一種陶瓷顆粒及使用其的免燒透水磚製備方法與流程
2024-02-19 09:12:15
本發明屬於建築材料的技術領域，特別涉及一種陶瓷顆粒及使用其的免燒透水磚製備方法。
背景技術：
城市內澇災害日益嚴重，建造可吸水的「海綿城市」，在下雨時吸水、蓄水、滲水、淨水，需要時將蓄存的水「釋放」並加以利用，已成為新一代城市雨洪管理概念。
目前，無論燒結還是利用粘接劑粘接的透水磚對其使用的瘠性顆粒料的粒徑要求需要均一，因為只有顆粒為近似圓形，並且規格均一才可以獲得較好的透水效果，但目前所使用的瘠性骨料(如石塊)雖然可以實現此特點，但其浪費嚴重，因為在其破碎篩分過程中，會有大量細碎的粉料無法使用(其會堵塞孔隙)，而且通過破碎方式獲取的瘠性顆粒料的形貌多不規則，因此在透水性能上也有一定不足。
另外，在陶瓷磚生產過程中產生的廢料(例如費的粉料、泥屎、熟料顆粒等)，這些原料處理起來具有較大困難，一般採用填埋的方式處理，這樣不僅浪費資源而且可以對水體造成汙染。
技術實現要素：
本發明的目的在於解決上述技術問題，提出一種可以利用陶瓷磚生產過程中產生的廢料作為原料生產的陶瓷顆粒，以及免燒透水磚。
本發明的陶瓷顆粒，包括如下製備步驟：
步驟1：球磨，陶瓷磚廢料加水球磨成漿料；把陶瓷磚廢料與水混合進行球磨，可以得出較為細膩而且具有圓形小顆粒的漿料；
步驟2：把所述漿料進行噴霧造粒，獲得粒徑為20-40目的圓形粉料；漿料通過噴霧的形式在噴霧塔內飄散，此時通過熱風等烘乾作用，便可形成圓形的粉料料團；
步驟3：燒結，把所述圓形粉料進行燒結，得出陶瓷磚顆粒。
通過上述步驟得出的陶瓷磚顆粒，一方面均為圓形，而且粒徑較為統一，均為20-40目的大小，對製品的透水性能好；由於顆粒經過燒制而成，使得製品的強度非常高。
優選的，所述步驟3為採用迴轉窯進行燒結，燒結溫度為1150-1250℃；顆粒在迴轉窯中可以使得燒結時受熱均勻，經過高溫的燒結，使得陶瓷顆粒變得非常硬。
優選的，所述陶瓷磚廢料，包括未經燒結的廢料；更具體的，陶瓷磚廢料還包括陶瓷拋光廢渣；按質量分數比，所述陶瓷拋光廢渣含量少於等於3％(優選為少於等於0.5％)。這裡所述的未經燒結的廢料如陶瓷磚在壓製成型時，壓機回收的粉料、在粉料輸送過程中飄散的陶瓷粉塵、在陶瓷噴霧塔中和過篩中產生的陶瓷粉塵等等；而陶瓷拋光廢則一般為對燒制出來的陶瓷磚進行拋光時產生的廢渣，這些廢渣經過再次燒結的話，會產生膨脹；因此，若含有大量陶瓷拋光廢渣，會使得燒結時的陶瓷顆粒會劇烈膨脹，使得顆粒的強度降低；而添加少量的陶瓷拋光廢渣，在燒結時陶瓷顆粒不會劇烈膨脹，產生微小的氣孔在後續製備免燒透水磚時，粘接劑會對這些微小的氣孔進行填充，最終可以使得產品的強度更好。
更具體的，還可以添加無機顏料，便於獲得顏色更加豐富的陶瓷顆粒，所述無機顏料為陶瓷生產領域公知的無機顏料即可。
一種使用本發明例所述的陶瓷磚顆粒的免燒透水磚製備方法，包括以下步驟：
步驟1：混煉，所述陶瓷磚顆粒與粘接劑混合攪拌均勻得出混合原料；
步驟2：布料，將步驟1混煉好的混合原料布施在模具內，並進行震動的，然後進行衝壓成型；
步驟3：開模獲得產品，將磨具打開，獲得免燒透水磚產品。
更具體的，按質量分數，步驟1中的所述粘結劑含量為20-30％；
優選的，還包括有少於等於3％的增強劑，所述增強劑可以為有機和無機，對於無機的增強劑，可以選用強度高的針狀雲母等長、細型的高強度物質，如此一來，可以使其嵌套在產品的內部，形成更為穩定的結構，對成品的抗折、抗壓強度均有很大提升。
優選的，所述步驟2中，還包括大顆粒混合料的布施，在模具內，先布施所述大顆粒混合料，然後再布施所述混合原料；或者，在模具內先布施所述混合原料，然後再布施所述大顆粒混合料；所述大顆粒混合料包括3-10目的大顆粒瘠性顆粒(小石塊等)和粘結劑；如此一來，便可以獲得具有分層效果的透水磚。
