專利名稱：利用廢玻璃制備的無(wú)機(jī)粘結(jié)劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及無(wú)機(jī)粘結(jié)劑，尤其是利用玻璃，最好是利用廢玻璃，制作的無(wú)機(jī)粘結(jié)劑。
背景技術(shù)：
廢玻璃對(duì)全世界范圍內(nèi)市政構(gòu)成嚴(yán)重問(wèn)題，因?yàn)椴ＡР荒軌蛏锝到猓抑挥幸恍〔糠莸膹U玻璃可被原始市場(chǎng)，即玻璃瓶和容器工業(yè)的再生利用。
過(guò)去曾經(jīng)試圖在混凝土中利用粗顆粒廢玻璃作骨料。但是主要的挑戰(zhàn)是要避免一種產(chǎn)生于水泥和玻璃骨料之間的有害化學(xué)反應(yīng)，稱為堿-硅反應(yīng)(以下簡(jiǎn)稱為“ASR”)。這種反應(yīng)可導(dǎo)致含有玻璃骨料混凝土的開(kāi)裂與破壞。例如，發(fā)明人為巴克斯特(Baxter)等的美國(guó)專利第5,810,921號(hào)(下稱“Baxter 921專利”)提供了一種含鉻的玻璃配方，用于玻璃-混凝土組分，使其不產(chǎn)生堿-硅反應(yīng)。發(fā)明人為巴克斯特(Baxter)的另一個(gè)美國(guó)專利第5,803,960號(hào)(下稱“Baxter 960專利”)進(jìn)一步提供了一種用于避免玻璃-混凝土組分產(chǎn)生堿-硅反應(yīng)的含鋰的玻璃配方。
此外也嘗試過(guò)在混凝土中利用細(xì)顆粒廢玻璃或廢玻璃粉。廢玻璃粉已被發(fā)現(xiàn)具有一定程度的火山灰性能，可部分替代混凝土中波特蘭水泥。例如，刊登于加拿大礦冶學(xué)院公報(bào)(CIM Bulletin)1995年第88卷第80至87頁(yè)的作者為阿奇博爾德(J.F.Archibald)等的題為“磨細(xì)廢玻璃用作采礦回填火山灰固化劑”的文章，表明磨細(xì)廢玻璃可替代波特蘭水泥達(dá)20％而不致最終產(chǎn)品的大量強(qiáng)度損失。然而，廢玻璃的火山灰性能已被證明極其低，它與石灰不能立刻產(chǎn)生反應(yīng)，自身也不具備任何粘結(jié)能力。因此存在一種提供給玻璃，尤其是廢玻璃自粘結(jié)性能的需求。
廢玻璃包括消費(fèi)者使用后的玻璃物品如飲料瓶、窗玻璃、及其它玻璃容器。玻璃的化學(xué)組分一般為Na2O-CaO-SiO2，通常稱為鈉鈣玻璃。更確切地說(shuō)，以重量百分比計(jì)算，玻璃由約13.6％至14.4％Na2O、10.7％至12.2％CaO、71.3％至73.5％SiO2組成。由這種化學(xué)組分組成的玻璃往往不具備任何膠凝性或水硬性。如果要使玻璃成為膠凝性，即加水后能夠像水硬性水泥一樣自身粘結(jié)，玻璃的化學(xué)組分必須經(jīng)過(guò)特別配制。例如，發(fā)明人為畢克福特(Bickford)等的美國(guó)專利第3,498,802號(hào)(“Bickford”)提供了一種能在溫度100℃至200℃間硬化的玻璃水泥，以重量百分比計(jì)算，由約80％至94％SiO2和6％至20％Na2O及/或K2O組成。發(fā)明人為法勞圖(Farrauto)等的美國(guó)專利第3,720,527號(hào)(“Farrauto527專利”)提供了一種水硬性玻璃水泥，以重量百分比計(jì)算，由約15％至85％Na2O及/或K2O、10％至80％SiO2、3％至20％P2O5組成。發(fā)明人為法勞圖(Farrauto)等的美國(guó)專利第3,743,525號(hào)(“Farrauto525專利”)提供了一種水硬性玻璃水泥，以重量百分比計(jì)算，由約20％至80％SiO2、5％至40％Na2O及/或K2O、5％至70％RO組成，其中RO由0％至30％MgO、0％至50％CaO、0％至70％SrO、0％至35％BaO、5％至15％NaH2PO4及/或KH2PO4組成。發(fā)明人為弗蘭乃瑞(Flannery)等的美國(guó)專利第4,440,576號(hào)(“Flannery”)提供了一種水硬性玻璃水泥，以氧化物摩爾百分比計(jì)算，由約60％至76％SiO2、15％至30％K2O，以及總計(jì)2％至15％至少為下列氧化物中的一種組成0％至10％Al2O3、0％至5％TiO2、0％至5％MoO3、0％至5％WO3，玻璃粉進(jìn)一步可含有磷成分。很遺憾的是，廢玻璃具有與這些屬于已知工藝和技術(shù)的水硬性玻璃水泥完全不同的化學(xué)組分，所以加水后不會(huì)自動(dòng)硬化。由于玻璃的化學(xué)組分已經(jīng)固定，因此，如果要獲得已知工藝和技術(shù)中的化學(xué)組分，玻璃必須重新熔化，再加入其它礦物。然而，玻璃的高溫熔化過(guò)程既能耗高又昂貴。因此非常希望玻璃既具有自粘結(jié)性能又不需高溫熔化過(guò)程改變其化學(xué)組分。
傳統(tǒng)的火山灰或火山灰質(zhì)材料包括天然火山灰，如火山凝灰?guī)r及煅燒粘土，和其它工業(yè)副產(chǎn)品，如粉煤灰及磨細(xì)高爐礦渣。這些材料具有不同程度的火山灰活性。其中有些材料，如磨細(xì)高爐礦渣及C級(jí)粉煤灰的火山灰活性較高，具有一定的膠凝性，它們被廣泛應(yīng)用于替代部分水泥。過(guò)去曾試圖提高火山灰質(zhì)材料的膠凝性。常用的方法是激發(fā)法?；瘜W(xué)激發(fā)是指在火山灰質(zhì)材料中添加堿激發(fā)劑，而熱激發(fā)則是指將火山灰質(zhì)材料與激發(fā)劑混合物加熱養(yǎng)護(hù)。例如，發(fā)明人為格萊維特(Gravitt)等的美國(guó)專利第4,997,484號(hào)(“Gravitt”)涉及了一種水泥，由C級(jí)粉煤灰、0.4％至4.2％堿金屬激發(fā)劑，最好是氫氧化鉀、0.6％至5％檸檬酸組成。