專利名稱：多孔陶瓷及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種多孔陶瓷，使用廢棄物作為主要成分制成，其可以用作例如鋪設道路、磚塊、外墻瓷磚和陶瓷集料的材料。本發(fā)明還涉及一種制造這種多孔陶瓷的方法。
背景技術：
如何處理快速增加的工業(yè)廢棄物和廢棄物焚化灰燼已經(jīng)成了一個大的社會問題，因此迫切需要促進工業(yè)廢棄物和廢棄物的循環(huán)利用。已經(jīng)進行了很多研究以通過開發(fā)再利用這種工業(yè)廢棄物和廢棄物焚化灰燼來生產(chǎn)多孔陶瓷。以下是公知的該種類型的多孔陶瓷(例如，請參考公開號為2004-217495的日本專利申請公開。)。在這個專利申請公開中描述的多孔陶瓷的制造方法包括第一步驟，將水加入到初始組合物中并與之混合，初始組合物由粉末(廢棄物)，該粉末包含占質(zhì)量50％或以上的硅(Si)、鋁(Al)和鈣(Ca)化合物，能抵抗1000℃或更高溫度的防火集料以及粘合劑組成。在第二步驟中，由第一步驟獲得的混合物模制成一個具有預定形狀的中間模制品。在第三步驟中，第二步驟中獲得的中間模制品在預定溫度下燒制。在第一步驟中加入的水量占相對于混合物質(zhì)量的20％到30％。
粉末(廢棄物)的具體實例包括河中或凈水植物中沉積的淤泥的未燒粉末以及各種焚燒灰、陶瓷廢粘土和火山灰的燃燒粉末。能抵抗1000℃或更高溫度的防火集料的具體實例包括壓碎陶器獲得的耐火黏土，例如廢瓦、磨石的碎片、高爐爐渣、熔渣和火成巖。粘合劑的具體實例包括各種粘土和硅酸鈉。多孔陶瓷具有半徑從幾微米到1毫米的不規(guī)則連續(xù)的細孔。
當作為鋪設道路的材料使用時，多孔陶瓷需要具有多種功能，例如降雨時吸收水分，保持住內(nèi)部的水分，并且利用所保持的水分蒸發(fā)帶走熱量來控制道路表面溫度的上升。換句話說，多孔陶瓷必須具有優(yōu)異的吸水性能和優(yōu)異的保水性能。
然而，上述的現(xiàn)有多孔陶瓷很難保證足夠的吸水性能和保水性能。因為現(xiàn)有技術的多孔陶瓷的細孔半徑在幾微米到1毫米的特別大的范圍內(nèi)，并且據(jù)信很多細孔具有過大的半徑(例如，大約1毫米)。這樣會導致吸收的水分通過細孔流走。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種具有改進的吸水和保水性能的多孔陶瓷，以及制造這種陶瓷的方法。

發(fā)明內(nèi)容
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一方面提供一種包含多個細孔的多孔陶瓷。所述細孔利用水銀注入孔隙率測定法測得的孔徑分布為半徑在300～4000nm之間的細孔占總細孔容積的90％或90％以上。
在上述多孔陶瓷中，半徑為300nm到4000nm的細孔占了總細孔容積的90％或90％以上。孔半徑的范圍比現(xiàn)有技術的多孔陶瓷(幾個毫米到大約1mm)明顯地窄。半徑在300到4000nm范圍內(nèi)的細孔確保了充分的吸水量和將所吸收的水分保持在其中的作用，不會使暫時吸收的水分流走。因此，以此種方式(占總細孔容積的90％或90％以上)表現(xiàn)的多個細孔所形成的本發(fā)明的多孔陶瓷確保了充分的吸收水分和保持水分的性能。
本發(fā)明進一步提供一種制造多孔陶瓷的方法，包括干燥廢棄物、集料和粘合劑組成的初始組合物；干燥之后對所述初始組合物進行不加水的混合；將水加入到混合得到的所述混合物中；擠壓模制加水后得到的加水混合物得到中間模制產(chǎn)品；以及燒制所述擠壓模制得到的中間模制品。
