一種燒結髮泡磚及其製備方法與流程

2024-02-19 06:56:15 1

本發明屬於發泡保溫磚領域，一種以頁巖、粉煤灰和廢碎玻璃粉為主要原料經燒結髮泡得到的多孔磚。特別涉及的是建築保溫材料和和石油化工管道和設備保溫材料的
技術領域：
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背景技術：
：頁巖發泡磚是以頁巖、粉煤灰和玻璃粉等為主要原料製備的燒結髮泡磚。燒結髮泡磚，又稱發泡陶瓷磚，是一種強度高、耐久性好、保溫和隔聲效果好的多孔材料。可以廣泛應用於建築保溫、化工設備和管道保溫等領域。是具有發展前途的21世紀的新型保溫材料。因發泡磚選用頁巖礦石或土、粉煤灰和碎玻璃等作為主要生產原料，生產成本低、生產工藝綠色環保。這種無機保溫材料與苯板和其它高分子保本材料相比，具有阻燃、耐久性好和與牆體結合牢固等優點，因此具有很大的市場競爭優勢。到目前為止，在建築保溫用無機發泡磚在國內已有廣泛的研究。目前發泡磚主要有兩類：一種是以水泥發泡工藝為基礎製備的免燒發泡磚(如專利：200810232188.7和201410347379.3)，這種發泡磚製備工藝簡單、成本低，但是強度低、吸溼性強，耐久性差，尤其耐凍融性差。另一類保溫磚是經燒結法製備的多孔陶瓷類保溫材料。燒結多孔保溫材料中的氣孔的獲得有兩種途徑：一種是如直接燒結髮泡；另一種是採用有機泡沫體浸漬、溶膠凝膠工藝、添加多孔劑和漿料發泡劑等方法在室溫事先成型發泡，然後經乾燥和燒結製得。如歐金福等人發明的一種環保輕質陶瓷磚發泡劑(專利2011101014296)就是用於陶瓷漿料發泡成型，然後坯體經乾燥燒結輕質保溫磚的。餘林文等也是採用漿料添加發泡劑的方法製備了燒結頁巖加氣磚(非金屬礦，2011,34卷，第3期：45-47)。到目前為止還未見利用頁巖、粉煤灰等作為主要原料直接燒結製備發泡磚的報導。技術實現要素：本發明的目的在於提供一種頁巖燒結髮泡磚，其主要原料為頁巖粉、粉煤灰和廢碎玻璃粉，輔以適當發泡劑，用高溫燒結髮泡工藝製成。發泡磚的主晶相為莫來石等晶體；所製備的發泡磚具有良好的機械性能和耐久性，其平均抗壓強度大於2MPa；密度為0.60～0.75g/cm3；氣孔率為60～72％。導熱係數為0.0450～0.550W/m*K；耐水解等級為1級，耐水失重率為：0.25～0.30mg/100cm2。本發明所述的頁巖燒結髮泡磚，其技術方案是：將下述原料按重量份配比：頁巖粉：50～85、粉煤灰：5～30、玻璃粉：5～30、芒硝：0～3、煤粉：1～3。優選的情況下，所述原料按重量份的配比為：頁巖粉：50～70、粉煤灰：10～25、玻璃粉：15～25、芒硝：0～1.5、煤粉：1.5～2.5。對於上述技術方案中，所用頁巖的主要組成成分的質量百分比為：優選的情況下，所用頁巖的主要組成成分的重量百分比為：所述頁巖燒結髮泡磚的製備方法，包括下述操作步驟：1)配料：各種原料經粉磨過100目篩，然後根據確定的原料質量百分比配料；2)混合：將各種原料採用機械混合機混合均勻；3)成型：採用半乾壓法或泥料塑性成型；4)乾燥：自然乾燥一天後，再在80～120℃下乾燥2～4小時；5)燒結髮泡：升溫速度10～30℃/min，燒結保溫溫度1100～1200℃，保溫15～45分鐘，然後隨爐溫冷卻。6)冷加工：經過切割成為成品。對於上述技術方案中，所述半乾壓法為將混合好的原料噴加3～5％水後用壓磚機在50～100MPa下成型；所述的塑性成型為將混合好的原料添加15～25％的水和成泥料，在模具中所形成泥坯。對於上述技術方案中，所用煤粉和粉煤灰為發電廠普通煤粉和粉煤灰，玻璃粉是將廢碎玻璃瓶罐經粉碎研磨得到的。本發明突出的特點是：以廉價的資源豐富的頁巖和粉煤灰及廢碎玻璃為主要原料採用燒結直接發泡法來製備發泡磚，工藝簡單，成本低。本發明的發泡磚具有機械強度較高高、密度小、保溫性能好，且化學穩定性高、耐久性好。可製成各類管材、板材，可廣泛應用於建築保溫隔聲和化工管道保溫等領域。附圖說明圖1、本發明工藝流程示意圖。具體實施方式下述非限制性實施例可以使本領域的普通技術人員更全面地理解本發明，但不以任何方式限制本發明。任何熟悉本
技術領域：
