專利名稱：一種人造浮石及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種人造浮石，尤其是涉及由無(wú)機(jī)材料、助熔劑、膨脹劑和連接劑燒制而成的人造浮石，以及該人造浮石的制造方法。
背景技術(shù)：
隨著人民生活水平的不斷提高以及建筑業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)建筑材料提出了更高的要求。現(xiàn)代建筑不僅要求建筑質(zhì)量?jī)?yōu)良，使用功能完善，而且要求建筑物具有節(jié)能、調(diào)溫、滅菌、保健等生態(tài)環(huán)保功能。另外，建材工業(yè)能耗很高，建筑能耗遠(yuǎn)大于建筑物所用建筑材料的生產(chǎn)能力，因此降低建筑能耗已成為世界各國(guó)關(guān)注的重大問題。最有效和最經(jīng)濟(jì)的建筑節(jié)能措施是提高建筑物的保溫隔熱性能，墻體材料是住宅的主體組成部分，占房建材料的70％，其保溫隔熱性能提高一直是世界各國(guó)研究開發(fā)的重點(diǎn)。墻體材料需同時(shí)滿足建筑物的結(jié)構(gòu)、維護(hù)、隔斷、裝飾等不同功能的要求。目前，還沒有一種單一的墻體保溫材料能夠滿足建筑功能多樣化要求。因此，發(fā)展多功能墻體材料使之具有輕質(zhì)、高強(qiáng)度和優(yōu)異的防火、防水、隔熱、保溫、隔聲、無(wú)毒、安全、附潮、防輻射和裝飾等性能，是目前生態(tài)建材發(fā)展的一個(gè)重要內(nèi)容。
目前，已有人研發(fā)出泡沫玻璃用于化工設(shè)備的保溫，泡沫玻璃具有助燃、防潮、不老化、不腐蝕等性能，但由于泡沫玻璃的抗壓強(qiáng)度不高，為0.6Mpa/m2，因此其抗壓性較差，并且不能制成大尺寸的板材。
CN1433992A公開了一種建筑物內(nèi)外裝飾用人造石板及其制造方法。該人造石板是以沸石為主料，并與火山灰、浮石、白水泥或膠粘增塑極混合而制成。該人造石板不需燒制。
CN1222605A公開了一種人造浮石組合物及其制造方法，該組合物的坯料包括粘土、無(wú)機(jī)薄壁中空球狀微粒和潤(rùn)濕塑劑，其中無(wú)機(jī)薄壁中空球狀微粒由氧化硅、氧化鋁和雜質(zhì)組成。該人造浮石是用于成衣和布料的水洗加工。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的是提供了一種人造浮石。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種制造該人造浮石的方法。
本發(fā)明的人造浮石是由下述原料燒制而成，所述的原料包括無(wú)機(jī)材料80.5-95.5％(重量)，燒堿2-6％(重量)，硼砂1-10％(重量)，碳酸鈣粉0.5-5％(重量)，碳粉0-1.5％(重量)和云母1-7％(重量)，所述的無(wú)機(jī)材料選自礦物或粘土。
本發(fā)明所用的無(wú)機(jī)材料取材廣泛，例如可以是礦物或粘土，例如頁(yè)巖、凝灰?guī)r、板巖、煤矸石、粉煤灰、河床淤泥、尾礦、廢渣或硅藻土等，該無(wú)機(jī)材料具有如下的化學(xué)成分(以重量百分?jǐn)?shù)計(jì))SiO250-85％，Al2O33-20％，F(xiàn)e2O30.5-10％，CaO 0.4-5％；MgO 0.4-3％；雜質(zhì)4-13％。這些礦物或粘土可以單獨(dú)或混合使用。
本發(fā)明所用的燒堿和硼砂是助熔劑。助熔劑的作用是通過降低原材料的熔點(diǎn)，從而降低燒制的溫度。
本發(fā)明所用的碳酸鈣粉和碳粉是膨脹劑。在浮石的制造過程中可以只使用碳酸鈣粉作膨脹劑。膨脹劑的作用是起膨脹作用，使原料混合物在燒制過程中發(fā)泡膨脹。
本發(fā)明所用的云母是連接劑，各種云母都適用于本發(fā)明。該連接劑的作用是防止浮石在降溫時(shí)出現(xiàn)裂紋。
本發(fā)明的人造浮石用下列方法制備將無(wú)機(jī)材料，燒堿，硼砂，碳酸鈣粉，碳粉和云母按所需比例混合；將混合物粉碎至60-200目；將混合物裝入模中進(jìn)行燒制，燒制的溫度為750-1186℃，燒制時(shí)間為20-40分鐘。
在上述方法中，可在混合物粉碎之后，向混合物中加入重油，重油的加入量為原料總重量的1-3％(重量)，重油在燒制時(shí)可起到膨脹作用。
在本發(fā)明方法中，在混合物裝入模中之前可以使用造粒機(jī)將混合物造粒，顆粒的大小在0.01-1.2厘米范圍內(nèi)。將混合物造粒后再進(jìn)行燒制，有利于均勻的傳熱，從而達(dá)到均勻的燒制。本發(fā)明方法中采用了脫模劑，如磷鎂礦。