在上述方法中，干燥由廢棄物、集料和粘合劑這些組分組成的初始組合物。然后，對這些組分進行不加水的混合。也就是，所述組分被干混成均勻的混合物。因此，本發(fā)明避免了現(xiàn)有技術使用的所謂濕混的問題，濕混就是在這些組分中加入大量的水一起混合，導致各組分不能混合均勻，并降低了吸水和保水的性能。也就是，在本發(fā)明的生產(chǎn)方法中，混合時沒有凝聚，各組分得以均勻地混合。這樣減小了燒制時各組分之間熱收縮率的差異。結果是，得到的多孔陶瓷具有多個有預定尺寸的細孔(占全部孔容積的90％或90％以上)，這些細孔能很好地保持住暫時吸收的水分。因此，通過本發(fā)明的制造方法得到的多孔陶瓷改進了吸水和保水性能。
通過以下對本發(fā)明實施例的說明，并結合相應的附圖，將可以清楚本發(fā)明的其它方面和優(yōu)點。


參考以下較佳實施例的說明和相應的附圖，將可以更好地理解本發(fā)明及其目的和優(yōu)點。
圖1是測試例1中磚塊的細孔分布圖；圖2是對照例1中磚塊的細孔分布圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在對本發(fā)明一個較佳實施例的多孔陶瓷進行描述。
該較佳實施例的多孔陶瓷由廢棄物、集料和粘合劑組成的初始組合物制成。所述多孔陶瓷用作鋪設道路的材料以及建造外墻的磚塊和瓷磚的材料。
廢棄物是多孔陶瓷初始組合物中的主要成分，并且在燒制過程中熱收縮時在多孔陶瓷中形成很多細孔。這里使用的術語“主要成分”是指在初始組合物中的含量超過50％的組分。這種廢棄物的具體實例包括造紙廠污泥、木頭廢棄物或類似物的焚化灰燼、河中和凈水植物中沉積的污泥、陶器廢片、以及火山灰。這些廢棄物可以單獨使用也可以互相組合使用。
初始組合物中廢棄物的含量占質(zhì)量的50％到70％，最好為50％到60％。如果初始組合物中廢棄物的含量低于質(zhì)量的50％，多孔陶瓷就不能形成足夠數(shù)量的細孔。這樣將很難保證必需的吸水和保水的性能。如果初始組合物中廢棄物的含量高于質(zhì)量百分比的70％，多孔陶瓷會形成太多的細孔，這樣會降低多孔陶瓷的強度。
因含有集料，故多孔陶瓷具有必要的強度和耐火性。集料的具體實例包括耐火黏土、陶瓷碎片粉末、鋼渣、焚化的爐渣、水成巖碎料、變質(zhì)巖碎料和火成巖碎料。耐火黏土可以是，例如，通過壓碎瓦片次品得到的瓦片耐火黏土。陶瓷碎片可以是，例如，粉碎的瓷磚、瓦片、玻璃和衛(wèi)生陶器。鋼渣可以是，例如，緩冷爐渣、水淬爐渣、轉(zhuǎn)爐爐渣和電爐爐渣。焚化的爐渣可以是，例如，下水道污泥熔渣、各種廢棄物的焚化渣和下水道污泥的焚化渣。水成巖包括碎礫巖、砂碎屑巖、細屑巖和凝灰?guī)r。變質(zhì)巖包括角頁巖、千枚巖、片巖、片麻巖和大理石。火成巖包括玄武巖、流紋巖、閃長巖、輝長巖、微閃長巖、輝綠巖、輝石安山巖和英安巖。其它的集料還可包括飛塵、煉渣灰、下水道焚燒灰和粉碎的蒸壓輕質(zhì)加氣混凝土(autoclaved lightweight concrete簡稱ALC)。這些集料可以單獨使用也可以組合使用。
集料的含量在初始組合物中占質(zhì)量的20％到30％，最好為25％到30％。如果集料在初始組合物中的含量低于質(zhì)量的20％，將很難保證多孔陶瓷足夠的強度和耐火性能。如果初始組合物中集料的含量高于質(zhì)量百分比的30％，初始組合物的模塑性能會降低。
