利用石膏制備建筑陶瓷材料的研究.pdf

1、我國天然石膏資源蘊藏量極為豐富，探明儲量在600億噸以上，位居世界第一。全國石膏年產(chǎn)量達1800萬噸，但用量僅1200萬噸。據(jù)估計，化肥副產(chǎn)石膏已達4000萬噸，目前堆存的磷石膏已經(jīng)超過750萬噸。預計2010年我國化工副產(chǎn)品石膏排放量將達到1億噸以上。這些石膏不僅占用大量土地，而且污染環(huán)境，處理費用也相當昂貴。由于我國環(huán)境保護的迫切性，大量化工石膏的處理已成當務之急。 目前建筑內(nèi)外墻裝飾材料有50％以上是釉面陶瓷磚。但由于傳統(tǒng)

2、陶瓷配方中，最主要的原料粘土作為一種不可再生資源日益受到社會的關注，在強調(diào)可持續(xù)發(fā)展的今天，傳統(tǒng)陶瓷面臨在原料的開發(fā)和替換上的迫切的問題。 以石膏作為主要原料進行釉面磚生產(chǎn)，將為石膏特別是化學石膏的利用開辟新的途徑。一旦進入工業(yè)生產(chǎn)，所取得的經(jīng)濟和社會效益將是巨大的。對于減少耕地的消耗、耕地的占用、保護環(huán)境具有重要的意義。而且一旦推廣到其它傳統(tǒng)陶瓷的原料領域，將取得更好的效果。 本研究通過一系列的實驗對石膏陶瓷材料進行了

3、研究。首先根據(jù)傳統(tǒng)陶瓷磚的生產(chǎn)方式確定了石膏陶瓷的成型方法；根據(jù)傳統(tǒng)陶瓷成型的經(jīng)驗確定坯料的造粒粒度，根據(jù)壓制成型的理論，同時結合試燒試樣的體積密度和抗彎強度的結果，確定了石膏陶瓷的成型壓力；根據(jù)燒結理論和制備石膏陶瓷的原料在升溫過程中的性狀變化，結合試燒實驗確定了在燒成過程中不同溫度階段的升溫速率、保溫時間和冷卻速率；選擇了與之配匹的硼鋯乳濁釉；通過理論計算和實驗確定了釉燒的溫度制度。另外，利用X射線衍射儀對石膏試樣進行了X射線衍射分

4、析；利用掃描電鏡對石膏陶瓷的試樣斷口形貌進行了觀察；利用X射線能譜儀對微區(qū)成分進行了分析，揭示了石膏陶瓷的物相、顯微組織和結構的特點；探討了石膏陶瓷的成瓷機理。對試制的釉面磚樣品比照國家關于釉面磚的標準進行了物理性能測試，結果表明試制的石膏陶瓷釉面磚完全達到了國家標準的要求。研究認為，以二水石膏為主要原料，添加長石和石英等輔助原料可以制備石膏陶瓷材料，試樣抗折強度達20.6MPa，抗壓強度達89.2MPa，吸水率為3.3％，沸煮24H濕

5、膨脹率為0.02％；選擇的硼鋯乳濁釉能夠與石膏陶瓷相匹配，在石膏陶瓷表面形成良好的釉面；制備的白色釉面石膏陶瓷磚的物理力學性能達到國標GB1194789《彩色釉面墻地磚》的質(zhì)量要求，其抗折強度達30.3MPa，吸水率為3.5％，沸煮24h濕膨脹率為0.02％，經(jīng)歷110℃-15℃溫度變化三次以上不裂，經(jīng)歷10℃-15℃20次以上不裂，濕膨脹率0.02％；石膏陶瓷的燒結過程以固相燒結為主，少量玻璃相對燒結有一定的促進作用，升溫過程中，二水