發(fā)明人為羅艾(Roy)等的美國(guó)專利第5,565,028號(hào)(“Roy”)提供了一種水泥，由C級(jí)粉煤灰、pH值高于14.69的氫氧化鋰/鈉/鉀溶液組成。發(fā)明人為西爾弗斯君(Silverstrim)等的美國(guó)專利第5,601,643號(hào)(“Silverstrim”)涉及了一種由F級(jí)粉煤灰、一種堿金屬或堿土金屬硅酸鹽組成的膠凝性粘結(jié)劑組份，加熱養(yǎng)護(hù)后它能快速地獲得較高強(qiáng)度。然而很遺憾的是，上述文獻(xiàn)中既沒(méi)有講述或者暗示激發(fā)方法是否適用于玻璃，也沒(méi)有講述如何激發(fā)玻璃。玻璃與粉煤灰及磨細(xì)高爐礦渣一類的火山灰質(zhì)材料不僅化學(xué)組分不同，而且具有不同的礦物組分及物理結(jié)構(gòu)，因此，還有待于尋求一種有效的方法使玻璃具有自粘結(jié)性能，從而形成利用廢玻璃制備的具有快速凝結(jié)及高強(qiáng)度的粘結(jié)劑。
與玻璃產(chǎn)品制備方法有關(guān)的其它實(shí)例進(jìn)一步描述如下發(fā)明人為麥肯齊(Mackenzie)的美國(guó)專利第3,963,503號(hào)(“Mackenzie”)涉及了一種制備玻璃產(chǎn)品的改良方法，其包括將廢舊容器玻璃顆粒與一種處理劑混合形成一種獨(dú)特的玻璃混合物。廢舊容器玻璃含有一定的異物含量，反射系數(shù)約為5％至95％?；旌衔锛訜嶂粮哂诓Ａк浕盁Y(jié)點(diǎn)溫度與壓力，但低于熔化點(diǎn)，在足以激發(fā)處理劑的一定范圍內(nèi)形成泡沫玻璃或密實(shí)玻璃。對(duì)于后一種情形，混合物被加壓形成壓制產(chǎn)品如瓷磚。對(duì)于前一種情形，則形成了一種外表完全不同的泡沫玻璃。廢舊容器玻璃顆粒包括不同顏色與粒徑。壓制產(chǎn)品表面可含有氧化物顏料。處理劑可為白云石或其它合適的處理劑。
發(fā)明人為斯丹平(Stempin)等的美國(guó)專利第4,116,703號(hào)(“Stempin”)公開(kāi)了一種復(fù)合泡沫水泥。Stempin專利涉及一種加熱后能當(dāng)場(chǎng)形成泡沫的無(wú)機(jī)水泥配方，它基本上由重量比為8-12％結(jié)晶態(tài)水硬性水泥、22-35％玻璃粉態(tài)水硬性水泥、45-70％硅酸四銨溶液組成。該配方能像水泥一樣凝固，加熱后能形成泡沫玻璃以連接兩個(gè)物體并作為隔離體及支撐物使它們之間保持空間距離。
發(fā)明人為林格爾特(Lingart)等的美國(guó)專利第5,720,835號(hào)(“Lingart835專利”)涉及了一種裝飾性建筑材料及其生產(chǎn)方法。用回收玻璃顆粒生產(chǎn)的裝飾性建筑材料如玻璃磚的表面光滑，基本上沒(méi)有缺陷。按照Lingart835專利，可以生產(chǎn)單層或雙層磚體。生產(chǎn)過(guò)程中使用了一種粘結(jié)劑同時(shí)控制層體中最高溫度及溫度梯度，這樣保證了表面基本沒(méi)有缺陷。
發(fā)明人為巴克斯特(Baxter)的美國(guó)專利第5,803,960號(hào)(“Baxter960專利”)涉及一種能避免堿-硅反應(yīng)的玻璃配方。Baxter960專利一般涉及一種能用于玻璃/混凝土組份的玻璃配方。該玻璃含有鋰，從而在玻璃/混凝土組份中避免了堿-硅反應(yīng)。
發(fā)明人為巴克斯特(Baxter)等的美國(guó)專利第5,810,921號(hào)(“Baxter921專利”)在混凝土中利用了廢玻璃。該專利一般涉及一種能用于玻璃/混凝土組份的玻璃配方。該玻璃含有鉻，從而在玻璃/混凝土組份中抑制了一種產(chǎn)生于水泥和含鉻玻璃或活性玻璃骨料之間的有害化學(xué)反應(yīng)。
發(fā)明人為林格爾特(Lingart)等的美國(guó)專利第5,900,202號(hào)(“Lingart202專利”)涉及了一種制備玻璃硅酸鹽磚的方法。按照Lingart202專利，該方法包括將含有玻璃顆粒的原材料注入耐火模具中，濕潤(rùn)原材料形成坯料，對(duì)坯料進(jìn)行階段性逐步升溫及降溫，每階段有一個(gè)恒溫期，其中第一個(gè)升溫期主要對(duì)坯料底部加熱，加溫速度下層高于上層，從而加速氣流從上層的釋放，使得下層溫度達(dá)到玻璃燒結(jié)起始溫度(Tf)而上層溫度不超過(guò)玻璃轉(zhuǎn)變溫度(Tg)，在此條件下恒溫，以排除產(chǎn)生的氣體，然后再對(duì)上層加熱。
考慮到以上文獻(xiàn)，存在著一種長(zhǎng)久的需求，希望發(fā)明一種組份和方法，使得玻璃具有自粘結(jié)性能，但又不需經(jīng)過(guò)高能耗高溫熔化過(guò)程，而且較已知技術(shù)和工藝獲得高強(qiáng)度所需的時(shí)間大大縮短。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的至少包括，提供一種具有自粘結(jié)性能的廢玻璃制粘結(jié)劑。
本發(fā)明另一目的是提供了一種不需經(jīng)過(guò)高能耗高溫熔化過(guò)程且不需改變其化學(xué)結(jié)構(gòu)的玻璃制粘結(jié)劑。
本發(fā)明再一目的是提供了一種能快速獲得高強(qiáng)度的玻璃制粘結(jié)劑。
更進(jìn)一步目的，本發(fā)明提供了一種適合于制作高強(qiáng)度砂漿及混凝土的玻璃制粘結(jié)劑。
另外，本發(fā)明也提供了一種適合于制作人工石材的玻璃制粘結(jié)劑，此人工石材完全利用玻璃作粘結(jié)劑與骨料。本發(fā)明的其它目的與優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)考慮以下描述變得更為明白。
