CN108585903A - 一种建筑用耐火材料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及材料领域，具体涉及一种建筑用耐火材料。所述建筑用耐火材料各组分重量分数为：铝矾石25～40份，高岭土15～20份，耐火粘土15～20份，石墨10～15份，石英20～24份，莫来石18～23份，水玻璃4～8份，锆英石1～5份，硅藻土8～12份，滑石11～17份。将上述组分按重量称取后经球磨粉碎过筛后，按顺序加水混合，混匀后用成型机压制成型，入窑烧制成型。采用本发明制备建筑用耐火材料其具有耐火温度大于1600℃，密度小于1.5g/cm3，并且具有较大的强度和硬度，还耐化学腐蚀尤其是酸雨的耐蚀，性能更加稳定，适用于各种耐火砖、耐火板的制作。
Description
技术领域
本发明属于材料领域，具体涉及一种建筑用耐火材料。
背景技术
耐火材料是指耐火度不低于1580℃的一类无机非金属材料。耐火度是指耐火材料锥形体试样在没有荷重情况下，抵抗高温作用而不软化熔倒的摄氏温度。但仅以耐火度来定义已不能全面描述耐火材料了，1580℃并不是绝对的。现定义为凡物理化学性质允许其在高温环境下使用的材料称为耐火材料。耐火材料广泛用于冶金、化工、石油、机械制造、硅酸盐、动力等工业领域，在冶金工业中用量最大，占总产量的50％～60％。
耐火材料一般分为两种，即不定型耐火材料和定型耐火材料。不定型耐火材料也叫浇注料，是由多种骨料或集料和一种或多种粘和剂组成的混合粉状颗料，使用时必须和一种或多种液体配合搅拌均匀，具有较强的流动性。定型耐火材料一般指耐火砖，其形状有标准规则，也可以根据需要筑切时临时加工。
建筑材料可分为结构材料、装饰材料和某些专用材料。结构材料包括木材、竹材、石材、水泥、混凝土、金属、砖瓦、陶瓷、玻璃、工程塑料、复合材料等。装饰材料包括各种涂料、油漆、镀层、贴面、各色瓷砖、具有特殊效果的玻璃等；专用材料指用于防水、防潮、防腐、防火、阻燃、隔音、隔热、保温、密封等。
随着社会的发展，建筑材料的保温性能得到了很大的改善，但是现有的建筑材料仍存在着耐火性能不高，质量重，易酸化等缺陷，一旦发生火灾，后果不堪设想，同时酸雨的增多也容易腐蚀墙体，引起斑驳，因此，研究出一款耐火性能高、质量轻，耐化学腐蚀的建筑用材料是当前的一个重要课题。
发明内容
基于以上现有技术，本发明的目的在于提供一种建筑用耐火材料，其主要特性为耐火性能高、质量轻，耐化学腐蚀，强度高，硬度大等优势，主要用于建筑领域，也可用于冶金、化工、石油、机械制造、动力等工业领域。
为了实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种建筑用耐火材料，其特征在于，建筑用耐火材料各组分重量分数为：铝矾石25～40份，高岭土15～20份，耐火粘土15～20份，石墨10～15份，石英20～24份，莫来石18～23份，水玻璃4～8份，锆英石1～5份，硅藻土8～12份，滑石11～17份。
为了更好的实现本发明，进一步的，建筑用耐火材料各组分重量分数为：铝矾石40份，高岭土18份，耐火粘土18份，石墨13份，石英22份，莫来石20份，水玻璃6份，锆英石3份，硅藻土10份，滑石15份。
为了更好的实现本发明，本发明实现的一种建筑用耐火材料包括以下步骤：
步骤1、按重量比例称取各组分；
步骤2、将铝矾石、高岭土、石墨、石英、莫来石、锆英石、硅藻土加入球磨机进行粉碎，粉碎后干燥制成含水分5～6％的粉料；
步骤3、将步骤2制备的粉料和剩余的物料进行混合均匀，加水25～35份混合磨成细度为通过250目筛的坯料，干燥后备用；
步骤4、将步骤3中得到的坯料送进成型机压制成型，入窑烧制，自然冷却，得到建筑用耐火材料。
为了更好的实现本发明，进一步的，步骤2中球磨机中球料比为：球：水：料＝2:0.8:1。
为了更好的实现本发明，进一步的，步骤2中得到的粉料细度为200～250目。
为了更好的实现本发明，进一步的，步骤4中入窑烧制分为两次烧制，第一次烧制温度为1100～1300℃，烧制时间2～4h；第一次烧制结束后继续升温，在1600～1750℃，烧制2～4h。
