專利名稱：：新型超大尺寸免燒莫來石鋪底磚的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于耐火材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種新型超大尺寸免燒莫來石鋪底磚。
背景技術(shù)：
：近年來，由于優(yōu)質(zhì)、高性能原料包括結(jié)合劑的采用，超細粉和分散技術(shù)的應用，高效添加劑的引入，粒度分布全范圍的優(yōu)化，引入某些非氧化物制成氧化物-非氧化物復合的材料，采用新型的先進施工方法以及基礎(chǔ)研究的加強等，不定形耐火材料在材質(zhì)、品種、性能、施工、應用等方面的發(fā)展十分活躍。60年代初，應用三氧化二鋁含量的純鋁酸鈣水泥使傳統(tǒng)澆注料在各種高溫設(shè)備上得到普遍應用。傳統(tǒng)澆注料中，強度直接取決于添加的水泥量，為獲得高強度，不得不增加水泥含量。盡管低溫性能得到了改善，但由于用水量增加，產(chǎn)生了更多氣孔，中溫和高溫性能沒有什么變化。70年代末至80年代初，出現(xiàn)了低水泥和超低水泥澆注料。低水泥澆注料的發(fā)展開始用部分超細原料代替水泥，盡管初始需水量減少，但干燥時間增加，否則容易造成開裂。隨后，低水泥澆注料(LCC)和超低水泥澆注料(ULCC)有了長足發(fā)展。90年代初，低水泥澆注料應用了噴補技術(shù)，它結(jié)合了噴補料的方便性和LCC的優(yōu)異性能，最近無定型的二氧化硅結(jié)合的泵送料與噴補料已成功應用，性能更好，這將在不同應用領(lǐng)域改善耐火材料的性能。但隨溫度升高，產(chǎn)生了樹脂的聚合作用，其固化強度高。但隨溫度升高，炭素氧化，產(chǎn)生了高氣孔率，導致密度和強度降低。添加無定形二氧化硅作為結(jié)合劑，能在整個升溫過程中顯著地提高材料的性能。但是采用低水泥澆注料生產(chǎn)大尺寸的磚材仍然是一個技術(shù)難題，一方面對高溫性能的要求，需要盡量減少水泥的用量，另一方面，隨水泥用量的減少，成型和燒成大尺寸的磚非常困難；由于尺寸大，采用高溫長時間燒結(jié)，成本大幅度提高。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明通過采用一定頻率的震動成型，以及特殊的燒結(jié)工藝制成了高強優(yōu)質(zhì)的免燒莫來石鋪底磚。由于不燒結(jié)，采用復合添加劑成型后干燥即成為產(chǎn)品，節(jié)約了燒結(jié)能源，從而降低了成本。本發(fā)明具體采用如下技術(shù)方案—種新型超大尺寸免燒莫來石鋪底磚，其特征是，所述免燒莫來石鋪底磚其化學組成以氧化物計為Si02《32.07%，F(xiàn)e203《1.21%，A1203>63.22%;所述免燒莫來石鋪底磚由如下重量份的原料制成莫來石骨料8-5mm22%5-3mm16%3-lmm13%l-0mm18%a-A1203粉料<0.088mm21%水泥2%硅灰8%。所述原料中還包括O.1%的添加劑，所述添加劑是促凝劑、分散劑、減水劑、抑制劑、早強劑、緩凝劑、防爆劑、快干劑、燒結(jié)劑、膨脹劑中的一種或組合物。所述添加劑是強化結(jié)合劑作用和提高基質(zhì)相性能的材料，它是耐火骨料、耐火粉料和結(jié)合劑構(gòu)成的基本組分之外的材料。添加劑能降低材料收縮和提高燒結(jié)性。結(jié)合劑能使耐火骨料和粉料膠結(jié)起來并顯示一定強度的材料，它是不定形耐火材料的重要組分、可用無機、有機及其復合物等材料。其主要品種有水泥、水玻璃、磷酸、溶膠、樹脂、軟質(zhì)粘土和某些超微粉等。