一種采用原位生成高溫粘結劑制備的陶瓷透水磚及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種采用原位生成高溫粘結劑制備的陶瓷透水磚及其制備方法，其主要技術特征是在透水磚的骨料中引入可溶性鹽，利用其在燒成過程中與骨料顆粒發(fā)生反應原位生成高溫粘結劑，從而將透水磚骨料的顆粒粘結在一起。以水溶液形式加入的可溶性鹽很容易均勻分布在骨料的顆粒表面，這不僅解決了現(xiàn)有技術中直接加入的高溫粘結劑和骨料均勻混合的問題，而且還省去高溫粘結劑的制備過程。本發(fā)明簡化了目前陶瓷透水磚的生產工藝，不但降低了燒成溫度，還大幅提高了陶瓷透水磚質量的穩(wěn)定性，因此具有廣闊的市場前景。
【專利說明】一種采用原位生成高溫粘結劑制備的陶瓷透水磚及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬無機非金屬材料(陶瓷)領域，具體涉及一種采用原位生成高溫粘結劑制備的陶瓷透水磚及其制備方法。
【背景技術】
[0002]透水磚具有良好的透水、透氣性能，可使雨水迅速滲入地下，補充土壤水和地下水，保持土壤濕度，改善城市地面植物和土壤微生物的生存條件。城市中常常出現(xiàn)雨水蓄積和漫流現(xiàn)象，透水磚鋪裝的地面由于自身良好的透水性能，能有效地緩解城市排水系統(tǒng)的泄洪壓力，同時透水磚所具有的滲水保濕及透氣功能，能夠有效抑制“城市熱島”效應。
[0003]現(xiàn)有陶瓷透水磚的生產技術是直接將高溫粘結劑加入到透水磚的骨料中，由于高溫粘結劑在高溫下自身熔融產生液相從而將骨料顆粒粘結在一起。所用的高溫粘結劑可以是單一的易熔礦物原料，也可以是由多種礦物原料配制而成。例如:《透水磚制造方法》(ZL99104294.8)、《一種陶瓷透水磚及其生產方法》(ZL01127813.7)和《一種室外陶瓷透水磚及其制備方法》(ZL200710195308.6)這三個發(fā)明專利都是使用單一的易熔礦物原料作為高溫粘結劑的典型實例，它們分別采用了 6~15wt%的低溫高粘性粘土、8~20wt%的長石粉和5~10Wt%的膨潤土作為高溫結合劑；《一種復合陶瓷透水磚的生產方法》(ZL200610159648.9)中使用了 10~35wt%的聞溫粘結劑,它是由長石、石英、聞嶺土、石灰石、瓷石等多種礦物原料配制而成的，CN1607043公開了一種石墨尾礦砂制造環(huán)保陶瓷生態(tài)磚的方法，它采用5~40wt%由長石、垃圾焚燒灰和玻璃等原料配制而成的高溫粘結劑。不難看出，現(xiàn)有技術中用到的高溫粘結劑是以固態(tài)的形式直接引入的，高溫粘結劑和透水磚骨料混合是兩個固相之間的混合，很難混合均勻，從而容易造成產品質量不穩(wěn)定等缺點，制約了陶瓷透水磚品質的提升。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種采用原位生成高溫粘結劑制備的陶瓷透水磚及其制備方法。
[0005]為解決以上技術問題，本發(fā)明的技術方案是:一種采用原位生成高溫粘結劑制備的陶瓷透水磚，其特征在于:在透水磚的骨料中引入可溶性鹽，利用其在燒成過程中與骨料顆粒發(fā)生反應原位生成高溫粘結劑，從而將透水磚骨料的顆粒粘結在一起，制得陶瓷透水磚產品。
[0006]上述可溶性鹽為可溶于水的金屬鹽。
[0007]所述金屬鹽為一價金屬鹽和二價金屬鹽中的一種。
[0008]所述一價 金屬鹽為鈉鹽和鉀鹽中的一種，所述二價金屬鹽為鈣鹽、鎂鹽、鋅鹽、鋇鹽、錳鹽和鐵鹽中的一種。
[0009]上述陶瓷透水磚的制備方法，在透水磚骨料中外加質量百分比為0.1-3%的可溶性鹽和3~8%的多糖水溶液以及適量的水，然后經攪拌、陳腐、成型、干燥和燒成制備出陶瓷透水磚。
[0010]所述陶瓷透水磚的燒成溫度為110(Tl250°C。
[0011]所述多糖水溶液的質量百分比濃度為50%。
[0012]所述陶瓷透水磚的主要性能指標為:抗壓強度:55.0-90.0MPa;透水系數(shù):
3.0~8.0 X 10 2cm/s ο
