本發明涉及一種蜂窩體玻璃輕石配方及其生產工藝。
背景技術：
現有生產發泡玻璃一般以廢玻璃、粉煤灰、非金屬礦物等富含玻璃相的物質為基礎原料，將其混合破碎球磨，經稱量到耐熱不銹鋼模盒，進入發泡窯內加熱發泡，人工脫模退火窯退火成玻璃毛胚等工藝制備而成的。國內現有的發泡玻璃生產均采用廢玻璃與其他等富含玻璃相的物質為基礎原料，成分不同發泡時間及溫度不易控制，影響發泡玻璃的質量。傳統的發泡玻璃生產工藝需要用模盒燒結，人工脫模、經退火窯冷卻，此工藝的缺點是：耗費大量勞動力，模盒損耗量大，生產效率低，導致產品生產成本大幅提高，產品很難大范圍推廣。
技術實現要素：
本發明的目的是通過連續生產提供一種輕質多孔，孔隙率高且孔隙細膩均勻、具有良好的吸附、保水、透氣性好且防火耐熱的蜂窩體玻璃輕石配方及其生產工藝。
本發明解決現有技術問題所采用的技術方案：一種蜂窩體玻璃輕石配方，所述配方包括如下重量百分含量的各組分：
進一步地，在上述技術方案中，各組分的重量百分含量為：玻璃顆粒89％；沸石粉5.6％；硼砂3％；重鈣粉1.2％；輕鈣粉1.2％。
進一步地，在上述技術方案中，各組分的重量百分含量為：玻璃顆粒92％；沸石粉4.5％；硼砂2％；重鈣粉0.75％；輕鈣粉0.75％。
進一步地，在上述技術方案中，各組分的重量百分含量為：玻璃顆粒94.5％；沸石粉3％；硼砂1.5％；重鈣粉0.5％；輕鈣粉0.5％。
進一步地，在上述技術方案中，各組分的重量百分含量為：玻璃顆粒96.5％；沸石粉1.7％；硼砂1.2％；重鈣粉0.3％；輕鈣粉0.3％。
進一步地，在上述技術方案中，各組分的顆粒度分別為：玻璃粉細度為80～200目，沸石粉細度為200～350目，硼砂細度為150～200目；重鈣粉和輕鈣粉細度為300目以上。本發明為確保物料混合均勻，要求配合料添加比例精度高，所有添加劑與玻璃粉必須在進入加熱爐前經過充分攪拌。
進一步地，在上述技術方案中，所述玻璃顆粒為白色玻璃顆粒。
進一步地，在上述技術方案中，采用輥道網帶式連續高溫燒結設備，物料粉末均勻攤鋪在雙“V”字直線交叉方式編織而成的“W”型超高溫不銹鋼網帶上，這種網帶因其編織的致密性，使物料粉末在運行過程中不會滲漏，不會有任何損失。
進一步地，在上述技術方案中，與其他產品在混料方式上截然不同，所有組分在進入加熱爐前的最后一道工序前利用特制雙軸屈臂連續混料機)進行充分混合攪拌，實現物料“進二退一”最大限度提高其混合精度，保證混料達到百分百均勻，從而確保燒結產品蜂窩體孔隙達到使用要求；
進一步地，在上述技術方案中，采用燃油式連續網帶高溫加熱燒結爐生產方式，爐腔內燃油通過自然混風均勻加熱方式，此工藝具有熱量損失小、節能、物料受熱均勻的優點，連續高溫加熱爐的最大特點是可以使產量增加兩倍以上。
進一步地，在上述技術方案中，一種蜂窩體玻璃輕石的生產工藝，包括下述步驟：
S1、配料：將配方中各個組分進行均勻混合，得到蜂窩體玻璃輕石原料：本發明為確保物料混合均勻，要求配合料添加比例精度高，所有添加劑與玻璃粉必須在進入加熱爐前經過充分攪拌。
S2、燒結膨化
將步驟S1得到的蜂窩體玻璃輕石原料，均勻平鋪在燒結爐的傳送帶上，并將傳送帶的傳送速度控制在0.25～1.52m/min的范圍內；蜂窩體玻璃輕石原料在燒結爐中依次經過預熱階段、軟化階段、發泡階段及退火階段得到燒結膨化發泡加熱物；其中預熱階段燒結爐內的溫度為680～780℃，持續時間為5～8min；軟化階段燒結爐內的溫度為790～890℃，持續時間為8～10min；發泡階段燒結爐內的溫度為910～1150℃，持續時間為15～30min；退火階段燒結爐內的溫度為260～450℃,持續時間為5～10min；