在燒制過程中，混合物在高溫下發(fā)泡并膨脹，產(chǎn)生了許多小孔。燒制完成后退火6-24小時(shí)，然后脫模，根據(jù)所需尺寸將人造浮石進(jìn)行切割。本發(fā)明可使用多種窯爐，例如隧道窯爐、履帶式窯爐和錕道式窯爐等。燒窯可用熱煤氣、垃圾產(chǎn)生氣、煤粉、天然氣、瓦斯氣和重油等作為能源。
采用常規(guī)的檢測(cè)方法檢測(cè)，本發(fā)明的人造浮石具有如下性質(zhì)密度160-442kg/m3，抗壓強(qiáng)度0.6-10.40Mpa/m2，質(zhì)量損失率≤0.9％，吸水率≤0.2-1.4％，導(dǎo)熱0.06-0.15W/MK。該人造浮石的放射性優(yōu)于國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明的人造浮石可通過調(diào)整各成分的比例來(lái)調(diào)整其氣孔密度、導(dǎo)熱系數(shù)、容重量、強(qiáng)度等物理性能，并可根據(jù)需求生產(chǎn)各種大、中、小型磚材、板材、異型建材。
與現(xiàn)有的材料相比，本發(fā)明的人造浮石具有下述優(yōu)點(diǎn)。
1、輕質(zhì)、可漂浮其密度是紅磚的1/3-1/8，可浮于水面，最適宜高層建筑，減輕地基荷載。可替代紅磚、砌塊，大大降低了工程成本。
2、防水、防潮其由獨(dú)立閉孔的結(jié)構(gòu)連結(jié)而成，氣孔之間互不連通，因此具有很好的防水、防潮性能。
3、放火、隔熱、保溫封閉式的微孔結(jié)構(gòu)，大大降低了熱能的傳到。其磁性結(jié)構(gòu)不燃燒，具有放火性能。
4、高強(qiáng)度可根據(jù)需求調(diào)整產(chǎn)品密度制成高強(qiáng)度產(chǎn)品，提高抗外來(lái)破壞的能力。如其抗壓強(qiáng)度為0.6-10.40Mpa/m2，而泡沫玻璃的抗壓強(qiáng)度為0.6Mpa/m2，爐渣混凝土砌塊的抗壓強(qiáng)度大于2.5Mpa/m2。
5、耐腐蝕其在高溫下形成硅碳結(jié)晶狀態(tài)，具備了極強(qiáng)的抗酸堿腐蝕能力。
6、隔音、吸音可根據(jù)需求改變其物理性質(zhì)，達(dá)到更好的隔音、吸音效果。
7、不風(fēng)化其結(jié)構(gòu)孔壁成磁，因此不易風(fēng)化。
8、防射線經(jīng)檢測(cè)其放射性核素比符合《建筑材料放射衛(wèi)生防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)》(GB6566-2000)中的限制，其應(yīng)用不受限制。
9、無(wú)污染該人造浮石的生產(chǎn)過程中無(wú)污染環(huán)境廢棄物排放。
10、膨脹系數(shù)小經(jīng)檢測(cè)該人造浮石膨脹系數(shù)小，在極冷、極熱情況下不斷裂。
11、再利用該人造浮石的邊角余料及建筑物報(bào)廢體可回收再利用。
12、可制成大尺寸的板材，例如，2米×4米×0.15米的規(guī)格，根據(jù)需要還制成更大的板材。而泡沫玻璃由于受其性能的限制，只能制成小塊，如600×450×100(毫米)的規(guī)格。
本發(fā)明的人造浮石可廣泛用于建筑墻體及化工保溫、冷庫(kù)、地下工程、石油化工、電力、船舶、浮橋等領(lǐng)域，還可用于水中救生、印染等生產(chǎn)、娛樂服務(wù)性行業(yè)。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1將450公斤頁(yè)巖、燒堿10公斤、硼砂16.1公斤、碳酸鈣粉4.5公斤、碳粉1.9公斤、云母17.5公斤充分混合。所用頁(yè)巖的化學(xué)成分為(以重量百分?jǐn)?shù)計(jì))SiO259.64％，Al2O315.08％，F(xiàn)e2O37.91％，CaO 2.96％，MgO 2.13％，雜質(zhì)7.49％。然后將混合物粉碎至150目，向混合物中加入重油6公斤，使用造粒機(jī)將混合物制成平均尺寸為0.8厘米的不均勻顆粒。將制成的混合物顆粒裝入模中，模表面涂有磷鎂礦脫模劑。然后將該模放入隧道窯爐中進(jìn)行燒制，將溫度升至為約1160℃，燒制35分鐘。然后退火14小時(shí)，接著脫模，得到1米3的人造浮石。根據(jù)需要將人造浮石切割成所需的大小。
