CN108751943A - 一种高强度抗裂陶质砖 - Google Patents
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Abstract
本发明主要涉及陶瓷加工技术领域,公开了一种高强度抗裂陶质砖,由以下原料制成:改性粘土45~47、镁基蒙脱土30~32、火山岩27~29、陶瓷回收料16~18、海泡石11~13;本发明提供的高强度抗裂陶质砖,强度高,耐磨性强,能够明显抑制陶质砖表面出现断裂和脱落,延长陶质砖的使用寿命;先将改性粘土、镁基蒙脱土、火山岩、陶瓷回收料和海泡石分别进行粉碎,原料简单,来源广泛,比例协调,能够增加陶质砖的强度和抗裂性;改性粘土是将粘土粉碎后加水煮沸,调节至酸性后加入少量硼砂,使粘土与硼紧密结合,增加粘土的粘稠度,利于砖体压制成型,使砖体吸水后能够保持较强的结合力,避免断裂。
Description
技术领域
本发明主要涉及陶瓷加工技术领域,尤其涉及一种高强度抗裂陶质砖。
背景技术
随着人们生活质量的提高和审美观点的改变,瓷砖的使用越来越广泛,但是目前市场上瓷砖的种类琳琅满目,特性和用法差异性很大,根据吸水率的不同可以将瓷砖分为瓷质砖、炻瓷砖、细炻砖、炻质砖和陶质砖,其中陶质砖的吸水率的吸水率大于10%,经常用于室外装修,避免路面积水,同样也是由于陶质砖的吸水性强,在吸水潮湿状态下使陶质砖的强度降低,车辆和行人从陶质砖表面经过的过程中,容易使砖面开裂剥落,使路面陶质砖铺设的路面产生大量的碎渣,严重影响路面的清洁和美观。
现有专利文件CN 103833331 B公开了一种利用高铝粉煤灰制备陶质砖的方法,具体公开了陶质砖的配方为高铝粉煤灰60~70%、粘土10~20%、长石10~15%、石英1~10%,添加大量煤粉,能够节约大量生产成本,但是得到的陶质砖的强度较低,使用一段时间后就会出现表层断裂和脱落的现象。
发明内容
为了弥补已有技术的缺陷,本发明的目的是提供一种高强度抗裂陶质砖。
一种高强度抗裂陶质砖,由以下重量份的原料制成:改性粘土45~47、镁基蒙脱土30~32、火山岩27~29、陶瓷回收料16~18、海泡石11~13。
所述的改性粘土,将粘土粉碎至120~160目,向粘土中加入粘土等重量的水,煮沸后保温20~40分钟,混合均匀,调节pH为5.1~5.3,再加入粘土重量3~5%的硼砂,搅拌至完全混匀,烘干至含水量为8~10%,使粘土与硼紧密结合,增加粘土的粘稠度,利于砖体压制成型,使砖体吸水后能够保持较强的结合力,避免断裂,得改性粘土。
所述的陶瓷回收料,为废旧陶瓷、陶瓷残次品、陶瓷碎料中的一种或几种的任意混合。
一种高强度抗裂陶质砖的制备方法,包括以下步骤:
(1)按重量份称取改性粘土、镁基蒙脱土、火山岩、陶瓷回收料和海泡石,分别将各原料粉碎至80~100目,原料简单,来源广泛,比例协调,能够增加陶质砖的强度和抗裂性,待用;
(2)将粉碎后的陶瓷回收料球磨至300~400目,加热至温度为210~240℃,加入与陶瓷回收料等重量的pH为4.5~4.9的盐酸溶液,保温至含水量为30~35%,能够对陶瓷废料进行快速活化,增加陶瓷多孔性,使陶瓷废料与其它原料紧密结合,提高陶质砖的强度和抗裂性,得活化陶瓷回收料;
(3)将粉碎后的改性粘土、镁基蒙脱土、火山岩和海泡石混合,球磨至粒径为200~300目,加入活化陶瓷回收料,混合均匀,磁化除铁,得粉碎料;
(4)向粉碎料中加入纳米二氧化钛分散液,加入量为粉碎料重量的1/4~1/3,于80~90℃真空搅拌均匀,调节含水量至14~16%,利于砖体成型,使砖面整齐,增加抑菌性和吸附性,避免长期潮湿的区域滋生细菌而导致地面湿滑,得混合料;