的技術人員在本發明披露的技術範圍內，根據本發明的技術方案及其發明構思進行等同替換或改變均屬於本發明保護範疇。實施例1表1、實施例1的原料配方(質量百分數)：原料頁巖粉粉煤灰玻璃粉煤粉芒硝重量百分比58202020所用頁巖化學組成(質量百分比，燒失和其它微量成分未列)粉煤灰為採自大連某電廠的煤粉和粉煤灰，玻璃粉原料為廢棄翠綠啤酒瓶。製備工藝(如圖1)：1、原料處理：將頁巖和廢瓶罐玻璃粉碎、球磨後過100目篩，煤粉和粉煤灰球磨過100目篩；2、原料稱量：將過篩的頁巖粉、粉煤灰和玻璃粉等原料按照配料表(表1)進行稱量；3、原料混合：將稱量好的頁巖粉和其它原料經過球磨混合半小時，保證配合料組成的均勻；4、成型：將混好的原料添加15％水後做成泥塊，塑性模壓成坯塊；5、乾燥：室溫乾燥1天，然後80℃乾燥4小時；6、裝燒結用磚模：以粘土磚或高鋁磚圍成模具，內襯矽酸鋁纖維紙防粘，將坯塊放入模具中；7、燒結：在抽屜窯(或隧道窯)中燒結，燒結溫度1165℃，保溫25分鐘；8、冷卻後進行切割加工。性能測試：1、用Dmax-ⅢBX-Ray衍射儀進行XRD分析，確定磚體的主晶相。2、抗壓強度測定：用型號為RGT-5的微機控制電子萬能實驗機進行抗壓強度測試，樣塊尺寸邊長約20mm的立方塊，用遊標卡尺測量樣品精確尺寸，計算樣品受壓面積S。抗壓強度的計算公式為：P＝F/S計算，單位：MPa，測6塊樣品求平均值。3、密度和氣孔率測定：坯體真實密度測定：採用1000℃燒結1小時的未發泡的具有連通孔的坯體為樣本採用水中抽真空後的排水法測量，未吸溼前稱得質量m0，在抽真空坯體吸足水後測量坯體受浮力作用時質量m1和吸水後的溼重m2，密度d＝m0/(m2-m1)；發泡後坯體密度：將樣品加工成100*100*30左右的方塊。採用直接稱量質量m，用遊標卡尺測量尺寸然後計算體積V，然後用公式d1＝m/V計算表觀密度。總氣孔率＝100％*(d-d1)/d4、導熱係數測試：採用YBF-3型導熱係數測定儀進行測定，測量3塊樣品求平均值。5、耐水性能測試：採用粉末浸泡失重法進行測定(DTN12116)。將樣品粉碎，取40目下、60目上發泡磚粉2克，於50ml容量瓶中，加水至刻度，在98±0.5℃溫度下保溫60分鐘。測定其100cm2的失重率(mg/100cm2)。測試結果：1、樣品外觀質量：顏色為紅褐色，發泡均勻，切面觀察主要為圓形封閉孔，氣孔尺寸2～5mm。2、樣品的主晶相:莫來石。3、抗壓強度：平均抗壓強度3.24MPa。4、密度與氣孔率：表觀密度為0.722g/cm3，氣孔率為63.3％。5、導熱係數：0.0524W/m*K。6、耐水解等級：1級，失重率為：0.262mg/100cm2。實施例2表2、實施例2的原料配方(質量百分數)：原料頁巖粉粉煤灰玻璃粉煤粉芒硝重量百分比52.520251.51所用頁巖化學組成(質量百分比，燒失和其它微量成分未列)組成SiO2Al2O3Fe2O3TiO2CaOMgOK2ONa2O燒失及其他質量百分比54.6218.468.250.432.20.856.50.2413.2粉煤灰為採自大連某電廠的粉煤灰，玻璃粉原料為廢棄普白料酒瓶。製備工藝：1、原料處理：將頁巖和廢瓶罐玻璃粉碎、球磨後過100目篩，煤粉和粉煤灰球磨過100目篩；2、原料稱量：將過篩的頁巖粉、粉煤灰和玻璃粉等原料按照配料表(表2)進行稱量；3、原料混合：同實例1；4、成型：將混好的原料添加5％水後用壓磚機在50MPa壓力下半乾壓成坯塊；5、乾燥：同實例1；6、裝燒結用磚模：同實例1；7、燒結：在抽屜窯(或隧道窯)中燒結，燒結溫度1160℃，保溫30分鐘；8、冷卻後進行切割加工。性能測試：同實施例1.測試結果：1、樣品外觀質量：顏色為紅褐色，發泡均勻，切面觀察主要為圓形封閉孔，氣孔尺寸3～6mm。2、樣品的主晶相:莫來石。3、抗壓強度：平均抗壓強度2.82MPa。4、密度與氣孔率：表觀密度為0.614g/cm3，氣孔率為70.79％。5、導熱係數：0.0452W/m*K。6、耐水解等級：1級，失重率為：0.296mg/100cm2。實施例3表3、實施例3的原料配方(質量百分數)：原料頁巖粉粉煤灰玻璃粉煤粉芒硝重量百分比7010162.51.5所用頁巖、粉煤灰和玻璃粉同實例2。製備工藝：1、原料處理：將頁巖和廢瓶罐玻璃粉碎、球磨後過100目篩，煤粉和粉煤灰球磨過100目篩；2、原料稱量：將過篩的頁巖粉、粉煤灰和玻璃粉等原料按照配料表(表3)進行稱量；3、原料混合：同實例1；4、成型：同實例1；5、乾燥：同實例1；6、裝燒結用磚模：同實例1；7、燒結：在抽屜窯(或隧道窯)中燒結，燒結溫度1170℃，保溫30分鐘；8、冷卻後進行切割加工。性能測試：同實例1.測試結果：1、樣品外觀質量：顏色為紅褐色，發泡均勻，切面觀察主要為圓形封閉孔，氣孔尺寸3～5mm。2、樣品的主晶相:莫來石。3、抗壓強度：平均抗壓強度2.64MPa。4、密度與氣孔率：表觀密度為0.696g/cm3，氣孔率為66.54％。5、導熱係數：0.0487W/m*K。6、耐水解等級：1級，失重率為：0.284mg/100cm2。當前第1頁1&nbsp2&nbsp3&nbsp