我国建筑陶瓷工业是资源与能源的消耗大户,不仅大量消耗不可再生的天然资源,而且生产过程中产生大量陶瓷废坯、抛光废料等固体废弃物,既挤占土地又污染生态环境；同时,随着人民生活水平的提高,空调、暖气越来越普及,给面临短缺的能源带来愈来愈大的压力,因此节能降耗减排势在必行。本论文研究的目的是资源化高效利用陶瓷抛光废料制备隔热保温多孔陶瓷砖,既可解决陶瓷抛光废料的处理问题,又可节约原料资源,并通过改善多孔陶瓷砖结构与性能,为节能建筑提供一种用于墙体隔热保温的多孔陶瓷砖,这对我国建筑节能和陶瓷工业降耗减排无疑起着重要的作用。 以建筑陶瓷抛光废料为主要原料,适当加入粘土、高岭土、石英和钾、钠长石等原料优化基础配方,在现有普通建筑陶瓷工艺设备条件下,采用半干压成型,在1200℃下烧制了石英-莫来石质多孔陶瓷砖,通过XRD、显微镜、热常数仪、数显陶瓷砖抗折试验机等对结构和性能进行了分析研究。结果表明,所烧制的石英-莫来石质多孔陶瓷砖的气孔率、导热系数和断裂模数分别为60％、0.4W/m·K和4.7MPa,陶瓷抛光废料利用量仅为40％。 通过对多孔陶瓷砖影响因素的分析,探讨了提高抛光废料用量、改善断裂模数及隔热保温性能的技术途径,研制了一种隔热性能和断裂模数较好的石英-莫来石-刚玉质多孔陶瓷砖。研究结果表明,在基础配方中加入少量Al2O3,出现刚玉相可使多孔陶瓷砖的断裂模数提高到5.8MPa,导热系数可降低到0.27 W/m·K,抛光废料用量可提高到60％；在基础配方中外掺少量三聚磷酸钠作造孔剂,可调节多孔陶瓷砖的气孔结构,提高其气孔率和隔热性能,但会降低断裂模数；在基础配方中外加2％三聚磷酸钠和6％硅酸锆,可在保证多孔陶瓷砖保温性能的基础上,获得更高的断裂模数。 通过对基础配方和工艺的优化,制备了性能更优的多孔陶瓷砖,其气孔率为72％,断裂模数为6.9MPa,导热系数为0.28W/(m·K),抛光废料用量为60％。相对于基础配方,断裂模数提高49％,导热系数降低30％,而抛光废料用量提高20％。 根据建筑陶瓷抛光废料的化学组成,加入少量Al2O3和MgO,调节配方中SiO2、Al2O3和MgO的比例接近于堇青石化学计量的比例,研制了以开口气孔为主的MgO-SiO2-Al2O3系统多孔陶瓷过滤材料。结果表明,在1250℃烧成可得到气孔较均匀、连通性较好、断裂模数较高的以堇青石-镁铝尖晶石质为主晶相的多孔陶瓷过滤材料,且陶瓷抛光废料利用量可达75％以上。 根据建筑陶瓷抛光废料烧制多孔陶瓷材料气孔形成的过程,可分为气体的产生、玻璃相的形成与气孔的逐渐长大及气孔的固化三个阶段,分析了气孔形成各个阶段发生的物理化学变化对气孔结构的影响,并探讨了气孔形成的原因。