一種利用粉煤灰和沙漠沙制備高強(qiáng)發(fā)泡陶瓷材料的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于無(wú)機(jī)保溫材料領(lǐng)域，主要涉及一種利用粉煤灰和沙漠沙制備高強(qiáng)發(fā)泡陶瓷材料的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)泡陶瓷材料具有密度輕、導(dǎo)熱系數(shù)低、強(qiáng)度高、不燃燒和抗腐蝕的特性，隨著建筑節(jié)能和防火性能要求越來(lái)越高，發(fā)泡陶瓷材料被用作外墻防火保溫材料和建筑隔火墻等領(lǐng)域，需求越來(lái)越大。但是由于用作外墻保溫板或者防火隔離帶時(shí)，存在施工復(fù)雜，和基礎(chǔ)墻體粘結(jié)要求高等問(wèn)題，應(yīng)用范圍較窄，主要在高端商業(yè)建筑或高端住宅上使用。而高強(qiáng)發(fā)泡陶瓷材料，具有強(qiáng)度高、防火、保溫和可加工等特性，可直接作為外墻磚、外墻砌塊和外墻板等使用，而不需另加其他保溫材料?？梢詮母旧辖鉀Q建筑防火保溫問(wèn)題。
[0003]目前，發(fā)泡陶瓷材料主要使用淤泥、工業(yè)廢礦、石英和粘土為主要原料制成。然而，由于原料的多樣和復(fù)雜性，造成產(chǎn)品強(qiáng)度較低、保溫性能低下，應(yīng)用范圍有限。選擇一種存量較大、成分穩(wěn)定的原料并制備強(qiáng)度較高的發(fā)泡陶瓷材料，具有重要的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)價(jià)值。
[0004]中國(guó)專利200910195362.X和中國(guó)專利201210077885.2公開(kāi)了利用粉煤灰制備發(fā)泡陶瓷保溫板的方法，該方法中粉煤灰利用率低，產(chǎn)品偏重與保溫性能，發(fā)泡陶瓷材料強(qiáng)度較低。中國(guó)專利201410295528.6利用煤矸石和粉煤灰等制備的發(fā)泡陶瓷保溫也同樣存在產(chǎn)品強(qiáng)度過(guò)低的問(wèn)題，無(wú)法用作保溫墻體磚、保溫砌塊和保溫墻板等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為克服已有技術(shù)的不足，提供一種制備高強(qiáng)發(fā)泡陶瓷材料的方法，該方法主要利用粉煤灰和沙漠沙為主要原料，且制成的發(fā)泡陶瓷材料表面孔較小、強(qiáng)度較高、導(dǎo)熱系數(shù)低。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0007]—種制備高強(qiáng)發(fā)泡陶瓷材料的方法，其特征在于，該材料主要由將粉煤灰、沙漠沙、助劑和發(fā)泡劑的混合物球磨、烘干、造粒，再將粒料平鋪和高溫焙燒一段時(shí)間后，冷卻得到高強(qiáng)發(fā)泡陶瓷材料成品，各組成原料重量百分比配方如下:60-85份、沙漠沙10-35份，助劑3-9份，發(fā)泡劑0.5-2份。
[0008]上述方案中，粉煤灰的主要成分中氧化硅含量為50-75 %，氧化鋁含量為10-25 %，氧化鈣的含量為5-20 %，其他為5-15 %。
[0009]上述方案中，所述沙漠沙的主要成分中氧化硅含量為80-95%，其他組分含量為5-20%。
[0010]上述方案中，所述助劑是指鈉長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石、正長(zhǎng)石、透長(zhǎng)石的任一種。
[0011]上述方案中，所述的發(fā)泡劑是指碳化硅、鐵紅或石墨中的任一種。
[0012]—種制備高強(qiáng)發(fā)泡陶瓷材料的方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0013]1)將粉煤灰60-85份、沙漠沙10-35份，助劑3_9份，發(fā)泡劑0.5-2份均勻混合；
[0014]2)所得混合物利用球磨機(jī)球磨8-24小時(shí)，將球磨后物料烘干、造粒，制成1-5_粒料；
[0015]3)將步驟2)所得粒料在模具中鋪平，然后在高溫1000-1300°C的窯內(nèi)焙燒10-90分鐘后，冷卻得到高強(qiáng)發(fā)泡陶瓷材料成品。
[0016]相比現(xiàn)有技術(shù)而言，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0017]我國(guó)能源以煤炭為主，粉煤灰作為燃煤電廠排出固體廢物，其大量排放造成嚴(yán)重的環(huán)境和社會(huì)問(wèn)題。沙漠沙作為一種能提供硅源的材料，具有量大、成分穩(wěn)定，價(jià)格低廉等特性，因此，充分利用粉煤灰和沙漠沙等原料制備高強(qiáng)發(fā)泡陶瓷，可以有效利用相關(guān)原料的有效成分，并提高發(fā)泡陶瓷產(chǎn)品穩(wěn)定性，降低生產(chǎn)成本。同時(shí)，沙漠沙作為一種未經(jīng)高溫處理過(guò)的的冷性原料，粉煤灰作為一種高溫處理后的熱性原料，兩種原料混合后，性能中和，所產(chǎn)生的發(fā)泡陶瓷產(chǎn)品能兼具密度輕和強(qiáng)度高的特性，優(yōu)勢(shì)明顯。
