CN115432992A - 一种地质聚合物釉面砖及其制备方法 - Google Patents

一种地质聚合物釉面砖及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及建筑陶瓷技术领域，具体涉及一种地质聚合物釉面砖及其制备方法。该釉面砖包括固体原料与液体原料；所述固体原料为偏高岭土粉体或粉煤灰和二氧化硅粉体，其中硅铝摩尔质量比为3:1～4.5:1；所述液体原料为偏铝酸钾溶液或偏铝酸钠溶液或钠水玻璃溶液与氢氧化钠溶液构成的碱性复合激发剂；所述液体原料与固体原料质量比：0.6:1～0.7:1；经过搅拌、注模、养护、烘干、烧结工序获得釉面砖。以碱性复合激发剂A制备地质聚合物，并在高温下烧结得到性能良好的釉面砖，相比较于传统的釉面砖烧成工艺，其工艺得到了极大的简化，进行养护、烧结就可制备出性能良好的釉面砖。

Description

一种地质聚合物釉面砖及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑陶瓷技术领域，具体涉及一种地质聚合物釉面砖及其制备方法。
背景技术
地质聚合物是由各种富含硅铝酸盐材料在碱性溶液作用下，经过溶解、扩散、缩聚和硬化，形成的一种由[SiO4]四面体和[AlO4]四面体通过氧桥交错连接的具有三维网络结构的绿色无机材料。地质聚合物在经过高温处理后，其内存在的水分挥发，同时促使其结构从无定型的非晶或者半结晶结构转变为具有晶体结构的陶瓷材料。地质聚合物的制备原料包括各种天然材料，例如偏高岭土、沸石等，还有各种工业废弃物，如粉煤灰、高炉渣、矿渣以及其它富含硅铝质成分的固体废物。
在地质聚合物碱活化过程中，碱性复合激发剂A可以破坏铝硅酸盐矿物结构，使得结构中的硅氧键和铝氧键发生断键，同时碱金属阳离子(Na+、K+)用于平衡骨架中四配位的Al3+中的负电荷。碱性复合激发剂A在地质聚合物中起到重要作用，这也意味着地质聚合物中碱含量较高，且在凝胶结构中活性碱金属离子结合性较弱，在毛细管力的作用下水分会带动碱金属离子向顶层移动。在过去的研究中，不论是制备地质聚合物，还是以地质聚合物作为前驱体烧结制备陶瓷，碱浸出一直起到的是负面影响，需要对其进行抑制。
釉面砖是砖的表面经过施釉后烧制处理的一种瓷砖，这种瓷砖是由坯体和表面的釉面两个部分构成，是一种被广泛使用的建材产品。然而利用地质聚合物来生产釉面砖，基于目前的技术仍需要将釉料与坯体需要进行二次制备，然后再通过相关工艺将釉料覆盖至坯体表面，最后烧结成型。不仅增加了釉面砖的制备流程，相对来说工艺较为复杂，而且釉面砖通过压制成型，产品的塑形性较差。
经检索，目前公开了一下的相关专利：
专利文献1：中国专利CN2015107264679，公开日：2016-01-13。
发明内容
1.要解决的问题
针对现有技术中利用地质聚合物生产釉面砖工艺复杂且产品塑形性差的问题，本发明的目的是提供一种地质聚合物釉面砖及其制备方法，釉面砖一次制备完成，简化釉面砖的制备工艺流程，同时提高其塑形性。
2.技术方案
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
本发明的地质聚合物釉面砖，所述釉面砖包括固体原料与液体原料，所述液体原料与固体原料质量比：0.6:1～0.7:1；所述固体原料包括偏高岭土粉体、粉煤灰和二氧化硅粉体，至少含有二氧化硅粉体，其中硅铝摩尔质量比为3:1～4.5:1；所述液体原料为偏铝酸钾溶液或偏铝酸钠溶液或钠水玻璃溶液与氢氧化钠溶液构成的碱性复合激发剂，其中偏铝酸钾或偏铝酸钠或钠水玻璃与氢氧化钠的质量比为：0.4:1～0.7:1；经过搅拌、注模、养护、烘干、烧结工序获得釉面砖。
于本发明一种可能的实施方式中，所述碱性复合激发剂中碱金属元素质量百分比组成：碱金属元素11～16％。
