CN107879725A - 一种防裂耐压砖及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防裂耐压砖及其制备方法，按照重量百分比，所述防裂耐压砖的原料包括塑性泥料20％～40％、15～25目的劈开砖熟料颗粒40％～60％、长石类溶剂10％～25％和防裂剂2％～5％；其中，按照重量百分比，所述防裂剂由纯丙乳液20％～40％、烷基乙烯酮改性纤维素5％～20％、磷酸盐1％～5％、聚乙烯醇1％～5％、膨润土10％～15％、聚丙烯酸乳液2％～5％和水15％～35％组成；所述防裂耐压砖的厚度≥30mm。提高砖坯干燥抗裂性和避免烧结裂纹的产生，在不损害砖坯强度和烧成强度的前提下，有效降低砖坯的收缩变形性能，大大地降低挤出成型过程中塑性泥料的用量，并且可大大地提高大颗粒陶瓷废料的用量，避免烧制的成品出现细裂纹和隐形裂纹。
Description
技术领域
本发明涉及挤出成型地砖领域，尤其涉及一种防裂耐压砖及其制备方法。
背景技术
现有的耐压砖，作为一种挤出成型的地砖，因其抗压强度高，广泛应用于广场、车站、行人道等人流密集的公共场所。通常耐压砖为达到较高的强度，其厚度在30mm以上，由于厚度大，可塑性差，因此成型难，干燥收缩率和烧结收缩率都较高，导致其砖坯容易产生干燥裂纹，烧结的成品也容易产生细纹和隐形裂纹，导致在制品损耗率高。
发明内容
本发明的目的在于提出一种干燥收缩率和烧结收缩率都较低，可塑性强，避免干燥裂纹和烧结裂纹产生的防裂耐压砖及其制备方法。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种防裂耐压砖，按照重量百分比，所述防裂耐压砖的原料包括塑性泥料20％～40％、15～25目的劈开砖熟料颗粒40％～60％、长石类溶剂10％～25％和防裂剂2％～5％；
其中，按照重量百分比，所述防裂剂由纯丙乳液20％～40％、烷基乙烯酮改性纤维素5％～20％、磷酸盐1％～5％、聚乙烯醇1％～5％、膨润土10％～15％、聚丙烯酸乳液2％～5％和水15％～35％组成；
所述防裂耐压砖的厚度≥30mm。
优选地，所述长石类溶剂为钠长石、钾长石中的一种或者多种的组合。
优选地，一种所述防裂耐压砖的制备方法，包括以下步骤：
步骤A，按照重量百分比，将纯丙乳液20％～40％、烷基乙烯酮改性纤维素5％～20％、磷酸盐1％～5％、聚乙烯醇1％～5％、膨润土10％～15％、聚丙烯酸乳液2％～5％和水15％～35％，在常温下高速分散研磨，直至其细度＜80μm，即得所述防裂剂；
步骤B，按照重量百分比，将塑性泥料20％～40％、15～25目的劈开砖熟料颗粒40％～60％、长石类溶剂10％～25％和防裂剂2％～5％，加水混练均匀制成泥料；
步骤C，将步骤B中混练均匀的泥料由筛网造粒机制成泥粒，泥粒经真空挤出机挤出成型并切割成砖坯；
步骤D，制得的砖坯干燥后，入窑烧制，先以2℃/min的速率升温至900℃并保温30min，再以10℃/min的速率升温至1150℃并保温2h，自然冷却，即得所述防裂耐压砖。
优选地，所述步骤C的真空挤出机的相对真空度为-0.08～-0.1MPa，泥粒含水率为13％～20％。所述防裂剂可提高泥粒的可塑性，并且泥粒的强度适中，因此可增大真空挤出机的相对真空度至-0.08～-0.1MPa，较现有工艺的相对真空度大，在保证泥粒挤出成型质量的前提下，泥粒挤出速度更快。
