CN107840642A - 一种高强度耐压砖及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高强度耐压砖，该耐压砖的厚度＞35mm，该耐压砖的原料包括以重量份计的塑性泥料35～40份、长石类熔剂10～15份、熟料颗粒40～60份和增塑剂5～10份，增塑剂的配方为以重量百分比计的三聚氰胺甲醛树脂45～60％、可再分散乳胶粉20～30％、羟甲基纤维素10～20％和聚乙烯醇5～10％。该耐压砖具有高强度的特点。本发明还公开了一种高强度耐压砖，包括混料、陈化、干燥和烧制步骤，具有合格率高的特点。

Description

一种高强度耐压砖及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种高强度耐压砖及其制备方法。

背景技术

耐压砖具有较大的厚度，通常用于路面，承受较大的压力。现有的耐压砖原料通常采用塑性泥料、熔剂、骨料颗粒，将这些原料加水混练均匀制成泥料，然后将泥料制成砖坯干燥并烧制为成品。该耐压砖仅采用塑性泥料来提高砖坯制成时的塑性，原料颗粒之间的结合程度较差。在干燥和烧制过程中极易发生开裂和变形现象，并且收缩率大而影响产品质量和强度。由于耐压砖的厚度较大，内部烧不熟的现象也时有发生。

发明内容

本发明的目的在于提出一种高强度耐压砖，具有高强度的特点。

本发明的另一目的在于提出一种高强度耐压砖，具有合格率高的特点。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种高强度耐压砖，该耐压砖的厚度＞35mm，该耐压砖的原料包括以重量份计的塑性泥料35～40份、长石类熔剂10～15份、熟料颗粒40～60份和增塑剂5～10份，增塑剂的配方为以重量百分比计的三聚氰胺甲醛树脂45～60％、可再分散乳胶粉20～30％、羟甲基纤维素10～20％和聚乙烯醇5～10％。耐压砖原料中加入了增塑剂，可再分散乳胶粉、羟甲基纤维素和聚乙烯醇能够增强原料颗粒之间的结合强度，增大泥料的塑性，防止砖坯在干燥初期开裂；三聚氰胺甲醛树脂的热稳定性高，因而能够防止靠近热风口的砖坯发生开裂以及干燥过程中的开裂现象。三聚氰胺甲醛树脂还能够在砖坯烧结的预热阶段初期防止砖坯开裂。因此，增塑剂不仅可以有效防止砖坯在干燥过程中发生开裂和变形，还可以防止砖坯烧结的预热阶段初期防止砖坯开裂，提高干燥砖坯质量，从而提高耐压砖强度。

进一步的，耐压砖的原料还包括以重量份计的凹凸棒土5～10份和磷酸二氢铝0.5～1份。凹凸棒土有独特的晶体结构，砖坯烧制时凹凸棒土能够稳固液相，防止在烧制保温阶段砖坯开裂，提高烧制均匀度。磷酸二氢铝的加入能有增大耐压砖的强度，在烧制的预热阶段后期有效防止砖坯开裂。凹凸棒土份和磷酸二氢铝的加入进一步防止砖坯在烧制时的开裂和变形，提高耐火砖强度。

进一步的，塑性泥料为煤矸石、陶土、页岩、膨润土中的一种或多种。塑性泥料采用上述的材料，使得泥料具有良好的塑性。

进一步的，塑性泥料包括煤矸石。砖坯烧制时，煤矸石可提供热量，保证耐火砖内部烧熟烧透。

进一步的，长石类熔剂由以重量百分比计的钾长石95％和钙长石5％组成。采用该比例的两种长石，熔剂的熔融温度可低至1050℃以下，有利于降低耐压砖的烧成温度。

进一步的，钾长石和钙长石的粒径均200～300目。较小粒径的熔剂更利于降低烧成温度、提高成品烧结度及抗折强度。

进一步的，熟料颗粒的粒径为15～30目。该粒径的熟料颗粒可以起到足够的骨架支撑效果。

一种如上述高强度耐压砖的制备方法，包括以下步骤：

(1)将砖坯的原料按配比称重，先将增塑剂加水制成悬浮液，之后将砖坯的其余原料加水混合均匀再加入悬浮液混练均匀制成泥料，泥料的含水率为15～22％；

(2)将泥料陈化＞24小时，制成砖坯；

(3)将砖坯置于干燥窑内通入热风，砖坯干燥至含水率低于1％；

(4)将砖坯入窑烧制为成品，烧成温度为1025～1065℃。

上述的制备方法中，将增塑剂制成悬浮液后再加入其他原料中，保证了增塑剂能够在泥料中分布均匀。上述的制备方法有较低的烧成温度，烧制工艺易控。

进一步的，在步骤(3)中，干燥窑内热风送风口的温度为140～160℃，干燥初期热风湿度为95％、干燥窑内湿度≥97％。砖坯的干燥初期保证热风及干燥窑内有足够的湿度，能够有效防止坯体开裂和变形。