于本发明一种可能的实施方式中，所述固体原料中SiO2和Al2O3的总含量大于70％。优选的所述偏高岭土细度小于1250目，二氧化硅为分析纯试剂；偏高岭土主要成分质量百分比：SiO2 47.91％，Al2O3 45.68％，CaO 0.46％，Fe2O3 2.89％及杂质。
优选的，于本发明一种可能的实施方式中，粉煤灰主要成分质量百分比：SiO247.8％，Al2O3 41.86％，CaO 3.03％，Fe2O3 2.58％及杂质。
上述釉面砖的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)制备碱性复合激发剂A：向偏铝酸钾溶液或偏铝酸钠溶液或钠水玻璃溶液中加入氢氧化钠溶液，搅拌得到碱性复合激发剂A；其中偏铝酸钾或偏铝酸钠或钠水玻璃与氢氧化钠的质量比为：0.4:1～0.7:1；
(2)制备地质聚合物浆料B：按照硅铝摩尔质量比为3:1～4.5:1，将偏高岭土粉体、粉煤灰与二氧化硅粉体混合均匀，再按照液体原料与固体原料质量比：0.6:1～0.7:1，加入碱性复合激发剂A，搅拌均匀得到地质聚合物浆料B；
(3)制备地质聚合物坯体C：将地质聚合物浆料B注入模具中，对地质聚合物浆料B进行养护，其后烘干得到地质聚合物坯体C；所述养护条件为将浆料B置于30～50℃恒温环境中养护，养护时间2～4d，其后在60～80℃下烘干至恒重；
(4)制备釉面砖D：对坯体C在电炉中进行高温烧结及保温处理，烧结温度1080～1140℃，保温时间1～3h，升温速度3-7℃/min，得到釉面砖D。
于本发明一种可能的实施方式中，烧结温度1110℃，保温时间2h，升温速度5℃/min，在本发明的硅铝比范围内烧结后，釉面成型效果更好。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
(1)本发明以碱性复合激发剂A制备地质聚合物，并在高温下烧结得到性能良好的釉面砖，相比较于传统的釉面砖烧成工艺，其工艺得到了极大的简化，进行养护、烧结就可制备出性能良好的釉面砖；
(2)本发明制备出的釉面砖，釉面与坯体为一次成型，且釉面与坯体有较为接近的热膨胀系数，使得釉面与坯体具备较好的结合性，制备出的釉面砖具有较高的抗折强度、较低的吸水率；
(3)本发明以地质聚合物制备釉面砖，具有良好的塑形性，坯体的致密性较高；
(4)本发明制备方法中主要原料为偏高岭土、粉煤灰，原料来源广泛、制备过程对环境友好、所需成本较低，有较好的工业推广价值。
附图说明
以下将结合附图和实施例来对本发明的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本发明范围的限定。此外，除非特别指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制；
图1为实施例1制备得到的地质聚合物坯体C在经过干燥处理后的宏观图片；
图2为实施例1制备得到的釉面砖D的宏观图片；其中图2(a)为釉面形貌图，图2(b)为坯体形貌图；
图3为实施例1制备得到的釉面砖D的XRD图；其中图3(a)为釉面XRD图谱，图3(b)为坯体XRD图谱；
图4为实施例1制备得到的釉面砖D的SEM图；
图5为实施例2制备得到的釉面砖D的宏观图片；其中图5(a)为釉面形貌图，图5(b)为坯体形貌图；
图6为实施例2制备得到的釉面砖D的XRD图；其中图6(a)为釉面XRD图谱，图6(b)为坯体XRD图谱；
图7为实施例3制备得到的釉面砖D的宏观图片；其中图7(a)为釉面形貌图，图7(b)为坯体形貌图；
图8为实施例3制备得到的釉面砖D的XRD图；其中图8(a)为釉面XRD图谱，图8(b)为坯体XRD图谱；
