一種抗磨陶瓷砂漿及其使用方法
【專利摘要】本發明提供一種抗磨陶瓷砂漿，包括骨料，輔料，結合劑以及添加劑，其中，骨料包括鋼渣、陶瓷，以及礦渣；輔料為礦渣細粉；結合劑包括水泥以及粉煤灰；添加劑包括聚羧酸減水劑和多元醇消泡劑，還提供一種抗磨陶瓷砂漿的使用方法，用以保護磨損設備，采用本發明的抗磨陶瓷砂漿及其使用方法，大大降低使用成本，簡化加工程序，提高產品性能，增強設備抗磨損性能，延長使用壽命，同時減少了污染，節省資源。
【專利說明】一種抗磨陶瓷砂漿及其使用方法

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種抗磨砂漿及其使用方法，尤其涉及一種利用工業殘渣和生活廢渣制造的抗磨陶瓷砂漿及其使用方法。

【背景技術】
[0002]陶瓷砂漿是一種用于工業設備抗磨損、抗沖刷、抗腐蝕的材料，其主料大多采用成本價格5000元/噸以上的電熔剛玉、電熔莫來石、碳化硅等昂貴材料，大大浪費人類礦產資源，這些材料在制作過程中必須要采用電爐進行高溫煅燒，耗電量巨大，占用和浪費國家電力資源，煅燒的高溫排放嚴重污染生態環境，現國家已對做該材料生產企業進行整頓和限制。而鋼鐵廠、火電廠的工業垃圾鋼渣、礦渣、粉煤灰，和人類生活中廢舊破碎的陶瓷垃圾，其成本價格都不足100元/噸，目前我國對這類生產、生活廢棄物主要采取直接掩埋的方式處理，有些廢棄物如陶瓷廢料屬于粉塵廢棄物，若不經處理直接掩埋，會對環境造成二次污染，有鑒于此，如何將成本低廉的這類生產、生活廢棄物有效利用到砂漿中，取代昂貴的常規原料，同時解決廢棄物污染環境的問題及廢物處理成本，是一項值得研究的課題。
[0003]在目前已投入應用的百余種水泥中，應用最廣泛的是硅酸鹽系水泥和鋁酸鹽系水泥，其中又以硅酸鹽水泥和鋁酸鹽水泥(高鋁水泥)的應用最為普遍。由于組成成分和水化機理的不同，這兩種水泥具有截然不同的特性，其應用范圍也大不相同。在現有的砂漿配料中，大多采用硅酸鹽水泥作為結合劑，但硅酸鹽水泥存在一定的不足:(I)硬化后含有較多的氫氧化鈣，抗軟水侵蝕和抗化學侵蝕性差，不適用于空氣中CO2含量較高的環境，不宜用于受流動的軟水和有水壓作用的工程，也不宜用于受海水和礦物水作用的工程；(2)水化過程中放出大量的熱，不宜用于大體積混凝土工程；(3)耐腐蝕性差，不宜用于經常與流動淡水或硫酸鹽等腐蝕性介質接觸的工程；(4)耐熱性差，不宜用于有耐熱要求的工程。上述不足不適合應用于磨損設備表面，而鋁酸鹽水泥(高鋁水泥)是以礬土或含鋁廢渣為主要原料、燒制成以鋁酸鹽礦物或鋁酸鹽復合礦物為基本組成的水泥，代號為CA，主要礦物組成為鋁酸一鈣(Ca0.Al2O3)和二鋁酸一鈣(Ca0.2Α1203)，主要化學成分為 CaO、Si02、Al203、Fe203和少量的Mg0、Ti02等，鋁酸鹽水泥的水化作用主要是鋁酸一鈣的水化過程，水化物CAHltl或C2AH8為針狀或片狀晶體，互相結成堅固的結晶連生體，形成晶體骨架。