[0018]利用粉煤灰、沙漠沙等固廢資源制備高強(qiáng)發(fā)泡陶瓷，不僅可以充分利用粉煤灰、沙漠沙中硅鋁等成分，減少因固廢堆積導(dǎo)致的各種污染問(wèn)題，還可得到高性能發(fā)泡陶瓷材料用于建筑保溫等行業(yè)，滿足建筑防火保溫市場(chǎng)需求。
[0019]本發(fā)明選用的原料配方中粉煤灰含量，可以充分利用粉煤灰的硅鋁等元素成分，形成無(wú)機(jī)陶瓷基體材料，同時(shí)選用沙漠沙作為輔助原料，有利于提高產(chǎn)品生產(chǎn)的穩(wěn)定性和降低生產(chǎn)成本。
[0020]本發(fā)明盡量減少焙燒時(shí)間、球磨時(shí)間并減少發(fā)泡劑的用量，進(jìn)一步降低發(fā)泡陶瓷材料生產(chǎn)成本。
[0021]本發(fā)明制備的發(fā)泡陶瓷材料表面泡孔直徑基本在1mm以下，產(chǎn)品以堇青石晶相為主，莫來(lái)石晶相少，產(chǎn)品性能突出，抗壓強(qiáng)度大于6.0MPa，密度小于500Kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù)不大于 0.15ff/m*Ko
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的一種制備高強(qiáng)發(fā)泡陶瓷材料的方法作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0023]實(shí)施例1
[0024]選取重量比配方如下的粉煤灰60份，沙漠沙35份，正長(zhǎng)石4.5份，鐵紅0.5份作為原料。選用粉煤灰含氧化硅為75%，氧化鋁15%，氧化鈣5%，其他5%。選用沙漠沙中氧化硅含量為90%。將選好的將粉煤灰、沙漠沙、正長(zhǎng)石和鐵紅混合均勻，混合物利用球磨機(jī)球磨8小時(shí)，將球磨后物料烘干、造粒，制成l_5mm粒料；粒料在模具中鋪平，然后在高溫1000°C的窯內(nèi)焙燒90分鐘后，冷卻得到高強(qiáng)發(fā)泡陶瓷材料成品。檢測(cè)產(chǎn)品抗壓強(qiáng)度為
6.3MPa，容重為 405Kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù)為 0.llW/m*K。
[0025]實(shí)施例2
[0026]選取重量比配方如下的粉煤灰65份，沙漠沙28份，透長(zhǎng)石5.5份，鐵紅1.5份作為原料。選用粉煤灰含氧化硅為65%，氧化鋁10%，氧化鈣10%，其他15%。選用沙漠沙中氧化硅含量為85%。將選好的將粉煤灰、沙漠沙、透長(zhǎng)石和鐵紅混合均勻，混合物利用球磨機(jī)球磨15小時(shí)，將球磨后物料烘干、造粒，制成l_5mm粒料；粒料在模具中鋪平，然后在高溫1150°C的窯內(nèi)焙燒40分鐘后，冷卻得到高強(qiáng)發(fā)泡陶瓷材料成品。檢測(cè)產(chǎn)品抗壓強(qiáng)度為6.9MPa，容重為 450Kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù)為 0.13W/m*K。
[0027]實(shí)施例3
[0028]選取重量比配方如下的粉煤灰75份，沙漠沙15份，鈉長(zhǎng)石9份，碳化硅1份作為原料。選用粉煤灰含氧化硅為50 %，氧化鋁20 %，氧化鈣20 %，其他10 %。選用沙漠沙中氧化硅含量為80%。將選好的將粉煤灰、沙漠沙、鈉長(zhǎng)石和碳化硅混合均勻，混合物利用球磨機(jī)球磨24小時(shí)，將球磨后物料烘干、造粒，制成1-5_粒料；粒料在模具中鋪平，然后在高溫1180°C的窯內(nèi)焙燒10分鐘后，冷卻得到高強(qiáng)發(fā)泡陶瓷材料成品。檢測(cè)產(chǎn)品抗壓強(qiáng)度為
7.3MPa，容重為 475Kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù)為 0.14W/m*K。
[0029]實(shí)施例4
[0030]選取重量比配方如下的粉煤灰80份，沙漠沙16份，鉀長(zhǎng)石4.5份，石墨0.5份作為原料。選用粉煤灰含氧化娃為50%，氧化鋁25%，氧化|丐15%，其他10%。選用沙漠沙氧化硅含量為95%。將選好的將粉煤灰、沙漠沙、鉀長(zhǎng)石和石墨混合均勻，混合物利用球磨機(jī)球磨20小時(shí)，將球磨后物料烘干、造粒，制成l_5mm粒料；粒料在模具中鋪平，然后在高溫1250°C的窯內(nèi)焙燒15分鐘后，冷卻得到高強(qiáng)發(fā)泡陶瓷材料成品。檢測(cè)產(chǎn)品抗壓強(qiáng)度為