图9为实施例4制备得到的釉面砖D的宏观图片；其中图9(a)为釉面形貌图，图9(b)为坯体形貌图；
图10为实施例4制备得到的釉面砖D的XRD图；其中图10(a)为釉面XRD图谱，图10(b)为坯体XRD图谱；
图11为实施例5制备得到的釉面砖D的宏观图片；其中图11(a)为釉面形貌图，图11(b)为坯体形貌图；
图12为实施例5制备得到的釉面砖D的XRD图；其中图12(a)为釉面XRD图谱，图12(b)为坯体XRD图谱；
图13为实施例6制备得到的釉面砖D的宏观图片；其中图13(a)为釉面形貌图，图13(b)为坯体形貌图；
图14为本发明的釉面烧结前的红外分析。
具体实施方式
下文对本发明的示例性实施例的详细描述参考了附图，该附图形成描述的一部分，在该附图中作为示例示出了本发明可实施的示例性实施例。尽管这些示例性实施例被充分详细地描述以使得本领域技术人员能够实施本发明，但应当理解可实现其他实施例且可在不脱离本发明的精神和范围的情况下对本发明作各种改变。下文对本发明的实施例的更详细的描述并不用于限制所要求的本发明的范围，而仅仅为了进行举例说明且不限制对本发明的特点和特征的描述，以提出执行本发明的最佳方式，并足以使得本领域技术人员能够实施本发明。因此，本发明的范围仅由所附权利要求来限定。
下文对本发明的详细描述和示例实施例可结合附图来更好地理解，其中本发明的元件和特征由附图标记标识。
本发明的偏高岭土细度小于1250目，二氧化硅为分析纯试剂；偏高岭土主要成分质量百分比：SiO2 47.91％，Al2O3 45.68％，CaO 0.46％，Fe2O3 2.89％及杂质；粉煤灰主要成分质量百分比：SiO2 47.8％，Al2O3 41.86％，CaO 3.03％，Fe2O3 2.58％及杂质。其他原料如无特殊说明，均由市场购买得到。
本发明的地质聚合物釉面砖的制备方法，所述釉面砖包括固体原料与液体原料，所述液体原料与固体原料质量比：0.6:1～0.7:1；所述固体原料包括偏高岭土粉体、粉煤灰和二氧化硅粉体，且至少含有二氧化硅粉体，其中硅铝摩尔质量比为3:1～4.5:1，在一定液固比下，该范围内较高的硅铝比会消耗更少的水分，有利于碱金属离子的迁移，为玻璃的成型提供了助熔剂；此外Si元素在玻璃成分中占有较高的比例，硅铝比例的增大更有利于玻璃的形成；所述液体原料为偏铝酸钾溶液或偏铝酸钠溶液或钠水玻璃溶液与氢氧化钠溶液构成的碱性复合激发剂；经过搅拌、注模、养护、烘干、烧结工序获得釉面砖。
需要说明的是，(1)聚合物经过高温烧结后会产生大量的液相，这些液相会填充在孔隙中并促进颗粒间的接触，形成致密的微观结构；(2)在地质聚合物碱活化过程中，碱性复合激发剂A可以破坏铝硅酸盐矿物结构，使得结构中的硅氧键和铝氧键发生断键，同时碱金属阳离子(Na+、K+)用于平衡骨架中四配位的Al3+中的负电荷，因此在一定的范围内，碱性复合激发剂A溶液的浓度越高，地质聚合物的性能也会越好。地质聚合物反应结束后，仍然会残留部分碱性复合激发剂A溶液在孔隙溶液内或吸附至凝胶表面，且碱金属离子在硅酸盐结构中结合性也较弱，在毛细管力的作用下水分会带动其中的碱金属离子向顶层移动，聚合物中碱金属离子的浸出并顶层聚集，聚合物表面的SiO2与Al2O3在碱金属元素Na、K的助融效果下会形成SiO2-Al2O3-M2O(M＝Na、K)体系玻璃，形成了釉面层。相比以往釉面砖的制备工艺中，釉面砖的釉层需要通过一定的工序将釉料覆盖至坯体表面，然后才能烧结成型获得釉面砖，本发明一次制备得到釉面砖，简化了工艺步骤。地质聚合物经过高温烧结处理后会在地质聚合物表面自然形成一层结合紧密的玻璃釉面，并且同时具有较好的力学性能以及较低的吸水率。