粘合劑用來粘合初始組合物的各組分。粘合劑的具體實例包括各種粘土，例如高嶺石粘土、蒙脫石粘土、絹云母粘土、多水高嶺石粘土、葉蠟石粘土、斑脫土粘土，樹脂例如乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、聚乙烯醇(PVA)、環(huán)氧樹脂、丙烯酸(類)樹脂、酚醛樹脂、尿素樹脂以及密胺樹脂。其它實例是各種水泥、硅酸鈉、淀粉和麩質(zhì)。
粘合劑的含量在初始組合物中占質(zhì)量的5％到30％，最好為20％到30％。如果粘合劑的含量低于質(zhì)量的5％，組成物不能充分粘合在一起。這樣會降低材料的密度，并增加了多孔陶瓷強度不夠的可能性。如果粘合劑的含量超過質(zhì)量的30％，組合物的粘合效果不會再有改善。因此，粘合劑的過量使用不但浪費也不經(jīng)濟。
較佳的，初始組合物進一步包含氧化鈣。包含氧化鈣是為了提高多孔陶瓷的堿性度(PH值)，從而更好地防止表面苔蘚和真菌的繁殖。初始組合物中氧化鈣的含量占質(zhì)量的0.1％到1.0％，最好為0.4％到1.0％。如果氧化鈣在初始組合物中的含量低于質(zhì)量的0.1％，堿性度不能充分增加，可能降低防止苔蘚繁殖和真菌生長的效果。如果氧化鈣在初始組合物中的含量超過質(zhì)量的1.0％，效果也不會再有改善。因此，氧化鈣的過量使用不但浪費也不經(jīng)濟。
較佳實施例中，初始組合物可以進一步包含添加劑，例如色素、發(fā)泡劑、以及助燃劑。色素可以是氧化鐵、氧化鈦或氧化鈷的粉末。發(fā)泡劑可以是揮發(fā)性的有機溶劑例如戊烷、新戊烷、己烷、異己烷、異庚烷、苯、辛烷、或甲苯。助燃劑可以是如氧化釔、氧化鐿、氧化釹或氧化鈣之類包含元素周期表中2A族(鈣(Ca)等)中和3A族(釔(Y)、釹(Nd)、鐿(Yd)等)中的至少一種元素的化合物。
現(xiàn)對較佳實施例中多孔陶瓷的特征進行詳細說明。
如上所述，較佳實施例的多孔陶瓷有很多由初始組合物中廢棄物的熱收縮形成的細孔。通過水銀注入孔隙率測定法測得半徑為300到4000nm的細孔是總細孔容積的90％或90％以上。因此，本較佳實施例中的多孔陶瓷，半徑低于300nm和半徑超過4000nm的細孔低于總細孔容積的10％。如果半徑低于300nm的細孔占了總細孔容積的10％或10％以上，細孔的容量會減少，進入多孔陶瓷內(nèi)部(細孔)的水量也會減少。因此，吸水和保水性能都降低的可能性增加。如果半徑超過4000nm的細孔是總細孔容積的10％或10％以上，多孔陶瓷內(nèi)部(細孔)吸收的水會流出細孔。這樣會降低保水性能。
利用水銀注入孔隙率測定法測得多孔陶瓷的細孔容積最好為0.1到0.15mL/g。如果細孔容積低于0.1mL/g，較低的細孔容積會減少進入細孔的水量。這會降低吸水和保水性能。如果細孔容積大于0.15mL/g，多孔陶瓷的強度可能會大幅降低。利用水銀注入孔隙率測定法測得多孔陶瓷的比表面積最好為0.8到1.5m2/g。如果比表面積低于0.8m2/g，多孔陶瓷的強度可能會大幅降低。如果比表面積大于1.5m2/g，細孔容積降低，可能會減少進入細孔的水量，更加降低吸水和保水性能。
從防止苔蘚和真菌在陶瓷表面繁殖的角度，較佳實施例的陶瓷最好是堿性，更好的是PH值在10或10以上。多孔陶瓷的PH值通過將多孔陶瓷浸入蒸餾水中12小時，然后檢測蒸餾水的PH值獲得。多孔陶瓷與蒸餾水的重量比為1∶1。
較佳實施例中一種制造多孔陶瓷的方法將在此說明。
