一種複合結構微晶玉石及其製備方法
2023-12-12 17:20:47 2
專利名稱：一種複合結構微晶玉石及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種微晶玻璃及其製備方法，特別涉及一種複合結構微晶玉石及其製備方法。
背景技術：
被科學家稱為21世紀新型裝飾材料的微晶玻璃，是當玻璃經過處理，充滿微小晶體後，玻璃由非晶體形變為具有內部晶體結構的玻璃結晶材料，成為了一種新的透明或不透明的無機材料，即所謂的結晶玻璃、玻璃陶瓷或高溫陶瓷。微晶玻璃作為一種多晶陶瓷新型材料，兼有玻璃和陶瓷的優點，具有常規材料難以達到的物理性能，並能夠達到天然玉石級的裝飾效果。由於瓷磚檔次較低，容易脫落，大理石容易風化、吸水率高，所以目前微晶玻璃已開始大量用於民用建築裝飾領域，作為替代傳統花崗巖、大理石、通體瓷磚的更高檔的裝飾材料，市場前景廣闊。
目前在微晶玻璃的應用中，最主要的問題來自於其製造過程的較高成本。其原材料要先融化為可晶化玻璃(微晶玻璃母料)，再經燒結晶化為微晶玻璃，每一塊微晶玻璃要耗費相當的能源、原材料及加工及人工等費用。現在一些廠家打算採用較便宜的傳統瓷磚、廢玻璃渣、玻化磚與微晶玻璃表面層複合燒結的辦法，節省了很大一部分微晶玻璃母料，部分地降低了成本，但仍需大量天然資源礦物如長石、高嶺土、瓷土、石英砂或砂巖、滑石等組成瓷質或玻化磚基體，在倡導資源型社會的今天，如何節約日見匱乏的天然資源顯得彌足珍貴。
發明內容
本發明的目的之一在於改進現有技術中的不足，提供一種複合結構微晶玉石，採用了普通磚材料作為坯體，坯體中可大量利用頁巖、粉煤灰、煤矸石、爐渣等常見組分或固體廢棄物，與微晶玻璃表層複合，一次燒結成為整體，從而在節省了微晶玻璃母料的同時，得到最大程度降低產品成本的複合結構微晶玉石。
本發明的另一目的是提供上述複合微晶玉石的製備方法。
本發明的目的是這樣實現的
一種複合結構微晶玉石，其特徵在於由粉煤灰磚、粘土磚或頁巖磚構成的磚坯層和微晶玻璃表層組成，所述磚坯層中各組分的重量百分比為粉煤灰20～40％，頁巖30％～60％，粘土0～20％，煤矸石0～20％，爐渣0～10％，泥沙0～20％，木屑0～5％。
一種複合結構微晶玉石，由粉煤灰磚、粘土磚或頁巖磚構成的磚坯層和微晶玻璃表層組成，其特徵在於所述磚坯層中各組分的重量百分比為粉煤灰40～60％，粘土20～40％，頁巖0％～30％，煤矸石0～20％，爐渣0～10％，泥沙0～20％，木屑0～5％。
一種優選技術方案，其特徵在於所述粉煤灰的發熱量在1672KJ左右。
一種優選技術方案，其特徵在於所述煤矸石的發熱量在3344KJ左右。
一種優選技術方案，其特徵在於所述頁巖和/或煤矸石的塑性指數在9-12之間。
一種優選技術方案，其特徵在於所述磚坯層成型水分控制在6-15％，乾燥殘餘水分3-5％。
一種複合結構微晶玉石的製備方法，其特徵在於在磚生坯乾燥完成時，在其上面複合一層預先製備好的微晶玻璃母料顆粒。
一種優選技術方案，其特徵在於先將磚坯原料(粉煤灰、頁巖、粘土、煤矸石或爐渣)破碎、磨料、篩分；然後混合攪拌並陳化；壓機成型；乾燥；再將微晶玻璃母料顆粒複合於上表層；進窯燒制，燒結溫度控制在1000℃～1150℃；半成品；切邊、磨拋、包裝；得成品。
另一種複合結構微晶玉石的製備方法，其特徵在於先將磚生坯燒結為熟磚；其次在上面複合一層預先製備好的微晶玻璃母料顆粒；然後通過燒結使上下兩層緊密結合，同時微晶玻璃母料燒結晶化為微晶玻璃面層。
