CN104909829A - 一种耐酸耐冻煤矸石琉璃瓦的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐酸耐冻煤矸石琉璃瓦的制备方法，以煤矸石65-95份；硅灰石10-20份；钾长石3-6份；石灰石3-6份；碳酸锂1-2份；纤维素1-2份为原料，采取对施釉后的坯体采用两次烧结、两次强化的方法，制备得到具有耐酸耐冻其抗压能力强，低吸水率的琉璃瓦；其工艺简单，原料便宜，利于工业化。
Description
技术领域
本发明属于琉璃瓦制造领域，特别涉及一种耐酸耐冻煤矸石琉璃瓦的制备方法。
背景技术
琉璃瓦，流光溢彩，是中国传统建筑物件，通常施以金黄、翠绿、碧蓝等彩色铅釉，因材料坚固、色彩鲜艳、釉色光润，一直是建筑陶瓷材料中流芳百世的骄子。中国早在南北朝时期就在建筑上使用琉璃瓦件作为装饰物，到元代时皇宫建筑大规模使用琉璃瓦，明代十三陵与九龙壁都是琉璃瓦建筑史上的杰作。
随着科技的发展和人们生活条件越来越好，原本贵族使用的琉璃瓦逐渐进入到老百姓的寻常生活，同时，旅游业的发展也大大促进了人们对于琉璃瓦的需求。
不过由于中国幅员辽阔，气候变化较大，对于琉璃瓦的耐冻性能提出了很高的要求；同时，随着大气污染的加剧，酸雨对建筑材料的损害日益加重，生态平衡遭受破坏，天气骤变也逐渐加剧，对于仿古琉璃瓦的耐酸腐蚀的要求更高。
煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石。包括巷道掘进过程中的掘进矸石、采掘过程中从顶板、底板及夹层里采出的矸石以及洗煤过程中挑出的洗矸石。其主要成分是Al2O3、SiO2，另外还含有数量不等的Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O、P2O5、SO3和微量稀有元素(镓、钒、钛、钴)。其也是作为琉璃瓦的主要原料之一，但是由于煤矸石氧化铝含量较多，制备出来的琉璃瓦的表面较为粗糙，耐酸以及耐冻性能不佳。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，研制出一种耐酸耐冻煤矸石琉璃瓦的制备方法，其工艺简单，原料便宜，利于工业化。
一种耐酸耐冻煤矸石琉璃瓦的制备方法，
(1)备料：按比例称取如下重量份的原料：
煤矸石65-95份；硅灰石10-20份；钾长石3-6份；石灰石3-6份；碳酸锂1-2份；纤维素1-2份；
(2)混料：将各原料在研磨机中混合，磨球为氧化铝磨球，研磨时间为1小时；
(3)过筛压坯施釉：混料后经100目过筛，然后装入模具中，在50MPa的压力下冷等静压30分钟，烘干后并施釉；
(4)一次烧结：将施釉后的坯体放置于烧结窑中烧结，升温速率为50℃/分钟，烧结温度为1000℃，烧结时间为1.5小时，随炉冷却，得到烧结半成品；
(5)一次强化：将烧结半成品在硅氧烷溶液中浸渍1.5小时，在室温下晾干，得到强化后的烧结半成品；
(6)二次烧结：将一次强化后的烧结半成品放置于烧结窑中烧结，升温速率为10℃/分钟，烧结温度为1450℃，烧结时间为1.5小时，随炉冷却，得到烧结成品；
(7)二次强化：将烧结半成品在硅氧烷溶液中浸渍1.5小时，在室温下晾干，修边后即得耐酸耐冻煤矸石琉璃瓦。
作为优选，按比例称取如下重量份的原料：
煤矸石70份；硅灰石15份；钾长石5份；石灰石5份；碳酸锂1份；纤维素1份；
作为优选，按比例称取如下重量份的原料：
煤矸石65份；硅灰石17份；钾长石4份；石灰石4份；碳酸锂2份；纤维素2份；
作为优选，所述硅氧烷溶液为硅氧烷水溶液。
作为优选，所述硅氧烷溶液浓度为18wt％。
一种根据上述的耐酸耐冻煤矸石琉璃瓦的制备方法所制造的耐酸耐冻煤矸石琉璃瓦。
本发明的有益效果：
(1)本发明通过两次在硅氧烷溶液中浸渍强化的方法，提高了琉璃瓦的耐酸和耐冻性能；将本发明所制备的琉璃瓦在盛有1M的稀硫酸溶液中，浸泡2天，该琉璃瓦没有明显变化，无开裂和剥落现象，通过称重，其质量减少小于0.5％；将本发明的所制备的琉璃瓦在0摄氏度环境中放置7天，该琉璃瓦没有明显变化，无开裂和剥落现象，通过称重，其质量减少小于0.1％。