(5)将混合料置于温度为25~30℃、环境湿度为73~75%的环境中,密封,静置陈腐48~72小时,得陈腐料;
(6)将陈腐料置于成型机中,压制成型,得成型生坯;
(7)将成型生坯置于窑炉内,先以1.1~1.3℃/分钟的速度加热至570~610℃,保温40~60分钟,使生坯表面的水分缓慢挥发,增加陶质砖的孔隙度和吸附性,提高陶质砖的吸水量,再继续升高温度至820~890℃,保温100~120分钟,增加陶质砖内部的孔隙度和吸附性,避免路面积水和湿滑,以2~3℃/分钟的速度加热至1160~1190℃,保温30~40分钟,使陶质砖表面出现玻化,提高陶质砖表面的承受力,避免出现断裂和脱落,自然冷却,得烧制品;
(8)对烧制品进行后处理,得高强度抗裂陶质砖。
所述步骤(4)的纳米二氧化钛分散液,纳米二氧化钛的含量为8~10%。
所述高强度抗裂陶质砖的使用方法,用于外墙和室外地面的铺设。
本发明的优点是:本发明提供的高强度抗裂陶质砖,强度高,耐磨性强,能够明显抑制陶质砖表面出现断裂和脱落,延长陶质砖的使用寿命;先将改性粘土、镁基蒙脱土、火山岩、陶瓷回收料和海泡石分别进行粉碎,原料简单,来源广泛,比例协调,能够增加陶质砖的强度和抗裂性;改性粘土是将粘土粉碎后加水煮沸,调节至酸性后加入少量硼砂,使粘土与硼紧密结合,增加粘土的粘稠度,利于砖体压制成型,使砖体吸水后能够保持较强的结合力,避免断裂;海泡石的加入能够使砖体吸水后增加柔弹性,缓解外界施加的压力,干燥后砖体恢复硬度,避免传统陶质砖吸水后强度降低、表面断裂的缺点;陶瓷回收料粉碎后进行加热和调酸,能够对陶瓷废料进行快速活化,增加陶瓷多孔性,使陶瓷废料与其它原料紧密结合,提高陶质砖的强度和抗裂性;之后再将剩下的原料进行球磨,增加微粒表面积,提高砖体的光滑性和吸水性,避免路面积水和湿滑;所有原料混合后加入纳米二氧化钛分散液调节湿度,利于砖体成型,使砖面整齐,增加抑菌性和吸附性,避免长期潮湿的区域滋生细菌而导致地面湿滑;成型后先缓慢加热,使生坯表面的水分缓慢挥发,增加陶质砖的孔隙度和吸附性,提高陶质砖的吸水量;再继续缓慢加热使陶质砖内部的水分缓慢从表层挥发,增加陶质砖内部的孔隙度和吸附性,避免路面积水和湿滑,最后快速加热并进行短时保温,使陶质砖表面出现玻化,提高陶质砖表面的承受力,避免出现断裂和脱落;陶质砖可以用于外墙和室外地面的铺设,用途广泛。
具体实施方式
下面用具体实施例说明本发明。
实施例1
一种高强度抗裂陶质砖,由以下重量份的原料制成:改性粘土45、镁基蒙脱土30、火山岩27、陶瓷回收料16、海泡石11。
所述的改性粘土,将粘土粉碎至120目,向粘土中加入粘土等重量的水,煮沸后保温20分钟,混合均匀,调节pH为5.1~5.3,再加入粘土重量3%的硼砂,搅拌至完全混匀,烘干至含水量为8~10%,使粘土与硼紧密结合,增加粘土的粘稠度,利于砖体压制成型,使砖体吸水后能够保持较强的结合力,避免断裂,得改性粘土。
所述的陶瓷回收料,为废旧陶瓷、陶瓷残次品、陶瓷碎料中的一种或几种的任意混合。
一种高强度抗裂陶质砖的制备方法,包括以下步骤:
(1)按重量份称取改性粘土、镁基蒙脱土、火山岩、陶瓷回收料和海泡石,分别将各原料粉碎至80目,原料简单,来源广泛,比例协调,能够增加陶质砖的强度和抗裂性,待用;
(2)将粉碎后的陶瓷回收料球磨至300目,加热至温度为210℃,加入与陶瓷回收料等重量的pH为4.5的盐酸溶液,保温至含水量为30~35%,能够对陶瓷废料进行快速活化,增加陶瓷多孔性,使陶瓷废料与其它原料紧密结合,提高陶质砖的强度和抗裂性,得活化陶瓷回收料;
