CN1733643A - 一种复合结构微晶玉石及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种复合结构微晶玉石，包括一个普通砖坯体，在坯体表面有一层由微晶玻璃粒经烧结后再结晶、并经抛光而成的微晶玻璃体。本发明结合了砖和微晶玻璃板材的优点，一次烧成，烧结容易快速，理化性能优良，立体感和柔润感等外观感觉和装饰效果与微晶玻璃板材相同，但可大量利用固体废弃物和垃圾。既起到了微晶玻璃的装饰效果，又比单纯以微晶玻璃制作板材节约了成本，具有较高的社会效益和经济效益。

Description

一种复合结构微晶玉石及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种微晶玻璃及其制备方法，特别涉及一种复合结构微晶玉石及其制备方法。
背景技术
被科学家称为21世纪新型装饰材料的微晶玻璃，是当玻璃经过处理，充满微小晶体后，玻璃由非晶体形变为具有内部晶体结构的玻璃结晶材料，成为了一种新的透明或不透明的无机材料，即所谓的结晶玻璃、玻璃陶瓷或高温陶瓷。微晶玻璃作为一种多晶陶瓷新型材料，兼有玻璃和陶瓷的优点，具有常规材料难以达到的物理性能，并能够达到天然玉石级的装饰效果。由于瓷砖档次较低，容易脱落，大理石容易风化、吸水率高，所以目前微晶玻璃已开始大量用于民用建筑装饰领域，作为替代传统花岗岩、大理石、通体瓷砖的更高档的装饰材料，市场前景广阔。
目前在微晶玻璃的应用中，最主要的问题来自于其制造过程的较高成本。其原材料要先融化为可晶化玻璃(微晶玻璃母料)，再经烧结晶化为微晶玻璃，每一块微晶玻璃要耗费相当的能源、原材料及加工及人工等费用。现在一些厂家打算采用较便宜的传统瓷砖、废玻璃渣、玻化砖与微晶玻璃表面层复合烧结的办法，节省了很大一部分微晶玻璃母料，部分地降低了成本，但仍需大量天然资源矿物如长石、高岭土、瓷土、石英砂或砂岩、滑石等组成瓷质或玻化砖基体，在倡导资源型社会的今天，如何节约日见匮乏的天然资源显得弥足珍贵。
发明内容
本发明的目的之一在于改进现有技术中的不足，提供一种复合结构微晶玉石，采用了普通砖材料作为坯体，坯体中可大量利用页岩、粉煤灰、煤矸石、炉渣等常见组分或固体废弃物，与微晶玻璃表层复合，一次烧结成为整体，从而在节省了微晶玻璃母料的同时，得到最大程度降低产品成本的复合结构微晶玉石。
本发明的另一目的是提供上述复合微晶玉石的制备方法。
本发明的目的是这样实现的：
一种复合结构微晶玉石，其特征在于：由粉煤灰砖、粘土砖或页岩砖构成的砖坯层和微晶玻璃表层组成，所述砖坯层中各组分的重量百分比为：粉煤灰20～40％，页岩30％～60％，粘土0～20％，煤矸石0～20％，炉渣0～10％，泥沙0～20％，木屑0～5％。
一种复合结构微晶玉石，由粉煤灰砖、粘土砖或页岩砖构成的砖坯层和微晶玻璃表层组成，其特征在于：所述砖坯层中各组分的重量百分比为：粉煤灰40～60％，粘土20～40％，页岩0％～30％，煤矸石0～20％，炉渣0～10％，泥沙0～20％，木屑0～5％。
一种优选技术方案，其特征在于：所述粉煤灰的发热量在1672KJ左右。
一种优选技术方案，其特征在于：所述煤矸石的发热量在3344KJ左右。
一种优选技术方案，其特征在于：所述页岩和/或煤矸石的塑性指数在9-12之间。
一种优选技术方案，其特征在于：所述砖坯层成型水分控制在6-15％，干燥残余水分3-5％。
一种复合结构微晶玉石的制备方法，其特征在于：在砖生坯干燥完成时，在其上面复合一层预先制备好的微晶玻璃母料颗粒。
一种优选技术方案，其特征在于：先将砖坯原料(粉煤灰、页岩、粘土、煤矸石或炉渣)破碎、磨料、筛分；然后混合搅拌并陈化；压机成型；干燥；再将微晶玻璃母料颗粒复合于上表层；进窑烧制，烧结温度控制在1000℃～1150℃；半成品；切边、磨抛、包装；得成品。
另一种复合结构微晶玉石的制备方法，其特征在于：先将砖生坯烧结为熟砖；其次在上面复合一层预先制备好的微晶玻璃母料颗粒；然后通过烧结使上下两层紧密结合，同时微晶玻璃母料烧结晶化为微晶玻璃面层。
一种优选技术方案，其特征在于：所述微晶玻璃母料颗粒最佳粒度在5～40目。
一种优选技术方案，其特征在于：所述微晶玻璃母料颗粒在复合之前先放入粘结剂溶液中浸泡。
二次烧成法由于熟砖在第二次烧结中不易变形，制得的产品成品率更高。
采用粘结剂溶液浸泡的目的是，如果直接放在砖的表面放进窑炉烧结，在烧结过程中或窑车运动过程中玻璃颗粒容易滑下，不能得到合格的产品。而用粘合剂溶液浸泡过之后，可以保证在升温至600℃表面之前玻璃颗粒粘结在一起。超过600℃后，由于玻璃颗粒软化，它们就会自动粘结起来。再将处理后的玻璃颗粒铺平，厚度最好在3～6mm。
本发明采用粉煤灰砖、粘土砖或页岩砖等普通砖坯，创造性地将微晶玻璃表面层与砖坯复合，其中砖坯层采用粉煤灰、页岩、粘土、煤矸石、炉渣和木屑等固体废弃物等作为原料，一次烧结成为整体，从而在节省了微晶玻璃母料的同时，最大程度的降低了产品成本，使这一材料真正走向大规模应用成为了可能。本发明的优点在于：
