專利名稱：輕質(zhì)泡沫陶瓷建筑板材及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及新型建筑材料及其制備方法，尤其涉及一種輕質(zhì)泡沫 陶瓷建筑板材及其制備方法。
背景技術：
粉煤灰煤炭燃燒中排放出的一種粘土狀火山灰質(zhì)粉末，煤電廠大
量產(chǎn)生，可少量加入作為瓷磚原料。授權公告號為CN 1182067C的發(fā) 明專利公開一種高摻量粉煤灰瓷質(zhì)磚及其制備方法，使用60 70%的 粉煤灰、25~40%的超細瓷土和0 10%的長石制瓷磚。這種方法大量采 用粉煤灰作為原料，原料成本低，但是制得的瓷磚密度大，用途單一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種大量摻入粉煤灰 并且具有多種用途的瓷質(zhì)板材及其制備方法。 實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術方案為
一種輕質(zhì)泡沫陶瓷建筑板材，由原料經(jīng)粉碎、造粒、壓坯成型及 煅燒制成，其特征在于所述原料包括質(zhì)量百分含量為40 60%的粉 煤灰、30 50%的瓷土、 5 10%的發(fā)泡材料、0~8%的長石以及0~2%的 鋰云母石。
在一種優(yōu)選的方案中，所述發(fā)泡材料為含有結晶水的原生礦物或 結晶化合物。在一種更優(yōu)選的技術方案中，所述發(fā)泡材料為珍珠巖或蛭石或 兩者的混合物。
作為本發(fā)明的另一方面，還提供一種輕質(zhì)泡沫陶瓷建筑板材的制備 方法
(1) 將粉煤灰、瓷土和發(fā)泡材料分別經(jīng)破碎研磨及篩分 除鐵備用；
(2) 按質(zhì)量比取篩分后的粉煤灰、瓷土和發(fā)泡材料加1~3 倍質(zhì)量的水攪拌均勻浸泡陳化12~24小時；
(3) 噴粉干燥制成含水率為5~6.5%的20~80目均勻粉粒；
(4) 用50Mpa或以上壓力壓坯成型，并烘干至含水率小于或
等于2%;
(5) 在8~15小時內(nèi)將烘干的坯體升溫到1100~1300°C;
(6) 分段退火；
(7) 自然冷卻到環(huán)境溫度，按需要尺寸切割，磨平修整即得成品。 在一種優(yōu)選的技術方案中，所有原料皆研磨至320目或更
細的均勻粉末。
在一種優(yōu)選的技術方案中，所述發(fā)泡材料為含有結晶水的原 生礦物或結晶化合物。
在一種更優(yōu)選的技術方案中，所述發(fā)泡材料為珍珠巖或蛭石或兩 者的混合物。
在一種優(yōu)選的技術方案中，燒成溫度為U50 1250。C在一種優(yōu)選的技術方案中，退火分九段進行，第一段1000°C 以上12小時，第二段90(TC以上12小時，第三段80(TC以上 12小時，第四段600。C以上12小時，第五段500。C以上12 小時，第六段300°C以上24小時，第七段150°C以上24小時 °C，第八段IO(TC以上12小時，第九段4(TC以上8小時。
粉煤灰、瓷土和發(fā)泡材料等原料分別經(jīng)破碎研磨成粉后混合加 水攪拌浸泡陳化，經(jīng)噴粉干燥制粒，再將壓制成坯處理過的 坯體在高溫(1100 1250。C)下反應，產(chǎn)生大量氣體，膨脹，熔 融玻璃相的同時作用下。形成均勻密佈的獨立閉口堅韌的玻璃纖 維質(zhì)泡沫，經(jīng)退火冷卻后形成整體瓷化的本產(chǎn)品初形。再按需要尺寸 切割成產(chǎn)品。
本發(fā)明的有益效果大量使用粉煤灰，變廢為寶，而且大大降低 瓷質(zhì)板材的原料成本;產(chǎn)品具有高強輕質(zhì)、抗熱防火、可鋸切、不吸 水、耐腐蝕等陶瓷的特性，抗壓強度2 19Mpa,抗彎強度l 7MPa，密 度200~800kg/m3 ，可以用作漂浮、保溫、隔音以及防火材料，也可用 作墻體、地面材料以及防腐材料等，具有廣泛的用途，還可替代木材 使用c
具體實施例方式
本發(fā)明的陶瓷建筑板材主要用于日常生活中，因此優(yōu)選所有原 材料經(jīng)過高靈敏度r射線檢測儀檢測，保證產(chǎn)品中放射性污 染物含量符合全球的最高安全標準。,所有的原材料均經(jīng)過超細研磨處理，使各組分混合均勻。
粉煤灰的前處理球磨8~16小時，用320目篩分，篩下 粉用電磁去鐵備用。 瓷土處理同粉煤灰