(3)将粉碎后的改性粘土、镁基蒙脱土、火山岩和海泡石混合,球磨至粒径为200目,加入活化陶瓷回收料,混合均匀,磁化除铁,得粉碎料;
(4)向粉碎料中加入纳米二氧化钛分散液,纳米二氧化钛分散液中纳米二氧化钛的含量为8%,加入量为粉碎料重量的1/4,于80℃真空搅拌均匀,调节含水量至14%,利于砖体成型,使砖面整齐,增加抑菌性和吸附性,避免长期潮湿的区域滋生细菌而导致地面湿滑,得混合料;
(5)将混合料置于温度为25℃、环境湿度为73%的环境中,密封,静置陈腐48小时,得陈腐料;
(6)将陈腐料置于成型机中,压制成型,得成型生坯;
(7)将成型生坯置于窑炉内,先以1.1℃/分钟的速度加热至570℃,保温40分钟,使生坯表面的水分缓慢挥发,增加陶质砖的孔隙度和吸附性,提高陶质砖的吸水量,再继续升高温度至820℃,保温100分钟,增加陶质砖内部的孔隙度和吸附性,避免路面积水和湿滑,以2℃/分钟的速度加热至1160℃,保温30分钟,使陶质砖表面出现玻化,提高陶质砖表面的承受力,避免出现断裂和脱落,自然冷却,得烧制品;
(8)对烧制品进行后处理,得高强度抗裂陶质砖。
所述高强度抗裂陶质砖的使用方法,用于外墙和室外地面的铺设。
实施例2
一种高强度抗裂陶质砖,由以下重量份的原料制成:改性粘土46、镁基蒙脱土31、火山岩28、陶瓷回收料17、海泡石12。
所述的改性粘土,将粘土粉碎至140目,向粘土中加入粘土等重量的水,煮沸后保温30分钟,混合均匀,调节pH为5.1~5.3,再加入粘土重量4%的硼砂,搅拌至完全混匀,烘干至含水量为8~10%,使粘土与硼紧密结合,增加粘土的粘稠度,利于砖体压制成型,使砖体吸水后能够保持较强的结合力,避免断裂,得改性粘土。
所述的陶瓷回收料,为废旧陶瓷、陶瓷残次品、陶瓷碎料中的一种或几种的任意混合。
一种高强度抗裂陶质砖的制备方法,包括以下步骤:
(1)按重量份称取改性粘土、镁基蒙脱土、火山岩、陶瓷回收料和海泡石,分别将各原料粉碎至90目,原料简单,来源广泛,比例协调,能够增加陶质砖的强度和抗裂性,待用;
(2)将粉碎后的陶瓷回收料球磨至350目,加热至温度为230℃,加入与陶瓷回收料等重量的pH为4.7的盐酸溶液,保温至含水量为30~35%,能够对陶瓷废料进行快速活化,增加陶瓷多孔性,使陶瓷废料与其它原料紧密结合,提高陶质砖的强度和抗裂性,得活化陶瓷回收料;
(3)将粉碎后的改性粘土、镁基蒙脱土、火山岩和海泡石混合,球磨至粒径为250目,加入活化陶瓷回收料,混合均匀,磁化除铁,得粉碎料;
(4)向粉碎料中加入纳米二氧化钛分散液,纳米二氧化钛分散液中纳米二氧化钛的含量为9%,加入量为粉碎料重量的1/3,于85℃真空搅拌均匀,调节含水量至15%,利于砖体成型,使砖面整齐,增加抑菌性和吸附性,避免长期潮湿的区域滋生细菌而导致地面湿滑,得混合料;
(5)将混合料置于温度为28℃、环境湿度为74%的环境中,密封,静置陈腐60小时,得陈腐料;
(6)将陈腐料置于成型机中,压制成型,得成型生坯;
(7)将成型生坯置于窑炉内,先以1.2℃/分钟的速度加热至590℃,保温50分钟,使生坯表面的水分缓慢挥发,增加陶质砖的孔隙度和吸附性,提高陶质砖的吸水量,再继续升高温度至850℃,保温110分钟,增加陶质砖内部的孔隙度和吸附性,避免路面积水和湿滑,以2.5℃/分钟的速度加热至1180℃,保温35分钟,使陶质砖表面出现玻化,提高陶质砖表面的承受力,避免出现断裂和脱落,自然冷却,得烧制品;