此外，本發(fā)明提供了一種玻璃制粘結(jié)劑，最好是廢玻璃制的粘結(jié)劑組份。該粘結(jié)劑組份由玻璃粉及一種堿激發(fā)劑組成。玻璃粉至少通過(guò)100號(hào)美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)篩(孔徑0.15毫米)，最好是通過(guò)200號(hào)美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)篩(孔徑0.075毫米)。堿激發(fā)劑至少為堿金屬氫氧化物、堿金屬硅酸鹽、堿金屬鋁酸鹽、堿金屬碳酸鹽、堿金屬硫酸鹽、堿金屬磷酸鹽、堿金屬氟酸鹽、及類似成分中的一種，最好是堿金屬氫氧化物、堿金屬硅酸鹽、及堿金屬鋁酸鹽中的一種，更好的是堿金屬硅酸鹽，其中堿金屬至少為鈉、鉀、鋰中的一種。
氧化硅與氧化鈉重量比約為1.6∶1至2.0∶1的硅酸鈉是一種較為理想的堿激發(fā)劑。以玻璃粉重量計(jì)，堿激發(fā)劑的用量約為1％至30％，最好是約為5％至20％，更好是約為5％至10％。為獲得某些需要的性能，如縮短養(yǎng)護(hù)時(shí)間、減少收縮、改善表面光潔度、增加強(qiáng)度，玻璃制粘結(jié)劑可以選擇性地含有約0％至10％(以玻璃粉重量計(jì))的附加材料，如氫氧化鈣及硬化劑，此硬化劑應(yīng)為氟硅酸鈉、磷酸鋁、偏磷酸鋁中的一種。與水拌和后，該玻璃制粘結(jié)劑可在環(huán)境溫度下養(yǎng)護(hù)一定時(shí)間以獲得所需強(qiáng)度，也可在有蒸汽或無(wú)蒸汽環(huán)境中加熱以快速獲得高強(qiáng)度，加熱養(yǎng)護(hù)溫度范圍約為40℃至120℃，最好是約70℃至90℃。
本發(fā)明目的的進(jìn)一步獲得是通過(guò)提供一種適合于制作廢玻璃混凝土及廢玻璃人工石材的玻璃制粘結(jié)劑，而此人工石材完全利用玻璃作為粘結(jié)劑與骨料。
在本發(fā)明公開(kāi)說(shuō)明中，“comprises(組成))”、“comprising(組成)”及類似用語(yǔ)具有美國(guó)專利法規(guī)定的含義，可表示“includes(包括)”、“including(包括)”及類似含義。
上述及其它具體化的內(nèi)容將在以下的發(fā)明詳細(xì)描述中公開(kāi)、包括，或變得明白。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明基于一個(gè)意想不到的發(fā)現(xiàn)，即玻璃粉，尤其是廢玻璃粉，雖然自身不會(huì)硬化，但加入一種含堿化合物后會(huì)立刻具有自粘結(jié)性能。因此，本發(fā)明提供了一種含有玻璃的無(wú)機(jī)粘結(jié)劑。本發(fā)明進(jìn)一步基于另一個(gè)發(fā)現(xiàn)含玻璃粘結(jié)劑，最好是含廢玻璃粘結(jié)劑，當(dāng)加熱養(yǎng)護(hù)時(shí)可快速獲得驚人的高強(qiáng)度。因而，本發(fā)明更進(jìn)一步提供了利用玻璃，最好是利用廢玻璃，制作完全利用玻璃作為粘結(jié)劑與骨料的混凝土，尤其是人工石材的方法。
在本公開(kāi)說(shuō)明中，“pozzolanic(火山灰性)”一詞是“pozzolans(火山灰)”一詞的形容詞?；鹕交沂侵改撤N硅質(zhì)或鋁硅質(zhì)材料，其本身具有較少或不具有膠凝性能，但顆粒細(xì)化后在有水分存在常溫或環(huán)境溫度條件下，能與氫氧化鈣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而形成具有膠凝性能的物質(zhì)。磨細(xì)高爐礦渣與粉煤灰是火山灰或火山灰性材料的實(shí)例。常溫下在有水分存在條件下的玻璃粉，尤其是廢玻璃粉，與氫氧化鈣間的反應(yīng)幾乎不能覺(jué)察。因此，玻璃粉只能看作為潛在的火山灰性材料。在本公開(kāi)說(shuō)明中，術(shù)語(yǔ)“自粘結(jié)性的(self-binding)”，“膠結(jié)性的(cementing)”，“膠凝性的(cementitious)”，及“水硬性的(hydraulic)”是指材料的某種性能，這種材料在有水分存在條件下能硬化而獲得足夠力學(xué)強(qiáng)度。波特蘭水泥是這類膠凝性材料的一個(gè)實(shí)例。
按照本發(fā)明，無(wú)機(jī)廢玻璃制粘結(jié)劑由廢玻璃粉及一種堿激發(fā)劑組成。與水拌和后，這種無(wú)機(jī)廢玻璃制粘結(jié)劑能在常溫下養(yǎng)護(hù)一定時(shí)間后產(chǎn)生所需強(qiáng)度，也可在有蒸汽或無(wú)蒸汽環(huán)境中加熱養(yǎng)護(hù)而快速獲得高強(qiáng)度。
本發(fā)明一般適用于任何種類玻璃。然而，考慮到全世界范圍內(nèi)市政對(duì)于不能生物降解的玻璃進(jìn)行回收利用的期望，本發(fā)明更為特別地側(cè)重于一種對(duì)環(huán)境友善、實(shí)用、而且適用于全球范圍內(nèi)應(yīng)用的一種玻璃再生利用方法，因?yàn)閺U玻璃能從任何消費(fèi)者使用后的玻璃物品，如飲料瓶，窗玻璃及其它玻璃容器獲得。玻璃的一般成分為Na2O-CaO-SiO2，通常稱為鈉鈣硅酸鹽玻璃。在本公開(kāi)說(shuō)明中，廢玻璃包括，但不僅局限于，鈉鈣硅酸鹽玻璃。沒(méi)有必要將其它成分玻璃，如派熱克斯(Pyrex)耐熱玻璃及熔融石英，從廢玻璃中去除。按照本發(fā)明，廢玻璃可以為任何顏色，而其中主要為無(wú)色、綠色、和棕色。顏色混雜的廢玻璃不必進(jìn)行顏色分類處理。不過(guò)，廢玻璃中某些會(huì)影響凝結(jié)及粘結(jié)性能的殘留物，如糖漿，最好事先通過(guò)清洗或沖洗的方法去除掉。
按照本發(fā)明，廢玻璃必須為粉末狀態(tài)。粉狀顆粒應(yīng)通過(guò)100號(hào)美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)篩，最好是通過(guò)200號(hào)美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)篩，而100號(hào)及200號(hào)篩子孔徑分別為0.15毫米及0.075毫米。廢玻璃粉的制備可以采用行業(yè)中通用的球磨及粉化方法獲得。