實(shí)施例2將440公斤硅藻土、11.3公斤燒堿、16.5公斤硼砂、5.6公斤碳酸鈣粉、4.1公斤碳粉、22.5公斤云母充分混合。所用硅藻土的化學(xué)成分為(以重量百分?jǐn)?shù)計(jì))SiO268.45％，Al2O319.70％，F(xiàn)e2O32.40％，CaO 1.04％，MgO 0.81％，雜質(zhì)7.60％。然后將混合物粉碎至130目。將得到的混合物裝入模中，模表面涂有磷鎂礦脫模劑。然后將該模放入隧道窯爐中進(jìn)行燒制，將溫度升至1120℃，燒制40分鐘。然后退火18小時(shí)，接著脫模，得到1.2米3的人造浮石。根據(jù)需要將人造浮石切割成所需的大小。
權(quán)利要求
1.一種人造浮石，其特征在于該人造浮石是由下述原料燒制而成，所述的原料包括無(wú)機(jī)材料80.5-95.5％(重量)，燒堿2-6％(重量)，硼砂1-10％(重量)，碳酸鈣粉0.5-5％(重量)，碳粉0-1.5％(重量)和云母1-7％(重量)，所述的無(wú)機(jī)材料選自礦物或粘土。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人造浮石，其特征在于所述的無(wú)機(jī)材料選自頁(yè)巖、凝灰?guī)r、板巖、煤矸石、粉煤灰、河床淤泥、尾礦、廢渣或硅藻土的一種或多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的人造浮石，其特征在于所述的無(wú)機(jī)材料具有如下的化學(xué)成分(以重量百分?jǐn)?shù)計(jì))SiO250-85％，Al2O33-20％，F(xiàn)e2O30.5-10％，CaO 0.4-5％；MgO 0.4-3％；雜質(zhì)4-13％。
4.一種權(quán)利要求1所述人造浮石的制造方法，其特征在于包括下列步驟1)將原料無(wú)機(jī)材料，燒堿，硼砂，碳酸鈣粉，碳粉和云母按所需比例混合；2)將得到的混合物粉碎至60-200目；3)將混合物裝入模中進(jìn)行燒制。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述的原料包括無(wú)機(jī)材料80.5-95.5％(重量)，燒堿2-6％(重量)，硼砂1-10％(重量)，碳酸鈣粉0.5-5％(重量)，碳粉0-1.5％(重量)和云母1-7％(重量)，所述的無(wú)機(jī)材料選自礦物或粘土。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的方法，其特征在于所述的無(wú)機(jī)材料具有如下的化學(xué)成分(以重量百分?jǐn)?shù)計(jì))SiO250-85％，Al2O33-20％，F(xiàn)e2O30.5-10％，CaO 0.4-5％；MgO 0.4-3％；雜質(zhì)4-13％。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于包括在混合物粉碎之后，向混合物中加入重油，重油的加入量為原料總重量的1-3％(重量)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于包括在混合物裝入模中之前將混合物造粒，顆粒的大小在0.01-1.2厘米范圍內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于在步驟3)中燒制的溫度為750-1186℃，燒制時(shí)間為20-40分鐘。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于在步驟3)中使用磷鎂礦脫模劑。
11.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于包括燒制后的退火，脫模和人造浮石的切割步驟。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于退火時(shí)間為6-24小時(shí)。
全文摘要
一種人造浮石及其制造方法，該人造浮石是由下述原料燒制而成，所述的原料包括無(wú)機(jī)材料，燒堿，硼砂，碳酸鈣粉，碳粉和云母，所述的無(wú)機(jī)材料選自礦物或粘土。該方法包括將無(wú)機(jī)材料，燒堿，硼砂，碳酸鈣粉，碳粉和云母按所需比例混合；將混合物粉碎至60－200目；將混合物裝入模中進(jìn)行燒制。
文檔編號(hào)C04B14/02GK1579982SQ20041003807
公開日2005年2月16日 申請(qǐng)日期2004年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月19日
發(fā)明者郭勇, 劉志新, 孫鵬翔, 劉志勇 申請(qǐng)人:郭勇