[0013]本發(fā)明不是直接在透水磚骨料中加入高溫粘結劑，而是以水溶液的形式引入可溶性鹽，它能在燒成過程中與骨料發(fā)生反應，并在骨料顆粒表面形成一層均勻的粘滯高溫液相，即原位生成高溫粘結劑，這樣就將骨料顆粒牢固地粘結在一起。圖1和圖2分別是現(xiàn)有工藝與本發(fā)明的粘結劑與骨料結合原理示意圖。從兩圖中可以看出，現(xiàn)有工藝中高溫粘結劑以固態(tài)的形式直接引入并靠自身的高溫熔融而將骨料粘結在一起，而本發(fā)明則是通過均勻分布在骨料顆粒表面的可溶性鹽與骨料反應原位生成一層薄薄的高溫粘結劑，以此將骨料牢固結合起來。
[0014]本發(fā)明的陶瓷透水磚生產技術與現(xiàn)有技術相比較，具有三大突出優(yōu)勢:
I)本發(fā)明中的可溶性鹽是以水溶液形式引入的，它很容易均勻地附著在透水磚骨料顆粒表面，使現(xiàn)有技術中的高溫粘結劑和骨料不易混勻的問題迎刃而解，這樣就不但簡化了目前透水磚的生產工藝，而且還避免了傳統(tǒng)方法中因混料不勻而導致的產品缺陷。
[0015]2)本發(fā)明通過可溶性低熔點金屬鹽與骨料反應原位生成高溫粘結劑，它均勻分布在骨料顆粒表面，有利于骨料顆粒粘結成一個穩(wěn)定均勻的多孔結構，從而有助于提高產品質量和性能的穩(wěn)定性。
[0016]3)由于原位生成`的高溫粘結劑只是骨料顆粒表面一層薄薄的高溫粘滯層，因此本發(fā)明引入的可溶性鹽很少，用量僅為透水磚骨料質量百分比的0.f 3%;而現(xiàn)有技術中的高溫粘結劑用量大多都大于10%，由于陶瓷透水磚一般都是用工業(yè)廢渣和尾礦等作為骨料，因此本發(fā)明的廢物資源化利用率明顯高于現(xiàn)有技術。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是現(xiàn)有制備工藝中粘結劑與骨料結合原理示意圖。
[0018]圖2是本發(fā)明制備工藝中粘結劑與骨料結合原理示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結合【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的說明:
實施例1
配方(wt%):
拋光磚廢料:100 (5-180目)
Na2CO3:I (外加)
多糖水溶液(濃度50wt%):5 (外加)
生產陶瓷透水磚的方法按照下述步驟進行:
O配料:將工業(yè)廢料破碎篩分，優(yōu)選5-180目顆粒粉料；按照配方加入工業(yè)廢料、可溶性鹽溶液和多糖水溶液(用作低溫有機粘結劑)，再加入適量水攪拌均勻；2)成型:根據產品尺寸選擇適當?shù)膲毫褐瞥尚停?br> 3)干燥:干燥溫度IlCTC,干燥后入窯水分〈0.5% ；
4)燒成:燒成溫度1200°C，燒成時間:6h;燒成后得到透水磚產品。
[0020]制得陶瓷透水磚的主要性能指標為:抗壓強度:87.3MPa ;透水系數(shù):6.3X 10_2cm/S。
[0021]實施例2
配方(wt%):
拋光磚廢料:100 (5-180目)
KCl:3 (外加)
多糖水溶液(濃度50wt%):7 (外加)
燒成溫度為1100°C，其它工藝及參數(shù)與實施例1相同。
[0022]制得陶瓷透水磚的主要性能指標為:抗壓強度:85.4MPa ;透水系數(shù):5.9X 10_2cm/S。 [0023]實施例3
配方(wt%):
建筑紅磚廢料:100 (5-180目)
NaCl:0.5 (外加)
多糖水溶液(濃度50wt%):4 (外加)
燒成溫度為1150°C，其它工藝及參數(shù)與實施例1相同。
[0024]制得陶瓷透水磚的主要性能指標為:抗壓強度:57.2MPa ;透水系數(shù):
5.1 X 10 2cm/s ο
[0025]實施例4 配方(wt%):
拋光磚廢料:100 (5-180目)
NaNO3:2.6 (外加)
多糖水溶液(濃度50wt%):5 (外加)
燒成溫度為1100°C，其它工藝及參數(shù)與實施例3相同。
[0026]制得陶瓷透水磚的主要性能指標為:抗壓強度:74.1MPa ;透水系數(shù):
6.9 X102cm/s ο
[0027]實施例5 配方(wt%):
釉面磚廢料:100 (5-180目)
NaCl:1.2 (外加)
