CN114436673A - 一种超长轻质硅晶石墙板及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及绿色建筑材料技术领域，具体涉及一种超长轻质硅晶石墙板及制备方法。墙板由固体物料与水按照1：0.1～0.2的重量比例混合而成，按重量百分含量计，所述固体物料由55％～75％骨料、15％～40％燃料、15％～20％增强剂、10％～25％粘结剂组成。与现有技术相比，本发明调整产品配方中的粘结剂原料的种类，增加泥料的塑性指标，调整颗粒骨料级配，形成致密均匀堆积，同时配合降低配方中混料水分，经过特殊干燥工艺方式，减少产品的干燥收缩应力集中，从而制得超长尺寸产品，抗压强度≥3MPa，产品体积密度为500～1000kg/m3，成品率达到90％以上，各项理化指标优异。
Description
技术领域
本发明涉及绿色建筑材料技术领域，具体涉及一种超长轻质硅晶石墙板及制备方法。
背景技术
轻质硅晶石墙板是以页岩、煤矸石、粉煤灰、建筑渣土、江河湖淤泥、污泥等为主要原料，经挤出成型、干燥和焙烧制成的、含有孔洞的预制空心条板。传统轻质硅晶石墙板产品的长度尺寸为1.5米，当产品尺寸增加到2.2米时，成品率将直线降低，受限于配方物料和成型干燥设备等因素，目前产品长度尺寸无法超过2.4米。
轻质硅晶石墙板产品大范围应用在装配式建筑领域，由于装配式内墙的尺寸规格多种，最大产品尺寸需求达到3米长，但是目前的工艺水平无法制备该种长度产品，因此急需开发一种长度尺寸超过3米，性能优异，成品率高的轻质硅晶石墙板产品。
发明内容
为解决背景技术中提到的问题，本发明提供一种超长轻质硅晶石墙板及制备方法，实现了产品在超长尺寸下，形成致密均匀堆积，同时配合降低配方中混料水分，经过特殊干燥工艺方式，减少产品的干燥收缩应力集中。
一方面，本发明提供一种超长轻质硅晶石墙板，关键在于：由固体物料与水按照1：0.1～0.2的重量比例混合而成；按重量百分含量计，所述固体物料的组成如下：
骨料55％～75％；
燃料15％～40％；
增强剂15％～20％；
粘结剂10％～25％；
所述骨料的颗粒级配分布为，8目：20目：60目：100目：275目＝10-25：15-20：15-40：23-45：25-35；
所述粘结剂包括羟甲基纤维素、钠基膨润土、钙基膨润土、球粘土、白泥、高岭土等中的一种或多种。
优选的，所述骨料为建筑渣土、陶瓷废渣、石英砂尾渣等固体废物中的一种或多种。
优选的，所述燃料包括精煤粉、煤矸石、焦炭粉、或木炭粉中的一种或多种。
优选的，所述增强剂包括白云石、矿粉、硅灰石、滑石粉等中的一种或多种。
另一方面，本发明提供一种超长轻质硅晶石墙板的制备方法，关键在于：
S1.将各原料进行均化处理，再将骨料进行破碎、过筛、粉磨，得到不同粒度级配的骨料；
S2.按照配方准确称量骨料、燃料、增强剂、粘结剂，并依次添加进入混料机，再向混料机里面加水，然后搅拌混匀；
S3.将混合均匀的原料进行陈腐，陈腐时间为1-4d，经过陈腐合格的泥料经进行真空炼泥处理获得料性均匀的泥料；实际操作时，真空挤出机的挤出压力为1～3MPa；
S4.将陈腐练泥之后的泥料经真空挤出机挤压后，切割成坯体产品；
S5.将坯体产品水分控制为10～20％时，进入干燥器内进行干燥成型；实际操作时，干燥设备可以选用干燥烘房或干燥窑；
S6.将干燥的坯体放入窑炉中，在750--1050℃下按照工艺烧成曲线进行烧结，保温时间控制在30--150min之间，烧结后产品经急冷、缓冷两段窑炉退火工艺，得到成品。实际操作时，窑炉可以选用电窑、梭式窑、隧道窑、辊道窑。
优选的，S1中所述均化处理过程为将不同种类和不同地区的固体废弃物和矿物原料分别放在原料晾晒场，原料经过1～36个月的风吹、日晒、雨淋，然后机械研磨至均匀状态。
优选的，S2中燃料的粒度为20～40目，增强剂的粒度为40～300目，粘结剂的粒度为40～300目。
优选的，S5中干燥条件为：干燥温度为130℃，干燥曲线周期为3h～24h。
优选的，所述S6中工艺烧成曲线为：从室温升温至700～750℃，之后继续升温至800～850℃，最后升温至900～1050℃保温1～5h。
优选的，从室温升温至700～750℃为：先以1～3℃/min的升温速率升温至300℃；再以2～5℃/min的升温速率升温至600℃；然后以1～3℃/min的升温速率升温至700～750℃；升温至800～850℃的升温速率为0.5～2℃/min；升温至900～1050℃的升温速率为0.5～2℃/min；退火工艺采用5～10℃/min的降温速率从烧成温度降至720℃，然后采用2～12℃/min的降温速率降至室温。
与现有技术相比，本发明提供的一种超长轻质硅晶石墙板及制备方法，具有以下有益效果：
(1)本申请以一般以页岩、煤矸石、粉煤灰、建筑渣土、江河湖淤泥、污泥等为主要原料，生产更加环保；
(2)通过调整轻质硅晶石墙板的原料配方，增加泥料的塑性指标，调整颗粒骨料级配，形成致密均匀堆积，同时配合降低配方中混料水分，经过特殊干燥工艺方式，减少产品的干燥收缩应力集中，从而实现产品在超长尺寸下的干燥及烧结工艺得以实现；