S3、冷卻：
將步驟S2得到的燒結膨化發泡加熱物自連續燒結爐中高溫發泡自然冷卻后即得蜂窩體玻璃輕石。
進一步地，在上述技術方案中，均勻平鋪在燒結爐的傳送帶上的蜂窩體玻璃輕石原料的厚度為10～15mm。
本發明提供一種上述加工工藝得到的蜂窩體玻璃輕石，其比重為0.25～1.25、吸水率為0.8％～120％、孔徑大小為0.8μm～450μm，強度為12.5MPa以上。蜂窩體玻璃輕石具有極強的吸水及保水特性，是因為本產品獨特的配方及加溫方式，配料成分中的沸石粉和硼砂在其中扮演了主要角色，沸石粉屬多孔性硅酸鹽性質，小孔中存有一定量的空氣，沸石內部有孔道和籠結構,沸石的孔道大小不一樣,只能允許比孔道小的分子或離子進入；而硼砂在高溫作用下會提前融化，并迅速與沸石融合形成蜂窩狀孔道。在溫度達到950℃以上時，沸石粉與硼砂灰在高溫狀態下形成極微小的蜂窩狀連通孔和部分獨立孔，從而使這種微孔結構具有極強的吸水和保水性能。本產品獨特的蜂窩狀結構，整體恰似拱橋的結構，經科學研究論證和實際檢測，蜂窩的幾何結構會使表面抗壓強度提高100倍以上。與其他各種結構相比，具有最大的強度/質量比，結構穩定性好，不變形，其突出的抗壓能力和抗折能力也是其重要的特性。
發明有益效果
本發明以89％～96.5％的廢舊玻璃得到的玻璃顆粒、0.6％～5.8％的長石粉、0.3％～1.2％的沸石粉和0.3％～1.2％的熟石灰均勻混合后作為蜂窩體玻璃輕石的生產配方。由于配方中采用了長石粉、沸石粉和熟石灰防火耐熱的非玻璃相的物質為材料，因此改善了傳統發泡玻璃生產工藝復雜的弊端；而通過利用該蜂窩體玻璃輕石的生產配方作為生產原料經過本發明蜂窩體玻璃輕石的生產工藝，通過控制燒結爐的傳送帶速度及爐內溫度可制得比重為0.25～1.25、吸水率為0.8％～120％、孔徑大小為0.8μm～450μm的蜂窩體玻璃輕石，由于本發明所制得的蜂窩體玻璃輕石具有輕質多孔、孔隙率高且孔隙細膩均勻、保水率高、吸附容量大等特點，因此它可以應用于以下方面：
1、建筑透水鋪裝材料的基材，如透水地磚、透水蓋板等，其極強的透水與吸水功能使成品廣泛用于城市廣場、停車場、人行步道、公園綠地等，用于解決城市雨水滲透與收集等。
2、城市人造濕地雨水調蓄，用于封閉或露天蓄水設施的水質凈化、儲存、水體調流回用等。
3、水體截污凈化功能，廣泛應用于公園綠地植被緩沖帶，城市道橋排水、建筑基面散水等初期雨水棄流截污。
4、公共設施如橋梁高層建筑、高速公路高層建筑、農業暗渠排水等設施基礎建設，其重量輕便于施工，增強了耐震性，減輕土石對構造物的壓力并抑制軟弱地盤上建筑物的下沉。
5、粘土、障礙性土、鹽堿地土壤改良劑；土壤中重金屬含量弱化及去除；城市綠化、屋頂綠化、停車場綠化、室內園藝；沙漠、荒山改造等農業綠化等。
6、水液體栽培基質等，可減少換水次數，水中不長綠苔，植物健康生長。
7、河水污水、生活污水、水產養殖水等水質凈化，分解水中污物等。
8、室內有毒有害氣體吸附及分解，尤其針對新裝修室內裝飾材料甲醛釋放的綜合治理和有效去除。
具體實施方式
以下結合具體實施例對本發明進行說明：
一種蜂窩體玻璃輕石配方，包括如下重量百分含量的各組分：
為防止帶顏色的玻璃中的鉛、砷等重金屬的混入，玻璃顆粒采用白色玻璃(優選廢舊白玻璃)破碎研磨制成；各組分的顆粒度為：玻璃粉細度為80～200目，沸石粉細度為200～350目，硼砂細度為150～200目；重鈣粉和輕鈣粉細度為300目以上。
一種蜂窩體發泡玻璃的生產工藝，包括下述步驟：
S1、配料：
按照上述一種蜂窩體玻璃輕石配方中各組分的重量百分含量將各個組分進行均勻混合，得到蜂窩體玻璃輕石原料：
S2、燒結膨化
