CN107188589A - 一种高强轻质隔热耐火砖及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强轻质隔热耐火砖，其特征在于，包括如下重量配比的组分：高铝熟料60‑80份、粉煤灰30‑40份、粘土熟料20‑30份、硅藻土10‑30份、刚玉莫来石粉10‑20份、漂珠5‑15份、硅石粉3‑8份、陶粒5‑10份、红柱石粉2‑8份、纳米无机氧化物5‑10份、玻化微珠8‑15份、结合剂3‑8份、发泡剂2‑6份、减水剂1‑5份和水100‑120份。本发明的高强轻质隔热耐火砖具有轻质、耐压强度高、导热系数低、线变化率低、耐火性能好、生产成本低等特点，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。

Description

一种高强轻质隔热耐火砖及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种高强轻质隔热耐火砖及其制备方法。
背景技术
世界范围内能源紧缺，各种热工设备是工业生产中的重要设施，也是能源消耗大户，因此，各种热工设备的耐火层及隔热层要求保温、耐火、隔热，是热工设备长期安全使用、节能降耗获得更大经济效益的保证。
目前，轻质隔热耐火砖是一种气孔率高、体积密度小、导热系数及热容量低，并具有一定耐压强度的保温耐火材料。工业窑炉砌体蓄热损失和炉体表面散热损失，一般约占燃料消耗的24-45％，用轻质耐火保温砖作炉体结构的材料，不仅可节能降耗、减轻炉体自重，简化窑炉结构，降低工作环境温度并改善劳动条件。且由于蓄热量的降低，可实现窑炉的快速升温和冷却，提高了窑炉的生产效率。
专利号为2004100238529的专利公开了一种建筑行业用于砌墙体的轻质微发泡砌砖，由砂子、石灰、粘土、水泥、白水泥和发泡剂等按一定比例混合，发泡后予定型、切坯、定型而制成。所用的发泡剂为铝粉和水，由于增添了发泡剂，发泡剂产生的微小气泡均匀地分布在砌砖中。该砖具有重量轻、强度高，吸水性好，隔音效果好等特点，但该砖为一般建筑用砖，不能用作耐火材料。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种轻质、耐压强度高、导热系数低、线变化率低、生产成本低的高强轻质隔热耐火砖及其制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种高强轻质隔热耐火砖，包括如下重量配比的组分：高铝熟料60-80份、粉煤灰30-40份、粘土熟料20-30份、硅藻土10-30份、刚玉莫来石粉10-20份、漂珠5-15份、硅石粉3-8份、陶粒5-10份、红柱石粉2-8份、纳米无机氧化物5-10份、玻化微珠8-15份、结合剂3-8份、发泡剂2-6份、减水剂1-5份和水100-120份。
优选的，所述高铝熟料70份、粉煤灰35份、粘土熟料25份、硅藻土20份、刚玉莫来石粉15份、漂珠10份、硅石粉5.5份、陶粒7.5份、红柱石粉5份、纳米无机氧化物7.5份、玻化微珠12份、结合剂5.5份、发泡剂4份、减水剂3份和水110份。
优选的，所述结合剂选自膨润土、粘土、铝溶胶、硼酸中的一种或两种以上。
优选的，所述发泡剂为十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠或仲烷基磺酸钠。
优选的，所述减水剂为三聚磷酸钠。
一种高强轻质隔热耐火砖的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照配比称取高铝熟料、粉煤灰、粘土熟料、硅藻土、刚玉莫来石粉、漂珠、硅石粉、陶粒、红柱石粉、纳米无机氧化物和玻化微珠，粉碎成200-300目的细粉，得到混合粉料A；
（2）将混合料A加入水中，并加入结合剂、减水剂，混合均匀得到浆料B；
（3）称取发泡剂，将发泡剂与水按1:10-15的比例混合，发泡，得到泡沫C；
（4）将步骤（2）得到的浆料B与步骤（3）得到的泡沫C混合均匀，然后注入模具中浇注成砖坯，将砖坯干燥，然后装入高温炉，烧成，即得高强轻质隔热耐火砖。
优选的，所述步骤（2）中混合均匀条件：以300-400r/min的转速搅拌20-30min。
优选的，所述步骤（4）中砖坯干燥分两段进行，第一段为低温干燥，干燥温度20-30℃，干燥20-30h；第二段为高温干燥，干燥温度为100-120℃，干燥时间18-24h，干燥后砖坯水分质量含量控制在3-5%。
优选的，述步骤（4）中高温烧成条件：于1300-1400℃高温下保温3-5h。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：本发明的高强轻质隔热耐火砖具有轻质、耐压强度高、导热系数低、线变化率低、耐火性能好、生产成本低等特点，具体情况如下：