为了更好的实现本发明，进一步的，入窑烧制时升温速度为：第一次烧制25℃/min，第二次烧制15℃/min。
有益效果
本发明的有益效果如下：
(1)本发明提供的建筑用耐火材料，是以铝矾土、高岭土和石墨为主要原料，经过烧制后其中氧化铝含量大于48％，氧化铝的熔点为2054℃，同时加入的锆英石进一步提高了耐火性能，从而使得本发明的材料耐火度高，硬度大，强度高。
(2)本发明提供的建筑用耐火材料，本发明添加石英、硅藻土、水玻璃提供SiO2或硅酸盐，和氧化铝结合，同时辅以耐火粘土与莫来石，形成硅酸铝结构，进一步提高了耐火材料的稳定性和耐火性；同时加入的滑石除了其粘合作用外，提供的硅酸镁可以降低最终产品的密度，使其质量变轻但硬度和强度并不受影响。
(3)本发明提供的建筑用耐火材料，最终产品形成硅酸铝盐的主要成分，同时含有锆和镁，使其对于化学腐蚀的抵抗力增强，尤其是对酸性腐蚀有很好的作用。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
本实施例提供一种建筑用耐火材料。
一种建筑用耐火材料，其特征在于，建筑用耐火材料各组分重量分数为：铝矾石25份，高岭土15份，耐火粘土15份，石墨10份，石英20份，莫来石18份，水玻璃4份，锆英石1份，硅藻土8份，滑石11份。
本实例实现的一种建筑用耐火材料包括以下步骤：
步骤1、按重量比例称取各组分；
步骤2、将铝矾石、高岭土、石墨、石英、莫来石、锆英石、硅藻土加入球磨机进行粉碎，球磨机中球料比为：球：水：料＝2:0.8:1，粉碎后干燥制成含水分5～6％的粉料，细度为200～250目；
步骤3、将步骤2制备的粉料和剩余的物料进行混合均匀，加水25份混合磨成细度为通过250目筛的坯料，干燥后备用；
步骤4、将步骤3中得到的坯料送进成型机压制成型，入窑烧制，分为两次烧制：第一次烧制时以25℃/min的速度升温，升温至1100℃，保持此温度烧制时间4h；第二次烧制时以15℃/min的速度升温，升温至160℃，保持此温度烧制时间4h。烧制结束后自然冷却，得到建筑用耐火材料。
实施例2
本实施例提供一种建筑用耐火材料。
一种建筑用耐火材料，其特征在于，建筑用耐火材料各组分重量分数为：铝矾石30份，高岭土16份，耐火粘土16份，石墨12份，石英21份，莫来石19份，水玻璃5份，锆英石2份，硅藻土9份，滑石13份。
本实例实现的一种建筑用耐火材料包括以下步骤：
步骤1、按重量比例称取各组分；
步骤2、将铝矾石、高岭土、石墨、石英、莫来石、锆英石、硅藻土加入球磨机进行粉碎，球磨机中球料比为：球：水：料＝2:0.8:1，粉碎后干燥制成含水分5～6％的粉料，细度为200～250目；
步骤3、将步骤2制备的粉料和剩余的物料进行混合均匀，加水28份混合磨成细度为通过250目筛的坯料，干燥后备用；
步骤4、将步骤3中得到的坯料送进成型机压制成型，入窑烧制，分为两次烧制：第一次烧制时以25℃/min的速度升温，升温至1150℃，保持此温度烧制时间3.5h；第二次烧制时以15℃/min的速度升温，升温至1650℃，保持此温度烧制时间3.5h。烧制结束后自然冷却，得到建筑用耐火材料。
实施例3
本实施例提供一种建筑用耐火材料。
一种建筑用耐火材料，其特征在于，建筑用耐火材料各组分重量分数为：铝矾石40份，高岭土18份，耐火粘土18份，石墨13份，石英22份，莫来石20份，水玻璃6份，锆英石3份，硅藻土10份，滑石15份。
本实例实现的一种建筑用耐火材料包括以下步骤：
步骤1、按重量比例称取各组分；
步骤2、将铝矾石、高岭土、石墨、石英、莫来石、锆英石、硅藻土加入球磨机进行粉碎，球磨机中球料比为：球：水：料＝2:0.8:1，粉碎后干燥制成含水分5～6％的粉料，细度为200～250目；
步骤3、将步骤2制备的粉料和剩余的物料进行混合均匀，加水30份混合磨成细度为通过250目筛的坯料，干燥后备用；