1、可大量利用粉煤灰、煤矸石、炉渣等固体废弃物，属资源再利用技术产品，节约了天然资源，因此具有良好的环境协调性。
2、产品属高档建筑装饰材料，符合人们日益增高的建筑装饰要求，而成本得到了很大的降低。我们也将其称为微晶玉石装饰材料。
3、砖坯原料广泛易得，可用页岩、泥沙淤泥等材料大量替换粘土，和我国现阶段节约土地资源的政策相符。
4、砖坯中加入的一些木屑在烧失后形成了很多细微空洞，使产品变得更轻，而增加了其隔热、隔音性能。
下面通过具体实施例对本发明作进一步说明，但并不意味着对本发明保护范围的限制。
具体实施方式
实施例1：
采用粉煤灰烧结砖，配方为：粉煤灰40％，粘土20％，页岩40％(重量比)。
                             表1粉煤灰砖原料配比
  品名   湿坯单重(Kg)   成型水份(％) 原料配比(重量比)
  普通砖   湿塑   湿塑   粘土/页岩   粉煤灰
  配比(％) 容重(t/m3)   配比(％)   容重(t/m3)   发热量(kJ/kg)
  2.9   18-20   20/40   1.6-2.0   40   0.6   2500-3344
采用的微晶玻璃配方
                            表2微晶玻璃原料配比
  石英砂   34   氧化锌   5   三氧化二铝   6   氧化镁   7
  钾长石   15.5   碳酸钾   4   二氧化钛   2.5   碳酸钡   5
  碳酸钙   8.3   硼酸   2.5   三氧化二锑   0.9   氟化钙   2
  硼酸钠   5   氧化锆   0.5   氯化钠   0.8   磷酸钙   1
加工步骤：
微晶玻璃原料备料，混合磨料，玻璃熔窑，玻璃液，水淬，微晶玻璃母料玻璃渣，浸于常用粘结剂中浸泡，干燥。
粘土、页岩备料，用雷蒙磨研磨至0.5mm以下，混合粉煤灰，加一部分水，圆筛、轮碾、搅拌，陈化仓50小时，压机成型，干燥，进窑烧结制成熟砖，工艺参数如下：
1.隧道窑长                         122.8米
2.有效宽度                         6.9米
3.有效高度2.6米(KP1，卧码17层，90m高度)
4.容车数                           28辆
5.每车装载量                       12485块/辆(折普通砖)
6.烧成温度                         1100℃
7.烧成周期                         37小时
8.干燥室干燥周期                   27小时
烧成的熟砖坯经冷却，在表层复合粘结好的微晶玻璃母料，进入烧成窑玻化烧成，磨、抛，分级，包装。晶化烧结工艺如下：
烧成温度1060℃，其中0～300℃用5.5h，300℃保温1h，300℃～700℃用5h，700℃保温1h，再均匀升温至1055℃，用时4.5h，1055℃保温50min，然后缓慢降温，其中在900℃保温1h。通过烧成得到了复合完好的产品，产品表面层白色有花纹，厚度约16mm，其中微晶玻璃层厚约2mm；产品表层硬度为540kg/mm2，耐酸性(％)～0.05(1％H2SO4)，耐碱性(％)～0.03(1％NaOH)，光泽度＞95°，吸水率(％)～0，微晶玻璃面层和砖层结合度高，热膨胀系数相近，在烧结过程中表面不开裂。具备很好的综合性能和装饰效果。
实施例2
其它与实施例1相同，粉煤灰烧结砖的配方为：粉煤灰40％，页岩60％(重量比)。
实施例3
其它与实施例1相同，粉煤灰烧结砖的配方为：粉煤灰40％，粘土60％(重量比)。熟砖坯烧成温度为1060℃。
实施例4
其它与实施例1相同，粉煤灰烧结砖的配方为：粉煤灰20％，粘土20％，页岩20％，煤矸石10％，炉渣10％，泥沙15％，木屑5％。
实施例5
其它与实施例1相同，粉煤灰烧结砖的配方为：粉煤灰60％，粘土10％，页岩10％，煤矸石5％，炉渣5％，泥沙5％，木屑5％。熟砖坯烧成温度为1130℃。
实施例6
其它与实施例3相同，先将砖坯原料磨料并筛分；再混合搅拌，陈化；压机成型；干燥室干燥周期22小时，得到具有一定强度的干坯；再直接将在粘结剂溶液中浸好的微晶玻璃复合于上表层；进窑烧制(均匀升温至1060℃保温50min，然后缓慢降温，其中在900℃保温1h，退火冷却时间为3-5小时)，即得到复合完好的半成品，再经切边、磨光、抛光、烘干、包装；得成品。表面层白色，厚度约20mm，其中微晶玻璃层厚约2mm，微晶玻璃面层和砖层结合度高，在烧结过程中表面不开裂。具备很好的综合性能和装饰效果。