7.0MPa,容重為 460Kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù)為 0.14W/m*K。
[0031]實(shí)施例5
[0032]選取重量比配方如下的粉煤灰85份，沙漠沙10份，鈉長(zhǎng)石3份，石墨2份作為原料。選用粉煤灰含氧化硅為72%，氧化鋁15%，氧化鈣8%，其他5%。選用沙漠沙氧化硅含量為90%。將選好的將粉煤灰、沙漠沙、鈉長(zhǎng)石和石墨混合均勻，混合物利用球磨機(jī)球磨18小時(shí)，將球磨后物料烘干、造粒，制成1-5_粒料；粒料在模具中鋪平，然后在高溫1300°C的窯內(nèi)焙燒20分鐘后，冷卻得到高強(qiáng)發(fā)泡陶瓷材料成品。檢測(cè)產(chǎn)品抗壓強(qiáng)度為6.9MPa，容重為490Kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù)為0.15W/m*K。
[0033]上述僅對(duì)本發(fā)明中的幾種具體實(shí)施例加以說(shuō)明，但并不能作為本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是依據(jù)本發(fā)明中的設(shè)計(jì)精神所做出的等效變化或修飾，均應(yīng)認(rèn)為落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用粉煤灰和沙漠沙制備的高強(qiáng)發(fā)泡陶瓷材料，其特征在于，該材料由粉煤灰、沙漠沙、助劑和發(fā)泡劑的混合物球磨、烘干、造粒，再將粒料平鋪和高溫焙燒一段時(shí)間后，冷卻得到高強(qiáng)發(fā)泡陶瓷材料成品，各組成原料重量配方如下:粉煤灰60-85份，沙漠沙10-35份，助劑3-9份，發(fā)泡劑0.5-2份。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述發(fā)泡陶瓷材料，其特征在于:所述粉煤灰的成分中氧化硅含量為50-75 %，氧化鋁含量為10-25 %，氧化鈣的含量為5-20 %，其他為5_15 %;所述沙漠沙的成分中氧化硅含量為80-95%，其他組分含量為5-20%;所述助劑是指鈉長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石、正長(zhǎng)石、透長(zhǎng)石的任一種；所述的發(fā)泡劑是指碳化硅、鐵紅或石墨中的任一種。3.一種制備如權(quán)利要求1所述高強(qiáng)發(fā)泡陶瓷材料的方法，其特征在于，包括以下步驟: .1)將粉煤灰60-85份、沙漠沙10-35份，助劑3_9份，發(fā)泡劑0.5-2份均勻混合； .2)所得混合物利用球磨機(jī)球磨8-24小時(shí)，將球磨后物料烘干、造粒，制成1-5_粒料； .3)將步驟2)所得粒料在模具中鋪平，然后在高溫1000-1300°C的窯內(nèi)焙燒10-90分鐘后，冷卻得到高強(qiáng)發(fā)泡陶瓷材料成品。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所制得的高強(qiáng)發(fā)泡陶瓷材料抗壓強(qiáng)度大于.6.0MPa，密度小于500Kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù)不大于0.15W/m*K。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種利用粉煤灰和沙漠沙制備高強(qiáng)發(fā)泡陶瓷材料的方法。屬于無(wú)機(jī)保溫材料領(lǐng)域，該材料各組成原料重量配方如下：粉煤灰60-85份、沙漠沙10-35份，助劑3-9份，發(fā)泡劑0.5-2份。該方法為將粉煤灰、沙漠沙、助劑和發(fā)泡劑的混合物球磨、烘干、造粒，再將粒料平鋪和高溫焙燒一段時(shí)間后，冷卻得到高強(qiáng)發(fā)泡陶瓷材料成品。該發(fā)泡陶瓷防火保溫板產(chǎn)品具有質(zhì)輕、防火、保溫性好、強(qiáng)度高和抗腐蝕性的特點(diǎn)，可用于保溫建筑外墻、防火等場(chǎng)合。
【IPC分類】C04B38/02
【公開(kāi)號(hào)】CN105272338
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510657244
【發(fā)明人】梁才, 易漢平, 嚴(yán)學(xué)軍, 張弦
【申請(qǐng)人】鄂爾多斯市紫荊創(chuàng)新研究院
【公開(kāi)日】2016年1月27日
【申請(qǐng)日】2015年10月12日