發(fā)泡材料為在高溫下能產(chǎn)生大量氣體、膨脹、熔融玻璃相 的原生礦物或結晶化合物，其產(chǎn)氣并膨脹的原理在于發(fā)泡能 量來自原生礦物及結晶化合物中的結晶水的釋放。發(fā)泡材料 可選用工業(yè)用珍珠巖、蛭石(膨脹率10倍以上)等，其處理過 程與粉煤灰相同。
長石(含鉀+鈣+鈉3+1+8%以上)在陶瓷生產(chǎn)過程中主要起到助熔 作用，可以使燒成溫度降低IO(TC左右。同時還能提高產(chǎn)品的韌 性。加入量為原料總質(zhì)量的0~5%，其處理過程與粉煤灰相同。
鋰云母石(鋰輝石)在發(fā)泡過程中可以起調(diào)節(jié)作用，加入量為原料 總質(zhì)量的0 1%。其處理過程與粉煤灰相同。
將處理好的原材料按質(zhì)量比混合，加以1 3倍質(zhì)量的氷混 合攪拌浸泡陳化12~24小時，然后嘖粉干燥成均勻粉粒，控 制含水率5. 5 6. 5%。調(diào)整發(fā)泡材料配合比可控制產(chǎn)品氣孔大 小，密度變化等。加多發(fā)泡材料可加大產(chǎn)品氣孔，但是產(chǎn)品 強度會降低。
在大于50 MPa壓力下壓坯成型，烘干至含水率2%以下。 可采用三種煅燒方式大型微波爐對溫度可控程度高，升溫極快，升溫1100~1200°C，只要2小時左右，但成本很 高；微波混氣爐鍛燒，升溫到1100 1200°C, 時間4小時左 右，成本還是很高；優(yōu)選采用煤氣爐，大型輥道窟，由室溫 升到1200°C，以每小時12(TC左右的速度升溫時間需要超過 10小時以上。
控制溫度高低可控制產(chǎn)品氣孔大小，密度變化。溫度越高， 產(chǎn)品所產(chǎn)生的氣孔越大，比重越輕，但(抗壓、抗彎)強度會 降低。因此最終要采用溫度的高低，是取決于產(chǎn)品用途。產(chǎn) 品用途取決于產(chǎn)品氣孔大小和強度。作為漂浮、保溫、隔音 材料用途氣孔可以加大。作為強度需要高的墻體、地面材料 等用途氣孔要做小。
退火可在60~120小時內(nèi)進行，可以根據(jù)產(chǎn)品用途、氣候 以及環(huán)境等條件決定。優(yōu)選采用九段緩慢退火，第一段1000 r以上12小時，第二段90(TC以上12小時，第三段80(TC以 上12小時，第四段60(TC以上12小時，第五段50(TC以上12 小時，第六段30(TC以上24小時，第七段15(TC以上24小時 'C，第八段100。C以上12小時，第九段4(TC以上8小時。退 火過程中可進行擷取大量熱能回收，如用于嘖粉干燥成粒， 烘干坯體，產(chǎn)生水蒸氣等。
退火后的產(chǎn)品經(jīng)自然冷卻到環(huán)境溫度，然后采用如梯形多 刀園鋸等設備按需要的尺寸切割，如可切割成2400 x 1200 x20—300mm等，然后磨平修整得成品，最后檢驗包裝。
以下用實施例來說明本發(fā)明，但實施例不構成對本發(fā)明的 任何限制。 實施例1
原料中粉煤灰、瓷土、發(fā)泡材料、長石和鋰云母石的質(zhì)量 百分含量為50%、 40%、 7%、 2%及1%，其中發(fā)泡材料含珍珠巖 60%、蛭石30%。原料制成含水6. 5 %的60目粉粒。用55Mpa壓成生 坯，在11(TC烘干10小時，含水率為2.0%。用煤氣爐煅燒，在12小 時內(nèi)升溫到1160°C(±10°C)。煅燒中產(chǎn)生大量氣體、膨脹、熔 融玻璃相的同時作用下，形成具有均勻密布的獨立閉口堅韌的玻 璃纖維質(zhì)泡沫。經(jīng)退火冷卻后所得整體瓷化的產(chǎn)品，常溫下的密 度為650kg/m3，抗壓強度大于18MPa，抗彎強度大于5. 2MPa， 可鋸切及固定螺釘，可以作為輕型墻體等用途。 實施例2
坯料配方及制作過程同實施例1。用微波爐鍛燒，2.5小 時內(nèi)升溫到1300。C(士10。C)。產(chǎn)品氣孔明顯擴大，常溫下的密 度為200kg/m3，抗壓強度大于6 MPa，抗彎強度大于lMPa，可
鋸切及固定螺釘，可以作為漂浮、隔音材料等。 實施例3
原料中粉煤灰、瓷土、發(fā)泡材料、長石質(zhì)量百分含量為 60%、 30%、 5%、 5%，其中發(fā)泡材料含珍珠巖60%、蛭石30%。原料采用粉體加工技術制成含水6. 0%的20目粉粒。用55 Mpa壓成生坯， 在11(TC烘干11小時，含水率為2.0%。用煤氣爐煅燒，在12小時內(nèi) 升溫到1170°C (士 101)。經(jīng)冷卻后得到氣泡明顯細小瓷化產(chǎn)品， 常溫下的密度為800kg/m3，抗壓強度大于19 MPa，抗彎強度 大于8MPa，可鋸切及固定螺釘，可以作為隔熱地板用途。 實施例4