进一步的，在步骤(4)中，预热带6～8小时，烧成带2～3小时，冷却带10～15小时。通过设置较长的预热带时间和冷却带时间，能够进一步有效的防止坯体开裂变形，获得高品质、高强度的耐压砖。

本发明的有益效果为：本发明的高强度耐压砖原料中加入了由三聚氰胺甲醛树脂、可再分散乳胶粉、羟甲基纤维素组成的增塑剂，能够在砖坯干燥、烧制的预热阶段初期有效防止坯体开裂，以获得高强度的耐压砖；原料中还加入了凹凸棒土和磷酸二氢铝，能够在砖坯烧制的预热阶段及保温阶段有效防止坯体开裂，还可以增强耐压砖的强度；塑性泥料中具有煤矸石，保证耐火砖内部烧熟烧透；采用钾长石和钙长石组成的熔剂，有利于降低耐压砖的烧成温度。

本发明的高强度耐压砖的制备方法，采用分步骤混合原料，保证了增塑剂在泥料中均匀分布；通过设置坯体干燥初期以及烧成过程中的工艺参数，有效防止砖坯发生开裂现象，提高耐压砖的质量和强度。该制备方法还具有烧成温度低、烧制工艺易控的特点。

具体实施方式

下面进一步说明本发明的技术方案。

一种高强度耐压砖，该耐压砖的厚度＞35mm，该耐压砖的原料包括以重量份计的塑性泥料35～40份、长石类熔剂10～15份、熟料颗粒40～60份和增塑剂5～10份，增塑剂的配方为以重量百分比计的三聚氰胺甲醛树脂45～60％、可再分散乳胶粉20～30％、羟甲基纤维素10～20％和聚乙烯醇5～10％。

可再分散乳胶粉为醋酸乙烯酯与乙烯及高级脂肪酸乙烯酯三元共聚胶粉。可再分散乳胶粉能提高泥料的塑性，增大原料颗粒之间的结合强度，提高砖坯的内聚强度、抗折强度和拉伸强度，进而可降低砖坯干燥时产生的开裂。

羟甲基纤维素和聚乙烯醇均可增大原料颗粒之间的结合强度，增大泥料的塑性，增大砖坯的强度。

羟甲基纤维素、可再分散乳胶粉和聚乙烯醇相互协同作用，能够进一步增大原料颗粒之间的结合强度，提高砖坯强度，减少干燥开裂现象。

三聚氰胺甲醛能够树脂起到高温粘合剂的作用，当砖坯干燥时，能够保证靠近热风进口的砖坯不受高温影响不开裂，还能保证干燥时砖坯温度升高不开裂。三聚氰胺甲醛树脂还能够在砖坯烧结的预热阶段初期防止砖坯开裂。

塑性泥料为煤矸石、陶土、页岩、膨润土中的一种或多种。塑性泥料采用上述的材料，使得泥料具有良好的塑性。塑性泥料包括煤矸石。砖坯烧制时，煤矸石可提供热量，保证耐火砖内部烧熟烧透。

长石类熔剂由以重量百分比计的钾长石95％和钙长石5％组成。采用该比例的两种长石，熔剂的熔融温度可低至1050℃以下，有利于降低耐压砖的烧成温度。钾长石和钙长石的粒径均200～300目。较小粒径的熔剂更利于降低烧成温度、提高成品烧结度及抗折强度。

熟料颗粒的粒径为15～30目。该粒径的熟料颗粒可以起到足够的骨架支撑效果。当制备平面砖时，熟料颗粒的粒径为20～30目。熟料颗粒是指陶瓷废料颗粒、烟熏砖废料颗粒或磨砂砖废料颗粒等烧制后的陶瓷或烧结砖的废料颗粒。