(8)对烧制品进行后处理,得高强度抗裂陶质砖。
所述高强度抗裂陶质砖的使用方法,用于外墙和室外地面的铺设。
实施例3
一种高强度抗裂陶质砖,由以下重量份的原料制成:改性粘土47、镁基蒙脱土32、火山岩29、陶瓷回收料18、海泡石13。
所述的改性粘土,将粘土粉碎至160目,向粘土中加入粘土等重量的水,煮沸后保温40分钟,混合均匀,调节pH为5.1~5.3,再加入粘土重量5%的硼砂,搅拌至完全混匀,烘干至含水量为10%,使粘土与硼紧密结合,增加粘土的粘稠度,利于砖体压制成型,使砖体吸水后能够保持较强的结合力,避免断裂,得改性粘土。
所述的陶瓷回收料,为废旧陶瓷、陶瓷残次品、陶瓷碎料中的一种或几种的任意混合。
一种高强度抗裂陶质砖的制备方法,包括以下步骤:
(1)按重量份称取改性粘土、镁基蒙脱土、火山岩、陶瓷回收料和海泡石,分别将各原料粉碎至100目,原料简单,来源广泛,比例协调,能够增加陶质砖的强度和抗裂性,待用;
(2)将粉碎后的陶瓷回收料球磨至400目,加热至温度为240℃,加入与陶瓷回收料等重量的pH为4.9的盐酸溶液,保温至含水量为35%,能够对陶瓷废料进行快速活化,增加陶瓷多孔性,使陶瓷废料与其它原料紧密结合,提高陶质砖的强度和抗裂性,得活化陶瓷回收料;
(3)将粉碎后的改性粘土、镁基蒙脱土、火山岩和海泡石混合,球磨至粒径为300目,加入活化陶瓷回收料,混合均匀,磁化除铁,得粉碎料;
(4)向粉碎料中加入纳米二氧化钛分散液,纳米二氧化钛分散液中纳米二氧化钛的含量为10%,加入量为粉碎料重量的1/3,于90℃真空搅拌均匀,调节含水量至16%,利于砖体成型,使砖面整齐,增加抑菌性和吸附性,避免长期潮湿的区域滋生细菌而导致地面湿滑,得混合料;
(5)将混合料置于温度为30℃、环境湿度为75%的环境中,密封,静置陈腐72小时,得陈腐料;
(6)将陈腐料置于成型机中,压制成型,得成型生坯;
(7)将成型生坯置于窑炉内,先以1.3℃/分钟的速度加热至610℃,保温60分钟,使生坯表面的水分缓慢挥发,增加陶质砖的孔隙度和吸附性,提高陶质砖的吸水量,再继续升高温度至890℃,保温120分钟,增加陶质砖内部的孔隙度和吸附性,避免路面积水和湿滑,以3℃/分钟的速度加热至1190℃,保温40分钟,使陶质砖表面出现玻化,提高陶质砖表面的承受力,避免出现断裂和脱落,自然冷却,得烧制品;
(8)对烧制品进行后处理,得高强度抗裂陶质砖。
所述高强度抗裂陶质砖的使用方法,用于外墙和室外地面的铺设。
对比例1
去除改性粘土,其余制备和使用方法,同实施例1。
对比例2
去除镁基蒙脱土,其余制备和使用方法,同实施例1。
对比例3
去除火山岩,其余制备和使用方法,同实施例1。
对比例4
去除陶瓷回收料,其余制备和使用方法,同实施例1。
对比例5
去除海泡石,其余制备和使用方法,同实施例1。
对比例6
去除步骤(2),其余制备和使用方法,同实施例1。
对比例7
步骤(4)中的纳米二氧化钛分散液改为水,其余制备和使用方法,同实施例1。
对比例8
步骤(7)中的直接以1.1℃/分钟的速度加热至1160℃,其余制备和使用方法,同实施例1。
对比例9
专利文件CN 103833331 B公开了一种利用高铝粉煤灰制备陶质砖的方法。
实施例和对比例陶质砖的性能:
分别随机选择实施例和对比例的陶质砖各9块,大小为30×30cm,各组的陶质砖再随机分为3组,每组3块,分别用于检测陶质砖的强度、吸水率及断裂模数,以GB/T4100-2006为基准,结果取平均值,实施例和对比例陶质砖的性能见表1。
