CN108751943B - 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 (3)
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；
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；
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；
所述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，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。
2.根据权利要求1所述的一种高强度抗裂陶质砖，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%。
3.一种权利要求1~2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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