在一些实施方式中，本发明的耐压砖的原料还包括以重量份计的凹凸棒土5～10份、磷酸二氢铝0.5～1份。凹凸棒土又称凹凸棒石粘土，指以凹凸棒石(attapulgite)为主要组分的一种粘土矿物。凹凸棒石为一种晶质水合镁铝硅酸盐矿物，具有独特的层链状结构特征，在其结构中存在晶格置换，晶体呈针状，纤维状或纤维集合状。凹凸棒石具有独特的分散、耐高温、抗盐碱等良好的胶体性质和较高的吸附脱色能力，并具有一定的可塑性及粘结力。砖坯烧制时凹凸棒土能够稳固液相，防止在烧制保温阶段砖坯开裂，提高烧制均匀度。磷酸二氢铝的加入能有增大耐压砖的强度，在烧制的预热阶段后期有效防止砖坯开裂。凹凸棒土份和磷酸二氢铝的加入进一步防止砖坯在烧制时的开裂和变形，提高耐火砖强度。

一种上述高强度耐压砖的制备方法，包括步骤(1)～(4)，具体如下。

(1)将砖坯的原料按配比称重，先将增塑剂加水制成悬浮液，之后将砖坯的其余原料加水混合均匀再加入悬浮液混练均匀制成泥料，泥料的含水率为15～22％。这种混料方式能够使增塑剂在泥料中分布均匀，充分提高泥料塑性，且使成型后的砖坯强度更高。

(2)将泥料陈化＞24小时，制成砖坯。

(3)将砖坯置于干燥窑内通入热风，砖坯干燥至含水率低于1％。干燥窑内热风送风口的温度为140～160℃，干燥初期热风湿度为95％、干燥窑内湿度≥97％。砖坯的干燥过程分为升速阶段、等速干燥阶段、降速干燥阶段和平衡阶段。干燥初期是指升速阶段。砖坯在整个干燥过程中的温度呈上升趋势，直到与干燥介质温度相同。

(4)将砖坯入窑烧制为成品，烧成温度为1025～1065℃。预热带6～8小时，烧成带2～3小时，冷却带10～15小时。通过设置较长的预热带时间和冷却带时间，使得烧制过程中温度上升缓慢和温度下降缓慢，能够进一步有效的防止坯体开裂变形，获得高品质、高强度的耐压砖。

以下通过具体实施例和对比例进一步阐述本发明。

实施例1

本实施方的耐压砖的厚度为50mm，该耐压砖的原料包括以重量份计的煤矸石5份、陶土30份、长石类熔剂15份、30目熟料颗粒60份和增塑剂7份。增塑剂的配方为以重量百分比计的三聚氰胺甲醛树脂60％、可再分散乳胶粉20％、羟甲基纤维素15％和聚乙烯醇5％。长石类熔剂由以重量百分比计的钾长石95％和钙长石5％组成。钾长石和钙长石的粒径均为200目。

本实施例高强度耐压砖的制备方法，包括以下步骤：

(1)将砖坯的原料按配比称重，先将增塑剂加水制成悬浮液，之后将砖坯的其余原料加水混合均匀再加入悬浮液混练均匀制成泥料，泥料的含水率为15％；

(2)将泥料陈化＞24小时，制成砖坯；

(3)将砖坯置于干燥窑内通入热风，砖坯干燥至含水率低于1％，其中，干燥窑内热风送风口的温度为140℃，干燥初期热风湿度为95％、干燥窑内湿度≥97％；

(4)将砖坯入窑烧制为成品，烧成温度为1025℃。预热带6小时，烧成带3小时，冷却带10小时。

实施例2

本实施方的耐压砖的厚度为45mm，该耐压砖的原料包括以重量份计的煤矸石8份、页岩20份、膨润土12份、长石类熔剂10份、25目熟料颗粒50份和增塑剂10份。增塑剂的配方为以重量百分比计的三聚氰胺甲醛树脂57％、可再分散乳胶粉22％、羟甲基纤维素14％和聚乙烯醇7％。长石类熔剂由以重量百分比计的钾长石95％和钙长石5％组成。钾长石和钙长石的粒径均为300目。

