CN103435332A - 一种黏土轻质砖及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种黏土轻质砖及其制备方法。其技术方案是：先以30~40wt%蓝晶石或焦宝石、35~45wt%粉煤灰和15~35wt%塑性黏土为原料，外加所述原料35~55wt%成孔剂或2~4wt%聚苯乙烯球，再外加所述原料6~10wt%结合剂，混匀，造粒，干燥，120~300℃烘烤，制得黏土轻质骨料。然后以10~20wt%一级骨料、20~30wt%二级骨料、15~25wt%三级骨料、15~25wt%粉煤灰、10~20wt%蓝晶石或焦宝石和10~20wt%塑性黏土为混合料，外加所述混合料40~60wt%成孔剂或2~4wt%聚苯乙烯球，再外加所述混合料5~15wt%的结合剂，混匀，成型，干燥，1200~1400℃保温3~10h。本发明成本低和节能环保；其制品体积密度小、耐压强度良好、烧后线变化率小和导热系数低。
Description
技术领域
本发明属于轻质砖技术领域。特别涉及一种黏土轻质砖及其制备方法。
背景技术
在能源匮乏的今天，节能降耗是国家日趋重视的议题，轻质隔热材料的使用则是节能降耗的重要措施之一。以漂珠（粉煤灰中的灰分在高温火焰中经过熔化、成球与冷凝过程而形成的玻璃质珠状空心微珠）为主要原料制得的隔热制品因其体积密度小、强度较高、导热系数低在热工工业生产中得到广泛应用。然而从粉煤灰中分选出漂珠的难度大、效率低，导致了漂珠的产量小、价格比较昂贵，这不仅限制了漂珠制品的扩大生产与应用，也增加了企业的生产成本。故寻找一种产量大和价格较低的原料、并以该原料制得性能相似的制品来替代漂珠制品已引起科技人员的关注。
“利用铝型材厂工业污泥研制轻质莫来石保温耐火材料的方法”（CN1557762A）的专利技术，公开了一种以铝型材厂工业污泥为主要原料制备轻质莫来石保温耐火材料的方法，该方法在一定程度上实现了固体废弃物的利用，但方法的不足体现在：1）二次高温烧成增加生产成本；2）制品的体积密度偏高；3）除造孔剂外的原料均为细粉。这会增加制品烧成过程的线收缩率，降低成品率。“一种轻质多孔隔热耐火材料及其制备方法和应用”（CN101638324A）的专利技术，该技术以结合黏土、莫来石纤维、膨胀珍珠岩粉为主要原料制备轻质多孔隔热耐火材料，但原料成本较高且莫来石纤维不易分散均匀。
发明内容
本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种生产成本低和节能环保的黏土轻质砖的制备方法。所制得的黏土轻质砖体积密度小、耐压强度良好、烧后线变化率小和导热系数低。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：先以30~40wt%的蓝晶石或焦宝石、35~45wt%的粉煤灰和15~35wt%的塑性黏土为原料，外加所述原料35~55wt%的成孔剂或2~4wt%的聚苯乙烯球，再外加所述原料6~10wt%的结合剂，混合均匀，造粒，干燥，然后在120~300℃条件下烘烤20~28h，制得黏土轻质骨料。
将所制得的黏土轻质骨料按下述粒径筛选分级：粒径小于等于5mm且大于3mm为一级黏土轻质骨料；粒径小于等于3mm且大于1mm为二级黏土轻质骨料；粒径小于等于1mm且大于0.2mm为三级黏土轻质骨料。
先以10~20wt%的一级黏土轻质骨料、20~30wt%的二级黏土轻质骨料、15~25wt%的三级黏土轻质骨料、15~25wt%的粉煤灰、10~20wt%的蓝晶石或焦宝石和10~20wt%的塑性黏土为混合料，外加所述混合料40~60wt%的成孔剂或2~4wt%的聚苯乙烯球，再外加所述混合料5~15wt%的结合剂，混合均匀，成型，干燥，在1200~1400℃条件下保温3~10h，制得黏土轻质砖。