优选地，所述步骤D中，制得的砖坯先放入微波干燥室，在25～45℃的干燥温度下干燥30～40min；再进入热风干燥室，在90℃～100℃的热风下干燥60～80min。所述防裂剂可降低砖坯的干燥收缩率，避免因砖坯的干燥收缩率大而在微波干燥时产生裂纹，因此砖坯可先进行微波干燥；微波干燥可使砖坯受热均匀，适用于干燥初始含水率较高的砖坯，避免受热不均产生的热应力而导致含水率高的砖坯出现开裂；而当砖坯的含水率降低后，砖坯的强度提高，可使用热风干燥，以节约能源。所述微波干燥为利用微波在快速变化的高频电磁场中与物质分子相互作用，被吸收而产生热效应，把微波能量直接转换为介质能量，从而达到干燥的目的。
优选地，步骤B中的长石类溶剂为钠长石、钾长石中的一种或者多种的组合。
优选地，所述步骤F在烧成制品冷却后，进行抛光和磨边，制得所述防裂磨砂砖。
所述防裂耐压砖的原料中掺入所述防裂剂，以提高砖坯干燥抗裂性和避免烧结裂纹的产生，在不损害砖坯强度和烧成强度的前提下，有效降低砖坯的收缩变形性能，大大地降低挤出成型过程中塑性泥料的用量，并且可大大地提高大颗粒陶瓷废料(即15～25目的劈开砖熟料颗粒)的用量，提高砖坯的抗压强度。所述防裂剂中的烷基乙烯酮改性纤维素、磷酸盐和聚乙烯醇的配合使用可提高砖坯的可塑性，避免砖坯产生拉伸裂纹，并且膨润土作为保水剂可避免砖坯干裂，降低砖坯的干燥收缩率，从而大大地降低抛磨过程中所述防裂磨砂砖的裂纹率。在烧制过程中，所述防裂剂可提高砖坯的抗热冲击性能，降低砖坯的烧结收缩率，从而避免烧制的成品出现细裂纹和隐形裂纹。
所述防裂耐压砖的配方中掺入所述防裂剂，以提高砖坯干燥抗裂性和避免烧结裂纹的产生，在不损害砖坯强度和烧成强度的前提下，有效降低砖坯的收缩变形性能，大大地降低挤出成型过程中塑性泥料的用量，并且可大大地提高大颗粒陶瓷废料(即15～25目的劈开砖熟料颗粒)的用量，提高砖坯的抗压强度。
所述步骤D中，先以2℃/min的速率升温至900℃并保温30min，对砖坯进行预热，其预热升温速度缓慢，预热时间长，以避免因砖坯升温过快，所造成的原料粒径级配比率和砖坯线膨胀速率不协调，而产生拉伸裂纹；再以10℃/min的速率升温至1150℃并保温2h，对砖坯进行烧结，烧结升温速度缓慢，保温时间长，避免产生细裂纹和隐形裂纹，大大地减少所述防裂耐压砖的裂纹率。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
步骤A，按照重量百分比，将纯丙乳液35％、烷基乙烯酮改性纤维素20％、磷酸盐5％、聚乙烯醇5％、膨润土15％、聚丙烯酸乳液5％和水15％，在常温下高速分散研磨，直至其细度为70μm，即得所述防裂剂；
步骤B，按照重量百分比，将塑性泥料20％、15～25目的劈开砖熟料颗粒60％、长石类溶剂15％和防裂剂5％，加水混练均匀制成泥料；
步骤C，将步骤B中混练均匀的泥料由筛网造粒机制成泥粒，泥粒经真空挤出机挤出成型并切割成砖坯，其中真空挤出机的相对真空度为-0.08～-0.1MPa，泥粒含水率为18％；
步骤D，首先，制得的砖坯先放入微波干燥室，在40℃的干燥温度下干燥30min；再进入热风干燥室，在90℃的热风下干燥80min；
然后，制得的砖坯干燥后入窑烧制，先以2℃/min的速率升温至900℃并保温30min，再以10℃/min的速率升温至1150℃并保温2h，自然冷却，进行抛光和磨边，即得所述防裂耐压砖。
检测制得的所述防裂耐压砖的干燥性能和烧成后性能，结构如表1所示。
实施例2
