪費以及社會危害的隱患，隨著土地和管理維護成本的上升以及不斷嚴苛的環(huán)保要求，已經(jīng)成為制約企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要因素之一，尋求白泥的資源化回收利用途徑必將是造紙企業(yè)和全社會的必然選擇。
[0008]白泥的主要礦物成分是粒狀結(jié)晶不良的CaCO3,其粒徑為15-25 μ m,是一種疏松多孔的、顆粒細的固體廢料。一般造紙白泥的含水率在25-30%，殘留部分造紙纖維和部分有機物。
[0009]中國發(fā)明專利201210105925.3《利用造紙白泥生產(chǎn)蒸壓灰砂磚的方法》，先將白泥脫水至含水量為30-35%，再將白泥送入轉(zhuǎn)筒烘干機，用熱空氣烘干至含水量小于10%，然后與蒸壓灰砂磚的其他常規(guī)原料攪拌后送入消化倉，其中干白泥的用量占制磚總用量的10-50%,消化四小時后，再經(jīng)攪拌均勻后送入料倉，用壓磚機制成磚塊坯，并疊放于軌道小車上，輸送至蒸壓釜，保持釜內(nèi)壓力達0.8MPa的表壓，相應(yīng)釜內(nèi)溫度為170-175°C，進行養(yǎng)護八小時，對白泥經(jīng)行干燥處理、制備工藝復(fù)雜，成本較高。
[0010] 專利CN102432241A公開了一種利用造紙白泥生產(chǎn)墻體材料的方法，取重量百分比例為40~60%的造紙白泥、20~45%的鋰洛、10~20%的水泥和I~6%的活性激發(fā)劑，加入攪拌機中混合；將混合物料分裝入一組模具內(nèi)，置于砌塊成型機的振實臺上振動成型；所述活性激發(fā)劑由聚丙烯酸、聚羧酸減水劑與硫酸鋁鉀混合組成；再將裝有混合物料的模具置于溫度為15~25°C和濕度>90%的養(yǎng)護箱中養(yǎng)護20~30小時后脫模，再放入溫度為60~80°C的養(yǎng)護箱中蒸養(yǎng)20~30小時，即制得墻體材料產(chǎn)品。采用本發(fā)明雖然制備出了性能合格的墻體材料，但是該方法養(yǎng)護工藝比較復(fù)雜，生產(chǎn)成本較高。
[0011]輕質(zhì)混凝土是一種利廢、環(huán)保、節(jié)能、低廉且具有不燃性的新型建筑節(jié)能材料。輕質(zhì)混凝土(又稱泡沫混凝土)是通過化學(xué)或物理的方式根據(jù)應(yīng)用需要將空氣或氮氣、二氧化碳氣、氧氣等氣體引入混凝土漿體中，經(jīng)過合理養(yǎng)護成型，而形成的含有大量細小的封閉氣孔，并具有相當強度的混凝土制品。輕質(zhì)混凝土的制作通常是用機械方法將泡沫劑水溶液制備成泡沫。輕質(zhì)混凝土的制備工序和成本較高。
[0012]如果能合理地利用造紙廢棄物，將其用于輕質(zhì)材料的制備，不僅可以減輕對環(huán)境的污染，還可以降低輕質(zhì)材料的生產(chǎn)成本，改善性能，將具有明顯的社會和經(jīng)濟效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]針對現(xiàn)有造紙白泥污染環(huán)境以及輕質(zhì)混凝土高制備成本的問題，本發(fā)明提出了一種用造紙白泥生產(chǎn)輕質(zhì)墻體材料的方法，達到節(jié)能減排，廢物利用的目的。
[0014]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0015]一種用造紙白泥生產(chǎn)輕質(zhì)墻體材料的方法:
[0016]按質(zhì)量百分比60-70%的造紙白泥、5-10%的鋯硅渣、20-30%的硅酸鹽水泥、1-5%的增強釋水劑取料并混合均勻，配成流動性達到要求的混凝土料漿，養(yǎng)護成型；所述的增強釋水劑為按重量份比4-5份硫酸鈉、7-8份三乙醇胺、15-18份糖鈉、25-30份甲基磺酸鈉和40-45份木質(zhì)素磺酸鈣混合溶于水得到的混合溶液。
[0017]所述造紙白泥含水量為20-25%、含鈣量在60-70%、殘留造紙纖維為5_10%。
[0018]所述鋯硅渣:是一種含水量較高的膠狀聚合物，主要成份為硅酸渣(mSi02.ηΗ20)。鋯硅渣固體含量為20±3wt%，二氧化硅含量為12_16wt%，同時含有少量鋯英砂和偏鋯酸鈉等。其中Si02在渣中呈松軟團聚狀，比表面積大、活性高。