步骤4、将步骤3中得到的坯料送进成型机压制成型，入窑烧制，分为两次烧制：第一次烧制时以25℃/min的速度升温，升温至1200℃，保持此温度烧制时间3h；第二次烧制时以15℃/min的速度升温，升温至1700℃，保持此温度烧制时间3h。烧制结束后自然冷却，得到建筑用耐火材料。
实施例4
本实施例提供一种建筑用耐火材料。
一种建筑用耐火材料，其特征在于，建筑用耐火材料各组分重量分数为：铝矾石35份，高岭土19份，耐火粘土19份，石墨14份，石英23份，莫来石21份，水玻璃7份，锆英石4份，硅藻土11份，滑石16份。
本实例实现的一种建筑用耐火材料包括以下步骤：
步骤1、按重量比例称取各组分；
步骤2、将铝矾石、高岭土、石墨、石英、莫来石、锆英石、硅藻土加入球磨机进行粉碎，球磨机中球料比为：球：水：料＝2:0.8:1，粉碎后干燥制成含水分5～6％的粉料，细度为200～250目；
步骤3、将步骤2制备的粉料和剩余的物料进行混合均匀，加水33份混合磨成细度为通过250目筛的坯料，干燥后备用；
步骤4、将步骤3中得到的坯料送进成型机压制成型，入窑烧制，分为两次烧制：第一次烧制时以25℃/min的速度升温，升温至1250℃，保持此温度烧制时间2.5h；第二次烧制时以15℃/min的速度升温，升温至1730℃，保持此温度烧制时间2.5h。烧制结束后自然冷却，得到建筑用耐火材料。
实施例5
本实施例提供一种建筑用耐火材料。
一种建筑用耐火材料，其特征在于，建筑用耐火材料各组分重量分数为：铝矾石40份，高岭土20份，耐火粘土20份，石墨15份，石英24份，莫来石23份，水玻璃8份，锆英石5份，硅藻土12份，滑石17份。
本实例实现的一种建筑用耐火材料包括以下步骤：
步骤1、按重量比例称取各组分；
步骤2、将铝矾石、高岭土、石墨、石英、莫来石、锆英石、硅藻土加入球磨机进行粉碎，球磨机中球料比为：球：水：料＝2:0.8:1，粉碎后干燥制成含水分5～6％的粉料，细度为200～250目；
步骤3、将步骤2制备的粉料和剩余的物料进行混合均匀，加水35份混合磨成细度为通过250目筛的坯料，干燥后备用；
步骤4、将步骤3中得到的坯料送进成型机压制成型，入窑烧制，分为两次烧制：第一次烧制时以25℃/min的速度升温，升温至1300℃，保持此温度烧制时间2h；第二次烧制时以15℃/min的速度升温，升温至1750℃，保持此温度烧制时间2h。烧制结束后自然冷却，得到建筑用耐火材料。
上述实施例1至5中提供的建筑用耐火材料中的材料成分比例如下表1所示：
表1材料组分重量份
| 组分重量份 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 |
| 铝矾土 | 25 | 30 | 40 | 35 | 40 |
| 高岭石 | 15 | 16 | 18 | 19 | 20 |
| 耐火粘土 | 15 | 16 | 18 | 19 | 20 |
| 石墨 | 10 | 12 | 13 | 14 | 15 |
| 石英 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 |
| 莫来石 | 18 | 19 | 20 | 21 | 23 |
| 水玻璃 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 锆英石 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 硅藻土 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| 滑石 | 11 | 13 | 15 | 16 | 17 |
对上述实施例1至5中制得的建筑用耐火材料热膨胀系数和密度性质进行测试，测试方法如下：
耐火材料的体积或长度随着温度的升高而增大的屋里性质称为热膨胀。热膨胀系数是指耐火材料由室温加热至试验温度的区间内，温度没升高1℃，试样体积或长度的相对变化率。其按照国家标准GB/T7320规定的方法检测。