同時所生成的氫氧化鋁凝膠填塞于骨架空間，結構致密，使水泥初期強度能得到迅速增長。由于其特有的水化機理，鋁酸鹽水泥具有與硅酸鹽水泥不同的特點，在應用范圍上也存在一定區別:(I)水化熱大，與一般高強度硅酸鹽水泥大致相同，但放熱速率特別快，且放熱集中，Id內即可放出水化熱總量的70-80% ; (2)耐高溫性好，可用于1000°C以下的耐熱構筑物；(3)耐硫酸腐蝕性強，抗腐蝕性高于抗硫酸鹽水泥；(4)硬化后不含鋁酸三鈣，不析出游離的氫氧化鈣，且硬化后結構致密，對礦物水的侵蝕作用有很高的抵抗性；(5)屬早強型水泥，其Id強度可達3d強度的80%以上，3d強度便可達到普通硅酸鹽水泥28d的水平。因此，鋁酸鹽水泥更適合用于工業設備抗磨損、抗沖刷、抗腐蝕的砂漿材料。


【發明內容】

[0004]針對現有技術中同類型砂漿材料原料成本高昂，浪費資源、污染環境等缺陷，本發明提供一種抗磨陶瓷砂漿及其使用方法。
[0005]本發明提供一種抗磨陶瓷砂漿，包括骨料，輔料，結合劑以及添加劑，其中，骨料包括占該抗磨陶瓷砂漿質量百分比為28-30%的鋼渣，占該抗磨陶瓷砂漿質量百分比為13-15%的陶瓷，以及占該抗磨陶瓷砂漿質量百分比為5-7%的礦渣；結合劑包括占該抗磨陶瓷砂漿質量百分比為23-25%的水泥以及占該抗磨陶瓷砂漿質量百分比為3-5%的粉煤灰；添加劑包括占該抗磨陶瓷砂漿質量百分比為0.05-0.07%的聚羧酸減水劑和占該抗磨陶瓷砂漿質量百分比為0.026-0.028%的多元醇消泡劑；余量為作為輔料的礦渣細粉。
[0006]優選地，抗磨陶瓷砂漿中作為骨料的鋼渣和礦渣為鋼鐵廠或火電廠作為工業垃圾經篩選后獲得的粒徑為3-5毫米的鋼渣，以及粒徑為0-1毫米的礦渣，陶瓷為生活中廢舊破碎的陶瓷垃圾，經篩選后陶瓷的粒徑為1-3毫米；
[0007]優選地，抗磨陶瓷砂漿的礦渣細粉為150-200目；
[0008]優選地，抗磨陶瓷砂漿中作為結合劑的水泥為高鋁水泥；
[0009]優選地，抗磨陶瓷砂漿的粉煤灰為350-450目；
[0010]本發明還提供一種該抗磨陶瓷砂漿的使用方法，用以保護磨損設備，包括:
[0011]I)將該抗磨陶瓷砂漿放入攪拌機攪拌10-15分鐘，加水混合均勻；
[0012]2)加鋼纖維入步驟I)中混合均勻的抗磨陶瓷砂漿，以增加抗磨陶瓷砂漿的不定向結合強度，再次攪拌至物料成砂漿狀態；
[0013]3)焊接鋼網或龜甲網于磨損設備表面，將步驟2)中加入鋼纖維的抗磨陶瓷砂漿澆筑、噴涂或涂抹于鋼網或龜甲網上以覆蓋磨損設備，待抗磨陶瓷砂漿凝固后，即可抵抗沖刷磨損,抗高溫和腐蝕；
[0014]優選地，抗磨陶瓷砂漿的使用方法中抗磨陶瓷砂漿與步驟I)中的水與步驟2)中的鋼纖維的重量比為50:3-5:1-2 ；
[0015]優選地，抗磨陶瓷砂漿的使用方法步驟2)中鋼纖維的長度為12-14毫米；
[0016]優選地，抗磨陶瓷砂漿的使用方法步驟3)中抗磨陶瓷砂漿澆筑、噴涂或涂抹后的成型厚度為25-50毫米。
[0017]該抗磨陶瓷砂漿抗壓強度提高到179_200MPa，抗折強度為20_30MPa，密度達到
