建筑可再循環利用材料應用分析

王東彬

秦皇島渤海鋁幕墻裝飾工程有限公司

建筑可再循環利用材料應用分析

王東彬

秦皇島渤海鋁幕墻裝飾工程有限公司

隨著我國經濟的不斷發展和建筑市場的不斷完善。國家對節能環保材料的持續推廣和要求，人們對新材料的認知度和接受度的普遍提升，高科技節能環保材料在建筑中的應用越來越廣泛，本文重點分析了建筑可再循環利用材料的應用，重點對煤矸石改性混合高分子材料的成型原理及應用進行分析，并對該材料的市場前景進行了大膽分析，為建筑市場長遠發展指明了方向。

煤矸石；高分子；再循環利用；建筑

1 引言

我國經濟社會不斷發展進步，國家產不斷增長，煤矸石的產量持續增加，目前，我國有矸石山1500多座，累計堆存矸石35.8億噸以上。煤矸石主要是煤的形成過程中與煤伴生以及灰分共同形成的一種碳質巖石。為了提升我國煤矸石的利用率，我國大力發展了煤矸石在高分子材料中的綜合利用，降低了成本，增加了企業的經濟效益，為可持續發展的道路奠定了基礎。

2 煤矸石填充高分子材料的影響因子

煤矸石填充高分子材料影響因子

(1)煤矸石的粒度大小對高分子材料的補強性有著很大的影響，粒徑越大，比表面積越小，表面效應越弱，與高分子材料的作用越弱，限制高分子材料運動的能力和承載效率也越差，對橡膠的補強性提高越小，反之則較強。

(2)煤矸石的組成和來源對高分子材料有重大影響，隨著煤矸石中有機質固定碳的含量降低，與高分子材料的相容性越差，其補強性也越差，反之，則補強性越好。

(3)改性劑的影響對填充高分子補強性有很大的作用。選用合適的表面活性劑，偶聯劑以及復配技術等進行包覆處理，是提高其改性效果的關鍵所在。由于煤矸石為無機填料，可以通過表面改性提高其活性。通過對煤矸石礦粉進行表面改性處理，煤矸石的物理機械性能得到進一步提高，而且不同的改性劑對煤矸石的改性效果不同，所以經過超細粉碎和表性處理等深加工以后，填充量和補強性能都有很大提高。

新產品與現存產品作對比，根本要素是在產品性能、質量、價格、服務，優勢是非常明顯的。它改變了傳統建筑材料和建筑模式，讓建筑從工程時代進入工廠時代，由建筑變成建造總裝，質量可控、進度可控、成本可控，材料循環利用，無建筑垃圾，建裝一體化，快速高效、個性化的建筑體產品。

3 煤矸石高分子材料的性能優越性及下一步的研究方向

煤矸石改性材料比表面積大，孔隙較密，可以承載光催化劑進行光化學反應，當以煤矸石高分子材料作為載體時，可以有效吸附污染因子，在載體表面始終存在較為純凈的狀態，可以提高光催化的效率，當光催化反應的副產物產生時，密實的空隙可以有效地保證對污染物質的吸附，采用兩種降解污染物的物化方法可以達到兩種催化劑的共同對微生物的降解作用，能夠起到節約能源和保護環境的良好效果，目前已經作為較為成熟的處理工藝應用于對廢水的三級處理的實際使用過程中，并且在表面負載的改性催化劑的利用過程中利用較為廣泛。對于煤矸石高分子的板材產品的利用可以有效解決前期原料對環境的污染問題，與傳統的板材產品相比，具有避免二次污染和成本較低的特點，對于其作為板材新原料的應用前景也是較為廣闊，因此，作為煤矸石的改性產品的高分子材料，可以利用煤矸石作為采礦低值副產物的特點，進行利用效率的提升，增加其作為礦物的附加值，還能提高其經濟價值和社會價值，對環境和生態也較為有利，符合國家產業政策和清潔生產的理念，對建設和諧社會和踐行低碳環保的價值理念具有不可估量的價值。

對于煤矸石改性高分子材料的研究現狀的短板主要表現在，煤矸石改性高分子材料的外表面積較大，但是如何將其進一步改良，以增大其對污染物的有效利用孔隙度，還需要更加專業和前沿的科研隊伍進行較為漫長的研究之路，當作為改性橡膠補強的炭黑的替代物時，雖然能降低炭黑的使用成本，但是對其的研究還處在較為初級的階段，對于煤矸石改性高分子填料的研究也是下一步工業化的一大研究方向，除此之外，由于煤矸石的顏色較深，當其作為塑料填料進行生產利用時，只能對深顏色的塑料作為填料使用，如何研發出對其顏色的脫色較為經濟合理的方法，以突破只能作為深顏色填料的原料的使用價值，也是該材料以后較為有前景的發展方向。

