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【摘要】

本文重點闡述了陶瓷廢料在陶瓷行業及混凝土行業的再利用情況，以及在建材行業其它領域的應用現狀，并對應用中還需解決的問題進行了總結。

【關鍵詞】

陶瓷廢料；陶瓷；混凝土；建材

1前言

據中國建材數量經濟監理學會統計2015年我國陶瓷磚產量約為107.2億m2，行業每年將產生兩千萬噸以上的廢料。陶瓷廢料產生于陶瓷生產的各個工序，不同類型的陶瓷產品廢料產生的工序和數量又有所不同。其中建筑陶瓷因生產連續化水平高、產量大，尤其是拋光類產品產生的廢料居多，此外，產品成型率低的藝術瓷、骨質瓷及多孔陶瓷在產品成型工序也會產生較多的廢料。廢料的產生不但造成了資源浪費，同時對環境產生了危害，因此陶瓷廢料的循環再利用成為陶瓷企業和相關科研單位急需解決的課題。隨著各科研部門及陶瓷企業研究的深入，陶瓷廢料的再利用已逐步延伸到不同的領域，因陶瓷廢料的成分與建筑材料原料的成分相似，故在建筑材料領域的應用更為廣泛。

2陶瓷廢料在陶瓷行業的應用

2.1制作陶粒陶瓷廢料因其化學組分與陶瓷原料最為相似[1]（拋光廢料與陶瓷原料化學成分對比見表1），但陶瓷廢料中高溫黏度較小的氧化物含量較高，直接摻入陶瓷原料中會影響產品質量，所以早期研究主要集中在輕質陶粒上。陶粒是以陶瓷廢料為主原料經高溫燒結制備而成的產品，目前陶粒已廣泛用于建筑材料領域，例如作為二次原料應用于混凝土、墻體保溫板、墻體填料及窯爐隔熱保溫層等。陶粒的再利用工藝簡單，廢料利用率高，是一種較為有效的再利用途徑。同時，陶粒的再利用范圍還在不斷拓展，如利用陶粒制備地鐵吸音材料[2]，這不僅拓寬了陶粒應用領域，也為陶瓷廢料的實際應用提供了參考。

2.2用作陶瓷坯料陶瓷廢料作為坯料用于陶瓷生產的研究已取得一定的進展，但因建筑陶瓷或日用、美術陶瓷對原料的要求較高，所以廢料的利用率也受到一定的限制。而對原料要求不太苛刻的陶瓷產品成為廢料再利用的主要對象[3～4]，例如仿古磚、手工藝磚等。仿古磚對顏色純度、吸水率、尺寸穩定性等要求不高，陶瓷廢料可以部分甚至全部代替仿古磚的坯用原料；手工藝術磚也是應用較為成功的種類之一，因陶瓷廢料再利用中存在的主要問題有缺陷多、粗糙毛邊、色差重、形狀不規則，而手工藝術磚把這些殘缺美詮釋為手工磚的藝術美感，巧妙的利用了這些缺陷。

2.3生產保溫隔熱多孔材料因陶瓷廢料用于陶瓷坯料時會產生針孔起泡等缺陷，用作多孔材料的原料能充分利用其自身發泡性能。陶瓷廢料在生產保溫隔熱多孔材料中的應用研究，前期集中在摻入的可行性上，后期才逐步上升到提高摻入量及解決變形問題上。蔡曉軍等人[5]利用拋光廢渣制備出具有保溫隔熱功能的新型輕質建筑材料，其中廢料利用率可達60%；佛山歐神諾陶瓷股份有限公司已利用陶瓷廢料成功開發出可以浮在水面的新型輕質生態建筑材料；蒙娜麗莎陶瓷有限公司已能大規模生產大規格的保溫隔熱陶瓷板，且陶瓷廢料的摻入量最高可達80%。陶瓷廢料在保溫隔熱建材領域的再利用不但使多孔材料的自發泡機理得到了深入研究，同時使規模化、大型化生產成為現實。

2.4制備陶瓷透水磚有研究[6]表明將陶瓷廢料添加到陶瓷透水磚中可制備合格的透水磚，在此基礎上還可以添加生活垃圾生產透水磚，但未進一步研究如何在不影響產品質量的情況下提高陶瓷廢料利用率。透水磚與建筑陶瓷相比對顏色和尺寸要求較低，陶瓷廢料用于透水磚生產適應性強，發展空間大。