导热系数是指单位温度梯度下，单位时间内通过的单位垂直面积的热量。导热系数的测试分为动态法和稳态法，稳态法又分为热流计法和防护热板法。考虑到仪器精度以及控温范围，参照GB/T10294-2008标准，采用防护热板法进行测试。实验仪器包括主体、冷热源控制系统和智能测量仪三部分。主体由热板、冷板和试件夹紧系统组成。热板包括主加热板、护加热板以及背护加热板三个主要部分。主加热板和护加热板由电阻加热器及智能测量仪控温，背护加热板由精密恒温水槽控温，使三块加热板的温度保持一致。冷板由铝板、半导体制冷体和冷却水套组成，可精确控制冷板温度在设定值。智能测量仪用于整个测试系统的温度测量及控制，以实现全自动的测试。
每种材料各制备3～6个尺寸为30cm×30cm×3～5cm的试件，在不同温度和含湿量下对导热系数进行12～35次测试。测试前先将试件培养至不同的含湿量，然后将试件的各面用4层塑料薄膜包裹起来。薄膜的水蒸气渗透阻Sd>1.5m，可视为不透气。其厚度和热阻分别为0.0225mm和0.000537m2K/W，均可以忽略。
密度测试使用固体密度测试仪进行检测。
对上述实施例1至5中制得的建筑用耐火材料进行性能测试结果如下表3所示：
表3测试结果
| 测试结果 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 对照例 |
| 热膨胀系数m/m.K | 5.2×10-6 | 9.4×10-7 | 7.6×10-7 | 8.8×10-7 | 4.3×10-6 | 5.2×10-4 |
| 导热系数W/m.K | 42 | 39 | 38 | 39 | 40 | 160 |
| 密度g/cm3 | 1.41 | 1.33 | 1.22 | 1.36 | 1.45 | 70 |
上述实施例1至5中制得的建筑用耐火材料进行热膨胀系数、导热系数和密度检测。实施例其性能均好于市面正常的建筑材料，其中以实施例3中制得的建筑用耐火材料的各项性能最佳，为最佳实施例。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种建筑用耐火材料，其特征在于，建筑用耐火材料各组分重量分数为：铝矾石25～40份，高岭土15～20份，耐火粘土15～20份，石墨10～15份，石英20～24份，莫来石18～23份，水玻璃4～8份，锆英石1～5份，硅藻土8～12份，滑石11～17份。
2.根据权利要求1所述的一种建筑用耐火材料，其特征在于，建筑用耐火材料各组分重量分数为：铝矾石40份，高岭土18份，耐火粘土18份，石墨13份，石英22份，莫来石20份，水玻璃6份，锆英石3份，硅藻土10份，滑石15份。
3.根据权利要求1所述的一种建筑用耐火材料，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、按重量比例称取各组分；
步骤2、将铝矾石、高岭土、石墨、石英、莫来石、锆英石、硅藻土加入球磨机进行粉碎，粉碎后干燥制成含水分5～6％的粉料；
步骤3、将步骤2制备的粉料和剩余的物料进行混合均匀，加水25～35份混合磨成细度为通过250目筛的坯料，干燥后备用；
步骤4、将步骤3中得到的坯料送进成型机压制成型，入窑烧制，自然冷却，得到建筑用耐火材料。
4.根据权利要求3所述的一种建筑用耐火材料，其特征在于，步骤2中球磨机中球料比为：球：水：料＝2:0.8:1。
5.根据权利要求3所述的一种建筑用耐火材料，其特征在于，步骤2中得到的粉料细度为200～250目。
6.根据权利要求3所述的一种建筑用耐火材料，其特征在于，步骤4中入窑烧制分为两次烧制，第一次烧制温度为1100～1300℃，烧制时间2～4h；第一次烧制结束后继续升温，在1600～1750℃，烧制2～4h。
7.根据权利要求3和权利要求6所述的一种建筑用耐火材料，其特征在于，入窑烧制时升温速度为：第一次烧制25℃/min，第二次烧制15℃/min。
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2018
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Application publication date: 20180928 |