所述成型方式为半干法机压成型或为半干法振动加压成型。
所述蓝晶石和焦宝石的粒径均小于150μm。
所述塑性黏土为软质黏土或为膨润土。
所述成孔剂为锯末、糠、稻壳粉和闭孔膨胀珍珠岩中的一种；所述成孔剂的粒径均小于3mm。
所述聚苯乙烯球的粒径小于2mm。
所述结合剂为磷酸、聚合氯化铝、硅溶胶、水玻璃、纸浆废液、羧甲基纤维素和糊精中的一种。
由于采用上述技术方案，本发明所用的主要原料为储量大、价格低廉的黏土和固体废弃物粉煤灰，不仅以低成本制备了黏土轻质砖，而且实现了固体废弃物的利用，故生产成本低和节能环保。所制备的黏土轻质砖无需二次高温烧成，降低了生产成本和能源消耗，实现了节能环保。所制备的黏土轻质砖的体积密度为0.49~0.8g/cm3，耐压强度为2.5~8.5MPa，烧后线变化率为-1.0~-3.0%，导热系数为0.15~0.27w/(m·k)(350℃)，很好地满足了目前热工工业生产要求。
因此，本发明具有生产成本低和节能环保的优点，所制备的黏土轻质砖体积密度小、耐压强度良好、烧后线变化率小和导热系数低。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的描述，并非对其保护范围的限制：
为避免重复，先将本具体实施方式所要涉及的技术参数统一描述如下，实施例中将不赘述：
蓝晶石和焦宝石粒径均小于150um；锯末、糠、稻壳粉和闭孔膨胀珍珠岩的粒径均小于3mm；聚苯乙烯球粒径小于2mm。
将所制得的黏土轻质骨料按下述粒径筛选分级：粒径小于等于5mm且大于3mm为一级黏土轻质骨料；粒径小于等于3mm且大于1mm为二级黏土轻质骨料；粒径小于等于1mm且大于0.2mm为三级黏土轻质骨料。
实施例1
一种黏土轻质砖及其制备方法。先以35~40wt%的蓝晶石、40~45wt%的粉煤灰和15~25wt%的软质黏土为原料，外加所述原料35~40wt%的闭孔膨胀珍珠岩和6~8wt%的磷酸，混合均匀，造粒，干燥，然后在120~150℃条件下烘烤20~28h，制得黏土轻质骨料。
然后以10~20wt%的一级黏土轻质骨料、20~30wt%的二级黏土轻质骨料、15~25wt%的三级黏土轻质骨料、15~20wt%的粉煤灰、15~20wt%的蓝晶石和10~15wt%的膨润土为混合料，外加所述混合料40~45wt%的糠和5~10wt%的磷酸，混合均匀，半干法机压成型，干燥，在1200~1250℃条件下保温8~10h，制得黏土轻质砖。
本实施例1所制得制品的体积密度0.72~0.8g/cm3，耐压强度7.1~8.5MPa，烧后线变化率-1.0~-1.5%，导热系数0.24~0.26w/(m·k)(350℃)。
实施例2
一种黏土轻质砖及其制备方法。先以35~40wt%的蓝晶石、40~45wt%的粉煤灰和15~25wt%的膨润土为原料，外加所述原料35~40wt%的稻壳粉和6~8wt%的聚合氯化铝，混合均匀，造粒，干燥，然后在150~180℃条件下烘烤20~28h，制得黏土轻质骨料。
然后以10~20wt%的一级黏土轻质骨料、20~30wt%的二级黏土轻质骨料、15~25wt%的三级黏土轻质骨料、15~20wt%的粉煤灰、15~20wt%的蓝晶石和10~15wt%的软质黏土为混合料，外加所述混合料40~45wt%的闭孔膨胀珍珠岩和5~10wt%的聚合氯化铝，混合均匀，半干法振动加压成型，干燥，在1250~1300℃条件下保温7~9h，制得黏土轻质砖。