較佳實施例的多孔陶瓷通過進行第一到第五步驟進行制造。所述第一步驟是干燥初始組合物的步驟。所述第二步驟在第一步驟之后，對初始組合物的各組分進行不加水的混合的步驟。所述第三步驟是在第二步驟中得到的混合物中加入水的步驟。所述第四步驟是擠壓模制第三步驟中得到的加水混合物、以得到中間模制制品的步驟。所述第五步驟是燒制第四步驟中得到的中間模塑制品的步驟。每一個步驟將在此詳細說明。
第一步驟中，初始組合物在100到400℃的溫度中干燥，以蒸發(fā)初始組合物中的濕氣。如果干燥溫度低于100℃，需要更多的時間來干燥材料，生產(chǎn)的效率會降低，初始組合物中的濕氣可能會很難被充分蒸發(fā)掉。如果干燥溫度高于400℃，會更有效地蒸發(fā)初始組合物中的濕氣，然而，初始組合物中的粘合劑會分解，失去粘合性能。
第一步驟中初始組合物中的含水量最好在質(zhì)量百分比的7％或更少。如果初始組合物的含水量超過7％，在第二步驟中將很難均勻混合初始組合物的組分。這會導致形成很多半徑過大(例如，半徑超過4000nm的細孔)或半徑過小(例如，半徑比300nm更小的細孔)的細孔。以致于，將很難保證多孔陶瓷具有充分的吸水和保水性能。干燥初始組合物的方法不特別限制。第一步驟之后初始組合物的組分被壓制成預定的統(tǒng)一尺寸。
在第二步驟中，不加入水均勻混合組分并通過粘合劑粘合在一起。通過使用球磨機、亨舍爾混合機、振動機、翻轉(zhuǎn)機或者雷凱混合機(raikai mixer)來混合這些成分。
在第三步驟中，加水到第二步驟獲得的混合物中得到加水混合物。加水量最好為相對于混合物質(zhì)量的20％到30％。如果加水量相對混合物的質(zhì)量低于20％，初始組合物的流動性將大幅降低。這會降低第四步驟中的模塑性。如果加水量相對混合物的質(zhì)量超過30％，例如會因為各組分的顆粒大小和比重的差異，導致混合物的組分分離。這樣會很難均勻混合。另外，會很難增加第四步驟中的填充密度。
在第四步驟中，第三步驟中獲得的加水混合物經(jīng)過預定的模制以獲得中間模制品。模制的方法可以是，例如，擠壓模制，模壓成形，刮片法，冷等靜壓，或者類似的方法。然而，最合適的是真空擠壓模制，因為這樣容易增加多孔陶瓷的耐壓強度。從提高加水混合物的填充密度的角度，真空擠壓模制使用的擠壓壓力最好為250kg/cm2或更大。擠壓壓力的上限由使用的成型機類型決定，沒有特別限定。
較佳的，在本實施例中，中間模制品被養(yǎng)護直到形成足夠的強度。養(yǎng)護的方法包括但不限于，例如大氣養(yǎng)護、水養(yǎng)護和蒸氣養(yǎng)護。其中，因為價格便宜，大氣養(yǎng)護最為適合。養(yǎng)護條件，例如溫度、濕度和時間，都隨著中間模制品的尺寸作相應變化，沒有特別限定。
在第五步驟中，第四步驟中獲得的中間模制品通過使用例如連續(xù)窯被燒制。所用的連續(xù)窯可以是回轉(zhuǎn)窯、輥道窯、隧道窯、或類似窯。燒制溫度為1000到1200℃，最好為1100到1200℃。如果燒制溫度低于1000℃，很可能難以制造出高強度的多孔陶瓷。如果燒制溫度高于1200℃，由于過高的燒制溫度，會發(fā)生玻璃化。玻璃化會引起多孔陶瓷收縮并堵住一些細孔。第五步驟中的燒制時間只要使整個中間模制品達到預定的燒制溫度，并不特別限定。
較佳實施例的多孔陶瓷的作用將在此討論。
當生產(chǎn)本實施例的多孔陶瓷時，如上所述，初始組合物包括的組分例如廢棄物、集料和粘合劑在第一步驟中被干燥。然后組分在第二步驟中被混合。結果，本實施例中，各組分是在水份含量(此為導致混合不均的最大因素)為最小值(含水率占總質(zhì)量的7％或更少)的狀態(tài)下，在第二步驟中被干混。這樣防止了各組分凝聚在一起，從而使各組分能均勻混合。因此，在第五步驟的燒制過程中，降低了各組分之間的熱收縮率的差異。這樣得到的多孔陶瓷，在預定的半徑(300到4000nm)范圍內(nèi)的細孔，占了總細孔容積的90％或90％以上。