多糖水溶液(濃度50wt%):8 (外加)
燒成溫度為1150°C，其它工藝及參數(shù)與實施例3相同。
[0028]制得陶瓷透水磚的主要性能指標為:抗壓強度:70.6MPa ;透水系數(shù):
4.9 X 10 2cm/s ο
[0029]實施例6 配方(wt%):煤矸石:100 (5-180目)
MgCl2:2.5 (外加)
多糖水溶液(濃度50wt%):5 (外加)
燒成溫度為1250°C，其它工藝及參數(shù)與實施例3相同。
[0030]制得陶瓷透水磚的主要性能指標為:抗壓強度:69.1MPa ;透水系數(shù):
5.3 X 10 2cm/s 。
[0031]實施例7 配方(wt%):
日用陶瓷廢料:100 (5-180目)
CaCl2:2.8 (外加)
多糖水溶液(濃度50wt%):8 (外加)
燒成溫度為1250°C，其它工藝及參數(shù)與實施例3相同。
[0032]制得陶瓷透水磚的主要性能指標為:抗壓強度:74.SMPa ;透水系數(shù):
3.8 X 10 2cm/s ο
[0033]實施例8 配方(wt%):
粉煤灰:100 (5-180目)
ZnSO4:1.5 (外加)
多糖水溶液(濃度50wt%):3 (外加)
燒成溫度為1200°C，其它工藝及參數(shù)與實施例3相同。
[0034]制得陶瓷透水磚的主要性能指標為:抗壓強度:55.2MPa ;透水系數(shù):6.3X 10_2cm/S。
[0035]實施例9
配方(wt%):
煤矸石廢料:100 (5-180目)
FeSO4:3 (外加)
多糖水溶液(濃度50wt%):5 (外加)
燒成溫度為1250°C，燒成時間8h，其它工藝及參數(shù)與實施例3相同。
[0036]制得陶瓷透水磚的主要性能指標為:抗壓強度:67.SMPa ;透水系數(shù):
5.7 X 10 2cm/s ο
[0037]實施例10 配方(wt%):
拋光磚廢料:100 (5-180目)
Ba(NO3)2:0.5 (外加)
多糖水溶液(濃度50wt%):5 (外加)
燒成溫度為1250°C，燒成時間8h，其它工藝及參數(shù)與實施例3相同。
[0038]制得陶瓷透水磚的主要性能指標為:抗壓強度:65.3MPa ;透水系數(shù):
4.1 X 10 2cm/s ο
[0039]實施例11配方(wt%):
煤矸石廢料:100 (5-180目)
Mn(NO3)2:2.5 (外加)
多糖水溶液(濃度50wt%):5 (外加)
燒成溫度為1250°C，其它工藝及參數(shù)與實施例3相同。
[0040]制得陶瓷透水磚的主要性能指標為:抗壓強度:66.1MPa ;透水系數(shù):4.6 X 10 2cm/s ο`
【權利要求】
1.一種采用原位生成高溫粘結劑制備的陶瓷透水磚，其特征在于:在透水磚的骨料中引入可溶性鹽，利用其在燒成過程中與骨料顆粒發(fā)生反應原位生成高溫粘結劑，從而將透水磚骨料的顆粒粘結在一起，制得陶瓷透水磚產品。
2.根據權利要求1所述的陶瓷透水磚，其特征在于:所述可溶性鹽為可溶于水的金屬鹽。
3.根據權利要求2所述的陶瓷透水磚，其特征在于:所述金屬鹽為一價金屬鹽和二價金屬鹽中的一種。
4.根據權利要求3所述的陶瓷透水磚，其特征在于:所述一價金屬鹽為鈉鹽和鉀鹽中的一種，所述二價金屬鹽為鈣鹽、鎂鹽、鋅鹽、鋇鹽、錳鹽和鐵鹽中的一種。
5.根據權利要求1所述陶瓷透水磚的制備方法，其特征在于:在透水磚骨料中外加質量百分比為0.1-3%的可溶性鹽和3~8%的多糖水溶液以及適量的水，然后經攪拌、陳腐、成型、干燥和燒成制備出陶瓷透水磚。
6.根據權利要求5所述的陶瓷透水磚的制備方法，其特征在于:所述陶瓷透水磚的燒成溫度為1100-l250°C。
7.根據權利要求5所述的陶瓷透水磚的制備方法，其特征在于:所述多糖水溶液的質量百分比濃度為50%。
【文檔編號】C04B35/63GK103771864SQ201410061365
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年2月24日 優(yōu)先權日:2014年2月24日
【發(fā)明者】江偉輝, 苗立鋒, 包鎮(zhèn)紅, 劉健敏, 徐貴榮 申請人:景德鎮(zhèn)陶瓷學院