（1）本发明的高强轻质隔热耐火砖，以高铝熟料、粉煤灰、粘土熟料、硅藻土、刚玉莫来石粉、漂珠、硅石粉、陶粒、红柱石粉、纳米无机氧化物和玻化微珠为主要成分，通过加入结合剂、减水剂、发泡剂等辅助成分，辅以混合、发泡、高温烧成等工艺，使得制备的高强轻质隔热耐火砖环保无危害、性能稳定强度高，保温隔热、防火性能好，且生产成本低，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景；
（2）本发明的高强轻质隔热耐火砖，大量利用高铝熟料、粉煤灰、粘土熟料、漂珠等副产品，实现了高铝熟料、粉煤灰、粘土熟料、漂珠的有效利用，使得制得产品产品具有耐压强度高、导热系数低、高温重烧线变化率低等优点，产品性能优于同类产品，达到了相关产品的国家标准；
（3）本发明的方法中砖坯在干燥时采用两段法干燥，先脱模干燥，此阶段砖坯水分大，需控制烘干温度，防止水分急剧排出而导致砖坯出现裂纹，然后强制干燥，控制坯体水分达到要求，以保证烧结后产品的质量；
（4）本发明产品与现有产品相比，工艺简单，成本低，产品性能明显改善， 生产的耐火砖可用于各种热工设备隔热层、耐火层，达到节能、耐火的双重作用，有利于推广应用。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
一种高强轻质隔热耐火砖，包括如下重量配比的组分：高铝熟料70份、粉煤灰35份、粘土熟料25份、硅藻土20份、刚玉莫来石粉15份、漂珠10份、硅石粉5.5份、陶粒7.5份、红柱石粉5份、纳米无机氧化物7.5份、玻化微珠12份、结合剂5.5份、发泡剂4份、减水剂3份和水110份。
其中，所述结合剂选自膨润土、粘土、铝溶胶、硼酸中的一种或两种以上。
其中，所述发泡剂为十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠或仲烷基磺酸钠。
其中，所述减水剂为三聚磷酸钠。
一种高强轻质隔热耐火砖的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照配比称取高铝熟料、粉煤灰、粘土熟料、硅藻土、刚玉莫来石粉、漂珠、硅石粉、陶粒、红柱石粉、纳米无机氧化物和玻化微珠，粉碎成250目的细粉，得到混合粉料A；
（2）将混合料A加入水中，并加入结合剂、减水剂，混合均匀得到浆料B；
（3）称取发泡剂，将发泡剂与水按1:12.5的比例混合，发泡，得到泡沫C；
（4）将步骤（2）得到的浆料B与步骤（3）得到的泡沫C混合均匀，然后注入模具中浇注成砖坯，将砖坯干燥，然后装入高温炉，烧成，即得高强轻质隔热耐火砖。
其中，所述步骤（2）中混合均匀条件：以350r/min的转速搅拌25min。
其中，所述步骤（4）中砖坯干燥分两段进行，第一段为低温干燥，干燥温度25℃，干燥25h；第二段为高温干燥，干燥温度为110℃，干燥时间21h，干燥后砖坯水分质量含量控制在4%。
其中，述步骤（4）中高温烧成条件：于1350℃高温下保温4h。
实施例2
一种高强轻质隔热耐火砖，包括如下重量配比的组分：高铝熟料60份、粉煤灰30份、粘土熟料20份、硅藻土10份、刚玉莫来石粉10份、漂珠5份、硅石粉3份、陶粒5份、红柱石粉2份、纳米无机氧化物5份、玻化微珠8份、结合剂3份、发泡剂2份、减水剂1份和水100份。
其中，所述结合剂选自膨润土、粘土、铝溶胶、硼酸中的一种或两种以上。
其中，所述发泡剂为十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠或仲烷基磺酸钠。
其中，所述减水剂为三聚磷酸钠。
一种高强轻质隔热耐火砖的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照配比称取高铝熟料、粉煤灰、粘土熟料、硅藻土、刚玉莫来石粉、漂珠、硅石粉、陶粒、红柱石粉、纳米无机氧化物和玻化微珠，粉碎成200目的细粉，得到混合粉料A；
（2）将混合料A加入水中，并加入结合剂、减水剂，混合均匀得到浆料B；
（3）称取发泡剂，将发泡剂与水按1:10的比例混合，发泡，得到泡沫C；
（4）将步骤（2）得到的浆料B与步骤（3）得到的泡沫C混合均匀，然后注入模具中浇注成砖坯，将砖坯干燥，然后装入高温炉，烧成，即得高强轻质隔热耐火砖。
其中，所述步骤（2）中混合均匀条件：以300r/min的转速搅拌20min。
其中，所述步骤（4）中砖坯干燥分两段进行，第一段为低温干燥，干燥温度20℃，干燥20h；第二段为高温干燥，干燥温度为100℃，干燥时间18h，干燥后砖坯水分质量含量控制在3%。