原料中粉煤灰、瓷土、發(fā)泡材料的質(zhì)量為40%、 50%、 10%， 其中發(fā)泡材料含珍珠巖60%、蛭石30%。原料采用粉體加工技術制 成含水6.5%的粉粒。用55Mpa壓成生坯，在ll(TC烘干12小時，含 水率為1.7%。用煤氣爐煅燒，在12小時內(nèi)升溫到1250。C (士10。C)。 經(jīng)冷卻后得到氣泡較大的瓷化產(chǎn)品，常溫下的密度為 420kg/m3，抗壓強度大于12 MPa，抗彎強度大于3 MPa，可鋸切 及固定螺釘，可以作為隔音墻體材料用。
權利要求
1. 一種輕質(zhì)泡沫陶瓷建筑板材，由原料經(jīng)粉碎、造粒、壓坯成型及煅燒制成，其特征在于所述原料包括質(zhì)量百分含量為40～60％的粉煤灰、30～50％的瓷土、5～10％的發(fā)泡材料、0～5％的長石以及0～1％的鋰云母石。
2. 根據(jù)權利要求1所述的輕質(zhì)泡沫陶瓷建筑板材，其特征在于所述 發(fā)泡材料為含有結晶水的原生礦物或結晶化合物。
3. 根據(jù)權利要求2所述的輕質(zhì)泡沫陶瓷建筑板材，其特征在于所述 發(fā)泡材料為珍珠巖或蛭石或兩者的混合物。
4. 如權利要求1所述輕質(zhì)泡沫陶瓷建筑板材的制備方法，其特 征在于包括如下順序步驟(1) 將粉煤灰、瓷土和發(fā)泡材料分別經(jīng)破碎研磨及篩分除鐵備用；(2) 按質(zhì)量比取篩分后的粉煤灰、瓷土和發(fā)泡材料加1 3 倍質(zhì)量的水攪拌均勻浸泡陳化12~24小時；(3) 噴粉干燥制成含水率為5.5~6.5%的20 80目均勻粉粒；(4) 用50 Mpa或以上壓力壓坯成型，并烘干至含水率小于或 等于2%;(5) 在8~15小時內(nèi)將烘干的坯體升溫到UOO 130(TC;(6) 分段退火；(7) 自然冷卻到環(huán)境溫度，按需要尺寸切割，磨平修整即得成品。
5. 根據(jù)權利要求4所述輕質(zhì)泡沬陶瓷建筑板材的制備方法，其特征在于所有原料皆研磨至320目或更細的均勻粉末。
6. 根據(jù)權利要求4所述輕質(zhì)泡沬陶瓷建筑板材的制備方法，其 特征在于所述發(fā)泡材料為含有結晶水的原生礦物或結晶化合物。
7. 據(jù)權利要求6所述輕質(zhì)泡沫陶瓷建筑板材的制備方法，其特 征在于所述發(fā)泡材料為珍珠巖或蛭石或兩者的混合物。
8. 根據(jù)權利要求4所述輕質(zhì)泡沬陶瓷建筑板材的制備方法，其特 征在于燒成溫度為1150—125(TC。
9. 根據(jù)權利要求6所述輕質(zhì)泡沬陶瓷建筑板材的制備方法，其特 征在于退火分九段進行，第一段IOO(TC以上12小時，第二 段900。C以上12小時，第三段80(TC以上12小時，第四段600 'C以上12小時，第五段50(TC以上12小時，第六段30(TC以 上24小時，第七段150。C以上24小時。C,第八段100。C以上 12小時，第九段4(TC以上8小時。
全文摘要
本發(fā)明屬于建筑材料技術領域，公開一種輕質(zhì)泡沫陶瓷建筑板材及其制備方法。這種輕質(zhì)泡沫陶瓷建筑板材，由包括質(zhì)量百分含量為40～60％的粉煤灰、30～50％的瓷土、5～10％的發(fā)泡材料、0～5％的長石以及0～1％的鋰云母石經(jīng)粉碎、造粒、壓坯成型及煅燒制成。本發(fā)明的陶瓷建筑板材大量使用粉煤灰為原料，成本低廉，制備過程中原材料被超細研磨，各組分混合均勻，再通過粉體造粒技術重組發(fā)泡基體組織結構，使產(chǎn)品可形成均勻泡沫狀并提升韌性；成品板材中具有均勻獨立閉口微孔形成的瓷化泡沫結構，微孔的大小和產(chǎn)品密度可根據(jù)產(chǎn)品具體用途加以調(diào)節(jié)，可作為墻體、地面、隔音、防火、漂浮等多方面的用途；產(chǎn)品可鋸切加工，可作為木板材的替代品。
文檔編號C04B38/00GK101434475SQ200710186440
公開日2009年5月20日 申請日期2007年11月14日 優(yōu)先權日2007年11月14日
發(fā)明者施純偉 申請人:瑞景投資控股有限公司