(3)采用本发明的工艺方法制备的超长轻质硅晶石墙板，抗压强度≥3Mpa，产品体积密度为500～1000kg/m3，成品率达到90％以上，产品长度超过3米，各项理化指标优异，符合装配式轻质墙体材料的使用需求。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例对本发明进行详细描述。在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在具体实施例中仅仅示出了与本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
另外，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
实施例1
选取均化处理调整后的建筑渣土、煤矸石、钙基膨润土、硅灰石、球粘土、白泥，分别装入破碎机进行破碎，然后再用雷蒙磨进行粉磨、筛分；将得到的不同碎石级配的物料按照配方称量：其中建筑渣土按颗粒级配分布为8目：20目：60目：100目：275目＝15:20:15:25:25比例添加550kg、20～40目的煤矸石150kg、40～300目的滑石粉150kg、40～300目的钙基膨润土30kg、40～300目的黑泥70kg、40～300目的白泥50kg称取倒入混料机，然后加入150kg水进行高速搅拌；将混合均匀的物料陈腐3天，再通过练泥机练泥排出混合物料中的空气，然后将具有塑性的物料进行真空挤出成型，成型后坯体130℃下干燥5h；
干燥完成后放入窑炉中烧结，从室温升温至700～750℃为：先以3℃/min的升温速率升温至300℃；再以5℃/min的升温速率升温至600℃；然后以2℃/min的升温速率升温至700～750℃；以2℃/min的升温速率升温至800～850℃；以2℃/min的升温速率升温至900～1050℃；以10℃/min的降温速率从烧成温度降至720℃，然后以4℃/min的降温速率降至室温，得到超长轻质硅晶石墙板。
检测结果：超长轻质硅晶石墙板尺寸为3012*603*102mm，容重为690kg/m3，体积吸水率10％，抗压强度为8MPa。
实施例2
选取均化处理调整后的陶瓷废渣、精煤粉、矿粉、羟甲基纤维素、白泥，分别装入破碎机进行破碎，然后再用雷蒙磨进行粉磨、筛分；将得到的不同碎石级配的物料按照配方称量：其中建筑渣土按颗粒级配分布为8目：20目：60目：100目：275目＝12:16:20:23:29比例添加580kg，20～40目的精煤粉160kg、40～300目的矿粉150kg、40～300目的羟甲基纤维素60kg、40～300目的白泥50kg配方称取倒入混料机，然后加入160kg水进行高速搅拌；将混合均匀的物料陈腐4天，再通过练泥机练泥排出混合物料中的空气，然后将具有塑性的物料进行真空挤出成型，成型后坯体130℃下干燥7h；
干燥完成后放入窑炉中烧结，从室温升温至700～750℃为：先以3℃/min的升温速率升温至300℃；再以5℃/min的升温速率升温至600℃；然后以2℃/min的升温速率升温至700～750℃；以2℃/min的升温速率升温至800～850℃；以1.5℃/min的升温速率升温至900～1050℃；以10℃/min的降温速率从烧成温度降至720℃，然后以6℃/min的降温速率降至室温，得到超长轻质硅晶石墙板。
检测结果：超长轻质硅晶石墙板尺寸为3007*603*102mm，容重为580kg/m3，体积吸水率13％，抗压强度为6.3MPa。
实施例3
选取均化处理调整后的建筑渣土、木炭粉、白云石、羟甲基纤维素、球粘土，分别装入破碎机进行破碎，然后再用雷蒙磨进行粉磨、筛分；将得到的不同碎石级配的物料按照配方称量：其中建筑渣土按颗粒级配分布为8目：20目：60目：100目：275目＝12:16:20:23:29比例添加600kg，20～40目的木炭粉150kg、40～300目的白云石150kg、40～300目的羟甲基纤维素40kg、40～300目的球粘土泥60kg配方称取倒入混料机，然后加入170kg水进行高速搅拌；将混合均匀的物料陈腐4天，再通过练泥机练泥排出混合物料中的空气，然后将具有塑性的物料进行真空挤出成型，成型后坯体130℃下干燥8h；
干燥完成后放入窑炉中烧结，从室温升温至700～750℃为：先以2℃/min的升温速率升温至300℃；再以3℃/min的升温速率升温至600℃；然后以2℃/min的升温速率升温至700～750℃；以1.5℃/min的升温速率升温至800～850℃；以1℃/min的升温速率升温至900～1050℃；以10℃/min的降温速率从烧成温度降至720℃，然后以12℃/min的降温速率降至室温，得到超长轻质硅晶石墙板。
检测结果：超长轻质硅晶石墙板尺寸为3005*603*102mm，容重为623kg/m3，体积吸水率11.6％，抗压强度为8.6MPa。