步骤A，按照重量百分比，将纯丙乳液35％、烷基乙烯酮改性纤维素10％、磷酸盐3％、聚乙烯醇3％、膨润土10％、聚丙烯酸乳液5％和水34％，在常温下高速分散研磨，直至其细度为70μm，即得所述防裂剂；
步骤B，按照重量百分比，将塑性泥料20％、15～25目的劈开砖熟料颗粒60％、长石类溶剂15％和防裂剂5％，加水混练均匀制成泥料；
步骤C，将步骤B中混练均匀的泥料由筛网造粒机制成泥粒，泥粒经真空挤出机挤出成型并切割成砖坯，其中真空挤出机的相对真空度为-0.08～-0.1MPa，泥粒含水率为18％；
步骤D，首先，制得的砖坯先放入微波干燥室，在40℃的干燥温度下干燥30min；再进入热风干燥室，在90℃的热风下干燥80min；
然后，制得的砖坯干燥后入窑烧制，先以2℃/min的速率升温至900℃并保温30min，再以10℃/min的速率升温至1150℃并保温2h，自然冷却，进行抛光和磨边，即得所述防裂耐压砖。
检测制得的所述防裂耐压砖的干燥性能和烧成后性能，结构如表1所示。
实施例3
步骤A，按照重量百分比，将纯丙乳液35％、烷基乙烯酮改性纤维素20％、磷酸盐5％、聚乙烯醇5％、膨润土15％、聚丙烯酸乳液5％和水15％，在常温下高速分散研磨，直至其细度为70μm，即得所述防裂剂；
步骤B，按照重量百分比，将塑性泥料20％、15～25目的劈开砖熟料颗粒60％、长石类溶剂15％和防裂剂3％，加水混练均匀制成泥料；
步骤C，将步骤B中混练均匀的泥料由筛网造粒机制成泥粒，泥粒经真空挤出机挤出成型并切割成砖坯，其中真空挤出机的相对真空度为-0.08～-0.1MPa，泥粒含水率为18％；
步骤D，首先，制得的砖坯先放入微波干燥室，在40℃的干燥温度下干燥30min；再进入热风干燥室，在90℃的热风下干燥80min；
然后，制得的砖坯干燥后入窑烧制，先以2℃/min的速率升温至900℃并保温30min，再以10℃/min的速率升温至1150℃并保温2h，自然冷却，进行抛光和磨边，即得所述防裂耐压砖。
检测制得的所述防裂耐压砖的干燥性能和烧成后性能，结构如表1所示。
实施例4
步骤A，按照重量百分比，将纯丙乳液35％、烷基乙烯酮改性纤维素20％、磷酸盐5％、聚乙烯醇5％、膨润土15％、聚丙烯酸乳液5％和水15％，在常温下高速分散研磨，直至其细度为70μm，即得所述防裂剂；
步骤B，按照重量百分比，将塑性泥料20％、15～25目的劈开砖熟料颗粒60％、长石类溶剂15％和防裂剂5％，加水混练均匀制成泥料；
步骤C，将步骤B中混练均匀的泥料由筛网造粒机制成泥粒，泥粒经真空挤出机挤出成型并切割成砖坯，其中真空挤出机的相对真空度为-0.08～-0.1MPa，泥粒含水率为18％；
步骤D，制得的砖坯进入热风干燥室，在90℃的热风下干燥100min；
然后，制得的砖坯干燥后入窑烧制，先以2℃/min的速率升温至900℃并保温30min，再以10℃/min的速率升温至1150℃并保温2h，自然冷却，进行抛光和磨边，即得所述防裂耐压砖。
检测制得的所述防裂耐压砖的干燥性能和烧成后性能，结构如表1所示。
实施例5
步骤A，按照重量百分比，将纯丙乳液35％、烷基乙烯酮改性纤维素20％、磷酸盐5％、聚乙烯醇5％、膨润土15％、聚丙烯酸乳液5％和水15％，在常温下高速分散研磨，直至其细度为70μm，即得所述防裂剂；
步骤B，按照重量百分比，将塑性泥料20％、15～25目的劈开砖熟料颗粒60％、长石类溶剂15％和防裂剂5％，加水混练均匀制成泥料；