本实施例高强度耐压砖的制备方法，包括以下步骤：

(1)将砖坯的原料按配比称重，先将增塑剂加水制成悬浮液，之后将砖坯的其余原料加水混合均匀再加入悬浮液混练均匀制成泥料，泥料的含水率为18％；

(2)将泥料陈化＞24小时，制成砖坯；

(3)将砖坯置于干燥窑内通入热风，砖坯干燥至含水率低于1％，其中，干燥窑内热风送风口的温度为155℃，干燥初期热风湿度为95％、干燥窑内湿度≥97％；

(4)将砖坯入窑烧制为成品，烧成温度为1065℃。预热带8小时，烧成带2小时，冷却带15小时。

实施例3

本实施方的耐压砖的厚度为40mm，该耐压砖的原料包括以重量份计的煤矸石10份、膨润土28份、长石类熔剂14份、25目熟料颗粒56份和增塑剂9份。增塑剂的配方为以重量百分比计的三聚氰胺甲醛树脂53％、可再分散乳胶粉26％、羟甲基纤维素10％和聚乙烯醇9％。长石类熔剂由以重量百分比计的钾长石95％和钙长石5％组成。钾长石和钙长石的粒径均为280目。

本实施例高强度耐压砖的制备方法，包括以下步骤：

(1)将砖坯的原料按配比称重，先将增塑剂加水制成悬浮液，之后将砖坯的其余原料加水混合均匀再加入悬浮液混练均匀制成泥料，泥料的含水率为16％；

(2)将泥料陈化＞24小时，制成砖坯；

(3)将砖坯置于干燥窑内通入热风，砖坯干燥至含水率低于1％，干燥窑内热风送风口的温度为150℃，干燥初期热风湿度为95％、干燥窑内湿度≥97％；

(4)将砖坯入窑烧制为成品，烧成温度为1050℃。预热带7小时，烧成带3小时，冷却带12小时。

实施例4

本实施方的耐压砖的厚度为55mm，该耐压砖的原料包括以重量份计的煤矸石20份、页岩16份、长石类熔剂12份、20目熟料颗粒53份、增塑剂6份、凹凸棒土10份和磷酸二氢铝0.5份。增塑剂的配方为以重量百分比计的三聚氰胺甲醛树脂50％、可再分散乳胶粉24％、羟甲基纤维素20％和聚乙烯醇6％。长石类熔剂由以重量百分比计的钾长石95％和钙长石5％组成。钾长石和钙长石的粒径均为240目。

本实施例高强度耐压砖的制备方法，包括以下步骤：

(1)将砖坯的原料按配比称重，先将增塑剂加水制成悬浮液，之后将砖坯的其余原料加水混合均匀再加入悬浮液混练均匀制成泥料，泥料的含水率为17％；

(2)将泥料陈化＞24小时，制成砖坯；

(3)将砖坯置于干燥窑内通入热风，砖坯干燥至含水率低于1％，干燥窑内热风送风口的温度为145℃，干燥初期热风湿度为95％、干燥窑内湿度≥97％；

(4)将砖坯入窑烧制为成品，烧成温度为1045℃。预热带6小时，烧成带2小时，冷却带15小时。

实施例5

本实施方的耐压砖的厚度为45mm，该耐压砖的原料包括以重量份计的煤矸石30份、膨润土7份、长石类熔剂13份、15目熟料颗粒44份、增塑剂5份、凹凸棒土5份和磷酸二氢铝0.8份。增塑剂的配方为以重量百分比计的三聚氰胺甲醛树脂47％、可再分散乳胶粉30％、羟甲基纤维素15％和聚乙烯醇8％。长石类熔剂由以重量百分比计的钾长石95％和钙长石5％组成。钾长石和钙长石的粒径均为280目。

本实施例高强度耐压砖的制备方法，包括以下步骤：

(1)将砖坯的原料按配比称重，先将增塑剂加水制成悬浮液，之后将砖坯的其余原料加水混合均匀再加入悬浮液混练均匀制成泥料，泥料的含水率为20％；

(2)将泥料陈化＞24小时，制成砖坯；

(3)将砖坯置于干燥窑内通入热风，砖坯干燥至含水率低于1％，干燥窑内热风送风口的温度为142℃，干燥初期热风湿度为95％、干燥窑内湿度≥97％；

(4)将砖坯入窑烧制为成品，烧成温度为1050℃。预热带8小时，烧成带3小时，冷却带10小时。

实施例6

本实施方的耐压砖的厚度为50mm，该耐压砖的原料包括以重量份计的煤矸石20份、陶土17份、长石类熔剂11份、15目熟料颗粒48份、增塑剂8份、凹凸棒土7.5份和磷酸二氢铝1份。增塑剂的配方为以重量百分比计的三聚氰胺甲醛树脂45％、可再分散乳胶粉28％、羟甲基纤维素17％和聚乙烯醇10％。长石类熔剂由以重量百分比计的钾长石95％和钙长石5％组成。钾长石和钙长石的粒径均为240目。

