CN109231962A - 纳米微晶复合发泡陶瓷装配式墙体砌筑材料及其制造方法 - Google Patents

纳米微晶复合发泡陶瓷装配式墙体砌筑材料及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种纳米微晶复合发泡陶瓷装配式墙体砌筑材料的制造方法以及采用上述方法制造的纳米微晶复合发泡陶瓷装配式墙体砌筑材料。该墙体砌筑材料是通过无机非金属材料作原材料烧制成纳米微晶熔块，运用受控晶化技术将纳米微晶熔块在适当的热处理烧成温度下与发泡陶瓷无机材料配制的混合材料一起，在高温热处理烧成温度下使颗粒结晶，从而烧制得到纳米微晶复合发泡陶瓷装配式墙体砌筑材料。由此制造的墙体砌筑材料不但物理型力学性能、抗压性能、隔音效果和稳定性良好，并且具备耐污染，无放射性元素，绿色环保，防火阻燃安全性能好，防冻，耐腐蚀，不老化等优点。

Description

纳米微晶复合发泡陶瓷装配式墙体砌筑材料及其制造方法
技术领域
本发明属于材料领域，具体涉及一种用发电厂粉煤灰生产纳米微晶复合发泡陶瓷装配式墙体砌筑材料的方法。
背景技术
墙体是建筑物的重要组成部分，一般分为内墙和外墙。目前，墙体大多采用砖混材料或混凝土材料，其可以满足一般的强度、稳定性和隔音等建筑要求。但是，为了实现更优的保温隔热、防火防潮以及美观等建筑要求，砖混材料砌筑的墙体还需要增加保温隔热材料层、防火防潮涂材料层或者外砌材料层等材料和工艺，因此大大增加了建筑成本，需要耗费更长时间，有时还对建筑外环境造成不必要的污染。
在现有技术中，也有部分建筑采用了外挂石材作为外立面，由此提高装饰效果，但是采用这种装饰材料成本高，工艺复杂，也无法有效改进保温隔热、防火防潮等问题。
发明内容
为了解决以上问题，本发明提出了一种用发电厂粉煤灰、河道淤泥为主要原材料制成的纳米微晶复合发泡陶瓷装配式墙体砌筑材料及其制造方法。
一种纳米微晶复合发泡陶瓷装配式墙体砌筑材料的制造方法，该墙体砌筑材料包括纳米微晶部分和发电厂粉煤灰、河道淤泥固体废料部分两个部分。
生产该墙体砌筑材料的步骤如下：
第一步：制备备料Ⅰ，备料Ⅰ为纳米微晶部分的材料配合料，按以下配方（质量分数）准备纳米微晶配合原料：
石英砂 47%--57%
方解石 20%--30%
氧化铝 5%--10%
碳酸钡 4%--8%
氧化锌 4%--8%
纯 碱 4%--8%
氧化锑 1%--3%
着色剂 1%--3%
各组分之和等于 100%
将以上纳米微晶配合原料混合搅拌均匀送入电熔化窑或马蹄焰天然气熔化窑煅烧，在1400-1420摄氏度的高温烧制过程中，把纳米微晶配合原料熔化成熔融料，之后，将上述熔蓉料经过水淬冷却制成2mm—4mm颗粒料并烘干水份，过筛备用；或者，将上述熔融料采用双辊对压制成2mm—4mm冷却破碎成颗粒料，过筛备用；由此制得备料Ⅰ；
第二步：制备备料Ⅱ，即固体废料部分的材料配合料，按以下配方（质量分数）准备下列固体废料配合原料：
发电厂粉煤灰 40%--50%
河道淤泥 20%--30%
钾长石尾矿 10%--20%
废弃玻璃 5%--10%
煤矸石 8%--13%
碳酸钙 3%--6%
发泡剂 1%--5%
各组分之和等于 100%
将以上固体废料配合原料混合搅拌均匀进入球磨机水球磨成泥浆，泥浆经过喷雾干燥炉制得1mm-2mm细小颗粒备用；或者，将以上固体废料配合原料混合搅拌均匀进入球磨机，球磨成300目左右细粉备用；由此制得备料Ⅱ；
第三步：在隧道窑窑车上布置马脚砖；
第四步：在马脚砖之上分别布置碳化硅方梁；
第五步：在碳化硅方梁上面布置堇青石、莫来石中空棚板；
第六步：在中空棚板四周边上布置堇青石、莫来石档条；
第七步：在堇青石、莫来石中空棚板上面布置一层0.5mm--0.7mm厚的高温纤维纸；
第八步：在高温纤维纸上面布置第一步备料Ⅰ中的纳米微晶颗粒，1平方米布10.35kg-10.50kg；