半徑為300到4000nm范圍的細孔不僅保證了水量的充分吸收，同時也保留住了吸收的水，使水不會從中流走。因此，本發(fā)明的多孔陶瓷，包含很多細孔(總細孔容積的90％或90％以上)，具有充分的吸水和保水性能。當使用這個多孔陶瓷時，例如，作為鋪路的材料，充足的雨水可以被保留很長時間。通過多孔陶瓷中保留的雨水的蒸發(fā)，可以防止道路表面溫度的升高。
多孔陶瓷(鋪路材料)，內(nèi)部很長時間保留了充足的雨水，會非常潮濕，所以苔蘚和真菌很容易在多孔陶瓷表面繁殖。因此，在較佳實施例中，多孔陶瓷的初始組合物中最好含有氧化鈣。含有了氧化鈣，多孔陶瓷的堿性值增加。這樣，由于在氧化鈣和真菌或苔蘚的相互作用，抑制了真菌或苔蘚的繁殖。
較佳實施例的優(yōu)點以下將進行說明。
(1)在本實施例的多孔陶瓷中，半徑處于300到4000nm較窄范圍內(nèi)的細孔占了總細孔容積的90％或90％以上。這樣改進了多孔陶瓷的吸水和保水性能。當使用時，例如，作為鋪路材料，這種多孔陶瓷將雨量保留很長時間。這樣由于多孔陶瓷中保留的雨水的蒸發(fā)，防止了道路表面溫度的升高。
(2)利用水銀注入孔隙率測定法測得，本實施例的多孔陶瓷具有0.1mL/g到0.15mL/g的細孔容積和0.8到1.5m2/g的比表面積。因此，細孔內(nèi)可以保持足夠的水量。這樣會改進多孔陶瓷的吸水和保水性能。
(3)本實施例的多孔陶瓷的PH值在10或10以上，因此具有很高的堿性值。當使用時，例如，作為鋪路的材料，多孔陶瓷防止了真菌和苔蘚在其表面繁殖，保持了道路良好的外觀。
(4)本實施例的多孔陶瓷，通過在第一步驟中干燥初始組合物中的組分如廢棄物、集料和粘合劑，然后在第二步驟中將組分干混而制成的。因此，較佳實施例避免了用濕混這種傳統(tǒng)制造方法的問題，該種傳統(tǒng)制造方法會使得組合物不能均勻混合、并且多孔陶瓷的吸水和保水性能很低。換句話說，較佳實施例中的多孔陶瓷，組分被均勻混合而不會凝聚在一起。這樣降低了在第五步驟燒制過程中初始組合物各組分之間熱收縮率的差異。因此，多孔陶瓷中預定尺寸(半徑在300nm到4000nm范圍內(nèi))的細孔有很多(占總細孔容積的90％或90％以上)，從而使吸收的水能被最好的保留。因此，提高了多孔陶瓷的吸水和保水性能。
進一步，在第五步驟燒制過程中各組分之間降低的熱收縮率差異，有效地防止了燒制過程中多孔陶瓷的變形和破裂。因此，在較佳實施例中，多孔陶瓷(作為道路、塞子、磚塊和陶瓷集料的材料)的尺寸精度和強度都有提高。
(5)第一步驟之后的初始組合物的含水量占質(zhì)量的7％或更少。這樣有利于組分的均勻混合。因此，容易得到具有大量預定尺寸細孔(半徑在300道4000nm范圍內(nèi))的多孔陶瓷，使多孔陶瓷具有充分的吸水和保水性能。
(6)初始組合物最好包含氧化鈣。在這種情況下，含有氧化鈣的多孔陶瓷的堿性(PH值)升高。這樣容易抑制真菌或苔蘚在多孔陶瓷內(nèi)的繁殖。
進一步，多孔陶瓷可以通過以下方法生產(chǎn)。一種方法包括第一步驟，干燥由廢棄物、集料、粘合劑和氧化鈣組成的初始組合物；第二步驟，第一步驟中干燥的初始組合物被混合；第三步驟，在第二步驟中獲得的混合物中添加水；第四步驟，第三步驟獲得的加水混合物通過擠壓模制，獲得中間模制品；第五步驟中，燒制中間模制品。這種方法得到了一種容易抑制真菌或苔蘚繁殖的多孔陶瓷。