(2)本发明以常见原料煤矸石和硅灰石作为原料，材料来源简单，且通过钾长石、石灰石、碳酸锂和纤维素的改性，提高了本发明的琉璃瓦的抗压强度，本发明的抗压强度大于50Mpa；吸水率小于0.2％；
(3)本发明制备的耐酸耐冻煤矸石琉璃瓦的制备方法制备工艺简单，环保，且便于工业化生产。
具体实施方式
下面结合具体的实施例，并参照数据进一步详细描述本发明。应理解，这些实施例只是为了举例说明本发明，而非以任何方式限制本发明的范围。
实施例1：
一种耐酸耐冻煤矸石琉璃瓦的制备方法，
(1)备料：按比例称取如下重量份的原料：
煤矸石70份；硅灰石15份；钾长石5份；石灰石5份；碳酸锂1份；纤维素1份；
(2)混料：将各原料在研磨机中混合，磨球为氧化铝磨球，研磨时间为1小时；
(3)过筛压坯施釉：混料后经100目过筛，然后装入模具中，在50MPa的压力下冷等静压30分钟，烘干后并施釉；
(4)一次烧结：将施釉后的坯体放置于烧结窑中烧结，升温速率为50℃/分钟，烧结温度为1000℃，烧结时间为1.5小时，随炉冷却，得到烧结半成品；
(5)一次强化：将烧结半成品在硅氧烷溶液中浸渍1.5小时，在室温下晾干，得到强化后的烧结半成品；
(6)二次烧结：将一次强化后的烧结半成品放置于烧结窑中烧结，升温速率为10℃/分钟，烧结温度为1450℃，烧结时间为1.5小时，随炉冷却，得到烧结成品；
(7)二次强化：将烧结半成品在硅氧烷溶液中浸渍1.5小时，在室温下晾干，修边后即得耐酸耐冻煤矸石琉璃瓦。
所述硅氧烷溶液为硅氧烷水溶液。
所述硅氧烷溶液浓度为18wt％。
实施例2：
一种耐酸耐冻煤矸石琉璃瓦的制备方法，
(1)备料：按比例称取如下重量份的原料：
煤矸石65份；硅灰石17份；钾长石4份；石灰石4份；碳酸锂2份；纤维素2份；
(2)混料：将各原料在研磨机中混合，磨球为氧化铝磨球，研磨时间为1小时；
(3)过筛压坯施釉：混料后经100目过筛，然后装入模具中，在50MPa的压力下冷等静压30分钟，烘干后并施釉；
(4)一次烧结：将施釉后的坯体放置于烧结窑中烧结，升温速率为50℃/分钟，烧结温度为1000℃，烧结时间为1.5小时，随炉冷却，得到烧结半成品；
(5)一次强化：将烧结半成品在硅氧烷溶液中浸渍1.5小时，在室温下晾干，得到强化后的烧结半成品；
(6)二次烧结：将一次强化后的烧结半成品放置于烧结窑中烧结，升温速率为10℃/分钟，烧结温度为1450℃，烧结时间为1.5小时，随炉冷却，得到烧结成品；
(7)二次强化：将烧结半成品在硅氧烷溶液中浸渍1.5小时，在室温下晾干，修边后即得耐酸耐冻煤矸石琉璃瓦。
所述硅氧烷溶液为硅氧烷水溶液。
所述硅氧烷溶液浓度为18wt％。
实施例3：
一种耐酸耐冻煤矸石琉璃瓦的制备方法，
(1)备料：按比例称取如下重量份的原料：
煤矸石60份；硅灰石20份；钾长石4份；石灰石4份；碳酸锂2份；纤维素2份；
(2)混料：将各原料在研磨机中混合，磨球为氧化铝磨球，研磨时间为1小时；
(3)过筛压坯施釉：混料后经100目过筛，然后装入模具中，在50MPa的压力下冷等静压30分钟，烘干后并施釉；
(4)一次烧结：将施釉后的坯体放置于烧结窑中烧结，升温速率为50℃/分钟，烧结温度为1000℃，烧结时间为1.5小时，随炉冷却，得到烧结半成品；
(5)一次强化：将烧结半成品在硅氧烷溶液中浸渍1.5小时，在室温下晾干，得到强化后的烧结半成品；
(6)二次烧结：将一次强化后的烧结半成品放置于烧结窑中烧结，升温速率为10℃/分钟，烧结温度为1450℃，烧结时间为1.5小时，随炉冷却，得到烧结成品；
(7)二次强化：将烧结半成品在硅氧烷溶液中浸渍1.5小时，在室温下晾干，修边后即得耐酸耐冻煤矸石琉璃瓦。
所述硅氧烷溶液为硅氧烷水溶液。
所述硅氧烷溶液浓度为18wt％。
实施例4：
一种耐酸耐冻煤矸石琉璃瓦的制备方法，
(1)备料：按比例称取如下重量份的原料：
煤矸石80份；硅灰石10份；钾长石4份；石灰石4份；碳酸锂1份；纤维素1份；
(2)混料：将各原料在研磨机中混合，磨球为氧化铝磨球，研磨时间为1小时；
(3)过筛压坯施釉：混料后经100目过筛，然后装入模具中，在50MPa的压力下冷等静压30分钟，烘干后并施釉；