本实施例2所制得制品的体积密度0.73~0.8g/cm3，耐压强度6.7~8.0MPa，烧后线变化率-1.0~-1.4%，导热系数0.24~0.27w/(m·k)(350℃)。
实施例3
一种黏土轻质砖及其制备方法。先以35~40wt%的焦宝石、40~45wt%的粉煤灰和15~25wt%的软质黏土为原料，外加所述原料40~45wt%的锯末和6~8wt%的硅溶胶，混合均匀，造粒，干燥，然后在180~210℃条件下烘烤20~28h，制得黏土轻质骨料。
然后以10~20wt%的一级黏土轻质骨料、20~30wt%的二级黏土轻质骨料、15~25wt%的三级黏土轻质骨料、15~20wt%的粉煤灰、15~20wt%的焦宝石和10~15wt%的软质黏土为混合料，外加所述混合料45~50wt%的锯末和5~10wt%的硅溶胶，混合均匀，半干法机压成型，干燥，在1300~1350℃条件下保温5~7h，制得黏土轻质砖。
本实施例3所制得制品的体积密度0.64~0.71g/cm3，耐压强度5.1~6.5MPa，烧后线变化率-1.6~-1.9%，导热系数0.21~0.25w/(m·k)(350℃)。
实施例4
一种黏土轻质砖及其制备方法。先以30~35wt%的蓝晶石、35~40wt%的粉煤灰和25~35wt%的膨润土为原料，外加所述原料40~45wt%的糠和6~8wt%的水玻璃，混合均匀，造粒，干燥，然后在210~240℃条件下烘烤20~28h，制得黏土轻质骨料。
然后以10~20wt%的一级黏土轻质骨料、20~30wt%的二级黏土轻质骨料、15~25wt%的三级黏土轻质骨料、20~25wt%的粉煤灰、10~15wt%的蓝晶石和10~15wt%的膨润土为混合料，外加所述混合料45~50wt%的糠和5~10wt%的水玻璃，混合均匀，半干法振动加压成型，干燥，在1350~1400℃条件下保温3~5h，制得黏土轻质砖。
本实施例4所制得制品的体积密度0.67~0.75g/cm3，耐压强度5.4~6.8MPa，烧后线变化率-1.2~-1.7%，导热系数0.22~0.26w/(m·k)(350℃)。
实施例5
一种黏土轻质砖及其制备方法。先以30~35wt%的焦宝石、35~40wt%的粉煤灰和25~35wt%的软质黏土为原料，外加所述原料45~50wt%的锯末和8~10wt%的纸浆废液，混合均匀，造粒，干燥，然后在240~270℃条件下烘烤20~28h，制得黏土轻质骨料。
然后以10~20wt%的一级黏土轻质骨料、20~30wt%的二级黏土轻质骨料、15~25wt%的三级黏土轻质骨料、20~25wt%的粉煤灰、10~15wt%的焦宝石和15~20wt%的膨润土为混合料，外加所述混合料50~55wt%的锯末和10~15wt%的纸浆废液，混合均匀，半干法机压成型，干燥，在1250~1300℃条件下保温7~9h，制得黏土轻质砖。
本实施例5所制得制品的体积密度0.59~0.66g/cm3，耐压强度4.1~5.3MPa，烧后线变化率-2.1~-2.5%，导热系数0.19~0.23w/(m·k)(350℃)。
实施例6
一种黏土轻质砖及其制备方法。先以30~35wt%的焦宝石、35~40wt%的粉煤灰和25~35wt%的膨润土为原料，外加所述原料45~50wt%的糠和8~10wt%的羧甲基纤维素，混合均匀，造粒，干燥，然后在270~300℃条件下烘烤20~28h，制得黏土轻质骨料。