按照本發(fā)明，堿激發(fā)劑至少為堿金屬氫氧化物、堿金屬硅酸鹽、堿金屬鋁酸鹽、堿金屬碳酸鹽、堿金屬硫酸鹽、堿金屬磷酸鹽、堿金屬氟酸鹽、及類似成分中的一種，最好是堿金屬氫氧化物、堿金屬硅酸鹽、及堿金屬鋁酸鹽中的一種，更好的是堿金屬硅酸鹽，其中堿金屬至少為鈉、鉀、鋰中的一種。
按照本發(fā)明，根據(jù)應(yīng)用情況、所需性能、及成本要求，堿激發(fā)劑可采用固體粉狀或粒狀，也可為水溶液。
含鈉的堿激發(fā)劑最為理想，因?yàn)槠鋬r(jià)格便宜，且容易獲得。使用鉀激發(fā)劑及鋰激發(fā)劑對(duì)獲得某些性能更為合適。例如，鉀激發(fā)劑可用于避免主要與鈉鹽碳化有關(guān)的風(fēng)化現(xiàn)象。如果混凝土中含有高活性骨料，堿-硅反應(yīng)是主要隱患，鋰激發(fā)劑將更為合適。
在所有堿激發(fā)劑中，硅酸鈉用于制作本發(fā)明的玻璃制粘結(jié)劑的成本與效益比最高。硅酸鈉也稱水玻璃，通常用于建筑材料中，因此相比于其它堿激發(fā)劑更容易大批量地以低成本獲得。硅酸鈉由不同含量的氧化硅及氧化鈉組成。很重要的是硅酸鈉能夠溶解于水。因此工業(yè)用硅酸鈉的氧化硅與氧化鈉重量比通常為1.6∶1至3.22∶1之間。某些已知技術(shù)工藝中的配比要求使用低模度的硅酸鈉，其制備則要求另外加入氫氧化鈉。模度低于1.6的硅酸鈉盡管是較為有利的，但并非是制備用于本發(fā)明的硅酸鈉所必需的。因此，為了避免使用成本高腐蝕性強(qiáng)的氫氧化鈉，使用氧化硅與氧化鈉比約為1.6∶1至2.0∶1的硅酸鈉較為合適。位于美國(guó)賓夕法尼亞州福記谷市的PQ公司(PQ Corporation，Valley Forge，PA)生產(chǎn)提供各種固態(tài)及液態(tài)的硅酸鈉。
按照本發(fā)明，堿激發(fā)劑的摻量，以玻璃粉重量計(jì)，約為1％至30％，最好是約為3％至15％，更好是約為3％至10％，所有重量以固體質(zhì)量計(jì)算。如將堿激發(fā)劑的摻量表達(dá)成相對(duì)于廢玻璃粉重量的氧化鈉(Na2O)含量，為取得較好結(jié)果，堿激發(fā)劑的摻量約為0.1％至10％Na2O，最好是約為2％至4％Na2O。
盡管不是本發(fā)明必需的，玻璃制粘結(jié)劑可添加各種附加材料以改善某些性能。例如，添加氫氧化鈣有助于降低收縮、改善表面光潔度及防水性。氫氧化鈣摻量約為廢玻璃粉重量的0％至15％，最好是約為0％至5％。然而，過(guò)量的氫氧化鈣會(huì)導(dǎo)致較大的強(qiáng)度下降。另外，按照本發(fā)明，也可加入硬化劑或催化劑以增加玻璃制粘結(jié)劑強(qiáng)度，其摻量約為堿激發(fā)劑重量的0％至50％，最好是約為0％至30％。適用于堿金屬硅酸鹽的硬化劑包括，但不僅局限于，含氟及含磷材料，其至少為氟硅酸鈉、磷酸鋁、偏磷酸鋁、磷酸鈉及類似成分中的一種。
按照本發(fā)明，玻璃制粘結(jié)劑與水拌合后在常溫下能固化。水的摻量約為玻璃制粘結(jié)劑重量的20％至50％。然而，與其它粘結(jié)劑系統(tǒng)如波特蘭水泥及堿激發(fā)礦渣粘結(jié)劑相比，它的凝結(jié)與硬化過(guò)程較為緩慢?？焖?gòu)?qiáng)度發(fā)展對(duì)于某些應(yīng)用如預(yù)制混凝土是較為有利的。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果進(jìn)行加熱養(yǎng)護(hù)，與水拌合后本發(fā)明廢玻璃制粘結(jié)劑能很快硬化而獲得相當(dāng)高的強(qiáng)度。在一個(gè)實(shí)例中，使用硅酸鈉作為堿激發(fā)劑，廢玻璃制粘結(jié)劑能在溫度約80℃養(yǎng)護(hù)12小時(shí)后獲得約92.19兆帕強(qiáng)度，隨后在室內(nèi)環(huán)境中放置約2年，強(qiáng)度達(dá)到159.96兆帕。加熱養(yǎng)護(hù)可在無(wú)論有無(wú)蒸汽存在、常壓或高壓下進(jìn)行。更為理想情況是本發(fā)明玻璃制粘結(jié)劑的加熱養(yǎng)護(hù)在通常的大氣壓下進(jìn)行。加熱養(yǎng)護(hù)可采用行業(yè)中熟知的手段，養(yǎng)護(hù)溫度約40℃至120℃，最好是約為70℃至90℃，養(yǎng)護(hù)時(shí)間足夠長(zhǎng)以獲得較高強(qiáng)度。養(yǎng)護(hù)時(shí)間通常為1至60小時(shí)。
本發(fā)明也提供了一種適合于制作不同用途高強(qiáng)度砂漿及混凝土的玻璃制粘結(jié)劑。按照本發(fā)明，混凝土組份除了含有玻璃制粘結(jié)劑和水外，另外包括骨料、纖維，彩色顏料、聚合物乳膠和化學(xué)或礦物外加劑，摻量為行業(yè)中通常用量。用于制作混凝土的骨料包括，但不僅局限于砂、天然破碎巖石、玻璃等，或以上組合。為了提高混凝土抗折及抗沖擊性能，可選擇性地添加短纖維作為增強(qiáng)材料。適當(dāng)?shù)睦w維的例子包括碳纖維、鋼纖維、耐堿玻璃制纖維、玄武巖礦物纖維、天然及合成有機(jī)纖維，如丙烯、維尼綸和纖維素纖維。適當(dāng)?shù)娜槟z包括，但不僅局限于，丁二烯橡膠、苯乙烯聚合物及共聚物、丙烯酸聚合物及共聚物、聚氯乙烯等。
為了獲得美觀效果，可摻入最高約為玻璃制粘結(jié)劑重量10％的彩色顏料。合適的顏料包括，但不僅局限于，氧化鐵、天然燒結(jié)琥珀、碳黑、氧化鉻、氧化鈦等。為了增加某些混凝土性能，可添加混凝土外加劑，包括，但不僅局限于，減水劑、促凝劑、及火山灰材料，如粉煤灰、偏高嶺土、硅粉等。
