CN112500190A - 一种发泡轻质耐高温的硅藻土保温砖制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种发泡轻质耐高温的硅藻土保温砖制备方法。首先去除硅藻土中的有机杂质，将硅藻土高温热定型，然后用自动生产线将硅藻土粉料、高铝水泥、高温辅料混掺入水发泡体系中，制成泡沫浆料，浇筑轻质耐高温硅藻土保温砖，短时间内硬固化成型，即时脱模搬动码放，少时干燥整形出厂。通过整治创新升级，采用新颖材料配方，改造硅藻土保温砖为发泡生产制造工艺，高效的自动机械成型制砖工艺生产线，环保清洁精密的整砖机械，增加了品种，提高了保温砖质量，提高了产量，降低了成本，创收了巨大的经济利益。

Description

一种发泡轻质耐高温的硅藻土保温砖制备方法
技术领域
本发明涉及一种发泡轻质耐高温的硅藻土保温砖制备方法。其具有硅藻土保温砖的制备升级创新，拓展应用范围，节能高产增值的创新技术产品。
背景技术
综观硅藻土的产品和西欧、美国、日本等国外产品，对照质量、功能、附加值等方面，还有很大的差距。
从硅藻土保温砖生产技术来看，主要停留在纯硅藻土添加木屑粉掺水混合挤压成型，靠时间天气阴干脱水，窑烧十几天，再整理成型的传统工艺方法。技术简单，工艺落后，占用场地大，生产制程长，产率低，综合集成效率差。长期单一产品是制造低挡保温砖，固守着传统的手工作坊式制造管理模式，规模小，生产设备落后，专业自动化生产装备程度低，管理和技术力量严重不足，缺乏创新能力。因为品位低，利润少，一直以来没有很好的经济效益，造成企业的研发投入相对困难，是影响行业发展较慢的根本原因。
四十多年来，科学技术有了飞速发展，对硅藻土附带产品有了更高的要求，硅藻土保温砖的质和量都有了更高的需求。而目前传统的保温砖制备方法得到的保温砖产品品种少，耗时长，强度低、不环保。因此研究一种环保、高强度的轻质耐高温保温砖具有重要意义。
发明内容
为了解决传统保温砖制备过程耗时长、强度低、不环保的问题，本发明提供了一种发泡轻质耐高温的硅藻土保温砖制备方法。将传统轮窑烧砖工艺，改成环保的回转窑烧粉工艺，使硅藻土砖原轮窑煅烧需要时间350小时(14天)缩短为1小时，可以节约能源，杜绝轮窑废气排放的污染。采用了低水量配方工艺，使原硅藻土湿砖坯阴干脱水需要时间60-90天，缩短为最多28天出厂。制造出了耐温度1000-1200℃的超强轻质多功能保温砖，提高了物化性能，拓展了高强高温保温砖的多品种和应用领域。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种发泡轻质耐高温的硅藻土保温砖制备方法，包括以下步骤：
1)在煅烧定型后的硅藻土中添加成型粘结剂和水，制成保温砖原料；所述保温砖原料中硅藻土的质量含量为15％-80％，优选为50％-70％；成型粘结剂的质量含量为10％-70％，成型粘结剂优选为高铝水泥、硫铝酸水泥中的一种或两种；水的质量含量为10％-35％；
2)取发泡剂和稳泡剂溶于水中，通入压缩空气，搅拌形成气泡；将气泡加入到混配好的保温砖原料中，搅拌，得到体积密度为0.4-1.2g/cm2流动状硅藻土水泥泡沫浆料；
3)将所述的流动状硅藻土水泥泡沫浆料注入制砖流水线传动模具中，在10-60min内自动凝结固化成型，得到湿砖坯，将湿砖坯脱模脱水、干燥，得到保温砖。
为了提高保温砖的强度和性能，所述的步骤3)得到的保温砖，进行二次高温定型，所述二次高温定型的温度为1000-1300℃，定型时间为30-60min，冷却。由硅藻在高温下产生的玻璃相冷却后，可以提高强度和尺寸稳定性定型。
本发明结合了一次煅烧定型工艺和二次高温定型工艺。一次煅烧定型工艺是首先将硅藻土粉单独或复配后连续定量加入旋转的回转窑中煅烧。所述的一次煅烧定型工艺具体包括：粉碎成100-400目的硅藻土粉体送入回转窑，加入生物质燃料，用液化天然气作为煅烧热源进行煅烧；煅烧温度控制在200-950℃，煅烧时间为30-60 min，起到去除有机杂质和高温热定型，防止后续硅藻土粉或制品在900℃高温时产生玻璃相收缩变形的定性作用。且其中在温度850-950℃温度区间内的燃烧时间必须保证不少于20min；煅烧结束后冷却出料。