2.9t/m3,耐溫200°C以上，其中的Al2O3與S12的含量高于60%，材料性能遠遠優于普通陶瓷砂漿。采用本發明的抗磨陶瓷砂漿及其使用方法，直接取用鋼鐵廠、火電廠的工業垃圾鋼渣、礦渣、粉煤灰，和人類生活中廢舊破碎的陶瓷垃圾，其成本價格都不足100元/噸，而且該主材料回收后只需篩選分類為骨料、細粉就可以直接做為本產品的原料使用，不需要復雜的深度加工，選料取料極其簡便，原料通過合理的粒度級配，致密強度高，大大增強抵抗設備磨損性能，延長使用壽命，同時，對工業垃圾的有效再利用，減少了這些垃圾對生態環境的污染，也節省了礦產資源。

【具體實施方式】
[0018]為了更清楚地理解本發明的技術內容，下面對本發明的實施方式作進一步的詳細描述。
[0019]實施例1
[0020]該抗磨陶瓷砂漿選用鋼鐵廠或火電廠作為工業垃圾并經篩選后獲得的粒徑為3毫米的鋼渣，粒徑為0.1毫米的礦渣，以及生活中廢舊破碎并篩選后獲得的粒徑為I毫米陶瓷垃圾作為該抗磨陶瓷砂漿的骨料，其中，鋼渣占該抗磨陶瓷砂漿的質量百分比為30%，陶瓷占該抗磨陶瓷砂漿的質量百分比為15%，礦渣占該抗磨陶瓷砂漿的質量百分比為7%，該抗磨陶瓷砂漿選用此高配比的鋼渣、礦渣，比單純選用陶瓷材料更能增強砂漿的穩定性和抗磨性能，應用更廣泛；選用占該抗磨陶瓷砂漿質量百分比為25%的高強高標號的925號高鋁水泥，以及占該抗磨陶瓷砂漿質量百分比為5%的來自火電行業燃燒垃圾粉煤灰作為結合劑，其中，粉煤灰的規格為400目；該抗磨陶瓷砂漿還添加了占該抗磨陶瓷砂漿質量百分比為0.07%的聚羧酸減水劑，占該抗磨陶瓷砂漿質量百分比為0.028%的多元醇消泡劑，以提高砂漿強度和密實度；輔料選用占該抗磨陶瓷砂漿質量百分比為17.902%200目的礦渣細粉，以達到更高的致密度，提高結合強度和耐高溫指數。
[0021 ] 將該抗磨陶瓷砂漿放入攪拌機攪拌15分鐘，加水混合均勻，然后加長度為12毫米的鋼纖維入上述混合均勻的抗磨陶瓷砂漿，以增加抗磨陶瓷砂漿的不定向結合強度，再次攪拌至物料成砂漿狀態，其中，抗磨陶瓷砂漿與所加入的水與所加入的鋼纖維的重量比為50:3:1，接著，在磨損設備表面焊接鋼網或龜甲網，將加入鋼纖維的抗磨陶瓷砂漿澆筑、噴涂或涂抹于鋼網或龜甲網上以覆蓋磨損設備，使得成型厚度達到25毫米，待抗磨陶瓷砂漿凝固后，即可抵抗沖刷磨損，抗高溫和腐蝕。
[0022]實施例2
[0023]該抗磨陶瓷砂漿選用鋼鐵廠或火電廠作為工業垃圾并經篩選后獲得的粒徑為4毫米的鋼渣，粒徑為0.5毫米的礦渣，以及生活中廢舊破碎并篩選后獲得的粒徑為2毫米陶瓷垃圾作為該抗磨陶瓷砂漿的骨料，其中，鋼渣占該抗磨陶瓷砂漿的質量百分比為28%，陶瓷占該抗磨陶瓷砂漿的質量百分比為13%，礦渣占該抗磨陶瓷砂漿的質量百分比為5%，該抗磨陶瓷砂漿選用此高配比的鋼渣、礦渣，比單純選用陶瓷材料更能增強砂漿的穩定性和抗磨性能，應用更廣泛；選用占該抗磨陶瓷砂漿質量百分比為23%的