第九步：在纳米微晶颗粒料上面布置第二步备料Ⅱ中的球磨混合1mm—2mm颗粒料或300目细粉，1平方米布106kg-108kg；
第十步：将布好的由备料Ⅰ和备料Ⅱ形成的一层混合料送进隧道窑进行升温烧制，升温到1140℃-1160℃时保温20—40分钟,得到纳米微晶复合发泡陶瓷装配式墙体砌筑材料成品，之后降温冷却到100℃--80℃出窑；
第十一步：等窑车出窑后送入回车线卸去档条；
第十二步：把已烧好的纳米微晶复合发泡陶瓷装配式墙体砌筑材料，从堇青石、莫来石中空棚上取下；
第十三步：进行磨平、抛光、切割，加工成需要的尺寸。
进一步的，第一步中，熔化窑采用连续加料运行，纳米微晶熔融料水淬过程是熔融料直接流入水池，采用连续运行。
进一步的，第一步中，烧制完成的纳米微晶颗粒料的微晶体粒子直径为0.1-100纳米。
进一步的，第二步中的发泡剂为碳化硅。
进一步的，第六步中，档条高度根据纳米微晶复合发泡陶瓷装配式墙体砌筑材料发泡高度的需要确定。
进一步的，在窑车上面布置2层或多层混合料，其中每层混合料的布设均由重复以上第三至第九步得到。
进一步的，第十步中，在隧道窑中进行升温烧制，根据复合发泡所需时间，升温到1140℃-1160℃的时间为6.5-7小时。
进一步的，纳米微晶复合发泡陶瓷装配式墙体建筑材料成品的1平方米比重为：1000mm*1000mm*260mm*比重0.446=116kg/m3。
进一步的，纳米微晶复合发泡陶瓷装配式墙体建筑材料成品的纳米微晶颗粒料的厚度为5-8mm。
本发明还涉及一种采用上述方法制造的纳米微晶复合发泡陶瓷装配式墙体砌筑材料。
本发明的墙体砌筑材料是通过无机非金属材料作原材料烧制成纳米微晶熔块，运用受控晶化技术将纳米微晶熔块在适当的热处理烧成温度下与发泡陶瓷无机材料配制的混合材料一起，在高温热处理烧成温度下使颗粒结晶，从而烧制得到纳米微晶复合发泡陶瓷装配式墙体砌筑材料。由此制造的墙体砌筑材料不但物理型力学性能、抗压性能、隔音效果和稳定性良好，而且具有保温防冻、耐腐蚀、不老化、导热系数低、防火阻燃安全性好等特点。此外，该墙体砌筑材料的质地均匀、外表细腻、表面光泽耐久、耐污染、可调色、无放射性元素、绿色环保。 此外，由于本方法中采用无污染的固体废料，能够大大降低生产成本；同时也将废物进行再生利用，有效减少环境污染和资源浪费。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制。在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
图1是纳米微晶复合发泡陶瓷装配式墙体砌筑材料的成品图。
图2是隧道窑内多层同时烧制的视图。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。
本发明提出了一种用发电厂粉煤灰、河道淤泥为主要原材料制成的纳米微晶复合发泡陶瓷装配式墙体砌筑材料及其制造方法。
实施例1
一种纳米微晶复合发泡陶瓷装配式墙体砌筑材料的制造方法，该墙体砌筑材料包括纳米微晶部分和发电厂粉煤灰、河道淤泥固体废料部分两个部分；
生产该墙体砌筑材料的步骤如下：
第一步：制备备料Ⅰ，备料Ⅰ为纳米微晶部分的材料配合料，按以下配方（质量分数）准备纳米微晶配合原料：
石英砂 52%
方解石 22%
氧化铝 6%
碳酸钡 5.5%
氧化锌 5.5%
纯 碱 5.5%
氧化锑（澄清剂） 2%
着色剂 1.5%
将以上纳米微晶配合原料混合搅拌均匀送入电熔化窑或马蹄焰天然气熔化窑煅烧，在1400-1420摄氏度的高温烧制过程中，把纳米微晶配合原料熔化成熔融料。之后，将上述熔融料经过水淬冷却制成2mm—4mm颗粒料并烘干水份，过筛备用；或者，将上述熔融料采用双辊对压制成2mm—4mm冷却破碎成颗粒料，过筛备用。由此制得备料Ⅰ；