然而，如图14所示，可以发现在聚合物顶层存在着较多的碳酸盐，说明更多的碱金属离子在顶层聚集(碱金属离子迁移后与空气中的CO2反应生成的碳酸盐)；进一步的，如图4所示，在坯体的表面形成了较厚的釉面层。发明人分析可能的原因是：本发明的技术方案中采用硅铝摩尔质量比为3:1～4.5:1，在一定液固比下，该范围内较高的硅铝比会消耗更少的水分，有利于聚合物中更多的碱金属离子迁移，为玻璃的成型提供了助熔剂；此外原料中的硅铝比例的增大更有利于玻璃的形成；进一步的，在养护过程中，30～50℃恒温环境条件下，模具内地质聚合物浆料中的水分会被蒸发，可以加速碱金属离子随水分浸出，多重因素共同促进了碱金属离子尽可能的浸出，从而与表面的SiO2与Al2O3反应形成较厚的釉面层，满足正常使用。
实施例1
本实施例的地质聚合物釉面砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备碱性复合激发剂A：将氢氧化钾10.08g溶入适量的蒸馏水中待其完全溶解后得到氢氧化钾溶液，然后加入所需氢氧化铝6.84g并加热至100℃后，待其溶解之后得到偏铝酸钾溶液，其后加入氢氧化钠19.2g和蒸馏水(蒸馏水的质量由本实施例中碱金属所占比例计算得出，即本实施例中Na和K在碱性复合激发剂A中所占比例为14.67％)，偏铝酸钾与氢氧化钠的质量比为：0.42:1，K与Na的质量比为：0.63:1；待其完全溶解之后并冷却至室温得到碱性复合激发剂A，碱性复合激发剂A中碱金属元素质量百分比组成：碱金属元素14.67％；
(2)制备地质聚合物浆料B：将偏高岭土粉体4.16g，二氧化硅粉体分析纯5.84g，硅铝摩尔质量比为3.5:1，SiO2和Al2O3的总含量97.33％，混合均匀后，再加入步骤(1)中配置好的碱性复合激发剂A6.5g，所述液体原料与固体原料质量比：0.65:1，搅拌均匀后得到地质聚合物浆料B；
(3)制备地质聚合物坯体C：将浆料B注入无盖的PP材质的塑料模具中并置于50℃恒温环境中养护1d，然后取出模具在鼓风干燥箱中以60℃烘干至恒重得到地质聚合物坯体C；
(4)制备釉面砖D：将烘干后的坯体C置于电炉中进行高温烧结，烧结温度为1140℃，保温时间为2h，升温速度为5℃/min，其后让其自然冷却得到釉面砖D。
经上述制备方法得到的釉面砖D性能指标为：抗折强度：48MPa；吸水率：0.2％；容重为2.42g/cm3。
如图1～图4可知，由碱激发液活化后的地质聚合物制备出釉面砖。釉面砖的釉面部分主要物相为玻璃，分析得到聚合物中碱金属离子的浸出并顶层聚集，聚合物表面的SiO2与Al2O3在碱金属元素Na、K的助融效果下会形成SiO2～Al2O3～M2O(M＝Na、K)体系玻璃。釉面砖的坯体部分主要物相为石英，同时存在少量的霞石与刚玉。且由图4可知，釉层与坯体有良好的结合性，且坯体致密化程度较高，釉面层的厚度较厚，满足使用的要求。
实施例2
本实施例的地质聚合物釉面砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备碱性复合激发剂A：将氢氧化钾10.08g溶入适量的蒸馏水中待其完全溶解后得到氢氧化钾溶液，然后加入所需氢氧化铝6.84g并加热至100℃后，待其溶解之后得到偏铝酸钾溶液，其后加入氢氧化钠19.2g和蒸馏水(蒸馏水的质量由本实施例中碱金属所占比例计算得出，即本实施例中Na和K在碱性复合激发剂A中所占比例为14.67％)，偏铝酸钾与氢氧化钠的质量比为：0.42:1，K与Na的质量比为：0.63:1；待其完全溶解之后并冷却至室温得到碱性复合激发剂A，碱性复合激发剂A中碱金属元素质量百分比组成：碱金属元素14.67％；
(2)制备地质聚合物浆料B：将偏高岭土粉体3.4g，二氧化硅粉体分析纯6.6g，硅铝摩尔质量比为4.5:1，SiO2和Al2O3的总含量97.60％，混合均匀后，再加入步骤(1)中配置好的碱性复合激发剂A6g，所述液体原料与固体原料质量比：0.6:1，搅拌均匀后得到地质聚合物浆料B；