另一種生產(chǎn)方法包括第一步驟，水被加入到由廢棄物、集料、粘合劑和氧化鈣組成的初始組合物中并進行混合。在第二步驟，第一步驟得到的混合物進行擠壓模制，得到中間模制品。在第三步驟，燒制中間模制品。在這種方法中，得到一種容易抑制真菌或苔蘚繁殖的多孔陶瓷。
初始組合物中氧化鈣的含量最好占質(zhì)量百分比的0.1％到1.0％。這種情況下，氧化鈣的作用被充分發(fā)揮，并很容易抑制真菌、苔蘚或類似物的繁殖。
以下將通過測試實和對照例進一步闡述本實施例。
磚塊的生產(chǎn)測試例1表1列出的組成初始組合物的組分在200℃被干燥(第一步驟)。初始組合物的組分用攪拌器混合(第二步驟)。第一步驟之后的初始組合物的含水量占質(zhì)量的5％。在混合物中添加水(第三步驟)，并且加水混合物進行真空擠壓模制得到中間模制品(第四步驟)。在第三步驟中添加到混合物中的水量大約是混合物質(zhì)量百分比的23％。第四步驟中得到的中間模制品被養(yǎng)護后在預定條件下(1100到1200℃的溫度下燒制48小時)燒制，生產(chǎn)出200×100×60mm長方體形狀的磚塊。磚塊的物理特性評估如下所述。結果如表1所示。
對照例1對照例1中，第一步驟(干燥初始組合物的步驟)被省略，但執(zhí)行測試例中的其它步驟來生產(chǎn)磚塊。更具體的，水被添加到由表1列出的各種組分組成的初始組合物中并且混合在一起。添加到初始組合物中的水量大約是組合物質(zhì)量的30％?；旌衔锿ㄟ^真空擠壓模制得到中間模制品。中間模制品被養(yǎng)護后在預定條件(1100到1200℃的溫度下燒制48小時)燒制，生產(chǎn)出200×100×60mm長方體形狀的磚塊。磚塊的物理特性評估如下所述。結果如表1所示。
吸水性能的評估吸水率依照日本工業(yè)標準(JIS)R1250進行檢測。
保水性能評估依照保水性聯(lián)結磚的質(zhì)量標準，根據(jù)下述方程(1)檢測保水性能。以下是方程式(1)中“濕量”和“絕對干燥量”的檢測方法。
水分保持量(g/cm3)＝(濕量(g)-絕對干燥量(g))/樣本容積(cm3)...(1)濕量(g)通過將每個樣本浸入15℃到30℃的水中吸水24個小時進行檢測。然后將樣本從水中取出，放入氣密容器里。樣本放在溫度在15℃到30℃的房間里30分鐘將水晾干。用布擦去樣本上眼睛可觀測到的水分后，檢測樣本的重量。
絕對干燥量(g)通過將每個樣本置入干燥器(溫度105℃±5℃)中檢測，被并干燥到預定的質(zhì)量。然后樣本冷卻到常溫，檢測這個狀態(tài)的樣本質(zhì)量。
強度評估依照日本工業(yè)標準(JIS)A5363檢測抗彎強度。
細孔分布的檢測干燥每個樣本后，樣本的細孔半徑分布通過用水銀孔隙率計(由Carlo ErbaInstruments公司生產(chǎn)的孔隙率計系列2000)的水銀注入孔隙率測定法測得。而且，通過細孔半徑分布，測得樣本的平均細孔半徑(nm)、細孔容積(mL/g)及比表面積(m2/g)。圖1示出了測試例1磚塊的細孔半徑分布，圖2示出了對照例1磚塊的細孔半徑分布。
表1

如表1所示，測試例1的磚塊和對照例1比較，細孔容積明顯增加。從圖1和圖2可見，測試1磚塊中占有總細孔容積大部分的細孔半徑分布比對照例1中的細孔半徑分布窄的多。還可發(fā)現(xiàn)，測試例1中的磚塊所具有的細孔結構是細孔半徑在300到4000nm的細孔結構占了總細孔容積的90％或90％以上。從這些結果還可以得出測試例1中磚塊的吸水性能(吸收的水量)和保水性能(保留的水量)都提高了的結論。尤其是，保水性能顯著提高，是保水聯(lián)結磚的質(zhì)量標準規(guī)定的標準值0.15g/cm3的2倍多。一般相信，測試例1得到這些良好的結果，是由于干混使得各組分如廢棄物、集料和粘合劑均勻混合，從而形成具有預定尺寸(半徑從300到4000nm)的很多細孔(占總細孔容積的90％或90％以上)，能很好地保留吸收的水分。