Claims (10)

1、一种复合结构微晶玉石，其特征在于：由粉煤灰砖、粘土砖或页岩砖构成的砖坯层和微晶玻璃表层组成。
2、根据权利要求1所述的复合结构微晶玉石，其特征在于：所述砖坯层中各组分的重量百分比为：粉煤灰20～40％，页岩30％～60％，粘土0～20％，煤矸石0～20％，炉渣0～10％，泥沙0～20％，木屑0～5％。
3、根据权利要求1所述的复合结构微晶玉石，其特征在于：所述砖坯层中各组分的重量百分比为：粉煤灰40～60％，粘土20～40％，页岩0％～30％，煤矸石0～20％，炉渣0～10％，泥沙0～20％，木屑0～5％。
4、根据权利要求2或3所述的复合结构微晶玉石，其特征在于：所述粉煤灰的发热量在1672KJ左右。
5、根据权利要求4所述的复合结构微晶玉石，其特征在于：所述煤矸石的发热量在3344KJ左右。
6、根据权利要求5所述的复合结构微晶玉石，其特征在于：所述页岩和/或煤矸石的塑性指数在9-12之间。
7、根据权利要求6所述的复合结构微晶玉石，其特征在于：所述砖坯层成型水分控制在6-15％，干燥残余水分3-5％。
8、一种复合结构微晶玉石的制备方法，其特征在于：先将包括粉煤灰、页岩和/或粘土、煤矸石或炉渣在内的砖坯原料磨料并筛分；再混合搅拌，陈化；压机成型；干燥；进窑烧结制成熟砖，冷却；再将微晶玻璃母料颗粒复合于上表层；进窑烧制，烧结温度控制在1000℃～1150℃；半成品；切边、磨抛、包装；得成品。
9、一种复合结构微晶玉石的制备方法，其特征在于：先将包括粉煤灰、页岩和/或粘土、煤矸石或炉渣在内的砖坯原料破碎、磨料、筛分；然后混合搅拌并陈化；压机成型；干燥；再将微晶玻璃母料颗粒复合于上表层；进窑烧制，烧结温度控制在1000℃～1150℃；半成品；切边、磨抛、包装；得成品。
10、根据权利要求8或9所述的复合结构微晶玉石的制备方法，其特征在于：所述微晶玻璃母料颗粒在复合之前先放入粘结剂溶液中浸泡。
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Assignee: China building materials new energy (Ningguo) Co., Ltd.

Assignor: Xi'an wall materials research and Design Institute|Jiang Yang

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Denomination of invention: Compound structure crystallite jade and its preparation method

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License type: Exclusive License

Record date: 20140620

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