本發明的免燒透水磚，直接採用噴霧、燒結而成的陶瓷顆粒作為透水磚的主要骨料，使得產品的孔隙均勻且較寬，具有較強的透水能力，而且顆粒的表面較為圓滑，避免了水中的雜質粘附在上面，導致孔隙被堵而影響透水能力；另一方面，避免了採用小石塊等瘠性骨料打磨切割時產生的不可回收的粉塵，大大降低對周邊環境的影響；而且，陶瓷顆粒為陶瓷磚廢料而製成，有利於資源回收利用，變廢為寶。
具體實施方式
下面通過具體實施方式來進一步說明本發明的技術方案。
實施例1
本實施例的陶瓷顆粒，包括如下製備步驟：
步驟1：球磨，陶瓷磚廢料加水球磨成漿料；
步驟2：把所述漿料進行噴霧造粒，獲得粒徑為20-40目的圓形粉料；
步驟3：燒結，把所述圓形粉料進行1200℃的燒結，得出陶瓷磚顆粒。
所述陶瓷磚廢料，按質量分數比，包括未經燒結的廢料98％和陶瓷拋光廢渣2％。
一種本實施例所述的陶瓷磚顆粒的免燒透水磚製備方法，包括以下步驟：
步驟1：混煉，所述陶瓷磚顆粒(質量分數80％)和粘接劑(質量分數20％)混合攪拌均勻得出混合原料；
步驟2：布料，將步驟1混煉好的混合原料布施在模具內，並進行震動的，然後進行衝壓成型；
步驟3：開模獲得產品，將磨具打開，獲得免燒透水磚產品。
實施例2
本實施例的陶瓷顆粒，包括如下製備步驟：
步驟1：球磨，陶瓷磚廢料加水球磨成漿料；
步驟2：把所述漿料進行噴霧造粒，獲得粒徑為20-40目的圓形粉料；
步驟3：燒結，把所述圓形粉料進行1250℃的燒結，得出陶瓷磚顆粒。
所述陶瓷磚廢料，按質量分數比，包括未經燒結的廢料(質量分數99.5％)、陶瓷拋光廢渣(質量分數0.4％)和無機顏料(質量分數0.1％)。
一種本實施例所述的陶瓷磚顆粒的免燒透水磚製備方法，包括以下步驟：
步驟1：混煉，所述陶瓷磚顆粒(質量分數70％)、粘接劑(質量分數27％)和增強劑(質量分數3％)混合攪拌均勻得出混合原料；
步驟2：布料，將步驟1混煉好的混合原料布施在模具內，並進行震動的，然後進行衝壓成型；
步驟3：開模獲得產品，將磨具打開，獲得免燒透水磚產品。
實施例3
本實施例的陶瓷顆粒，包括如下製備步驟：
步驟1：球磨，陶瓷磚廢料加水球磨成漿料；
步驟2：把所述漿料進行噴霧造粒，獲得粒徑為20-40目的圓形粉料；
步驟3：燒結，把所述圓形粉料進行1250℃的燒結，得出陶瓷磚顆粒。
所述陶瓷磚廢料，按質量分數比，包括未經燒結的廢料(質量分數99.9％)和無機顏料(質量分數0.1％)。
一種本實施例所述的陶瓷磚顆粒的免燒透水磚製備方法，包括以下步驟：
步驟1：混煉，所述陶瓷磚顆粒(質量分數78％)、粘接劑(質量分數20％)和增強劑(質量分數2％)混合攪拌均勻得出混合原料，所述增強劑為針狀雲母；
步驟2：布料，將步驟1混煉好的混合原料布施在模具內，並進行震動的，然後進行衝壓成型；
步驟3：開模獲得產品，將磨具打開，獲得免燒透水磚產品。
通過上述兩個實施例製備所得的免燒透水磚與現有產品(採用不規則的顆粒)在相同的檢測標準、環境下進行性能測試實驗，觀察現象，具體的實驗數據可見表1：
表1：本發明的免燒透水磚與現有產品的性能測試
由表1可見，實施例1-3的免燒透水磚產品的透水係數、抗壓強度和耐磨性均超過現有的產品，並從觀察得知，由於採用不規則顆粒的現有產品的孔隙較少或堵塞，為導致透水係數較低的主要原因；而實施例2、3因為添加了增強劑，所以其抗壓度和耐磨性也交其他兩個對比例較高。
以上結合具體實施例描述了本發明的技術原理。這些描述只是為了解釋本發明的原理，而不能以任何方式解釋為對本發明保護範圍的限制。基於此處的解釋，本領域的技術人員不需要付出創造性的勞動即可聯想到本發明的其它具體實施方式，這些方式都將落入本發明的保護範圍之內。