[0019]所述普通硅酸鹽水泥為早強型的42.5R硅酸鹽水泥。
[0020]所述的增強釋水劑溶質(zhì)的濃度范圍5-10%。所述的增強釋水劑優(yōu)選為按重量份比5份硫酸鈉、7份三乙醇胺、18份糖鈉、30份甲基磺酸鈉和40份木質(zhì)素磺酸鈣混合溶于水得到的混合溶液。
[0021]本發(fā)明具有下列特點和有益效果:
[0022](I)采用本發(fā)明，造紙白泥、鋯硅渣、水泥與增強釋水劑劑混合，生成了絮凝狀硅酸鈉固體凝膠和大量纖維狀水化產(chǎn)物，白泥顆粒在這一體系中，發(fā)揮了微晶核和微集料效應(yīng)，填充于纖維與凝膠互相搭接形成的空間網(wǎng)絡(luò)中，使固體凝膠和纖維成核結(jié)晶與長大，起到了增強基體的作用。
[0023](2)白泥中殘留的大量的短纖維在混凝土中起到增韌的作用，提高了輕質(zhì)混凝土的抗折性能。
[0024](3)白泥和鋯硅渣是疏松多孔的結(jié)構(gòu)，混合固化后，在混凝土中留下了均勻封閉的空隙，減輕了混凝土的密度和重量。
[0025](4)增強釋水劑的使用可以有效的釋放出白泥里面的吸附水轉(zhuǎn)化成自由水，降低了外加水的用量，節(jié)約了成本；釋水劑釋放出的水所留下的空間，形成的密閉的空隙同時也減輕了制品的自重。
[0026](5)本發(fā)明的優(yōu)勢還在于，工業(yè)垃圾白泥的大量應(yīng)用，不僅降低環(huán)境負荷，墻體材料的制造成本，節(jié)省了大量建筑用材，保護耕地，而且達到了治理環(huán)境污染和廢物綜合高效利用的雙重效果，促進了造紙工業(yè)和墻體材料工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
[0027](6)本發(fā)明方法制得的墻體材料具有較好的抗壓強度、隔熱性好，密度小、自重輕?！揪唧w實施方式】
[0028]下面結(jié)合優(yōu)選的實施例進一步說明。
[0029]實施例1
[0030]取料并混合，取質(zhì)量百分比為65%的造紙白泥、10%的鋯硅渣、22%的普通硅酸鹽水泥、3%的增強釋水劑，增強釋水劑按重量份比5份硫酸鈉、7份三乙醇胺、18份糖鈉、30份甲基磺酸鈉和40份木質(zhì)素磺酸鈣混合溶于900份水得到的混合溶液。配制成流動性達到要求的混凝土料漿制備而成，自然養(yǎng)護，28天測試其強度和性能。強度等級、吸水性、導(dǎo)熱系數(shù)等滿足國家標準 GB/T15229-2002、JC/T422-2007 要求。
[0031]
【權(quán)利要求】
1.一種用造紙白泥生產(chǎn)輕質(zhì)墻體材料的方法，其特征是， 按質(zhì)量百分比60-70%的造紙白泥、5-10%的鋯硅渣、20-30%的硅酸鹽水泥、1_5%的增強釋水劑取料并混合均勻，配成流動性達到要求的混凝土料漿，養(yǎng)護成型；所述的增強釋水劑為按重量份比4_5份硫酸鈉、7_8份二乙醇胺、15-18份糖鈉、25-30份甲基橫酸鈉和40-45份木質(zhì)素磺酸鈣混合溶于水得到的混合溶液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用造紙白泥生產(chǎn)輕質(zhì)墻體材料的方法，其特征是，所述造紙白泥含水量為20-25%、含鈣量在60-70%、殘留造紙纖維為5-10%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用造紙白泥生產(chǎn)輕質(zhì)墻體材料的方法，其特征是，所述的增強釋水劑溶質(zhì)的濃度范圍5-10%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用造紙白泥生產(chǎn)輕質(zhì)墻體材料的方法，其特征是，所述的增強釋水劑選為按重量份比5份硫酸鈉、7份三乙醇胺、18份糖鈉、30份甲基磺酸鈉和40份木質(zhì)素磺酸鈣混合溶于水得到的混合溶液。
【文檔編號】C04B24/18GK103922674SQ201410143027
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月10日
【發(fā)明者】張豐慶, 陳永梅, 王士平, 袁俊洲, 田清波 申請人:山東建筑大學(xué), 張豐慶