盡管用本發(fā)明玻璃制粘結(jié)劑制作的混凝土的硬化機(jī)理尚不完全了解，但其一個(gè)較為明顯的特征是不含某些波特蘭水泥的傳統(tǒng)水化產(chǎn)物如游離氫氧鈣石(氫氧化鈣結(jié)晶)、鈣釩石(C3AH6)。這些結(jié)晶反應(yīng)產(chǎn)物很容易產(chǎn)生碳化及硫化反應(yīng)而導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)嚴(yán)重破壞。因此，本發(fā)明玻璃制混凝土具有許多優(yōu)于傳統(tǒng)波特蘭水泥混凝土的性能。本發(fā)明所提供的玻璃制粘結(jié)劑的優(yōu)點(diǎn)包括較好的化學(xué)耐久性及較高的耐火特性。進(jìn)一步地，盡管本發(fā)明玻璃制混凝土具有較高的含堿量，由于不存在游離氫氧鈣石，即使使用活性骨料，如玻璃，產(chǎn)生堿-硅反應(yīng)的危害會(huì)大大降低。在某些情況下當(dāng)堿-硅反應(yīng)成為較大擔(dān)憂時(shí)，使用鋰激發(fā)劑較為適合。因此，本發(fā)明玻璃制粘結(jié)劑極為適合于制作預(yù)制混凝土制品，而其中完全利用玻璃作為骨料及粘結(jié)劑制作的人工石材具有驚人的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種制作玻璃制人工石材的程序。首先準(zhǔn)備好玻璃骨料及本發(fā)明玻璃制粘結(jié)劑，在一個(gè)模具內(nèi)表面涂上一薄層硅乳膠液，然后將玻璃骨料、本發(fā)明玻璃制粘結(jié)劑、水、以及彩色顏料拌和，將流態(tài)拌和物注入模具中，然后振動(dòng)密實(shí)，再將流態(tài)拌和物與模具一起加熱養(yǎng)護(hù)，待拌和物硬化后脫模，最后進(jìn)行表面拋光。
本發(fā)明中采用的玻璃骨料通過(guò)破碎玻璃品或玻璃容器獲得，玻璃顆粒然后用4號(hào)(孔徑為4.76毫米)至100號(hào)(孔徑為0.075毫米)美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)篩進(jìn)行顆粒分級(jí)。仔細(xì)調(diào)配玻璃骨料的顏色及級(jí)配可獲得所需的美觀效果。玻璃骨料在拌和物中的用量通常為本發(fā)明玻璃制粘結(jié)劑重量的0.5至4倍。水的添加應(yīng)足夠產(chǎn)生易于振動(dòng)密實(shí)的流態(tài)混凝土拌和物，較為合適的摻量為本發(fā)明玻璃制粘結(jié)劑重量的25％至50％。
為降低需水量及粘度，可選擇性地添加合適的超塑化劑。合適的彩色顏料摻量通常為本發(fā)明玻璃制粘結(jié)劑重量的0％至10％。
眾所周知，硅乳膠液具有消泡作用，被用于許多商用脫模劑及消泡劑中。兩種含有硅乳膠液的商品分別為位于美國(guó)俄亥俄州威斯頓市的可雷賽化學(xué)品公司(Cresset Chemical Co.，Weston，OH)生產(chǎn)的CREATE-LEASETM產(chǎn)品及位于美國(guó)賓夕法尼亞州豪晌市的極歐特種化學(xué)品有限公司(Geo Specialty Chemicals，Inc.，Horsham，PA)生產(chǎn)的GEOFM LTX產(chǎn)品。盡管消泡劑通常添加于拌和物本體中，但在模具內(nèi)表面涂上最少量的硅乳膠液能使硬化混凝土表面基本不產(chǎn)生肉眼可見(jiàn)的表面氣泡。很自然地，在拌和物本身中加入硅乳膠液或其它消泡劑可進(jìn)一步消除硬化玻璃制混凝土中的氣泡。
流態(tài)拌和物注入模具內(nèi)后用振動(dòng)平臺(tái)、振動(dòng)棒、振動(dòng)器，或者其它外振動(dòng)工具振動(dòng)密實(shí)足夠長(zhǎng)時(shí)間以獲得均勻而沒(méi)有氣泡的拌和物，振動(dòng)時(shí)間最好約為0.5至3分鐘。密實(shí)后的流態(tài)拌和物與模具一起加熱養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)溫度最好約為60℃至90℃，養(yǎng)護(hù)時(shí)間足以使流態(tài)拌和物硬化后達(dá)到2000磅/平方英寸(13.9兆帕)強(qiáng)度，養(yǎng)護(hù)時(shí)間最好約為2至24小時(shí)。
硬化后的流態(tài)拌和物脫模后進(jìn)行拋光處理，使用通常所知的拋光手段。硬化表面先后采用一系列磨料拋光直到表面反光而透明并顯露玻璃顆粒。
最終產(chǎn)品是一種玻璃制人工石材，它具有驚人的表面裝飾效果，其外表紋理與天然大理石、砂石、板巖、玄武巖、雪花石膏、玉石、花崗石等極其相似，但在天然界中一般不能找到相同的紋理。根據(jù)最終用途，玻璃制人工石材可加工成任意形狀，如墻面磚及地面磚，洗臉桌面等。本發(fā)明除了提供了一種廢玻璃處理途經(jīng)，也提供了一種充分利用廢物的方法，即用其制作環(huán)境友善、價(jià)格低廉的玻璃制人工石材。本發(fā)明玻璃制人工石材與天然石材相比除了具有相似的裝飾效果與材料性能，更具有其特殊的優(yōu)點(diǎn)。例如，與天然石材不同的是，本發(fā)明玻璃制人工石材的強(qiáng)度隨時(shí)間連續(xù)增長(zhǎng)。此外，本發(fā)明玻璃制人工石材具有高度可塑性，從而給最終產(chǎn)品的工程及藝術(shù)設(shè)計(jì)提供了巨大的空間。
本發(fā)明應(yīng)進(jìn)一步通過(guò)以下沒(méi)有范圍限制的實(shí)例進(jìn)行描述。這些實(shí)例描述了本發(fā)明，但不能視為對(duì)本發(fā)明的限制，因?yàn)榭梢源嬖谠S多明顯的變異而不偏離本發(fā)明的本質(zhì)及范圍。
通過(guò)以下沒(méi)有范圍限制的實(shí)例的描述，可以更好地理解本發(fā)明及其產(chǎn)生的許多優(yōu)點(diǎn)。