一種優選技術方案，其特徵在於所述微晶玻璃母料顆粒最佳粒度在5～40目。
一種優選技術方案，其特徵在於所述微晶玻璃母料顆粒在複合之前先放入粘結劑溶液中浸泡。
二次燒成法由於熟磚在第二次燒結中不易變形，製得的產品成品率更高。
採用粘結劑溶液浸泡的目的是，如果直接放在磚的表面放進窯爐燒結，在燒結過程中或窯車運動過程中玻璃顆粒容易滑下，不能得到合格的產品。而用粘合劑溶液浸泡過之後，可以保證在升溫至600℃表面之前玻璃顆粒粘結在一起。超過600℃後，由於玻璃顆粒軟化，它們就會自動粘結起來。再將處理後的玻璃顆粒鋪平，厚度最好在3～6mm。
本發明採用粉煤灰磚、粘土磚或頁巖磚等普通磚坯，創造性地將微晶玻璃表面層與磚坯複合，其中磚坯層採用粉煤灰、頁巖、粘土、煤矸石、爐渣和木屑等固體廢棄物等作為原料，一次燒結成為整體，從而在節省了微晶玻璃母料的同時，最大程度的降低了產品成本，使這一材料真正走向大規模應用成為了可能。本發明的優點在於1、可大量利用粉煤灰、煤矸石、爐渣等固體廢棄物，屬資源再利用技術產品，節約了天然資源，因此具有良好的環境協調性。
2、產品屬高檔建築裝飾材料，符合人們日益增高的建築裝飾要求，而成本得到了很大的降低。我們也將其稱為微晶玉石裝飾材料。
3、磚坯原料廣泛易得，可用頁巖、泥沙淤泥等材料大量替換粘土，和我國現階段節約土地資源的政策相符。
4、磚坯中加入的一些木屑在燒失後形成了很多細微空洞，使產品變得更輕，而增加了其隔熱、隔音性能。
下面通過具體實施例對本發明作進一步說明，但並不意味著對本發明保護範圍的限制。
具體實施例方式
實施例1採用粉煤灰燒結磚，配方為粉煤灰40％，粘土20％，頁巖40％(重量比)。
表1粉煤灰磚原料配比
採用的微晶玻璃配方表2微晶玻璃原料配比
加工步驟微晶玻璃原料備料，混合磨料，玻璃熔窯，玻璃液，水淬，微晶玻璃母料玻璃渣，浸於常用粘結劑中浸泡，乾燥。
粘土、頁巖備料，用雷蒙磨研磨至0.5mm以下，混合粉煤灰，加一部分水，圓篩、輪碾、攪拌，陳化倉50小時，壓機成型，乾燥，進窯燒結製成熟磚，工藝參數如下1.隧道窯長 122.8米2.有效寬度 6.9米3.有效高度2.6米(KP1，臥碼17層，90m高度)4.容車數 28輛5.每車裝載量 12485塊/輛(折普通磚)6.燒成溫度 1100℃7.燒成周期 37小時8.乾燥室乾燥周期 27小時燒成的熟磚坯經冷卻，在表層複合粘結好的微晶玻璃母料，進入燒成窯玻化燒成，磨、拋，分級，包裝。晶化燒結工藝如下燒成溫度1060℃，其中0～300℃用5.5h，300℃保溫1h，300℃～700℃用5h，700℃保溫1h，再均勻升溫至1055℃，用時4.5h，1055℃保溫50min，然後緩慢降溫，其中在900℃保溫1h。通過燒成得到了複合完好的產品，產品表面層白色有花紋，厚度約16mm，其中微晶玻璃層厚約2mm；產品表層硬度為540kg/mm2，耐酸性(％)～0.05(1％H2SO4)，耐鹼性(％)～0.03(1％NaOH)，光澤度＞95°，吸水率(％)～0，微晶玻璃面層和磚層結合度高，熱膨脹係數相近，在燒結過程中表面不開裂。具備很好的綜合性能和裝飾效果。
實施例2
其它與實施例1相同，粉煤灰燒結磚的配方為粉煤灰40％，頁巖60％(重量比)。
實施例3其它與實施例1相同，粉煤灰燒結磚的配方為粉煤灰40％，粘土60％(重量比)。熟磚坯燒成溫度為1060℃。