然后以10~20wt%的一级黏土轻质骨料、20~30wt%的二级黏土轻质骨料、15~25wt%的三级黏土轻质骨料、20~25wt%的粉煤灰、10~15wt%的焦宝石和15~20wt%的软质黏土为混合料，外加所述混合料50~55wt%的糠和10~15wt%的羧甲基纤维素，混合均匀，半干法振动加压成型，干燥，在1300~1350℃条件下保温5~7h，制得黏土轻质砖。
本实施例6所制得制品的体积密度0.61~0.69g/cm3，耐压强度4.3~5.6MPa，烧后线变化率-1.8~-2.3%，导热系数0.21~0.24w/(m·k)(350℃)。
实施例7
一种黏土轻质砖及其制备方法。先以30~35wt%的蓝晶石、35~40wt%的粉煤灰和25~35wt%的膨润土为原料，外加所述原料50~55wt%的稻壳粉和8~10wt%的糊精，混合均匀，造粒，干燥，然后在270~300℃条件下烘烤20~28h，制得黏土轻质骨料。
然后以10~20wt%的一级黏土轻质骨料、20~30wt%的二级黏土轻质骨料、15~25wt%的三级黏土轻质骨料、20~25wt%的粉煤灰、10~15wt%的蓝晶石和15~20wt%的膨润土为混合料，外加所述混合料3~4wt%的聚苯乙烯球和10~15wt%的糊精，混合均匀，半干法机压成型，干燥，在1250~1300℃条件下保温7~9h，制得黏土轻质砖。
本实施例7所制得制品的体积密度0.49~0.57g/cm3，耐压强度2.5~3.9MPa，烧后线变化率-2.4~-3.0%，导热系数0.15~0.18w/(m·k)(350℃)。
实施例8
一种黏土轻质砖及其制备方法。先以30~35wt%的蓝晶石、35~40wt%的粉煤灰和25~35wt%的软质黏土为原料，外加所述原料50~55wt%的糠和8~10wt%的水玻璃，混合均匀，造粒，干燥，然后在270~300℃条件下烘烤20~28h，制得黏土轻质骨料。
然后以10~20wt%的一级黏土轻质骨料、20~30wt%的二级黏土轻质骨料、15~25wt%的三级黏土轻质骨料、20~25wt%的粉煤灰、10~15wt%的蓝晶石和15~20wt%的软质黏土为混合料，外加所述混合料2~3wt%的聚苯乙烯球和10~15wt%的硅溶胶，混合均匀，半干法振动加压成型，干燥，在1250~1300℃条件下保温7~9h，制得黏土轻质砖。
本实施例8所制得制品的体积密度0.54~0.62g/cm3，耐压强度2.8~4.2MPa，烧后线变化率-2.2~-2.7%，导热系数0.19~0.23w/(m·k)(350℃)。
实施例9
一种黏土轻质砖及其制备方法。先以30~35wt%的焦宝石、35~40wt%的粉煤灰和25~35wt%的软质黏土为原料，外加所述原料3~4wt%的聚苯乙烯球和8~10wt%的水玻璃，混合均匀，造粒，干燥，然后在270~300℃条件下烘烤20~28h，制得黏土轻质骨料。
然后以10~20wt%的一级黏土轻质骨料、20~30wt%的二级黏土轻质骨料、15~25wt%的三级黏土轻质骨料、20~25wt%的粉煤灰、10~15wt%的焦宝石和15~20wt%的膨润土为混合料，外加所述混合料55~60wt%的锯末和10~15wt%的纸浆废液，混合均匀，半干法振动加压成型，干燥，在1250~1300℃条件下保温7~9h，制得黏土轻质砖。
本实施例9所制得制品的体积密度0.5~0.57g/cm3，耐压强度2.5~3.8MPa，烧后线变化率-2.4~-2.9%，导热系数0.15~0.17w/(m·k)(350℃)。
实施例10
一种黏土轻质砖及其制备方法。先以30~35wt%的蓝晶石、35~40wt%的粉煤灰和25~35wt%的膨润土为原料，外加所述原料2~3wt%的聚苯乙烯球和8~10wt%的聚合氯化铝，混合均匀，造粒，干燥，然后在270~300℃条件下烘烤20~28h，制得黏土轻质骨料。