第二步：制备备料Ⅱ，即固体废料部分的材料配合料，按以下配方（质量分数）准备下列固体废料配合原料：
发电厂粉煤灰 43%
河道淤泥 22%
钾长石尾矿 12%
废弃玻璃 6%
煤矸石 11%
碳酸钙 4%
发泡剂 2%
将以上固体废料配合原料混合搅拌均匀进入球磨机水球磨成泥浆，泥浆经过喷雾干燥炉制得1mm-2mm细小颗粒备用；或者，将以上固体废料配合原料混合搅拌均匀进入球磨机，球磨成300目左右细粉备用；由此制得备料Ⅱ。
第三步：在隧道窑窑车上布置马脚砖。
第四步：在马脚砖之上分别布置碳化硅方梁。
第五步：在碳化硅方梁上面布置堇青石、莫来石中空棚板。
第六步：在中空棚板四周边上布置堇青石、莫来石档条。
第七步：在堇青石、莫来石中空棚板上面布置一层0.5mm--0.7mm厚的高温纤维纸。
第八步：在高温纤维纸上面布置第一步备料Ⅰ中的纳米微晶颗粒，1平方米布10.35kg-10.50kg。
第九步：在纳米微晶颗粒料上面布置第二步备料Ⅱ中的球磨混合1mm—2mm颗粒料或300目细粉，1平方米布106kg-108kg。
第十步：将布好的由备料Ⅰ和备料Ⅱ形成的一层混合料送进隧道窑进行升温烧制，升温到1140℃-1160℃时保温20—40分钟,得到纳米微晶复合发泡陶瓷装配式墙体砌筑材料成品，之后降温冷却到100℃--80℃出窑。
第十一步：等窑车出窑后送入回车线卸去档条。
第十二步：把已烧好的纳米微晶复合发泡陶瓷装配式墙体砌筑材料，从堇青石、莫来石中空棚上取下。
第十三步：进行磨平、抛光、切割，加工成需要的尺寸。
进一步的，第一步中，熔化窑采用连续加料运行，纳米微晶熔融料水淬过程是熔融料直接流入水池，采用连续运行。
进一步的，第一步中，烧制完成的纳米微晶颗粒料的微晶体粒子直径为0.1-100纳米。
进一步的，第二步中的发泡剂为碳化硅。
进一步的，第六步中，档条高度根据纳米微晶复合发泡陶瓷装配式墙体砌筑材料发泡高度的需要确定。
进一步的，在窑车上面布置2层或多层混合料，其中每层混合料的布设均由重复以上第三至第九步得到。
进一步的，第十步中，在隧道窑中进行升温烧制，根据复合发泡所需时间，升温到1140℃-1160℃的时间为6.5-7小时。
进一步的，纳米微晶复合发泡陶瓷装配式墙体建筑材料成品的1平方米比重为：1000mm*1000mm*260mm*比重0.446=116kg/m3。
进一步的，纳米微晶复合发泡陶瓷装配式墙体建筑材料成品的纳米微晶颗粒料的厚度为5-8mm。
本发明还涉及一种采用上述方法制造的纳米微晶复合发泡陶瓷装配式墙体砌筑材料。
本方法生产的纳米微晶复合发泡陶瓷装配式墙体砌筑材料具有：物理型力学性能良好，质地均匀，外表细腻，表面光泽耐久，耐污染，可调色，无放射性元素，绿色环保，防火阻燃安全性好，防冻，耐腐蚀，不老化，导热系数低，抗压强度好，隔音隔热等优点。
本发明中的纳米微晶颗粒与现有材料的具体性能比较见下表：
性能 单位 纳米微晶颗粒 无孔微晶石 花岗石
体积密度 g/cm<sup>2</sup> 2.68 2.65 2.7
抗压强度 Mpa 904 400 295
抗弯韧性 Mpa 107 45 20
冲击韧性 Kj/m 4.09 3.34 2.5
莫氏硬度 Msh 6.5 6-6.5 5.5-6
耐酸性 1%H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>,% 0.03 0.05 0.1
耐碱性 1%NaOH,% 0.01 0.05 0.1
导热系数 M.K 0.58
本领域的普通技术人员应当理解可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种纳米微晶复合发泡陶瓷装配式墙体砌筑材料的制造方法，该墙体砌筑材料包括纳米微晶部分和发电厂粉煤灰、河道淤泥固体废料部分两个部分；