高強高標號的925號高鋁水泥，以及占該抗磨陶瓷砂漿質量百分比為3%的來自火電行業燃燒垃圾粉煤灰作為結合劑，其中，粉煤灰的規格為350目；該抗磨陶瓷砂漿還添加了占該抗磨陶瓷砂漿質量百分比為0.05%的聚羧酸減水劑，占該抗磨陶瓷砂漿質量百分比為0.026%的多元醇消泡劑，以提高砂漿強度和密實度；輔料選用占該抗磨陶瓷砂漿質量百分比為27.927%150目的礦渣細粉，以達到更高的致密度，提高結合強度和耐高溫指數。
[0024]將該抗磨陶瓷砂漿放入攪拌機攪拌13分鐘，加水混合均勻，然后加長度為13毫米的鋼纖維入上述混合均勻的抗磨陶瓷砂漿，以增加抗磨陶瓷砂漿的不定向結合強度，再次攪拌至物料成砂漿狀態，其中，抗磨陶瓷砂漿與所加入的水與所加入的鋼纖維的重量比為50:4:1.5，接著，在磨損設備表面焊接鋼網或龜甲網，將加入鋼纖維的抗磨陶瓷砂漿澆筑、噴涂或涂抹于鋼網或龜甲網上以覆蓋磨損設備，使得成型厚度達到40毫米，待抗磨陶瓷砂漿凝固后，即可抵抗沖刷磨損，抗高溫和腐蝕。
[0025]實施例3
[0026]該抗磨陶瓷砂漿選用鋼鐵廠或火電廠作為工業垃圾并經篩選后獲得的粒徑為5毫米的鋼渣，粒徑為I毫米的礦渣，以及生活中廢舊破碎并篩選后獲得的粒徑為3毫米陶瓷垃圾作為該抗磨陶瓷砂漿的骨料，其中，鋼渣占該抗磨陶瓷砂漿的質量百分比為29%，陶瓷占該抗磨陶瓷砂漿的質量百分比為14%，礦渣占該抗磨陶瓷砂漿的質量百分比為6%，該抗磨陶瓷砂漿選用此高配比的鋼渣、礦渣，比單純選用陶瓷材料更能增強砂漿的穩定性和抗磨性能，應用更廣泛；選用占該抗磨陶瓷砂漿質量百分比為24%的高強高標號的925號高鋁水泥，以及占該抗磨陶瓷砂漿質量百分比為4%的來自火電行業燃燒垃圾粉煤灰作為結合齊U，其中，粉煤灰的規格為450目；該抗磨陶瓷砂漿還添加了占該抗磨陶瓷砂漿質量百分比為0.06%的聚羧酸減水劑，占該抗磨陶瓷砂漿質量百分比為0.027%的多元醇消泡劑，以提高砂漿強度和密實度；輔料選用占該抗磨陶瓷砂漿質量百分比為22.913%180目的礦渣細粉，以達到更高的致密度，提高結合強度和耐高溫指數。
[0027]將該抗磨陶瓷砂漿放入攪拌機攪拌10分鐘，加水混合均勻，然后加長度為14毫米的鋼纖維入上述混合均勻的抗磨陶瓷砂漿，以增加抗磨陶瓷砂漿的不定向結合強度，再次攪拌至物料成砂漿狀態，其中，抗磨陶瓷砂漿與所加入的水與所加入的鋼纖維的重量比為50:5:2，接著，在磨損設備表面焊接鋼網或龜甲網，將加入鋼纖維的抗磨陶瓷砂漿澆筑、噴涂或涂抹于鋼網或龜甲網上以覆蓋磨損設備，使得成型厚度達到50毫米，待抗磨陶瓷砂漿凝固后，即可抵抗沖刷磨損，抗高溫和腐蝕。
[0028]采用本發明的抗磨陶瓷砂漿及其使用方法，直接取用鋼鐵廠、火電廠的工業垃圾鋼渣、礦渣、粉煤灰，和人類生活中廢舊破碎的陶瓷垃圾，其成本價格都不足100元/噸，而且該主材料回收后只需篩選分類為骨料、細粉就可以直接做為本產品的原料使用，不需要復雜的深度加工，選料取料極其簡便，原料通過合理的粒度級配，致密強度高，大大增強抵抗設備磨損性能，延長使用壽命，同時，對工業垃圾的有效再利用減少了這些垃圾對生態環境的污染，也節省了礦產資源。