實(shí)例實(shí)例1硅酸鈉作為堿激發(fā)劑的玻璃制粘結(jié)劑組份一種以硅酸鈉作為堿激發(fā)劑的玻璃制粘結(jié)劑組份如表1所示。
表1

注1無(wú)色玻璃粉通過(guò)破碎、粉磨SNAPPLETM玻璃飲料瓶獲得，玻璃粉顆粒通過(guò)200號(hào)美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)篩。
注2硅酸鈉具有氧化硅與氧化鈉重量比為1.636。該產(chǎn)品是由位于美國(guó)賓夕法尼亞州福記谷的PQ公司(PQ Corporation，Valley Forge，PA)生產(chǎn)的B-WTM50型硅酸鈉溶液，固體含量42.63％，含有玻璃粉重量3.23％的Na2O。
按照本發(fā)明，玻璃制粘結(jié)劑組份加水拌和后形成一種玻璃制粘結(jié)劑漿體。粘結(jié)劑漿體注入一個(gè)模具后在不同條件下養(yǎng)護(hù)而獲得所需強(qiáng)度。
如果在環(huán)境溫度下養(yǎng)護(hù)，粘結(jié)劑漿體強(qiáng)度發(fā)展較為緩慢。然而，如果加熱養(yǎng)護(hù)，粘結(jié)劑漿體能在幾小時(shí)內(nèi)快速硬化獲得相當(dāng)高的強(qiáng)度。作為本發(fā)明的一個(gè)典型例子，按表1配比外加29.30份水制作了兩個(gè)樣品，分別在80℃溫度無(wú)蒸汽條件下養(yǎng)護(hù)約12小時(shí)。第一個(gè)樣品在養(yǎng)護(hù)結(jié)束后立即測(cè)試強(qiáng)度，抗壓強(qiáng)度為13.37千磅/平方英寸(92.19兆帕)。第二個(gè)樣品隨后放置在室內(nèi)環(huán)境中，樣品制作大約兩年后測(cè)試強(qiáng)度，抗壓強(qiáng)度高達(dá)23.20千磅/平方英寸(159.96兆帕)。
以上比較表明，如果選擇合適的堿激發(fā)劑及熱處理方法，本發(fā)明玻璃制粘結(jié)劑可以在相對(duì)短時(shí)間內(nèi)獲得相當(dāng)高的強(qiáng)度。其強(qiáng)度大大高于常規(guī)的波特蘭水泥粘結(jié)劑所能達(dá)到的強(qiáng)度，事實(shí)上接近于最硬的天然石材-花崗石。然而，與天然石材不同的是，本發(fā)明玻璃制粘結(jié)劑的強(qiáng)度會(huì)隨時(shí)間連續(xù)增長(zhǎng)。
與西爾弗斯君(Silverstrim)專利對(duì)比，本發(fā)明意外地發(fā)現(xiàn)玻璃活性的激發(fā)并不要求氧化硅與氧化鈉重量比為0.20∶1至0.75∶1間較低的模數(shù)，從而避免使用其它成分，如成本高、腐蝕性強(qiáng)的氫氧化鈉。這提供了本發(fā)明簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝、減低原材料成本的進(jìn)一步優(yōu)點(diǎn)。另外，本發(fā)明玻璃制粘結(jié)劑在同樣養(yǎng)護(hù)條件下具有比其它粘結(jié)劑更高的強(qiáng)度。實(shí)例2不同養(yǎng)護(hù)條件影響對(duì)比樣品制作按照表1配比外加29.30份水，但本范例中采用的玻璃粉為通過(guò)破碎、粉磨喜力(HEINEKENTM)啤酒瓶而獲得的綠色玻璃粉，其顆粒能通過(guò)200號(hào)美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)篩。這些樣品在不同條件下養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)完成后再測(cè)試強(qiáng)度。其結(jié)果如表2所示。
表2

注1試件為1英寸直徑、高1英寸高度的圓柱體。
樣品1表明，本發(fā)明玻璃制粘結(jié)劑強(qiáng)度發(fā)展速度大大低于傳統(tǒng)的波特蘭水泥粘結(jié)劑或堿激發(fā)礦渣粘結(jié)劑。然而，樣品2表明，一定時(shí)間后，如傳統(tǒng)的波特蘭水泥粘結(jié)劑達(dá)到全部強(qiáng)度通常所需的28天，即使在正常環(huán)境條件下本發(fā)明玻璃制粘結(jié)劑強(qiáng)度也能獲得相當(dāng)高的強(qiáng)度。樣品3及樣品4表明，無(wú)論有無(wú)蒸汽，如果進(jìn)行加熱養(yǎng)護(hù)，本發(fā)明玻璃制粘結(jié)劑強(qiáng)度獲得相當(dāng)強(qiáng)度的時(shí)間會(huì)大大縮小。這個(gè)特性對(duì)于要求提高生產(chǎn)率的預(yù)制應(yīng)用尤其有利。實(shí)例3另外含有附加材料的玻璃制粘結(jié)劑組份樣品制作與范例1中表1配比類似，但粘結(jié)劑組份另外含有如表3所示的各種附加材料。
表3

注1玻璃粉通過(guò)破碎、粉磨HEINEKENTM玻璃啤酒瓶獲得，玻璃粉顆粒通過(guò)200號(hào)美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)篩。
注2硅酸鈉具有氧化硅與氧化鈉重量比為1.636。該產(chǎn)品是由位于美國(guó)賓夕法尼亞州福記谷市的PQ公司(PQ Corporation，Valley Forge，PA)生產(chǎn)的B-WTM50型硅酸鈉溶液，固體含量42.63％，含有玻璃粉重量3.23％的Na2O。
注3分子式為Ca(OH)2的粉狀氫氧化鈣是由位于美國(guó)新澤西州南原野市的外泰可克拉克與丹尼爾有限公司(Whittacker，Clark & Daniels，Inc.，South Plainfield，NJ)生產(chǎn)。
注4分子式為Na2SiF6的硅氟酸鈉是由位于美國(guó)加利福尼亞州新港海灘市的西爾化學(xué)工業(yè)公司(Seal Industries，Newport Beach，CA)生產(chǎn)。