將步驟S1得到的蜂窩體玻璃輕石原料，以10～15mm的厚度均勻平鋪在高溫燒結爐(具體為連續式網帶燒結爐，以下簡稱燒結爐)的傳送帶上，并將傳送帶的傳送速度控制在0.25～1.52m/min的范圍內；蜂窩體玻璃輕石原料在燒結爐中經過預熱階段、軟化階段、發泡階段及退火階段得到燒結膨化發泡加熱物；其中預熱階段燒結爐內的溫度為680～780℃，持續時間為5～8min；軟化階段燒結爐內的溫度為790～890℃，持續時間為8～10min；發泡階段燒結爐內的溫度為910～1150℃，持續時間為15～30min；退火階段燒結爐內的溫度為260～450℃,持續時間為5～10min；
S3、冷卻：
將步驟S2得到的燒結膨化發泡加熱物從高溫連續加熱爐中出窯自然冷卻后即得蜂窩體玻璃輕石，根據實際需要將蜂窩體玻璃輕石制成顆粒或板狀。
按照此方法可制得比重為0.2～0.7、吸水率為0.8％～120％、孔徑大小為0.8μm～450μm的蜂窩體玻璃輕石。
本發明的范圍內根據實際需要，通過調整蜂窩體玻璃輕石的配方及生產工藝中的參數，可得到適應于不同領域吸水率和比重的蜂窩體玻璃輕石。
以下給出本發明的幾個優選實施方式作為說明：
實施例1
將細度為80～200目的89kg玻璃粉末，200～350目的5.6kg沸石粉，120～220目的3kg硼砂，120～220μm的1.2kg重鈣粉，120～220目的1.2kg輕鈣粉均勻混合，作為海綿體發泡玻璃原料。為確保物料混合均勻，要求配合料添加比例精度高，所有添加劑與玻璃粉必須在進入加熱爐前經過充分攪拌。
將其均勻平鋪在燒結爐的傳送帶上，平鋪厚度為10mm；將傳送帶的傳送速度控制在0.65～0.8m/min，控制燒結爐內的溫度使預熱階段燒結爐內的溫度為750℃，持續時間為4min；然后進入軟化階段，燒結爐內的溫度為820℃，持續時間為10min；之后進入發泡階段，燒結爐內的溫度為1020℃，持續時間為18min；之后進入退火階段，燒結爐內的溫度為270℃,持續時間為7min得到燒結膨化發泡加熱物。最后將燒結膨化發泡加熱物自然冷卻，即得到比重為0.25、吸水率為120％、孔徑大小為18.2μm～450μm的蜂窩體玻璃輕石。
利用本實施例1所得蜂窩體玻璃輕石具有比重小、吸水保水性強且其孔徑大小使其具有優良的透氣性，因此可以防蟲抑菌、疏松土壤、改善土壤結構的特點。將本實施例所得到的蜂窩體玻璃輕石破碎成3～10mm顆粒狀，由于其極強的透水與吸水功能使之成為首選的建筑透水鋪裝材料如透水地磚的基礎材料，而其成品透水地磚廣泛應用于城市廣場、停車場、人行步道、公園綠地等，用于解決城市雨水滲透與收集問題；將本實施例所得到的蜂窩體玻璃輕石破碎成1～4和5～8mm顆粒狀，用作粘土、障礙性土、鹽堿性等土地的土壤改良劑等，有效解決長期以來的土壤酸化板結，提高作物產量。同時適用于城市景觀綠化、屋頂綠化、停車場綠化、室內園藝等；還適用于沙漠、荒山改造等農業綠化領域。
實施例2
將細度為80～200目的92kg玻璃粉末，200～350目的4.5kg沸石粉、100～150目的2kg硼砂，120～220目的0.75kg重鈣粉、120～220目的0.75kg輕鈣粉均勻混合，作為海綿體發泡玻璃原料。為確保物料混合均勻，要求配合料添加比例精度高，所有添加劑與玻璃粉必須在進入加熱爐前經過充分攪拌。
將其均勻平鋪在燒結爐的傳送帶上，平鋪厚度為12mm。將傳送帶的傳送速度控制在0.75～0.9m/min，控制燒結爐內的溫度使預熱階段燒結爐內的溫度為750℃，持續時間為3min；然后經過軟化階段，燒結爐內的溫度時間為830℃，持續時間為67.2min；之后進入發泡階段，燒結爐內的溫度為1050℃，持續時間為16min，之后進入退火階段，燒結爐內的溫度為300℃,持續時間為6min得到燒結膨化發泡加熱物；最后自然冷卻，得到比重為0.5～0.6，吸水率為35％～65％、孔徑大小為22μm～165μm的蜂窩體玻璃輕石，使在本實施例的工藝條件下得到的蜂窩體玻璃輕石具有獨立氣泡。