3陶瓷廢料在混凝土中的應用

陶瓷廢料用作水泥混合材是研究方向之一。陶瓷廢料作為水泥混合材除需滿足活性要求外，還要符合水泥化學成分要求。具有火山灰活性的陶瓷玻化磚廢料、瓷質廢料、炻質劈開磚廢料和陶質廢料均可作為混合材使用[7]，其強度隨廢料中玻璃相含量的增加而增加，同時隨著摻量的增加，水泥的強度會先增加后減小，并存在最佳值。于立剛等人[8]對衛生陶瓷及建筑陶瓷地磚廢料做了活性試驗比對，結果表明兩種廢料均符合活性混合材的標準要求。當拋光磚廢料摻量小于10%時[9]，陶瓷廢料的加入對水泥強度有貢獻，可作為較高強度水泥混合材使用，而當摻量超過一定值后將對水泥強度產生副作用，同時應注意氯離子含量超標的問題。廢棄陶瓷制作再生粗骨料代替天然碎石是另一研究方向。通過篩分制作符合混凝土粗骨料要求粒徑的粗骨料，與天然粗骨料相比，再生陶瓷骨料的密度低、吸水率高、壓碎指標小，所以在實際應用中需調整混凝土配合比，此外陶瓷骨料與砂漿的粘結性能不如天然骨料，隨再生陶瓷骨料的代替率的增加抗壓強度減小[10]，因此限制了再生陶瓷骨料的大量使用。

4在建筑墻體材料中的應用

蒸壓加氣混凝土砌塊作為輕質保溫隔熱的新型建筑材料在消耗工業廢棄物上發揮著重要的作用，陶瓷廢料代替粉煤灰制備蒸壓加氣混凝土砌塊的研究已取得一定的進展。華南理工大學王功勛等人[11]對陶瓷拋光磚粉制備蒸壓硅酸鹽制品從熱工及水化產物組成和形貌方面進行了基礎研究，研究表明陶瓷拋光粉在蒸壓條件下有較高的火山灰活性，與粉煤灰相比拋光粉中參與反應的活性SiO2要多，可生成較低Ca/Si值的水化產物，其蒸壓制品強度高于粉煤灰制品。有研究[12]表明摻入陶瓷廢料代替一半的粉煤灰（摻入量為30%～40%）制備的蒸壓加氣混凝土砌塊各項基本指標能符合GB/T11968-2006《蒸壓加氣混凝土砌塊》標準要求，且在干縮性和防水性方面優于粉煤灰加氣混凝土砌塊。此外陶瓷廢料在加氣混凝土中的摻量需控制在30%左右[12]，過大會對氣孔結構及混凝土力學性能產生不利影響。

5在建材行業其它領域的應用

陶瓷廢料可用于瀝青路面隔熱層混合料，有研究[13]表明陶瓷廢料瀝青混凝土隔熱層具有良好的降溫效果，可減少路面溫度波動，解決路面的車轍問題。此外，用陶瓷廢料制備的多孔陶瓷亦可用于廢水凈化及過濾材料[14]，拓寬了陶瓷廢料在建材行業再利用中的應用領域。

6應用中還需解決的問題

6.1硬質廢料硬質廢料是經過燒成工序的熟料，其特點是燒失量小，化學成分接近陶瓷原料，可以重新應用到陶瓷生產中。提高孰料廢渣的細度以及控制雜質及鐵含量是廢料精加工的關鍵，此外硬質廢料為瘠性料，會使生坯強度下降，同時縮短燒成時間，如何克服生坯強度下降以及充分利用快燒特性達到節能效果是研究的重點。

6.2拋光磚廢料拋光磚廢料本身具有很好的細度，但拋光過程中磨料帶入了碳化硅、氯化鎂、堿金屬化合物及高溫樹脂等物質使其應用受到了一定限制。因氯離子含量高，作為水泥混合料會導致水泥氯離子超標，目前如何充分利用陶瓷廢料的活性又能避開氯離子含量過高帶來的不利影響，提高摻量，最大限度合理有效的利用廢料是目前需要解決的問題。作為陶瓷原料，高溫揮發的成分容易造成瓷磚針孔起泡，難以利用。如何解決廢料再利用中雜質含量高導致的產品變形是另一急需解決的問題。

7小結

陶瓷廢料在建材行業的應用主要集中在陶瓷和混凝土兩大方面，在陶瓷方面的應用相對較廣泛，同時在某些領域也取得了一定的成果。但是與在混凝土領域的應用最大的區別在于是否需要燒結，如無需燒結則節省了能源，取得的經濟效益更加可觀。如何充分發揮陶瓷廢料的活性，提高在混凝土中摻量，進一步降低建材產業生產成本，提高資源利用率是今后研究的重點。

【參考文獻】

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[11]王功勛.陶瓷拋光磚粉制備蒸壓硅酸鹽制品[J].華南理工大學學報（自然科學版），2008，36(7)：124-127.

[12]徐志輝，等.利用陶瓷廢料制備加氣混凝土的研究[J].新型建筑材料,2013,01:48-51.

[13]任永利.陶瓷廢料用于瀝青路面隔熱層混合料的性能研究[D].廣州：華南理工大學，2011.

[14]陳文珊，等.廢陶瓷在含鉛廢水處理中的應用[J].廣東化工,2010,37（8）：138-139.

作者：宋婧 單位：廣東省建筑材料研究院