表1:实施例和对比例陶质砖的性能
项目 | 强度/(MPa) | 吸水率/(%) | 断裂模数/(MPa) |
实施例1 | 26.8 | 16.4 | 55.6 |
实施例2 | 27.3 | 17.2 | 56.3 |
实施例3 | 27.1 | 16.7 | 56.2 |
对比例1 | 19.4 | 8.1 | 41.4 |
对比例2 | 21.5 | 9.7 | 45.2 |
对比例3 | 14.2 | 8.8 | 41.6 |
对比例4 | 15.6 | 10.4 | 40.3 |
对比例5 | 16.1 | 7.9 | 38.7 |
对比例6 | 22.5 | 10.3 | 47.4 |
对比例7 | 12.7 | 12.1 | 39.2 |
对比例8 | 13.9 | 10.5 | 40.3 |
对比例9 | 17.6 | 11.2 | 26.6 |
表1的结果表明,实施例的高强度抗裂陶质砖,强度、吸水率及断裂模数均明显较对比例高,说明本发明提供的高强度抗裂陶质砖具有很好的强度和抗裂性能。
Claims (6)
1.一种高强度抗裂陶质砖,其特征在于,由以下重量份的原料制成:改性粘土45~47、镁基蒙脱土30~32、火山岩27~29、陶瓷回收料16~18、海泡石11~13。
2.根据权利要求1所述高强度抗裂陶质砖,其特征在于,所述的改性粘土,将粘土粉碎至120~160目,向粘土中加入粘土等重量的水,煮沸后保温20~40分钟,混合均匀,调节pH为5.1~5.3,再加入粘土重量3~5%的硼砂,搅拌至完全混匀,烘干至含水量为8~10%,得改性粘土。
3.根据权利要求1所述高强度抗裂陶质砖,其特征在于,所述的陶瓷回收料,为废旧陶瓷、陶瓷残次品、陶瓷碎料中的一种或几种的任意混合。
4.一种根据权利要求1所述高强度抗裂陶质砖的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)按重量份称取改性粘土、镁基蒙脱土、火山岩、陶瓷回收料和海泡石,分别将各原料粉碎至80~100目,待用;
(2)将粉碎后的陶瓷回收料球磨至300~400目,加热至温度为210~240℃,加入与陶瓷回收料等重量的pH为4.5~4.9的盐酸溶液,保温至含水量为30~35%,得活化陶瓷回收料;
(3)将粉碎后的改性粘土、镁基蒙脱土、火山岩和海泡石混合,球磨至粒径为200~300目,加入活化陶瓷回收料,混合均匀,磁化除铁,得粉碎料;
(4)向粉碎料中加入纳米二氧化钛分散液,加入量为粉碎料重量的1/4~1/3,于80~90℃真空搅拌均匀,调节含水量至14~16%,得混合料;
(5)将混合料置于温度为25~30℃、环境湿度为73~75%的环境中,密封,静置陈腐48~72小时,得陈腐料;
(6)将陈腐料置于成型机中,压制成型,得成型生坯;
(7)将成型生坯置于窑炉内,先以1.1~1.3℃/分钟的速度加热至570~610℃,保温40~60分钟,再继续升高温度至820~890℃,保温100~120分钟,以2~3℃/分钟的速度加热至1160~1190℃,保温30~40分钟,自然冷却,得烧制品;
(8)对烧制品进行后处理,得高强度抗裂陶质砖。
5.根据权利要求4所述高强度抗裂陶质砖的制备方法,其特征在于,所述步骤(4)的纳米二氧化钛分散液,纳米二氧化钛的含量为8~10%。
6.一种权利要求1~5任一项所述高强度抗裂陶质砖的使用方法,其特征在于,用于外墙和室外地面的铺设。
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