(3)制备地质聚合物坯体C：将浆料B注入无盖的PP材质的塑料模具中并置于40℃恒温环境中养护3d，然后取出模具在鼓风干燥箱中以60℃烘干至恒重得到地质聚合物坯体C；
(4)制备釉面砖D：将烘干后的坯体C置于电炉中进行高温烧结，烧结温度为1100℃，保温时间为2h，升温速度为5℃/min，其后让其自然冷却得到釉面砖D。
经上述制备方法得到的釉面砖D性能指标为：抗折强度：38.35MPa；吸水率：0.47％；容重为2.16g/cm3。
如图5～图6可知，由碱激发液活化后的地质聚合物可以成功制备出釉面砖。釉面砖的釉面部分主要物相为玻璃，坯体部分主要物相为石英，同时存在少量的霞石与刚玉。
实施例3
本实施例的地质聚合物釉面砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备碱性复合激发剂A：将氢氧化钾10.08g溶入适量的蒸馏水中待其完全溶解后得到氢氧化钾溶液，然后加入所需氢氧化铝6.84g并加热至100℃后，待其溶解之后得到偏铝酸钾溶液，其后加入氢氧化钠19.2g和蒸馏水(蒸馏水的质量由本实施例中碱金属所占比例计算得出，即本实施例中Na和K在碱性复合激发剂A中所占比例为14.67％)，偏铝酸钾与氢氧化钠的质量比为：0.42:1，K与Na的质量比为：0.63:1；待其完全溶解之后并冷却至室温得到碱性复合激发剂A，碱性复合激发剂A中碱金属元素质量百分比组成：碱金属元素14.67％；
(2)制备地质聚合物浆料B：将偏高岭土粉体4.68g，二氧化硅粉体分析纯5.32g，硅铝摩尔质量比为3:1，SiO2和Al2O3的总含量97.00％，混合均匀后，再加入步骤(1)中配置好的碱性复合激发剂A6.5g，所述液体原料与固体原料质量比：0.65:1，搅拌均匀后得到地质聚合物浆料B；
(3)制备地质聚合物坯体C：将浆料B注入无盖的PP材质的塑料模具中并置于40℃恒温环境中养护3d，然后取出模具在鼓风干燥箱中以60℃烘干至恒重得到地质聚合物坯体C；
(4)制备釉面砖D：将烘干后的坯体C置于电炉中进行高温烧结，烧结温度为1110℃，保温时间为2h，升温速度为5℃/min，其后让其自然冷却得到釉面砖D。
经上述制备方法得到的釉面砖D性能指标为：抗折强度：38.79MPa；吸水率：0.41％；容重为2.08g/cm3。
如图7～图8可知，由碱激发液活化后的地质聚合物可以成功制备出釉面砖。釉面砖的釉面部分主要物相为玻璃，坯体部分主要物相为石英，同时存在少量的霞石与刚玉。
实施例4
本实施例的地质聚合物釉面砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备碱性复合激发剂A：将氢氧化钾10.08g溶入适量的蒸馏水中待其完全溶解后得到氢氧化钾溶液，然后加入所需氢氧化铝6.84g并加热至100℃后，待其溶解之后得到偏铝酸钾溶液，其后加入氢氧化钠19.2g和蒸馏水(蒸馏水的质量由本实施例中碱金属所占比例计算得出，即本实施例中Na和K在碱性复合激发剂A中所占比例为14.67％)，偏铝酸钾与氢氧化钠的质量比为：0.42:1，K与Na的质量比为：0.63:1；待其完全溶解之后并冷却至室温得到碱性复合激发剂A，碱性复合激发剂A中碱金属元素质量百分比组成：碱金属元素14.67％；
(2)制备地质聚合物浆料B：根据计算好的激发剂与粉体比例，将偏高岭土粉体2.97g，粉煤灰1.27g，二氧化硅粉体分析纯5.76g，硅铝摩尔质量比为3.5:1，SiO2和Al2O3的总含量96.78％，混合均匀后，再加入步骤(1)中配置好的碱性复合激发剂A6.5g，所述液体原料与固体原料质量比：0.65:1，搅拌均匀后得到地质聚合物浆料B；