(4)一次烧结：将施釉后的坯体放置于烧结窑中烧结，升温速率为50℃/分钟，烧结温度为1000℃，烧结时间为1.5小时，随炉冷却，得到烧结半成品；
(5)一次强化：将烧结半成品在硅氧烷溶液中浸渍1.5小时，在室温下晾干，得到强化后的烧结半成品；
(6)二次烧结：将一次强化后的烧结半成品放置于烧结窑中烧结，升温速率为10℃/分钟，烧结温度为1450℃，烧结时间为1.5小时，随炉冷却，得到烧结成品；
(7)二次强化：将烧结半成品在硅氧烷溶液中浸渍1.5小时，在室温下晾干，修边后即得耐酸耐冻煤矸石琉璃瓦。
所述硅氧烷溶液为硅氧烷水溶液。
所述硅氧烷溶液浓度为18wt％。
实施例5：
一种耐酸耐冻煤矸石琉璃瓦的制备方法，
(1)备料：按比例称取如下重量份的原料：
煤矸石80份；硅灰石20份；钾长石4份；石灰石4份；碳酸锂1份；纤维素1份；
(2)混料：将各原料在研磨机中混合，磨球为氧化铝磨球，研磨时间为1小时；
(3)过筛压坯施釉：混料后经100目过筛，然后装入模具中，在50MPa的压力下冷等静压30分钟，烘干后并施釉；
(4)一次烧结：将施釉后的坯体放置于烧结窑中烧结，升温速率为50℃/分钟，烧结温度为1000℃，烧结时间为1.5小时，随炉冷却，得到烧结半成品；
(5)一次强化：将烧结半成品在硅氧烷溶液中浸渍1.5小时，在室温下晾干，得到强化后的烧结半成品；
(6)二次烧结：将一次强化后的烧结半成品放置于烧结窑中烧结，升温速率为10℃/分钟，烧结温度为1450℃，烧结时间为1.5小时，随炉冷却，得到烧结成品；
(7)二次强化：将烧结半成品在硅氧烷溶液中浸渍1.5小时，在室温下晾干，修边后即得耐酸耐冻煤矸石琉璃瓦。
所述硅氧烷溶液为硅氧烷水溶液。
所述硅氧烷溶液浓度为18wt％。
为了说明本发明的技术效果，本发明实施例的物化性能结果统计如下：
Claims (6)
1.一种耐酸耐冻煤矸石琉璃瓦的制备方法，其特征在于：
(1)备料：按比例称取如下重量份的原料：
煤矸石65-95份；硅灰石10-20份；钾长石3-6份；石灰石3-6份；碳酸锂1-2份；纤维素1-2份；
(2)混料：将各原料在研磨机中混合，磨球为氧化铝磨球，研磨时间为1小时；
(3)过筛压坯施釉：混料后经100目过筛，然后装入模具中，在50MPa的压力下冷等静压30分钟，烘干后并施釉；
(4)一次烧结：将施釉后的坯体放置于烧结窑中烧结，升温速率为50℃/分钟，烧结温度为1000℃，烧结时间为1.5小时，随炉冷却，得到烧结半成品；
(5)一次强化：将烧结半成品在硅氧烷溶液中浸渍1.5小时，在室温下晾干，得到强化后的烧结半成品；
(6)二次烧结：将一次强化后的烧结半成品放置于烧结窑中烧结，升温速率为10℃/分钟，烧结温度为1450℃，烧结时间为1.5小时，随炉冷却，得到烧结成品；
(7)二次强化：将烧结半成品在硅氧烷溶液中浸渍1.5小时，在室温下晾干，修边后即得耐酸耐冻煤矸石琉璃瓦。
2.一种如权利要求1所述的耐酸耐冻煤矸石琉璃瓦的制备方法，其特征在于：按比例称取如下重量份的原料：
煤矸石70份；硅灰石15份；钾长石5份；石灰石5份；碳酸锂1份；纤维素1份。
3.一种如权利要求1所述的耐酸耐冻煤矸石琉璃瓦的制备方法，其特征在于：按比例称取如下重量份的原料：
煤矸石65份；硅灰石17份；钾长石4份；石灰石4份；碳酸锂2份；纤维素2份。
4.一种如权利要求1-3任一项所述的耐酸耐冻煤矸石琉璃瓦的制备方法，其特征在于：所述硅氧烷溶液为硅氧烷水溶液。
5.一种如权利要求4任一项所述的耐酸耐冻煤矸石琉璃瓦的制备方法，其特征在于：所述硅氧烷溶液浓度为18wt％。
6.一种根据权利要求1-5任一项所述的耐酸耐冻煤矸石琉璃瓦的制备方法所制造的耐酸耐冻煤矸石琉璃瓦。
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| CN101830685A (zh) * | 2010-05-06 | 2010-09-15 | 吉林大学 | 用鞍山式铁矿尾矿制备建筑饰面砖及制备方法 |
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