抛光砖污泥在广场砖中的再利用研究

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摘 要：本文以陶瓷工厂抛光砖污泥、黑泥、章丘土、临朐长石、沂水长石以及秦庄长石为原料，制备了六组广场砖样品，其污泥含量分别为10%、20%、30%、40%、50%和100%。然后对样品进行各种物理性能测试和研究。结果表明：当抛光砖污泥的含量

关键词：抛光砖污泥；广场砖；再利用

1 引言

众所周[1-5]，抛光砖在生产过程中会产生大量的污泥，这些污泥主要是瓷砖抛光时和原料车间生产时所产生的废料。以往陶瓷原料价格便宜，人们的环保意识比较薄弱，大量的抛光砖污泥作为建筑垃圾处理。但是近些年[6-12]，随着陶瓷原料价格上涨，以及国家环境保护意识的增强，迫使越来越多的陶瓷厂把抛光砖污泥的再利用提到议事日程上来。所以，本研究结合生产实际，采用抛光砖污泥作为原料，使其循环应用到对坯体质量要求相对较低的广场砖生产中，既降低了生产成本，又变废为宝，大大减轻了对环境的污染。

2 实验

将黑泥、章丘土、临朐长石、秦庄长石和沂水长石按一定的比例混合作为基料，基料与抛光废料配比见表1。按表1中的比例配好100g原料，并装入球磨罐中，加入适量的减水剂，球磨16min。将浆料过60目筛，使其平铺在干净的吸水板上，待泥浆凝固后，放入低温烘箱中，待烘干后，冷却至室温，再均匀滴加8%的水，打粉使其过20目筛，将所得粉体陈腐30min以上，待压制成形后烘干，然后放入广场砖（烧成最高温度为1080℃左右，烧成周期为2h）烧成窑中烧制。

3 结果与讨论

3.1 直观图分析

图1为六种不同配方样品的表面图及断面图。从图1(a)中可以清晰地看出六组砖中，A1、A2和A3表面比较平整，样品形状比较规则，其外形符合实际生产的要求；A4、A5和A6表面有些凹凸不平，样品变形比较明显，不符合实际生产的要求。

从图1(b)中可明显看出，随着废料含量的增加，其烧成样品致密度降低，气孔率明显增加。A4～A6样品出现了明显的气孔，尤其是A6气孔率很高，结构非常疏松。再与表面直观图进行对比，可以得知样品平整度和变形性与其内部气孔的含有量有关，样品内部气孔率越大，样品平整度越差，变形越厉害。

3.2 SEM分析

从图2中可以看出，两样品的表面致密度都很好，没有出现明显的孔洞，但是断面的SEM图显示，两样品均有气孔，且形状不规则、大小不均匀、大孔的直径达50um以上。相对而言，A1样品的气孔率和大小均小于A5，即A1样品的气孔率较低。样品在烧成过程中由于升温阶段较为缓慢，处于高温阶段的时间也比较长，虽然样品内部有很多气体产生，并且一部分从表面溢出，但是由于高温下表面产生的液相具有很好的流动性，又有足够的时间进行自我修护，从而使表面具有较好的致密性。污泥中所含的有机成份的挥发，从而导致在坯体中留下闭口气孔，气孔的增多，又会造成样品体积增大，这与图1目测结果一致。

3.3 烧失量分析

样品烧失量的情况见表2。

从表2中可以看出，随着废料含量的增加，样品的烧失量也在增大，其中A1的烧失量最小为2.36%，A6最大达到3.77%。当废料含量低于40%时，烧失量相差不大，在2.36%～2.65%之间；当废料含量>50%时，样品烧失量>3%，不符合公司产品生产要求。因为烧失量过大会导致样品严重变形，以及强度降低，所以当废料含量>50%时样品性能较差。烧失量的大小跟样品产生气体的量成正比，从而也验证了图2断面直观图中随着废料含量的增加气孔率增加这一结论。废料中含有少量易氧化分解的物质，它们在高温时氧化或分解变成气体，一部分残留在样品中；另一部分则从表面溢出，进入大气中，所以废料的含量越高样品烧失量越大。

3.4 吸水率分析

样品吸水率情况见表3。

从表3中可以看出，A1、A2、A3和A4几乎没有吸水，测量的结果为零，A5吸水率为0.15%，A6吸水率为0.25%。由于吸水率跟样品表面是否有开气孔和内部致密性密切相关。通过前面的断面图观察及分析可知：A1、A2、A3和A4样品表面致密性很好，没有开气孔；A5和A6开始出现少量开口气孔，期测试结果与观察结果一致。

3.5 烧成收缩率分析

样品烧成收缩率情况见表4。

由表4中可以看出，A1～A4样品都为收缩，A1的收缩率最大，A4收缩率几乎为0；A5和A6样品为膨胀，其中A6膨胀最为严重达到了21.16。因此，当废料含量40%时，样品为膨胀且随着废料含量的增加，样品膨胀率增加。从图1断面直观图中可知，A1～A6样品的气孔率是明显增加的，因此样品产生气体的量是影响其收缩率的主要原因。

3.6 抗折强度

样品抗折强度情况见表5。

从表5可以看出，随着废泥含量的增加，样品的抗折强度逐渐降低，其中A1抗折强度最高为43.44MPa，A6的抗折强度最低为5.98MPa。通过分析可知，随着废料的增加样品气孔率明显增加，所以影响强度的主要因素为样品的气孔率。

4 结论

本实验考察了污泥添加量分别为10%、20%、30%、40%、50%和100%时，对样品的结构和性能的影响。结果表明：随着废料含量的增加，样品的气孔率、烧失量、吸水率也随之增加，但是样品抗折强度随之降低。当废泥含量40%时，样品产生膨胀，且含量越大，膨胀越大。通过研究发现，将废料当作原料生产广场砖时，其含量需≤30%，而且废料含量越低产品的性能越好。

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