步骤C，将步骤B中混练均匀的泥料由筛网造粒机制成泥粒，泥粒经真空挤出机挤出成型并切割成砖坯，其中真空挤出机的相对真空度为-0.08～-0.1MPa，泥粒含水率为18％；
步骤D，首先，制得的砖坯先放入微波干燥室，在40℃的干燥温度下干燥30min；再进入热风干燥室，在90℃的热风下干燥80min；
然后，制得的砖坯干燥后入窑烧制，先以30℃/min的速率升温至900℃并保温20min，再以40℃/min的速率升温至1100℃并保温2h，自然冷却，进行抛光和磨边，即得所述防裂耐压砖。
检测制得的所述防裂耐压砖的干燥性能和烧成后性能，结构如表1所示。
实施例6
步骤A，按照重量百分比，将塑性泥料60％、15～25目的劈开砖熟料颗粒25％、长石类溶剂15％，加水混练均匀制成泥料；
步骤B，将步骤A中混练均匀的泥料由筛网造粒机制成泥粒，泥粒经真空挤出机挤出成型并切割成砖坯，其中真空挤出机的相对真空度为-0.08～-0.1MPa，泥粒含水率为18％；
步骤C，首先，制得的砖坯先放入微波干燥室，在40℃的干燥温度下干燥30min；再进入热风干燥室，在90℃的热风下干燥80min；
然后，制得的砖坯干燥后入窑烧制，先以2℃/min的速率升温至900℃并保温30min，再以10℃/min的速率升温至1150℃并保温2h，自然冷却，进行抛光和磨边，即得耐压砖。
检测制得的耐压砖的干燥性能和烧成后性能，结构如表1所示。
实施例7
步骤A，按照重量百分比，将纯丙乳液50％、磷酸盐10％、聚乙烯醇15％、聚丙烯酸乳液5％和水20％，在常温下高速分散研磨，直至其细度为70μm，即得所述防裂剂；
步骤B，按照重量百分比，将塑性泥料20％、15～25目的劈开砖熟料颗粒60％、长石类溶剂15％和防裂剂5％，加水混练均匀制成泥料；
步骤C，将步骤B中混练均匀的泥料由筛网造粒机制成泥粒，泥粒经真空挤出机挤出成型并切割成砖坯，其中真空挤出机的相对真空度为-0.08～-0.1MPa，泥粒含水率为18％；
步骤D，首先，制得的砖坯先放入微波干燥室，在40℃的干燥温度下干燥30min；再进入热风干燥室，在90℃的热风下干燥80min；
然后，制得的砖坯干燥后入窑烧制，先以2℃/min的速率升温至900℃并保温30min，再以10℃/min的速率升温至1150℃并保温2h，自然冷却，进行抛光和磨边，即得所述防裂耐压砖。
检测制得的所述防裂耐压砖的干燥性能和烧成后性能，结构如表1所示。
实施例8
步骤A，按照重量百分比，将纯丙乳液35％、烷基乙烯酮改性纤维素3％、磷酸盐10％、聚乙烯醇10％、膨润土5％、聚丙烯酸乳液5％和水32％，在常温下高速分散研磨，直至其细度为70μm，即得所述防裂剂；
步骤B，按照重量百分比，将塑性泥料20％、15～25目的劈开砖熟料颗粒60％、长石类溶剂15％和防裂剂5％，加水混练均匀制成泥料；
步骤C，将步骤B中混练均匀的泥料由筛网造粒机制成泥粒，泥粒经真空挤出机挤出成型并切割成砖坯，其中真空挤出机的相对真空度为-0.08～-0.1MPa，泥粒含水率为18％；
步骤D，首先，制得的砖坯先放入微波干燥室，在40℃的干燥温度下干燥30min；再进入热风干燥室，在90℃的热风下干燥80min；
然后，制得的砖坯干燥后入窑烧制，先以2℃/min的速率升温至900℃并保温30min，再以10℃/min的速率升温至1150℃并保温2h，自然冷却，进行抛光和磨边，即得所述防裂耐压砖。
检测制得的所述防裂耐压砖的干燥性能和烧成后性能，结构如表1所示。