相反，如圖2所示，可以發(fā)現(xiàn)對照例1的磚塊，占總細孔容積(90％或90％以上)大部分的細孔半徑分布在一個較寬的范圍(從4到4000nm)。更明確地，對照例1中的磚塊有大量的細孔(例如，占總細孔容積的60％或60％以上)的半徑特別小(細孔半徑小于300nm)，結果細孔容積被大幅減小。因此，在對照例1中，進入多孔陶瓷(細孔)的水量降低，并且吸水性能(吸水量)和保水性能(保水量)同時降低。
還可以發(fā)現(xiàn)，與對照例1進行比較，實施例1的磚塊有更高的抗彎強度。更明確地，顯然，測試例1中磚塊的抗彎強度具有明顯較高的值，大約是保水聯(lián)結磚的質(zhì)量標準規(guī)定的標準值5.0N/mm2的1.5倍。一般相信，是因為組成物的均勻混合降低了燒制過程中各組成物之間熱收縮率的差異，從而防止了碎裂的發(fā)生。
很明顯對本領域的技術人員來說，在不超過本發(fā)明的本質(zhì)或范圍的情況下，本明還可以以其它具體的形式實現(xiàn)?，F(xiàn)有的實例和實施例被認為是說明性的而非限制性，本發(fā)明不受所給出的細節(jié)限制，而是可以在以下的權利要求的范圍和等同范圍之內(nèi)作修改。
權利要求
1.一種多孔陶瓷包括多個細孔，其特征在于利用水銀注入孔隙率測定法測得的所述細孔的孔徑分布為，半徑在300～4000nm之間的細孔占總細孔容積的90％或90％以上。
2.根據(jù)權利要求1所述的多孔陶瓷，其特征在于所述細孔利用水銀注入孔隙率測定法測得的細孔容積為0.1到0.15ml/g、比表面積為0.8到1.5m2/g。
3.根據(jù)權利要求1所述的多孔陶瓷，其特征在于所述多孔陶瓷的PH值為10或10以上。
4.一種制造多孔陶瓷的方法，其特征在于干燥由廢棄物、集料和粘合劑組成的初始組合物；所述干燥步驟之后，對所述初始組合物進行不加水的混合；在經(jīng)所述混合步驟所得到的混合物中添加水；對通過所述添加水步驟得到的加水混合物進行擠壓模制，以得到中間模制品；以及燒制通過所述擠壓模制步驟得到的所述中間模制品。
5.根據(jù)權利要求4所述的制造多孔陶瓷的方法，其特征在于所述初始組合物在所述干燥步驟中被干燥到水分含量為質(zhì)量的7％或7％以下。
6.根據(jù)權利要求4所述的制造多孔陶瓷的方法，其特征在于所述初始組合物中包含氧化鈣。
全文摘要
一種多孔陶瓷具有均勻的細孔結構，其中半徑在很窄范圍300～4000nm之間的細孔占了總細孔容積的90％或90％以上。該多孔陶瓷的制造方法包括第一步驟，將包含以廢棄物作為主要成分、集料和粘合劑組成的初始組合物進行干燥。第二步驟，將在第一步驟經(jīng)干燥的初始組合物成份進行混合。第三步驟，將水加到第二步驟得到的混合物中。第四步驟，將第三步驟得到的加水混合物進行擠壓模制。第五步驟，燒制第四步驟得到的中間模制品。
文檔編號C04B35/622GK1962554SQ200610115598
公開日2007年5月16日 申請日期2006年8月18日 優(yōu)先權日2005年11月7日
發(fā)明者福田三智子, 福田章子 申請人:環(huán)境技術公司