注5分子式為Al(H2PO4)3的固體含量為50％的磷酸鋁溶液是由位于美國(guó)新澤西州克蘭堡雷市羅地亞磷化學(xué)品公司(Rhodia PhosphateProducts，Cranbury，NJ)生產(chǎn)。
樣品1及樣品2分別與實(shí)例2中樣品2及樣品4一致，在此列入作為比較用途。
樣品3與樣品2相似，但另外加有玻璃粉重量5％的氫氧化鈣。養(yǎng)護(hù)后，樣品具有出眾的表面光潔度，但伴有強(qiáng)度損失。
樣品4與樣品1相似，但另外加有硅酸鈉重量20％的硅氟酸鈉作為硬化劑。硅氟酸鈉被證明是一種有效的硬化劑，可提高含硅酸鈉的玻璃制粘結(jié)劑的強(qiáng)度。
樣品5與樣品1相似，但另外加有硅酸鈉重量20％的磷酸鋁。磷酸鋁被證明是一種有效的硬化劑，可提高含硅酸鈉的玻璃制粘結(jié)劑的強(qiáng)度。實(shí)例4氫氧化鈉作為堿激發(fā)劑的玻璃制粘結(jié)劑組份表4表明了含有氫氧化鈉的玻璃制粘結(jié)劑組份，以及相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)條件及抗壓強(qiáng)度。表4

注1玻璃粉通過(guò)破碎、粉磨HEINEKENTM玻璃啤酒瓶獲得，玻璃粉顆粒通過(guò)200號(hào)美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)篩。
注2粒狀氫氧化鈉于由位于美國(guó)威斯康星州密爾沃基市的奧爾德里奇化學(xué)品公司(Aldrich Chemical Company，Milwaukee，WI)生產(chǎn)，含有含有玻璃粉重量3.23％的Na2O，與實(shí)例1相同。實(shí)例5鋁酸鈉作為堿激發(fā)劑的玻璃制粘結(jié)劑組份表5表明了含有鋁酸鈉的玻璃制粘結(jié)劑組份，以及相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)條件及抗壓強(qiáng)度。
表5


注1綠色玻璃粉通過(guò)破碎、粉磨HEINEKENTM玻璃啤酒瓶獲得，玻璃粉顆粒通過(guò)200號(hào)美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)篩。
注2綠色玻璃粉通過(guò)破碎、粉磨HEINEKENTM玻璃啤酒瓶獲得，玻璃粉顆粒通過(guò)400號(hào)美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)篩。
注3鋁酸鈉具有氧化鋁與氧化鈉重量比為1.087。該產(chǎn)品為水溶液，固體含量38.4％，由位于美國(guó)馬里蘭州巴爾的摩市的三角化學(xué)公司(Delta Chemical Corporation，Baltimore，MD)生產(chǎn)。以固體含量計(jì)算，樣品1、樣品2、樣品3分別含有玻璃粉重量3.23％、4.84％、2.42％的Na2O。
注4分子式為Ca(OH)2的粉狀氫氧化鈣是由位于美國(guó)新澤西州南原野市的外泰可克拉克與丹尼爾有限公司(Whittacker，Clark & Daniels，Inc.，South Plainfield，NJ)生產(chǎn)。實(shí)例6完全利用玻璃作為骨料及粘結(jié)劑的人工石材人工石材配比按照表6-1制備。
表6-1

注1玻璃粉通過(guò)破碎、粉磨SNAPPLETM玻璃飲料瓶獲得，玻璃粉顆粒通過(guò)200號(hào)美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)篩。
注2硅酸鈉具有氧化硅與氧化鈉重量比為1.636。該產(chǎn)品是由位于美國(guó)賓夕法尼亞州福記谷市的PQ公司(PQ Corporation，Valley Forge，PA)生產(chǎn)的B-WTM50型硅酸鈉溶液，固體含量42.63％，含有玻璃粉重量3.23％的Na2O。
注3無(wú)色玻璃骨料通過(guò)破碎、粉磨SNAPPLETM玻璃飲料瓶獲得，綠色玻璃骨料通過(guò)破碎、粉磨HEINEKENTM玻璃啤酒瓶獲得。玻璃骨料顏色與級(jí)配如表6-2所示。
注4氧化鉻綠色顏料由位于美國(guó)紐約州灣村市帝國(guó)混合產(chǎn)品公司(Empire Blended Products Inc.，Bayville，NY)生產(chǎn)，商標(biāo)為彩虹水泥顏料(Rainbow Cement Colors)。
表6-2

配比材料拌和后注入內(nèi)表面涂有一簿層GEOFM LTX產(chǎn)品的模具，該產(chǎn)品由位于美國(guó)賓夕法尼亞州豪晌市的極歐特種化學(xué)品有限公司(Geo Specialty Chemicals，Inc.，Horsham，PA)生產(chǎn)。拌和物與模具一起在振動(dòng)臺(tái)上振動(dòng)密實(shí)約兩分鐘，然后在80℃溫度的爐內(nèi)養(yǎng)護(hù)8小時(shí)。脫模后，用帶有一系列金剛石列磨料的手動(dòng)拋光機(jī)對(duì)硬化物平整表面連續(xù)拋光，直到表面反光而透明并顯露玻璃顆粒。經(jīng)過(guò)對(duì)玻璃顏色、顆粒大小以及顏料顏色的藝術(shù)性搭配，最終產(chǎn)品強(qiáng)烈地模擬了天然大理石、砂石、板巖、玄武巖、雪花石膏、玉石、花崗石等極其相似，但有其獨(dú)特的外觀效果。本發(fā)明人工石材的強(qiáng)度與天然花崗石相當(dāng)，但隨時(shí)間而增長(zhǎng)。這種人工石材中玻璃含量高達(dá)98％，因此極其環(huán)境友善。
權(quán)利要求
1.一種粘結(jié)劑組份，該組份包括一種玻璃粉；及一種堿激發(fā)劑，該堿激發(fā)劑至少含有一種堿金屬。
2.如權(quán)利要求1所述的粘結(jié)劑組份，其特征在于玻璃粉顆粒尺寸小于0.15毫米。