4 煤矸石高分子材料的應用

4.1 制造纖維

纖維產品為無機材料，成分主要是硅鋁成分，可以當產品銷售，可以制作保溫材料等，可用于高層建筑和建造大跨度橋梁，適于燒制輕集料的煤矸石主要是碳質頁巖矸和選煤廠排出的洗矸。輕集料和用輕集料配制的混凝土是一種保溫性能較好的新型輕質建筑材料，輕集料的質量主要取決于煤矸石的性質和成分。

4.2 復合原料產品

以無機纖維材料為主，增加高分子材料、骨料等合成復合原料。目前由于煤矸石磚的抗凍、耐酸、耐堿、耐火性能都比較好，我國煤矸石磚的技術質量性能均優于傳統生產的粘土磚，而且，中高鋁煤矸石可代替粘土和部分礬土，低鋁煤矸石可代替粘土生產普通水泥，為水泥熟料提供足夠的三氧化鋁，制造出具有快捷、早強、不同凝結時間、的特種水泥。

4.3 板材及管材

用煤矸石水泥和煤矸石粗細集料配置的煤矸石混凝土具有質量輕、成本低、強度高等優點，用項目生產的復合原料，制造的不用規格、色調、花紋及用途的板材及用項目生產的復合原料，制造不同規格、用途的管材、各種輕質墻體材料，如輕質內墻板、空心磚、排水管、彩色地面磚、通風道等建筑材料制品。

4.4 用復合原料生產多樣化產品，有建筑結構、部件、部品

①墻體集成構件體；②樓層地板構件體；③屋頂板構件體；④門、門框、窗框構件體；⑤衛生間集成構件體；⑥異型構件體（水、電、管路、板體件、連接部件）；⑦樓梯集成構件體；⑧房屋裝飾多樣化構件體；⑨地基樁柱構件主體。

以煤矸石為主要原料生產的新型墻體材料，具有容重輕、保溫吸音好的特點，如空心砌塊、加氣砌塊以及加氣混凝土制品，可用于內隔墻、承重墻、非承重墻等多種建材產品。煤矸石制保溫材料具有耐壓強度高、導熱系數低等特性，主要是生產巖棉、煤矸石棉這類保溫材料。

一方面，在煤矸石梯度深加工、聯產系列產品方面，根據產品特性及原料屬性，分為高附加值少量利用、中等附加值中等利用、低附加值大量利用，高效利用、綜合利用、無尾排放的原則，統籌考慮煤矸石資源化開發利用的技術和方向。

另一方面，活性較低是煤矸石在市場中不能得到廣泛應用的主要原因之一，由于未經處理的煤矸石本身的活性較低，需要采用一定的方法將其活性激發出來，需要根據實際情況選擇不同的方法，常用的有物理方法、化學方法和熱激活，在實際操作中則是采用多種激活方式結合，但總的來說，由于目前的技術限制，活化方法整體效率不高，存在一系列的副產物，因此，將其大規模用于工業生產，還有很長的路要走。

5 結語

綜上所述，在對煤矸石改性高分子材料的綜合利用的過程中，需要加強知識和理論的創新應用，同時，考慮各類煤矸石的特點及屬性，要在現有成熟工藝的基礎之上不斷鞏固現有的技術和產品，而且要研發新工藝、新技術，積極學習和引進國內外先進的技術和設備和成熟的理念，同時形成可持續發展利用的閉環，只有如此，整個世界的發展才能實現螺旋上升的快速增長。

[1]劉俊紅,胡建,陳善勇.改性煤矸石在橡膠高分子材料中的應用[J].貴州化工,2012(37):8～10.

[2]白志民,李桂金,金玥,付瀛.硅酸鹽固體廢棄物(煤矸石)應用的研究進展[J].硅酸鹽學報，2010(38):1357～1361.

[3]王斌,張冬健,谷林,王安佳.煤矸石綜合利用的研究綜述[J].煤炭加工與綜合利用,2013(3):77～80.

[4]李潔,張峰,張鶯鶯.煤矸石在建筑中的綜合利用及發展方向研究[J].科技創新導報,2010(28):28.

[5]楊鳳玲,嚴生.簡述煤矸石在建筑材料工業中的應用[J].粉煤灰綜合利用,2005(1):259.

[6]郭建秋,煤矸石在建材領域的應用[J].能源與節能,2014(3):103～104.

[7]李濱,車東進,淺談煤矸石在建材工業中的應用[J].科技資訊,2014(12):56.