作为本发明的优选，所述的步骤1)中还包括向保温砖原料中添加高温辅料和速凝增强剂的步骤，所述的高温辅料占保温砖原料的质量比为10％-70％，速凝增强剂占保温砖原料的质量比为2％-18％。其中，所述的高温辅料为氧化铝含量大于30％的高岭土、铝土矿、铝渣中的一种或多种，所述的速凝增强剂为硫酸钙、氢氧化钙、硅酸钠、氧化硅中的一种或多种混合物。
作为本发明的优选，所述的发泡剂和稳泡剂按照质量比1:1混合，所述发泡剂为K12，所述稳泡剂为硅酸钠，优选的，发泡剂、稳泡剂和水的质量比为1:1:(5-15)；优选的，在发泡剂和稳定剂的混合溶液中加入减水剂，所述的减水剂为三异丙醇胺，减水剂占发泡剂和稳泡剂水溶液质量的0.1％-5％。泡体量由设计不同的保温砖体积密度设定控制，可以制成不同体积密度的轻质砖。
由上述制备方法得到的硅藻土保温砖，其耐温为900-1250℃，砖密度为 0.2-1.0g/cm2，强度为0.4-3Mpa，重烧线变化＜2％，导热系数＜0.20w/M.k。
本发明的有益效果为：
(1)相比于传统的硅藻土粉碎—加木屑—加水拌和—挤压成型—风晒脱水—窑烧—整理包装的制备方法，本发明采用了硅藻土粉碎—快速煅烧定型—加粘结助剂—发泡成型—整理包装—二次定型的制备工艺，由原336小时轮窑煅烧砖改为回转窑硅藻土粉煅烧定型，使硅藻土砖原轮窑煅烧需要时间350小时(14天)缩短为1 小时，可以节约能源，杜绝轮窑废气排放的污染。
(2)本发明工艺是低用水工艺，将砖坯脱水阴干工艺过程所需的60天左右的时间缩短到28天，节省时间30天以上，节约了全部(占企业面积一半以上)的砖坯风晒脱水场地和轮窑场地。
(3)本发明为连续生产工艺，容易建设成自动化生产流水线，提高50％以上的生产效率，相同时间提高产量2-4倍；可以通过控制通入保温砖原料中的气泡量得到不同密度的流动状硅藻土水泥泡沫浆料，制成不同体积密度的轻质砖。
(4)本发明制备得到的保温砖强度大，耐温高达1000-1200℃，收缩率低于2％，尺寸稳定性高，导热系数低于0.20w/M.k，保温性好。
具体实施方式
实施例1
将一次煅烧定型硅藻土矿细粉350克、高铝水泥350克搅合均匀，加入250克水搅拌成浆，制成保温砖原料待用；将4克发泡剂K12+4克稳泡剂硅酸钠、清水 50克，先将发泡剂和稳泡剂溶成水液体，用高速搅拌机打出两升体积的水体泡沫；将搅合好的水体泡沫，缓慢加入硅藻土水泥浆体中，边加边搅拌，保持泡末桨到1 升体积时，浇筑进1升体积的模具，抹平，60分钟后固化脱模，脱干水分硬化。体积密度0.7g/cm3，强度＞12kg/cm2，收缩率＜2％，导热系数＜0.20w/M.k。
实施例2
将一次煅烧定型的硅藻土矿细粉250克、高铝水泥250克搅合均匀，加入180 克水搅拌成浆，制成保温砖原料待用；4克发泡剂K12+4克稳泡剂硅酸钠、清水50 克、减水剂三异丙醇胺2克，先将发泡剂和稳泡剂溶成水液体加入减水剂，用高速搅拌机打出两升体积的水体泡沫；将水体泡沫缓慢加入搅合好的硅藻土水泥浆料中，边加泡沫料边搅拌，保持泡末浆到1升体积时，浇筑进1升体积的模具，抹平，50 分钟后可以固化脱模，脱干水分硬化。体积密度0.5g/cm3，强度＞6kg/cm2，收缩率＜2％，导热系数＜0.20w/M.k。
实施例3
将一次煅烧定型硅藻土矿细粉250克、高岭土粉150克、高铝水泥100克和硫铝酸水泥100克、速凝增强剂硫酸钙100克，共同搅合均匀，加水220克搅拌成浆，待用；4克发泡剂K12+4克稳泡剂硅酸钠和减水剂2克、清水50克，先将发泡剂、稳泡剂、溶成水液体，用高速搅拌机打出2升体积的水体泡沫；将搅合好的水体泡沫，缓慢加入硅藻土水泥浆料中，边加泡沫边搅拌，保持泡末浆到1升体积时，浇筑进1升体积的模具，抹平，40分钟内可以固化脱模，脱干水分硬化。体积密度 0.7g/cm3，强度＞12kg/cm2，收缩率＜2％，导热系数＜0.20w/M.k。