然后以10~20wt%的一级黏土轻质骨料、20~30wt%的二级黏土轻质骨料、15~25wt%的三级黏土轻质骨料、20~25wt%的粉煤灰、10~15wt%的蓝晶石和15~20wt%的软质黏土为混合料，外加所述混合料55~60wt%的稻壳粉和10~15wt%的糊精，混合均匀，半干法振动加压成型，干燥，在1250~1300℃条件下保温7~9h，制得黏土轻质砖。
本实施例10所制得制品的体积密度0.53~0.61g/cm3，耐压强度2.7~4.0MPa，烧后线变化率-2.2~-2.8%，导热系数0.16~0.19w/(m·k)(350℃)。
本具体实施方式所用的主要原料为储量大、价格低廉的黏土和固体废弃物粉煤灰，不仅以低成本制备了黏土轻质砖，而且实现了固体废弃物的利用，故生产成本低和节能环保。所制备的黏土轻质砖无需二次高温烧成，降低了生产成本和能源消耗，实现了节能环保。所制备的黏土轻质砖的体积密度为0.49~0.8g/cm3，耐压强度为2.5~8.5MPa，烧后线变化率为-1.0~-3.0%，导热系数为0.15~0.27w/(m·k)(350℃)，很好地满足了目前热工工业生产要求。
因此，本具体实施方式具有生产成本低和节能环保的优点，所制备的黏土轻质砖体积密度小、耐压强度良好、烧后线变化率小和导热系数低。
Claims (8)
1.一种黏土轻质砖的制备方法，其特征在于先以30~40wt%的蓝晶石或焦宝石、35~45wt%的粉煤灰和15~35wt%的塑性黏土为原料，外加所述原料35~55wt%的成孔剂或2~4wt%的聚苯乙烯球，再外加所述原料6~10wt%的结合剂，混合均匀，造粒，干燥，然后在120~300℃条件下烘烤20~28h，制得黏土轻质骨料；
将制得的黏土轻质骨料按下述粒径筛选分级：粒径小于等于5mm且大于3mm为一级黏土轻质骨料，粒径小于等于3mm且大于1mm为二级黏土轻质骨料，粒径小于等于1mm且大于0.2mm为三级黏土轻质骨料；
先以10~20wt%的一级黏土轻质骨料、20~30wt%的二级黏土轻质骨料、15~25wt%的三级黏土轻质骨料、15~25wt%的粉煤灰、10~20wt%的蓝晶石或焦宝石和10~20wt%的塑性黏土为混合料，外加所述混合料40~60wt%的成孔剂或2~4wt%的聚苯乙烯球，再外加所述混合料5~15wt%的结合剂，混合均匀，成型，干燥，在1200~1400℃条件下保温3~10h，制得黏土轻质砖。
2.根据权利要求1所述的黏土轻质砖的制备方法，其特征在于所述成型方式为半干法机压成型或为半干法振动加压成型。
3. 根据权利要求1所述的黏土轻质骨砖的制备方法，其特征在于所述蓝晶石和焦宝石的粒径均小于150μm。
4.根据权利要求1所述的黏土轻质砖的制备方法，其特征在于所述塑性黏土为软质黏土或为膨润土。
5.根据权利要求1所述的黏土轻质砖的制备方法，其特征在于所述成孔剂为锯末、糠、稻壳粉和闭孔膨胀珍珠岩中的一种；所述成孔剂的粒径均小于3mm。
6.根据权利要求1所述的黏土轻质砖的制备方法，其特征在于所述聚苯乙烯球的粒径小于2mm。
7.根据权利要求1所述的黏土轻质砖的制备方法，其特征在于所述结合剂为磷酸、聚合氯化铝、硅溶胶、水玻璃、纸浆废液、羧甲基纤维素和糊精中的一种。
8.一种黏土轻质砖，其特征在所述黏土轻质砖是根据权利要求1~7项中任一项所述黏土轻质砖的制备方法所制备的黏土轻质砖。
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