其中，述步骤（4）中高温烧成条件：于1300℃高温下保温3h。
实施例3
一种高强轻质隔热耐火砖，包括如下重量配比的组分：高铝熟料80份、粉煤灰40份、粘土熟料30份、硅藻土30份、刚玉莫来石粉20份、漂珠15份、硅石粉8份、陶粒10份、红柱石粉8份、纳米无机氧化物10份、玻化微珠15份、结合剂8份、发泡剂6份、减水剂5份和水120份。
其中，所述结合剂选自膨润土、粘土、铝溶胶、硼酸中的一种或两种以上。
其中，所述发泡剂为十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠或仲烷基磺酸钠。
其中，所述减水剂为三聚磷酸钠。
一种高强轻质隔热耐火砖的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照配比称取高铝熟料、粉煤灰、粘土熟料、硅藻土、刚玉莫来石粉、漂珠、硅石粉、陶粒、红柱石粉、纳米无机氧化物和玻化微珠，粉碎成300目的细粉，得到混合粉料A；
（2）将混合料A加入水中，并加入结合剂、减水剂，混合均匀得到浆料B；
（3）称取发泡剂，将发泡剂与水按1:15的比例混合，发泡，得到泡沫C；
（4）将步骤（2）得到的浆料B与步骤（3）得到的泡沫C混合均匀，然后注入模具中浇注成砖坯，将砖坯干燥，然后装入高温炉，烧成，即得高强轻质隔热耐火砖。
其中，所述步骤（2）中混合均匀条件：以400r/min的转速搅拌30min。
其中，所述步骤（4）中砖坯干燥分两段进行，第一段为低温干燥，干燥温度30℃，干燥30h；第二段为高温干燥，干燥温度为120℃，干燥时间24h，干燥后砖坯水分质量含量控制在5%。
其中，所述步骤（4）中高温烧成条件：于1400℃高温下保温5h。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种高强轻质隔热耐火砖，其特征在于，包括如下重量配比的组分：高铝熟料60-80份、粉煤灰30-40份、粘土熟料20-30份、硅藻土10-30份、刚玉莫来石粉10-20份、漂珠5-15份、硅石粉3-8份、陶粒5-10份、红柱石粉2-8份、纳米无机氧化物5-10份、玻化微珠8-15份、结合剂3-8份、发泡剂2-6份、减水剂1-5份和水100-120份。
2.根据权利要求1所述的高强轻质隔热耐火砖，其特征在于，所述高铝熟料70份、粉煤灰35份、粘土熟料25份、硅藻土20份、刚玉莫来石粉15份、漂珠10份、硅石粉5.5份、陶粒7.5份、红柱石粉5份、纳米无机氧化物7.5份、玻化微珠12份、结合剂5.5份、发泡剂4份、减水剂3份和水110份。
3.根据权利要求1所述的高强轻质隔热耐火砖，其特征在于，所述结合剂选自膨润土、粘土、铝溶胶、硼酸中的一种或两种以上。
4.根据权利要求1所述的高强轻质隔热耐火砖，其特征在于，所述发泡剂为十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠或仲烷基磺酸钠。
5.根据权利要求1所述的高强轻质隔热耐火砖，其特征在于，所述减水剂为三聚磷酸钠。
6.一种根据权利要求1-5任一项所述的高强轻质隔热耐火砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按照配比称取高铝熟料、粉煤灰、粘土熟料、硅藻土、刚玉莫来石粉、漂珠、硅石粉、陶粒、红柱石粉、纳米无机氧化物和玻化微珠，粉碎成200-300目的细粉，得到混合粉料A；
（2）将混合料A加入水中，并加入结合剂、减水剂，混合均匀得到浆料B；
（3）称取发泡剂，将发泡剂与水按1:10-15的比例混合，发泡，得到泡沫C；
（4）将步骤（2）得到的浆料B与步骤（3）得到的泡沫C混合均匀，然后注入模具中浇注成砖坯，将砖坯干燥，然后装入高温炉，烧成，即得高强轻质隔热耐火砖。
7.根据权利要求6所述的高强轻质隔热耐火砖的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中混合均匀条件：以300-400r/min的转速搅拌20-30min。
8.根据权利要求6所述的高强轻质隔热耐火砖的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中砖坯干燥分两段进行，第一段为低温干燥，干燥温度20-30℃，干燥20-30h；第二段为高温干燥，干燥温度为100-120℃，干燥时间18-24h，干燥后砖坯水分质量含量控制在3-5%。
9.根据权利要求6所述的高强轻质隔热耐火砖的制备方法，其特征在于，述步骤（4）中高温烧成条件： 于1300-1400℃高温下保温3-5h。
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