本實施例2得到的蜂窩體玻璃輕石由于生產原料的特點使其具有防火、防水，無毒、耐腐蝕、防蛀，不易老化，無放射性、絕緣，防磁波、防靜電，機械強度高等特點，同時由于工藝上的特點使其具有獨立的氣泡，因此可以與各類泥漿粘結性好的特性。因此將本實施例所得到的蜂窩體玻璃輕石在城市人造濕地、雨水調蓄、水體截污凈化上有廣泛應用，出爐后的板狀產品可適用于墻壁內部填充材料，橋梁、高層建筑的吸水鋪面、高速公路高層建筑的吸水鋪面、農業暗渠排水等設施基礎建設，由于其重量輕因此便于施工，增強了耐震性，減輕土石對構造物的壓力并抑制軟弱地盤上建筑物的下沉。
實施例3
將細度為80～200目的94.5kg玻璃粉末，200～350目的3kg沸石粉、100～150目的1.5kg硼砂，120～220目的0.5kg重鈣粉、120～220目的0.5kg輕鈣粉粉末均勻混合，作為海綿體發泡玻璃原料。將其均勻平鋪在燒結爐的傳送帶上，平鋪厚度13mm，將傳送帶的傳送速度控制在0.7～0.85m/min，控制燒結爐內的溫度使預熱階段燒結爐內的溫度為760℃，持續時間為2.5～3.5min；然后經過軟化階段，燒結爐內的溫度為850℃，持續時間為8min；然后經過發泡階段，燒結爐內的溫度為1080℃，持續時間為18min，之后進入退火階段，燒結爐內的溫度為320℃,持續時間為6min得到燒結膨化發泡加熱物。最后將燒結膨化發泡加熱物自然冷卻，比重為0.75～1.05，吸水率為8～13％、具有孔徑大小為15μm～25μm獨立閉氣孔的蜂窩體玻璃輕石。
利用本實施例3所得的蜂窩體玻璃輕石具有獨立閉氣孔，使其具有高吸附的特性，因此，將本實施例得到的蜂窩體玻璃輕石破碎成顆粒狀加入水培容器內可用于植物水培等，可減少換水次數，水中不長綠苔，植物健康生長。
實施例4
將細度為80～200目的96.5kg玻璃粉末，200～350目的1.7kg沸石粉、100～150目的1.2kg硼砂，120～220目的0.3kg重鈣粉、120～220目的0.3kg輕鈣粉粉末均勻混合，作為海綿體發泡玻璃原料。將其均勻平鋪在燒結爐的傳送帶上，平鋪厚度為15mm。將傳送帶的傳送速度控制在0.85～1.1m/min，控制燒結爐內的溫度使預熱階段燒結爐內的溫度為770℃，持續時間按為4min；然后經過軟化階段，燒結爐內溫度為890℃，持續時間為8.5min；然后經過發泡階段，燒結爐內溫度為1120℃，持續時間為17min，之后進入退火階段，燒結爐內的溫度為240℃,持續時間為3.5min得到燒結膨化發泡加熱物。最后將燒結膨化發泡加熱物自然冷卻，得到比重為0.85～1.25，吸水率為3％～7％、具有孔徑大小為0.8μm～21.5μm獨立氣泡的蜂窩體玻璃輕石。
利用本實施例4所得的具有孔徑大小為0.8μm～21.5μm的獨立氣泡的蜂窩體玻璃輕石，使其具有高吸附凈化水質的特性，將本實施例得到的蜂窩體玻璃輕石破碎后投入水源中，可用于河水污水、生活污水、水產養殖水等水質凈化，分解水中污物；水岸護堤，降低河岸、海岸、堤壩的上部壓力。
以上內容是結合具體的優選技術方案對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限于這些說明。對于本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發明的保護范圍。