實施例4其它與實施例1相同，粉煤灰燒結磚的配方為粉煤灰20％，粘土20％，頁巖20％，煤矸石10％，爐渣10％，泥沙15％，木屑5％。
實施例5其它與實施例1相同，粉煤灰燒結磚的配方為粉煤灰60％，粘土10％，頁巖10％，煤矸石5％，爐渣5％，泥沙5％，木屑5％。熟磚坯燒成溫度為1130℃。
實施例6其它與實施例3相同，先將磚坯原料磨料並篩分；再混合攪拌，陳化；壓機成型；乾燥室乾燥周期22小時，得到具有一定強度的幹坯；再直接將在粘結劑溶液中浸好的微晶玻璃複合於上表層；進窯燒制(均勻升溫至1060℃保溫50min，然後緩慢降溫，其中在900℃保溫1h，退火冷卻時間為3-5小時)，即得到複合完好的半成品，再經切邊、磨光、拋光、烘乾、包裝；得成品。表面層白色，厚度約20mm，其中微晶玻璃層厚約2mm，微晶玻璃面層和磚層結合度高，在燒結過程中表面不開裂。具備很好的綜合性能和裝飾效果。
權利要求
1.一種複合結構微晶玉石，其特徵在於由粉煤灰磚、粘土磚或頁巖磚構成的磚坯層和微晶玻璃表層組成。
2.根據權利要求1所述的複合結構微晶玉石，其特徵在於所述磚坯層中各組分的重量百分比為粉煤灰20～40％，頁巖30％～60％，粘土0～20％，煤矸石0～20％，爐渣0～10％，泥沙0～20％，木屑0～5％。
3.根據權利要求1所述的複合結構微晶玉石，其特徵在於所述磚坯層中各組分的重量百分比為粉煤灰40～60％，粘土20～40％，頁巖0％～30％，煤矸石0～20％，爐渣0～10％，泥沙0～20％，木屑0～5％。
4.根據權利要求2或3所述的複合結構微晶玉石，其特徵在於所述粉煤灰的發熱量在1672KJ左右。
5.根據權利要求4所述的複合結構微晶玉石，其特徵在於所述煤矸石的發熱量在3344KJ左右。
6.根據權利要求5所述的複合結構微晶玉石，其特徵在於所述頁巖和/或煤矸石的塑性指數在9-12之間。
7.根據權利要求6所述的複合結構微晶玉石，其特徵在於所述磚坯層成型水分控制在6-15％，乾燥殘餘水分3-5％。
8.一種複合結構微晶玉石的製備方法，其特徵在於先將包括粉煤灰、頁巖和/或粘土、煤矸石或爐渣在內的磚坯原料磨料並篩分；再混合攪拌，陳化；壓機成型；乾燥；進窯燒結製成熟磚，冷卻；再將微晶玻璃母料顆粒複合於上表層；進窯燒制，燒結溫度控制在1000℃～1150℃；半成品；切邊、磨拋、包裝；得成品。
9.一種複合結構微晶玉石的製備方法，其特徵在於先將包括粉煤灰、頁巖和/或粘土、煤矸石或爐渣在內的磚坯原料破碎、磨料、篩分；然後混合攪拌並陳化；壓機成型；乾燥；再將微晶玻璃母料顆粒複合於上表層；進窯燒制，燒結溫度控制在1000℃～1150℃；半成品；切邊、磨拋、包裝；得成品。
10.根據權利要求8或9所述的複合結構微晶玉石的製備方法，其特徵在於所述微晶玻璃母料顆粒在複合之前先放入粘結劑溶液中浸泡。
全文摘要
本發明涉及一種複合結構微晶玉石，包括一個普通磚坯體，在坯體表面有一層由微晶玻璃粒經燒結後再結晶、並經拋光而成的微晶玻璃體。本發明結合了磚和微晶玻璃板材的優點，一次燒成，燒結容易快速，理化性能優良，立體感和柔潤感等外觀感覺和裝飾效果與微晶玻璃板材相同，但可大量利用固體廢棄物和垃圾。既起到了微晶玻璃的裝飾效果，又比單純以微晶玻璃製作板材節約了成本，具有較高的社會效益和經濟效益。
文檔編號C04B18/26GK1733643SQ20041007034
公開日2006年2月15日 申請日期2004年8月2日 優先權日2004年8月2日
發明者蔣洋, 肖慧, 蔡輝 申請人:蔣洋, 西安牆體材料研究設計院