实施例4
一次煅烧定型：粉碎成200目的硅藻土粉体送入回转窑，加入生物质燃料，用液化天然气作为煅烧热源进行煅烧；煅烧温度控制在250-950℃，总煅烧时间40min；且其中在温度850-950℃温度区间内的燃烧时间为30min；煅烧结束后冷却出料。
将一次煅烧定型硅藻土矿细粉340克、高岭土粉100克、高铝水泥80克和硫铝酸水泥80克、速凝增强剂硫酸钙100克，共同搅合均匀，加水150克搅拌成桨，待用；
4克发泡剂K12+4克稳泡剂硅酸钠和减水剂2克、清水50克，先将发泡剂、稳泡剂、溶成水液体，用高速搅拌机打出2升体积的水体泡沫，搅拌速度不低于1000 转/分钟，将搅合好的水体泡沫，缓慢加入硅藻土水泥浆料中，边加泡沫边搅拌，保持泡末浆到1升体积时，浇筑进1升体积的模具，抹平，常温下30分钟内可以固化脱模，脱干水分硬化；最后在1200℃下二次高温定型40min，冷却。得到的保温砖体积密度0.7g/cm3，强度＞15kg/cm2，收缩率＜1.6％，导热系数＜0.20w/M.k。

Claims (10)

1.一种发泡轻质耐高温的硅藻土保温砖制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)在煅烧定型后的硅藻土中添加成型粘结剂和水，制成保温砖原料；所述保温砖原料中硅藻土的质量含量为15％-80％，成型粘结剂的质量含量为10％-70％，水的质量含量为10％-35％；
2)取发泡剂和稳泡剂溶于水中，通入压缩空气，搅拌形成气泡；将气泡加入到混配好的保温砖原料中，搅拌，得到体积密度为0.4-1.2g/cm2流动状硅藻土水泥泡沫浆料；
3)将所述的流动状硅藻土水泥泡沫浆料注入制砖流水线传动模具中，在10-60min内自动凝结固化成型，得到湿砖坯，将湿砖坯脱模脱水、干燥，得到保温砖。
2.如权利要求1所述的发泡轻质耐高温的硅藻土保温砖制备方法，其特征在于，所述的步骤3)得到的保温砖，进行二次高温定型，所述二次高温定型的温度为1000-1300℃，定型时间为30-60min。
3.如权利要求1所述的发泡轻质耐高温的硅藻土保温砖制备方法，其特征在于，所述煅烧定型后的硅藻土制备方法为：粉碎成100-400目的硅藻土粉体送入回转窑，加入生物质燃料，用液化天然气作为煅烧热源进行煅烧；煅烧温度控制在200-950℃，煅烧时间为30-60min；且其中在温度850-950℃温度区间内的燃烧时间必须保证不少于20min；煅烧结束后冷却出料。
4.如权利要求1所述的发泡轻质耐高温的硅藻土保温砖制备方法，其特征在于，所述的步骤1)中还包括向保温砖原料中添加高温辅料和速凝增强剂的步骤，所述的高温辅料占保温砖原料的质量比为10％-70％，速凝增强剂占保温砖原料的质量比为2％-18％。
5.如权利要求4所述的发泡轻质耐高温的硅藻土保温砖制备方法，其特征在于，所述的高温辅料为氧化铝含量大于30％的高岭土、铝土矿、铝渣中的一种或多种。
6.如权利要求4所述的发泡轻质耐高温的硅藻土保温砖制备方法，其特征在于，所述的速凝增强剂为硫酸钙、氢氧化钙、硅酸钠、氧化硅中的一种或多种混合物。
7.如权利要求1所述的发泡轻质耐高温的硅藻土保温砖制备方法，其特征在于，所述的发泡剂和稳泡剂按照质量比1:1混合，所述发泡剂为K12，所述稳泡剂为硅酸钠。
8.如权利要求7所述的发泡轻质耐高温的硅藻土保温砖制备方法，其特征在于，在发泡剂和稳定剂的混合溶液中加入减水剂，所述的减水剂为三异丙醇胺。
9.如权利要求1所述的发泡轻质耐高温的硅藻土保温砖制备方法，其特征在于，所述的成型粘结剂为高铝水泥、硫铝酸水泥中的一种或两种。
10.如权利要求1所述的发泡轻质耐高温的硅藻土保温砖制备方法，其特征在于，所述保温砖原料中硅藻土质量含量为50％-70％。
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