(3)制备地质聚合物坯体C：将浆料B注入无盖的PP材质的塑料模具中并置于40℃恒温环境中养护3d，然后取出模具在鼓风干燥箱中以60℃烘干至恒重得到地质聚合物坯体C；
(4)制备釉面砖D：将烘干后的坯体C置于电炉中进行高温烧结，烧结温度为1080℃，保温时间为2h，升温速度为5℃/min，其后让其自然冷却得到釉面砖D。
经上述制备方法得到的釉面砖D性能指标为：抗折强度：38.49MPa；吸水率：3.43％；容重为2.12g/cm3。
如图9～图10可知，由碱激发液活化后的地质聚合物可以成功制备出釉面砖。釉面砖的釉面部分主要物相为玻璃，坯体部分主要物相为石英，同时存在少量的霞石与刚玉。
实施例5
本实施例的地质聚合物釉面砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备碱性复合激发剂A：将氢氧化钾10.08g溶入适量的蒸馏水中待其完全溶解后得到氢氧化钾溶液，然后加入所需氢氧化铝6.84g并加热至100℃后，待其溶解之后得到偏铝酸钾溶液，其后加入氢氧化钠19.2g和蒸馏水(蒸馏水的质量由本实施例中碱金属所占比例计算得出，即本实施例中Na和K在碱性复合激发剂A中所占比例为14.67％)，偏铝酸钾与氢氧化钠的质量比为：0.42:1，K与Na的质量比为：0.63:1；待其完全溶解之后并冷却至室温得到碱性复合激发剂A，碱性复合激发剂A中碱金属元素质量百分比组成：碱金属元素14.67％；
(2)制备地质聚合物浆料B：根据计算好的激发剂与粉体比例，将偏高岭土粉体2.15g，粉煤灰2.15g，二氧化硅粉体分析纯5.70g，硅铝摩尔质量比为3.5:1，SiO2和Al2O3的总含量96.39％，混合均匀后，所述液体原料与固体原料质量比：0.65:1，再加入步骤(1)中配置好的碱性复合激发剂A6.5g，搅拌均匀后得到地质聚合物浆料B；
(3)制备地质聚合物坯体C：将浆料B注入无盖的PP材质的塑料模具中并置于40℃恒温环境中养护3d，然后取出模具在鼓风干燥箱中以60℃烘干至恒重得到地质聚合物坯体C；
(4)制备釉面砖D：将烘干后的坯体C置于电炉中进行高温烧结，烧结温度为1110℃，保温时间为2h，升温速度为5℃/min，其后让其自然冷却得到釉面砖D。
经上述制备方法得到的釉面砖D性能指标为：抗折强度：30.85MPa；吸水率：4.77％；容重为1.78g/cm3。
如图11～图12可知，由碱激发液活化后的地质聚合物可以成功制备出釉面砖。釉面砖的釉面部分主要物相为玻璃，坯体部分主要物相为石英，同时存在少量的霞石与刚玉。
实施例6
本实施例的地质聚合物釉面砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备碱性复合激发剂A：将偏铝酸钠12g溶入适量的蒸馏水中待其完全溶解后得到偏铝酸钠溶液，其后加入氢氧化钠22.4g和蒸馏水(蒸馏水的质量由本实施例中碱金属所占比例计算得出，即本实施例中Na在碱性复合激发剂A中所占比例为12.97％)，偏铝酸钠与氢氧化钠的质量比为：0.54:1；待其完全溶解之后并冷却至室温得到碱性复合激发剂A，碱性复合激发剂A中碱金属元素质量百分比组成：碱金属元素12.97％；
(2)制备地质聚合物浆料B：将偏高岭土粉体4.16g，二氧化硅粉体分析纯5.84g，硅铝摩尔质量比为3.5:1，SiO2和Al2O3的总含量97.33％，混合均匀后，再加入步骤(1)中配置好的碱性复合激发剂A6.5g，所述液体原料与固体原料质量比：0.65:1，搅拌均匀后得到地质聚合物浆料B；
(3)制备地质聚合物坯体C：将浆料B注入无盖的PP材质的塑料模具中并置于40℃恒温环境中养护3d，然后取出模具在鼓风干燥箱中以60℃烘干至恒重得到地质聚合物坯体C；