[0029]上文中描述了本發明的【具體實施方式】。但是，在本領域中的普通技術人員能夠理解，不偏離本發明的精神和范圍的情況下，還可以對本發明的【具體實施方式】作各種變更和替換。這些變更和替換都落在本發明權利要求書限定的范圍內。
【權利要求】
1.一種抗磨陶瓷砂漿，其特征在于，包括骨料，輔料，結合劑以及添加劑，其中，所述骨料包括占該抗磨陶瓷砂漿質量百分比為28-30%的鋼渣，占該抗磨陶瓷砂漿質量百分比為13-15%的陶瓷，以及占該抗磨陶瓷砂漿質量百分比為5-7%的礦渣；所述結合劑包括占該抗磨陶瓷砂漿質量百分比為23-25%的水泥以及占該抗磨陶瓷砂漿質量百分比為3-5%的粉煤灰；所述添加劑包括占該抗磨陶瓷砂漿質量百分比為0.05-0.07%的聚羧酸減水劑和占該抗磨陶瓷砂漿質量百分比為0.026-0.028%的多元醇消泡劑；余量為作為所述輔料的礦渣細粉。
2.如權利要求1所述的抗磨陶瓷砂漿，其特征在于，作為骨料的所述鋼渣和所述礦渣為鋼鐵廠或火電廠作為工業垃圾經篩選后獲得的粒徑為3-5毫米的鋼渣，以及粒徑為0-1毫米的礦渣，所述陶瓷為生活中廢舊破碎的陶瓷垃圾，經篩選后所述陶瓷的粒徑為1-3毫米。
3.如權利要求1所述的抗磨陶瓷砂漿，其特征在于，所述礦渣細粉為150-200目。
4.如權利要求1所述的抗磨陶瓷砂漿，其特征在于，作為結合劑的所述水泥為高鋁水泥。
5.如權利要求1所述的抗磨陶瓷砂漿，其特征在于，所述粉煤灰為350-450目。
6.一種如權利要求1所述的抗磨陶瓷砂漿的使用方法，用以保護磨損設備，其特征在于包括: 1)將權利要求1所述的抗磨陶瓷砂漿放入攪拌機攪拌10-15分鐘，加水混合均勻； 2)加鋼纖維入步驟I)中所述混合均勻的抗磨陶瓷砂漿，以增加所述抗磨陶瓷砂漿的不定向結合強度，再次攪拌至物料成砂漿狀態； 3)焊接鋼網或龜甲網于所述磨損設備表面，將步驟2)中加入所述鋼纖維的抗磨陶瓷砂漿澆筑、噴涂或涂抹于所述鋼網或龜甲網上以覆蓋所述磨損設備，待所述抗磨陶瓷砂漿凝固后，即可抵抗沖刷磨損，抗高溫和腐蝕。
7.如權利要求6所述的抗磨陶瓷砂漿的使用方法，其特征在于，所述抗磨陶瓷砂漿與步驟I)中的水與步驟2)中的鋼纖維的重量比為50:3-5:1-2。
8.如權利要求6所述的抗磨陶瓷砂漿的使用方法，其特征在于，步驟2)中鋼纖維的長度為12-14毫米。
9.如權利要求6所述的抗磨陶瓷砂漿的使用方法，其特征在于，步驟3)中所述抗磨陶瓷砂漿澆筑、噴涂或涂抹后的成型厚度為25-50毫米。
【文檔編號】C04B28/06GK104418564SQ201310362987
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年8月19日 優先權日:2013年8月19日
【發明者】李海濤, 沈衛國, 聶紀強, 周獻偉 申請人:上海維樂耐磨材料有限公司