生产该墙体砌筑材料的步骤如下：
第一步：制备备料Ⅰ，备料Ⅰ为纳米微晶部分的材料配合料，按以下配方（质量分数）准备纳米微晶配合原料：
石英砂 47%--57%
方解石 20%--30%
氧化铝 5%--10%
碳酸钡 4%--8%
氧化锌 4%--8%
纯 碱 4%--8%
氧化锑 1%--3%
着色剂 1%--3%
各组分之和等于 100%
将以上纳米微晶配合原料混合搅拌均匀送入电熔化窑或马蹄焰天然气熔化窑煅烧，在1400℃-1420℃的高温烧制过程中，把纳米微晶配合原料熔化成熔融料，之后将上述熔融料经过水淬冷却制成2mm—4mm颗粒料并烘干水份，过筛备用；或者，将上述熔融料采用双辊对压制成2mm—4mm冷却破碎成颗粒料，过筛备用；由此制得备料Ⅰ；
第二步：制备备料Ⅱ，即固体废料部分的材料配合料，按以下配方（质量分数）准备下列固体废料配合原料：
发电厂粉煤灰 40%--50%
河道淤泥 20%--30%
钾长石尾矿 10%--20%
废弃玻璃 5%--10%
煤矸石 8%--13%
碳酸钙 3%--6%
发泡剂 1%--5%
各组分之和等于 100%
将以上固体废料配合原料混合搅拌均匀进入球磨机水球磨成泥浆，泥浆经过喷雾干燥炉制得1mm-2mm细小颗粒备用；或者，将以上固体废料配合原料混合搅拌均匀进入球磨机，球磨成300目左右细粉备用；由此制得备料Ⅱ；
第三步：在隧道窑窑车上布置马脚砖；
第四步：在马脚砖之上分别布置碳化硅方梁；
第五步：在碳化硅方梁上面布置堇青石、莫来石中空棚板；
第六步：在中空棚板四周边上布置堇青石、莫来石档条；
第七步：在堇青石、莫来石中空棚板上面布置一层0.5mm--0.7mm厚的高温纤维纸；
第八步：在高温纤维纸上面布置第一步备料Ⅰ中的纳米微晶颗粒，1平方米布10.35kg-10.50kg；
第九步：在纳米微晶颗粒料上面布置第二步备料Ⅱ中的球磨混合1mm—2mm颗粒料或300目细粉，1平方米布106kg-108kg；
第十步：将布好的由备料Ⅰ和备料Ⅱ形成的一层混合料送进隧道窑进行升温烧制，升温到1140℃-1160℃时保温20—40分钟,得到纳米微晶复合发泡陶瓷装配式墙体砌筑材料成品，之后降温冷却到100℃--80℃出窑；
第十一步：等窑车出窑后送入回车线卸去档条；
第十二步：把已烧好的纳米微晶复合发泡陶瓷装配式墙体砌筑材料，从堇青石、莫来石中空棚上取下；
第十三步：进行磨平、抛光、切割，加工成需要的尺寸。
2.如权利要求1所述的制造方法，其中在第一步中，熔化窑采用连续加料运行，纳米微晶熔融料水淬过程是熔融料直接流入水池，采用连续运行。
3.如权利要求1所述的制造方法，其中在第一步中，烧制完成的纳米微晶颗粒料的微晶体粒子直径为0.1-100纳米。
4.如权利要求1所述的制造方法，其中在第二步中的发泡剂为碳化硅。
5.如权利要求1所述的制造方法，其中在第六步中，档条高度根据纳米微晶复合发泡陶瓷装配式墙体砌筑材料发泡高度的需要确定。
6.如权利要求1所述的制造方法，其中在窑车上面布置2层或多层混合料，其中每层混合料的布设均由重复以上第三至第九步得到。
7.如权利要求1所述的制造方法，其中在第十步中，在隧道窑中进行升温烧制，根据复合发泡所需时间，升温到1140℃-1160℃的时间为6.5-7小时。
8.如权利要求1所述的制造方法，其中纳米微晶复合发泡陶瓷装配式墙体建筑材料成品的1平方米比重为：1000mm*1000mm*260mm*比重0.446=116kg/m3。
9.如权利要求1所述的制造方法，其中纳米微晶复合发泡陶瓷装配式墙体建筑材料成品的纳米微晶颗粒料的厚度为5-8mm。
10.一种采用权利要求1-9的制造方法制造的纳米微晶复合发泡陶瓷装配式墙体砌筑材料。
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