本实施例高强度耐压砖的制备方法，包括以下步骤：

(1)将砖坯的原料按配比称重，先将增塑剂加水制成悬浮液，之后将砖坯的其余原料加水混合均匀再加入悬浮液混练均匀制成泥料，泥料的含水率为22％；

(2)将泥料陈化＞24小时，制成砖坯；

(3)将砖坯置于干燥窑内通入热风，砖坯干燥至含水率低于1％，干燥窑内热风送风口的温度为140℃，干燥初期热风湿度为95％、干燥窑内湿度≥97％；

(4)将砖坯入窑烧制为成品，烧成温度为1035℃。预热带7小时，烧成带2.5小时，冷却带13小时。

对比例

本实施方的耐压砖的厚度为50mm，该耐压砖的原料包括以重量份计的粘土50份、钾钠长石熔剂11份、熟料颗粒48份。其制备方法，包括以下步骤：

(1)将砖坯的原料按配比称重，加水混练均匀制成泥料，泥料的含水率为22％；

(2)将泥料陈化＞24小时，制成砖坯；

(3)将砖坯置于干燥窑内通入热风，砖坯干燥至含水率低于1％，干燥窑内热风送风口的温度为165℃，热风湿度为90％；

(4)将砖坯入窑烧制为成品，烧成温度为1135℃。预热带4小时，烧成带6小时，冷却带8小时。

由上表可知，实施例1～6的产品合格率明显高于对比例，干燥阶段及烧制阶段开裂变形现象极少，内壁烧熟烧透比例高。对比例中，干燥阶段的热风温度较高、湿度较低，在干燥初期阶段极易发生坯体开裂现象；烧制的升温阶段未设置升温速度，冷却阶段未调整冷风的风速，导致砖坯烧制开裂现象严重。实施例4～6中，耐压砖的原料加入了凹凸棒土和磷酸二氢铝，更进一步减少烧制阶段的开裂现象，进一步提升耐压砖的强度。

上表中开裂变形现象数据是指：批量制备时出现开裂变形现象的砖体占总量的百分比。内部烧熟烧透数据是指：批量制备时砖体内部烧熟烧透占总量的百分比。成品合格率是指：批量制备时砖坯成型后经干燥焙烧得到的成品合格率。上述的数据是通过抽样检查得出。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高强度耐压砖，其特征在于，该耐压砖的厚度＞35mm，该耐压砖的原料包括以重量份计的塑性泥料35～40份、长石类熔剂10～15份、熟料颗粒40～60份和增塑剂5～10份，所述增塑剂的配方为以重量百分比计的三聚氰胺甲醛树脂45～60％、可再分散乳胶粉20～30％、羟甲基纤维素10～20％和聚乙烯醇5～10％。

2.根据权利要求1所述的高强度耐压砖，其特征在于，所述耐压砖的原料还包括以重量份计的凹凸棒土5～10份和磷酸二氢铝0.5～1份。

3.根据权利要求1所述的高强度耐压砖，其特征在于，所述塑性泥料为煤矸石、陶土、页岩、膨润土中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的高强度耐压砖，其特征在于，所述塑性泥料包括煤矸石。

5.根据权利要求1所述的高强度耐压砖，其特征在于，所述长石类熔剂由以重量百分比计的钾长石95％和钙长石5％组成。

6.根据权利要求5所述的高强度耐压砖，其特征在于，所述钾长石和钙长石的粒径均200～300目。

7.根据权利要求1所述的高强度耐压砖，其特征在于，所述熟料颗粒的粒径为15～30目。

8.一种如权利要求1～7任一项所述高强度耐压砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将所述砖坯的原料按配比称重，先将增塑剂加水制成悬浮液，之后将砖坯的其余原料加水混合均匀再加入悬浮液混练均匀制成泥料，泥料的含水率为15～22％；

(2)将所述泥料陈化＞24小时，制成所述砖坯；

(3)将砖坯置于干燥窑内通入热风，所述砖坯干燥至含水率低于1％；

(4)将所述砖坯入窑烧制为成品，烧成温度为1025～1065℃。

9.根据如权利要求8所述高强度耐压砖的制备方法，其特征在于，在所述步骤(3)中，所述干燥窑内热风送风口的温度为140～160℃，干燥初期热风湿度为95％、干燥窑内湿度≥97％。

10.根据如权利要求8所述高强度耐压砖的制备方法，其特征在于，在所述步骤(4)中，预热带6～8小时，烧成带2～3小时，冷却带10～15小时。