(4)制备釉面砖D：将烘干后的坯体C置于电炉中进行高温烧结，烧结温度为1110℃，保温时间为2h，升温速度为5℃/min，其后让其自然冷却得到釉面砖D。
实施例7
本实施例的地质聚合物釉面砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备碱性复合激发剂A：将钠水玻璃(n＝1.2)12g溶入适量的蒸馏水中待其完全溶解后得到钠水玻璃溶液，其后加入氢氧化钠17.2g和蒸馏水(蒸馏水的质量由本实施例中碱金属所占比例计算得出，即本实施例中Na在碱性复合激发剂A中所占比例为11.51％)，钠水玻璃与氢氧化钠的质量比为：0.7:1；待其完全溶解之后并冷却至室温得到碱性复合激发剂A，碱性复合激发剂A中碱金属元素质量百分比组成：碱金属元素11.51％；
(2)制备地质聚合物浆料B：将偏高岭土粉体4.16g，二氧化硅粉体分析纯5.84g，硅铝摩尔质量比为3.5:1，SiO2和Al2O3的总含量97.33％，混合均匀后，再加入步骤(1)中配置好的碱性复合激发剂A6.5g，所述液体原料与固体原料质量比：0.65:1，搅拌均匀后得到地质聚合物浆料B；
(3)制备地质聚合物坯体C：将浆料B注入无盖的PP材质的塑料模具中并置于40℃恒温环境中养护3d，然后取出模具在鼓风干燥箱中以60℃烘干至恒重得到地质聚合物坯体C；
(4)制备釉面砖D：将烘干后的坯体C置于电炉中进行高温烧结，烧结温度为1110℃，保温时间为2h，升温速度为5℃/min，其后让其自然冷却得到釉面砖D。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的思想，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种地质聚合物釉面砖，其特征在于，所述釉面砖包括固体原料与液体原料，所述液体原料与固体原料质量比：0.6:1～0.7:1；所述固体原料包括偏高岭土粉体、粉煤灰和二氧化硅粉体且至少含有二氧化硅粉体，其中硅铝摩尔质量比为3:1～4.5:1；所述液体原料为偏铝酸钾溶液或偏铝酸钠溶液或钠水玻璃溶液与氢氧化钠溶液构成的碱性复合激发剂，其中偏铝酸钾或偏铝酸钠或钠水玻璃与氢氧化钠的质量比为：0.4:1～0.7:1；经过搅拌、注模、养护、烘干、烧结工序获得釉面砖。
2.根据权利要求1所述的地质聚合物釉面砖，其特征在于，所述碱性复合激发剂中碱金属元素质量百分比组成：碱金属元素11～16％。
3.根据权利要求1所述的地质聚合物釉面砖，其特征在于，所述固体原料中SiO2和Al2O3的总含量大于70％。
4.根据权利要求1～3任一所述釉面砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制备碱性复合激发剂A：向偏铝酸钾溶液或偏铝酸钠溶液或钠水玻璃溶液中加入氢氧化钠溶液，搅拌得到碱性复合激发剂A；
(2)制备地质聚合物浆料B：按照硅铝摩尔质量比为3:1～4.5:1，将偏高岭土粉体、粉煤灰与二氧化硅粉体混合均匀，再按照液体原料与固体原料质量比：0.6:1～0.7:1，加入碱性复合激发剂A，搅拌均匀得到地质聚合物浆料B；
(3)制备地质聚合物坯体C：将地质聚合物浆料B注入模具中，对地质聚合物浆料B进行养护，其后烘干得到地质聚合物坯体C；所述养护条件为将浆料B置于30～50℃恒温环境中养护，养护时间2～4d，其后在60～80℃下烘干至恒重；
(4)制备釉面砖D：对坯体C在电炉中进行高温烧结及保温处理，烧结温度1080～1140℃，保温时间1～3h，升温速度3-7℃/min，得到釉面砖D。
5.根据权利要求4所述的釉面砖的制备方法，其特征在于，烧结温度1110℃，保温时间2h，升温速度5℃/min。
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