一种建筑用泡沫陶瓷的制备方法 |
|||||||
| 申请号 | CN201510744644.6 | 申请日 | 2015-11-04 | 公开(公告)号 | CN105367117A | 公开(公告)日 | 2016-03-02 |
| 申请人 | 陕西科技大学; | 发明人 | 白建光; 殷海荣; 马明鑫; 乔荫颇; 李思媛; 李艳肖; 唐元元; 刘晶; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种建筑用 泡沫 陶瓷的制备方法，首先，将粘土、 长石 、透辉石和 膨润土 按照一定比例进行混料，并采用类似于 泡沫玻璃 制备布料工艺，轻压成型；随后升温至1120～1170℃保温20～40min，急速降温至700～900℃，采用缓慢冷却降温方式，即获得建筑用泡沫陶瓷。本发明采用天然原料制备泡沫陶瓷，利用粘土与长石形成熔体进行发泡，制备得到的泡沫陶瓷具有较高抗压强度和气孔率，较低 密度 ，孔径尺寸分布大致在3mm以下，产品具有广泛的应用前景，具有可观的经济和社会效益。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种建筑用泡沫陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： |
||||||
| 说明书全文 | 一种建筑用泡沫陶瓷的制备方法技术领域[0001] 本发明属于泡沫陶瓷制备领域，具体涉及一种建筑用泡沫陶瓷的制备方法。 背景技术[0002] 建筑用泡沫陶瓷是一类以天然矿物和工业废气物作为原料制备的泡沫保温材料，与泡沫玻璃相比，热导率更低，不燃防火(防火等级达到A级别)，与水泥相容性更好，结合强度也更高，吸水率更低，耐久性性和耐候性也更好。 [0003] 一般来说，建筑用泡沫陶瓷主要采用高温发泡法制备，和泡沫玻璃制备工艺类似，所不同的是制备温度更高；从制备温度角度考虑，建筑用泡沫陶瓷又和砖瓦以及陶瓷制备温度几乎相同。这就给我们提供了一个更好理解泡沫陶瓷角度，即采用陶瓷混料工艺、泡沫玻璃坯体成型工艺和砖瓦烧成工艺制备出价格几乎上千倍与砖瓦的产品——“泡沫陶瓷”。泡沫陶瓷制备原料选取的关键是对高温熔体相形成原料的考量，在此基础上达到最大程度利用工业废气物。专利CN104496536A和专利CN104496535A以硅砂矿尾原料为主，分别采用煤矸石和粉煤灰作为原料制备了具有高强度、高气孔率、成本低、无二次污染等特点的基泡沫陶瓷；专利CN102964143A研究了一种利用废玻璃陶瓷片制备泡沫陶瓷保温板的方法，属于泡沫陶瓷保温板制备技术领域。专利CN103396157A研究了一种以铁尾矿为主要原料的泡沫陶瓷轻质墙体建筑材料及其生产工艺，制品可以代替传统的墙体材料、保温材料。上述方法在一定程度上实现了对工业废气物的有效利用，但是从制品性能角度来讲，却与建筑用泡沫陶瓷要求性能指标相差甚远。 发明内容[0005] 为达到上述目的，本发明采用如下技术方案： [0006] 一种建筑用泡沫陶瓷的制备方法，包括以下步骤： [0007] 步骤一：以质量份数计，将17.5-22.5份粘土、47.5-52.5份长石、17.5-22.5份透辉石和7.5-12.5份膨润土混合，然后加入0.5-1.5份造孔剂进行混料，混料结束后进行成型，得到成型样品； [0008] 步骤二：将成型样品干燥后放入模具进行烧成工艺，即获得建筑用泡沫陶瓷。 [0009] 进一步地，步骤一中所述的造孔剂为SiC粉料，SiC粉料的平均粒度为6微米。 [0010] 进一步地，步骤一中采用干法混料工艺进行混料。 [0011] 进一步地，步骤一中采用半干压法进行成型。 [0012] 进一步地，步骤一中成型压力为60～100kg。 [0013] 进一步地，步骤二中干燥温度为100～120℃，时间为8～16h。 [0014] 进一步地，步骤二中烧成工艺具体为：先以5～10℃/min的速率升温至950～1050℃，随后以5～10℃/min的速率升温至1120℃～1170℃后保温20～40min；保温结束后采用急冷方式降至700～900℃进行稳泡，随后采用随炉冷却降温方式降至室温。 [0015] 一种建筑用泡沫陶瓷的制备方法，包括以下步骤： [0016] 步骤一：以质量份数计，将19.8份粘土、49.5份长石、19.8份透辉石和9.9份膨润土混合，然后加入1份平均粒度为6微米的SiC粉料作为造孔剂，采用干法混料工艺进行混料，混料结束后采用半干压工艺进行成型，成型压力为80kg，得到成型样品； [0017] 步骤二：将成型样品放入干燥箱在110℃下干燥12h后放入模具进行烧成工艺，先以8℃/min的速率升温至1000℃，随后以8℃/min的速率升温至1140℃后保温30min；保温结束后采用急冷方式降至800℃进行稳泡，随后采用随炉冷却降温方式降至室温，即获得建筑用泡沫陶瓷。 [0018] 与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果： [0019] 本发明采用透辉石加入后形成的钙长石相，对粘土与长石相形成的共熔体相进行粘度改善以利于发泡，无需较为复杂的成型工艺，制备出价格远远高于陶瓷的制品，实现了更大产出效益的工艺线，因而具有更大的经济效益；于此同时该法制备的泡沫陶瓷和采用工业废弃物制备的泡沫陶瓷相比，当温度位于1140-1160℃时，抗压强度达到1.25-2.0MPa，气孔率达到83％-86％，具有更高的气孔率、更高抗压强度、更为合理的气孔尺寸分布，制品具有较大应用前景。 附图说明 [0020] 图1是本发明实施例3中制备的建筑用泡沫陶瓷宏观示意图； [0021] 图2是本发明实施例3中制备的建筑用泡沫陶瓷内部气孔结构图。 具体实施方式[0022] 下面对本发明的实施方式做进一步详细描述： [0023] 一种建筑用泡沫陶瓷的制备方法，包括以下步骤： [0024] 步骤一：以质量份数计，将17.5-22.5份粘土、47.5-52.5份长石、17.5-22.5份透辉石和7.5-12.5份膨润土混合，然后加入0.5-1.5份平均粒度为6微米的SiC粉料作为造孔剂，采用干法混料工艺进行混料，混料工艺可以达到120目粒度级别颗粒分散，混料结束后采用半干压工艺进行成型，成型压力为60-100kg，采用一定压力进行成型可以促使颗粒间接触距离变短，接触方式发生改变，以更有利于高温反应进行，得到成型样品；其中，粘土主要成分为高岭石，加入粘土的目的一方面是和粘土形成共熔体，另一方面是与透辉石相反应生成钙长石相，增加体系熔体相含量，降低长石熔体和粘土与长石共熔体粘度；膨润土主要目的一方面部分和长石形成共熔相，同时提高干燥坯体强度，从而提高成品率，其次在某种程度上还可以起到稳泡作用；透辉石主要作用一方面形成小粘度熔体相，同时其针状外形可以起到稳泡作用；长石重要作用在于提供高温发泡时熔体相，同时与其他组分形成各个区域粘度不一熔体相，这也是决定最终泡沫体气孔外形的主要因素；SiC主要作用一方面高温时在熔体中产生气体，同时产物CO可以促使配料之中的铁元素向低价转变，增加泡沫体韧性； [0025] 步骤二：将成型样品放入干燥箱在100-120℃下干燥8-16h后放入模具进行烧成工艺，先以5-10℃/min的速率升温至950-1050℃，随后以5-10℃/min的速率升温至1120℃～1170℃后保温20-40min；保温结束后采用急冷方式降至700-900℃以下进行稳泡，稳泡工艺是采用稳泡剂和急速冷却相结合的方法，急速冷却主要实现样品外形固化，稳泡剂为高温时形成的晶体相，稳泡剂的出现主要避免内部较大尺寸气孔较大程度变形；随后采用随炉冷却降温方式降至室温，即获得建筑用泡沫陶瓷。 [0026] 下面结合实施例对本发明做进一步详细描述： [0027] 实施例1 [0028] 步骤一：以质量份数计，将17.5份粘土、47.5份长石、17.5份透辉石和7.5份膨润土混合，然后加入0.5份平均粒度为6微米的SiC粉料作为造孔剂，采用干法混料工艺进行混料，混料结束后采用半干压工艺进行成型，成型压力为60kg，得到成型样品； [0029] 步骤二：将成型样品放入干燥箱在100℃下干燥8h后放入模具进行烧成工艺，先以5℃/min的速率升温至950℃，随后以5℃/min的速率升温至1120℃后保温20min；保温结束后采用急冷方式降至700℃进行稳泡，随后采用随炉冷却降温方式降至室温，即获得建筑用泡沫陶瓷。 [0030] 实施例2 [0031] 步骤一：以质量份数计，将22.5份粘土、52.5份长石、22.5份透辉石和12.5份膨润土混合，然后加入1.5份平均粒度为6微米的SiC粉料作为造孔剂，采用干法混料工艺进行混料，混料结束后采用半干压工艺进行成型，成型压力为100kg，得到成型样品； [0032] 步骤二：将成型样品放入干燥箱在120℃下干燥16h后放入模具进行烧成工艺，先以10℃/min的速率升温至1050℃，随后以10℃/min的速率升温至1130℃后保温40min；保温结束后采用急冷方式降至900℃进行稳泡，随后采用随炉冷却降温方式降至室温，即获得建筑用泡沫陶瓷。 [0033] 实施例3 [0034] 步骤一：以质量份数计，将19.8份粘土、49.5份长石、19.8份透辉石和9.9份膨润土混合，然后加入1份平均粒度为6微米的SiC粉料作为造孔剂，采用干法混料工艺进行混料，混料结束后采用半干压工艺进行成型，成型压力为80kg，得到成型样品； [0035] 步骤二：将成型样品放入干燥箱在110℃下干燥12h后放入模具进行烧成工艺，先以8℃/min的速率升温至1000℃，随后以8℃/min的速率升温至1140℃后保温30min；保温结束后采用急冷方式降至800℃进行稳泡，随后采用随炉冷却降温方式降至室温，即获得建筑用泡沫陶瓷。 [0036] 经检测制得的建筑用泡沫陶瓷抗压强度达到2.0MPa，气孔率达到86％。 [0037] 实施例4 [0038] 步骤一：以质量份数计，将20份粘土、50份长石、18份透辉石和10份膨润土混合，然后加入1份平均粒度为6微米的SiC粉料作为造孔剂，采用干法混料工艺进行混料，混料结束后采用半干压工艺进行成型，成型压力为100kg，得到成型样品； [0039] 步骤二：将成型样品放入干燥箱在120℃下干燥12h后放入模具进行烧成工艺，先以10℃/min的速率升温至1000℃，随后以5℃/min的速率升温至1150℃后保温30min；保温结束后采用急冷方式降至900℃进行稳泡，随后采用随炉冷却降温方式降至室温，即获得建筑用泡沫陶瓷。 [0040] 经检测制得的建筑用泡沫陶瓷抗压强度达到1.25MPa，气孔率达到83％。 [0041] 实施例5 [0042] 步骤一：以质量份数计，将18份粘土、48份长石、20份透辉石和9份膨润土混合，然后加入1.5份平均粒度为6微米的SiC粉料作为造孔剂，采用干法混料工艺进行混料，混料结束后采用半干压工艺进行成型，成型压力为90kg，得到成型样品； [0043] 步骤二：将成型样品放入干燥箱在105℃下干燥14h后放入模具进行烧成工艺，先以6℃/min的速率升温至1050℃，随后以8℃/min的速率升温至1160℃后保温35min；保温结束后采用急冷方式降至850℃进行稳泡，随后采用随炉冷却降温方式降至室温，即获得建筑用泡沫陶瓷。 [0044] 经检测制得的建筑用泡沫陶瓷抗压强度达到1.62MPa，气孔率达到84％。 [0045] 实施例6 [0046] 步骤一：以质量份数计，将19份粘土、51份长石、22份透辉石和8份膨润土混合，然后加入0.5份平均粒度为6微米的SiC粉料作为造孔剂，采用干法混料工艺进行混料，混料结束后采用半干压工艺进行成型，成型压力为70kg，得到成型样品； [0047] 步骤二：将成型样品放入干燥箱在115℃下干燥10h后放入模具进行烧成工艺，先以10℃/min的速率升温至950℃，随后以5℃/min的速率升温至1170℃后保温40min；保温结束后采用急冷方式降至750℃进行稳泡，随后采用随炉冷却降温方式降至室温，即获得建筑用泡沫陶瓷。 [0048] 本发明采用透辉石加入后形成的钙长石相对粘土与长石相形成的共熔体相进行粘度改善以利于发泡，无需较为复杂的成型工艺，制备出价格远远高于陶瓷的制品，实现了更大产出效益的工艺线，因而具有更大的经济效益；于此同时该法制备的泡沫陶瓷和采用工业废弃物制备的泡沫陶瓷相比，具有更高的气孔率、更高抗压强度、更为合理的气孔尺寸分布，制品具有较大应用前景。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