实施例4
选取均化处理调整后的建筑渣土、木炭粉、白云石、羟甲基纤维素、球粘土，分别装入破碎机进行破碎，然后再用雷蒙磨进行粉磨、筛分；将得到的不同碎石级配的物料按照配方称量：其中建筑渣土按颗粒级配分布为8目：20目：60目：100目：275目＝25:15:40:45:25比例添加600kg，20～40目的木炭粉150kg、40～300目的白云石150kg、40～300目的羟甲基纤维素50kg、40～300目的高岭土50kg配方称取倒入混料机，然后加入200kg水进行高速搅拌；将混合均匀的物料陈腐4天，再通过练泥机练泥排出混合物料中的空气，然后将具有塑性的物料进行真空挤出成型，成型后坯体130℃下干燥8h；
干燥完成后放入窑炉中烧结，从室温升温至700～750℃为：先以1℃/min的升温速率升温至300℃；再以2℃/min的升温速率升温至600℃；然后以1℃/min的升温速率升温至700～750℃；以0.5℃/min的升温速率升温至800～850℃；以0.5℃/min的升温速率升温至900～1050℃；以5℃/min的降温速率从烧成温度降至720℃，然后以2℃/min的降温速率降至室温，得到超长轻质硅晶石墙板。
检测结果：超长轻质硅晶石墙板尺寸为3010*601*100mm，容重为615kg/m3，体积吸水率11.8％，抗压强度为8.5MPa。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种超长轻质硅晶石墙板，其特征在于由固体物料与水按照1：0.1～0.2的重量比例混合而成；按重量百分含量计，所述固体物料的组成如下：
骨料55％～75％；
燃料15％～40％；
增强剂15％～20％；
粘结剂10％～25％；
所述骨料的颗粒级配分布为，8目：20目：60目：100目：275目＝10-25：15-20：15-40：23-45：25-35；
所述粘结剂包括羟甲基纤维素、钠基膨润土、钙基膨润土、球粘土、白泥、高岭土等中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的一种超长轻质硅晶石墙板，其特征在于：所述骨料为建筑渣土、陶瓷废渣、石英砂尾渣等固体废物中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种超长轻质硅晶石墙板，其特征在于：所述燃料包括精煤粉、煤矸石、焦炭粉、或木炭粉中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种超长轻质硅晶石墙板，其特征在于：所述增强剂包括白云石、矿粉、硅灰石、滑石粉等中的一种或多种。
5.一种如权利要求1-4所述的超长轻质硅晶石墙板的制备方法，其特征在于：
S1.将各原料进行均化处理，再将骨料进行破碎、过筛、粉磨，得到不同粒度级配的骨料；
S2.按照配方准确称量骨料、燃料、增强剂、粘结剂，并依次添加进入混料机，再向混料机里面加水，然后搅拌混匀；
S3.将混合均匀的原料进行陈腐，陈腐时间为1-4d，经过陈腐合格的泥料经进行真空炼泥处理获得料性均匀的泥料；
S4.将陈腐练泥之后的泥料经真空挤出机挤压后，切割成坯体产品；
S5.将坯体产品水分控制为10～20％时，进入干燥器内进行干燥成型；
S6.将干燥的坯体放入窑炉中，在750--1050℃下按照工艺烧成曲线进行烧结，保温时间控制在30--150min之间，烧结后产品经急冷、缓冷两段窑炉退火工艺，得到成品。
6.根据权利要求5所述的超长轻质硅晶石墙板的制备方法，其特征在于S1中所述均化处理过程为将不同种类和不同地区的固体废弃物和矿物原料分别放在原料晾晒场，原料经过1～36个月的风吹、日晒、雨淋，然后机械研磨至均匀状态。
7.根据权利要求5所述的超长轻质硅晶石墙板的制备方法，其特征在于S2中燃料的粒度为20～40目，增强剂的粒度为40～300目，粘结剂的粒度为40～300目。
8.根据权利要求5所述的超长轻质硅晶石墙板的制备方法，其特征在于S5中干燥条件为：干燥温度为130℃，干燥曲线周期为3h～24h。
9.根据权利要求5所述的超长轻质硅晶石墙板的制备方法，其特征在于所述S6中工艺烧成曲线为：从室温升温至700～750℃，之后继续升温至800～850℃，最后升温至900～1050℃保温1～5h。
10.根据权利要求9所述的超长轻质硅晶石墙板的制备方法，其特征在于：从室温升温至700～750℃为：先以1～3℃/min的升温速率升温至300℃；再以2～5℃/min的升温速率升温至600℃；然后以1～3℃/min的升温速率升温至700～750℃；升温至800～850℃的升温速率为0.5～2℃/min；升温至900～1050℃的升温速率为0.5～2℃/min；退火工艺采用5～10℃/min的降温速率从烧成温度降至720℃，然后采用2～12℃/min的降温速率降至室温。
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