表1
由表1可知，一是从实施例1和实施例6的对比可知，所述防裂剂可有效降低耐压砖的干燥收缩率和烧结收缩率，从而避免干燥裂纹和烧结裂的产生；
二是从实施例1、2、3和8的对比可知，防裂剂的添加可提高砖坯的成型和强度，增大防裂剂的添加量，以及提高烷基乙烯酮改性纤维素、膨润土、磷酸盐和聚乙烯醇的掺入比例，有利于提高成品的防裂性能和结构强度；
三是从实施例1、2、3、7和8的对比可知，烷基乙烯酮改性纤维素、磷酸盐和聚乙烯醇的配合使用可提高砖坯的可塑性，避免砖坯产生拉伸裂纹，并且膨润土作为保水剂可避免砖坯干裂，降低砖坯的干燥收缩率；只有当烷基乙烯酮改性纤维素、磷酸盐、聚乙烯醇和膨润土的掺入比例适合时，干燥裂纹率和烧结裂纹率才能达到0％。
四是从实施例1和实施例5的对比可知，烧制过程中，降低预热和烧结的升温速率，以及延长预热时间和保温时间，可有效避免细裂纹和隐形裂纹的产生；
五是从实施例1和实施例4的对比可知，干燥过程中，更为受热均匀和降低干燥速率，有效减少干燥裂纹的产生。
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 (6)
1.一种防裂耐压砖，其特征在于：按照重量百分比，所述防裂耐压砖的原料包括塑性泥料20％～40％、15～25目的劈开砖熟料颗粒40％～60％、长石类溶剂10％～25％和防裂剂2％～5％；
其中，按照重量百分比，所述防裂剂由纯丙乳液20％～40％、烷基乙烯酮改性纤维素5％～20％、磷酸盐1％～5％、聚乙烯醇1％～5％、膨润土10％～15％、聚丙烯酸乳液2％～5％和水15％～35％组成；
所述防裂耐压砖的厚度≥30mm。
2.根据权利要求所述1的防裂耐压砖，其特征在于：所述长石类溶剂为钠长石、钾长石中的一种或者多种的组合。
3.一种如权利要求1所述的防裂耐压砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤A，按照重量百分比，将纯丙乳液20％～40％、烷基乙烯酮改性纤维素5％～20％、磷酸盐1％～5％、聚乙烯醇1％～5％、膨润土10％～15％、聚丙烯酸乳液2％～5％和水15％～35％，在常温下高速分散研磨，直至其细度＜80μm，即得所述防裂剂；
步骤B，按照重量百分比，将塑性泥料20％～40％、15～25目的劈开砖熟料颗粒40％～60％、长石类溶剂10％～25％和防裂剂2％～5％，加水混练均匀制成泥料；
步骤C，将步骤B中混练均匀的泥料由筛网造粒机制成泥粒，泥粒经真空挤出机挤出成型并切割成砖坯；
步骤D，制得的砖坯干燥后，入窑烧制，先以2℃/min的速率升温至900℃并保温30min，再以10℃/min的速率升温至1150℃并保温2h，自然冷却，即得所述防裂耐压砖。
4.根据权利要求3所述的防裂耐压砖的制备方法，其特征在于：所述步骤C的真空挤出机的相对真空度为-0.08～-0.1MPa，泥粒含水率为13％～20％。
5.根据权利要求3所述的防裂耐压砖的制备方法，其特征在于：所述步骤D中，制得的砖坯先放入微波干燥室，在25～45℃的干燥温度下干燥30～40min；再进入热风干燥室，在90℃～100℃的热风下干燥60～80min。
6.根据权利要求3所述的防裂耐压砖的制备方法，其特征在于：步骤B中的长石类溶剂为钠长石、钾长石中的一种或者多种的组合。
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