3.如權(quán)利要求1所述的粘結(jié)劑組份，其特征在于堿激發(fā)劑至少為堿金屬氫氧化物，堿金屬硅酸鹽，堿金屬鋁酸鹽，堿金屬碳酸鹽，堿金屬硫酸鹽，堿金屬磷酸鹽，堿金屬氟酸鹽，及類似成分中的一種。
4.如權(quán)利要求3所述的粘結(jié)劑組份，其特征在于堿激發(fā)劑至少為堿金屬氫氧化物、堿金屬硅酸鹽、堿金屬鋁酸鹽中的一種。
5.如權(quán)利要求1所述的粘結(jié)劑組份，其特征在于堿金屬至少為鈉、鉀、鋰中的一種。
6.如權(quán)利要求1所述的粘結(jié)劑組份，其特征在于堿激發(fā)劑在組份中用量約為玻璃粉重量的1％至30％。
7.如權(quán)利要求1所述的粘結(jié)劑組份，其特征在于玻璃粉是一種鈉鈣玻璃，其顆粒尺寸小于約0.075毫米。
8.如權(quán)利要求1所述的粘結(jié)劑組份，其特征在于堿激發(fā)劑為堿金屬硅酸鹽。
9.如權(quán)利要求7所述的粘結(jié)劑組份，其特征在于堿激發(fā)劑為硅酸鈉，其氧化硅與氧化鈉重量比約0.5∶1至3.22∶1，用量約為玻璃粉重量的3％至15％。
10.如權(quán)利要求7所述的粘結(jié)劑組份，其特征在于堿激發(fā)劑為硅酸鈉，其氧化硅與氧化鈉重量比約1.6∶1至2.0∶1，用量約為玻璃粉重量的4％至10％。
11.如權(quán)利要求1所述的粘結(jié)劑組份，其特征在于進(jìn)一步含有一種硬化劑，其至少為氟硅酸鈉、磷酸鋁、偏磷酸鋁、磷酸鈉中的一種，用量為玻璃粉重量的0％至50％。
12.如權(quán)利要求1所述的粘結(jié)劑組份，其特征在于堿激發(fā)劑進(jìn)一步含有氫氧化鈣，其用量約為玻璃粉重量的0％至10％。
13.如權(quán)利要求1所述的粘結(jié)劑組份，其特征在于進(jìn)一步含有波特蘭水泥，其用量約為玻璃粉重量的0％至15％。
14.如權(quán)利要求1所述的粘結(jié)劑組份，其特征在于堿激發(fā)劑為堿金屬氫氧化物，其用量約為玻璃粉重量的3％至15％。
15.如權(quán)利要求1所述的粘結(jié)劑組份，其特征在于堿激發(fā)劑為堿金屬鋁酸鹽，其用量約為玻璃粉重量的3％至15％。
16.如權(quán)利要求1所述的粘結(jié)劑組份，其特征在于進(jìn)一步含有細(xì)骨料及粗骨料。
17.如權(quán)利要求1所述的粘結(jié)劑組份，其特征在于進(jìn)一步含有至少一種附加材料，其至少為纖維、彩色顏料、聚合物乳膠、化學(xué)或礦物外加劑中的一種。
18.一種高強(qiáng)度硬化組份的制備方法，包括下列步驟將一種玻璃粉和一種堿激發(fā)劑與水拌和形成一種塑性混合物，然后將混合物進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)溫度約為0℃至120℃，養(yǎng)護(hù)時(shí)間足以使得混合物獲得至少2000磅/平方英寸(13.79兆帕)抗壓強(qiáng)度。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于養(yǎng)護(hù)溫度約為40℃至100℃。
20.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于養(yǎng)護(hù)時(shí)間約為1小時(shí)至60小時(shí)。
21.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于養(yǎng)護(hù)時(shí)間約為1小時(shí)至24小時(shí)。
22.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于養(yǎng)護(hù)溫度約為70℃至90℃。
23.一種用于制備完全利用玻璃作為骨料及粘結(jié)劑的人工石材的組份，包括一種粘結(jié)劑組份，一種玻璃骨料，水，以及彩色顏料，其中玻璃骨料顆粒分級(jí)尺寸約為9.52毫米至0.15毫米，用量約為粘結(jié)劑組份重量的0.5倍至3.5倍；水的用量約為粘結(jié)劑組份重量的25％至40％；彩色顏料的用量約為粘結(jié)劑組份重量的0％至10％。
24.一種完全利用玻璃作為骨料及粘結(jié)劑的人工石材的制備方法，該方法包括下列步驟將一種玻璃骨料、一種玻璃粉、一種堿激發(fā)劑與水拌和形成一種混合物，將混合物注入一個(gè)模具中并密實(shí)，將模具中混合物加熱養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間足以使得混合物獲得至少2000磅/平方英寸(13.79兆帕)抗壓強(qiáng)度，將混合物從模具中脫離，將最終混合物表面拋光，并且在混合物澆注入模前在模具內(nèi)表面涂上一薄層液體，該液體至少為一種脫模劑及一種消泡劑中的一種。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于液體是一種硅乳膠液。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種粘結(jié)劑組份,該粘結(jié)劑組份由一種玻璃粉及一種堿激發(fā)劑組成。玻璃粉粒徑至少小于0.15毫米,堿激發(fā)劑至少含有一種堿金屬,最好是氧化硅與氧化鈉重量比約1.6∶1至2.0∶1的硅酸鈉。與水拌和后,該粘結(jié)劑組份能在環(huán)境溫度下固化,但加熱養(yǎng)護(hù)后能快速獲得非常高的強(qiáng)度,加熱養(yǎng)護(hù)溫度約40℃至120℃,最好是約70℃至90℃。本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種完全利用玻璃作為骨料及粘結(jié)劑的人工石材的制備方法。
文檔編號(hào)C04B28/26GK1337927SQ00803074
公開(kāi)日2002年2月27日 申請(qǐng)日期2000年1月27日 優(yōu)先權(quán)日1999年1月27日
發(fā)明者金偉華 申請(qǐng)人:金偉華