結(jié)合劑在一定的條件下，通過化學、水合、聚合和凝聚等作用，使拌和物硬化獲得強度，一般結(jié)合劑含有較多的低熔點物質(zhì)，價格也較貴，在保持材料的初始強度和高溫性能的前提下，應盡量減少其用量。為改善制品的抗渣性能，所述原料中還包括0.1-1%的纖維，所述纖維是熔點低與20(TC的有機纖維。例如聚丙烯、聚乙烯、PVC纖維中的一種。新型超大尺寸免燒莫來石鋪底磚的制法，其特征是，包括如下步驟1)配料將按配方稱好的料按順序倒入攪拌機混合均勻，再加總重7%13%水攪拌均勻2)成型將混好的料倒入三聯(lián)模，放在振動臺上振動300秒即可使混合料中的組分互相排列緊密和充滿模型，震動成型的頻率為100200hz，然后將成型后的材料靜置保養(yǎng)24小時，使其凝固成型。3)脫模、干燥在成型前應先用黃油涂抹三聯(lián)模，將脫模后的材料放入煙氣余熱烘干箱，在溫度為ll(TC下烘24小時進行干燥處理4)表面加工。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于1)本發(fā)明克服了超大尺寸耐火材料必須燒結(jié)才能達到高的強度的思維，創(chuàng)造性的采用各種添加劑提高了不燒磚的強度，以及使用時的抗熱震性能，研制出新型超大尺寸免燒莫來石鋪底磚。2)探討了水泥加入量對免燒莫來石鋪底磚的影響。隨著水泥用量的增加，試樣的常溫抗折強度不斷的增加。但是燒結(jié)后CAH1Q和C2AH8逐步轉(zhuǎn)化為C3AH6，水泥石內(nèi)析出了游離水增大了孔隙率；同時也由于(VVHe本身強度較低，且相互搭接較差，所以免燒莫來石鋪底磚的高溫強度會有所下降。3)本發(fā)明闡述了硅灰加入量對莫來石鋪底大磚的影響，隨著硅灰含量的增加，加水量逐漸減少。摻加硅灰后，Si02周圍形成Si-OH基，經(jīng)過脫水架橋，形成硅氧烷網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。在此結(jié)構(gòu)中，硅與氧之間的健，隨著溫度的升高而不斷裂，因而強度也不斷提高。4)本發(fā)明采取高頻率100200hz的震動成型工藝，可大幅度提高免燒莫來石鋪底磚的密度和顆粒的均勻性。圖1不同骨料配比的制品抗折強度折線圖2不同硅灰與水泥配比的制品抗折強度折線圖。具體實施例方式1)骨料最佳配比確定本實驗設(shè)計了一組配方來確定骨料的最佳配比，實驗的配方如表1，抗折強度見圖1。表l不同的骨料配比<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>通過抗折強度測定，配方A2的常溫抗折強度和120(TC燒后抗折強度綜合指標優(yōu)于其它配方，這個配方既有一定的常溫強度，120(TC的抗折強度也是很高的。所以我們決定選擇第二組試樣的骨料配方作為以后的骨料配比使用。2)水泥用量與硅灰用量的確定由于水泥用量多會造成產(chǎn)品在中高溫下的性能下降，所以必須盡可能低的降低水泥的使用量，解決這個問題的辦法就是加入一定量的超微粉。為此，本實驗對水泥用量和硅灰用量進行考察，在逐步降低水泥用量的同時增加超微粉即硅灰的量，并保持粉料總量不變，即用骨料和粉料的含量為90%，水泥用量和微粉用量總和為10%，水泥用量分別為5%，4%，3%，2%，1%，同時調(diào)整硅灰使用量，以5%，6%，7%，8%，9%，做5組試樣。骨料配方使用步驟1)的結(jié)論，試樣配方如表2:表2硅灰與水泥配比表<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>試樣制成后考察其在11(TC烘干后、90(TC和120(TC燒3小時后的抗折強度。測試結(jié)果如圖2所示隨著水泥用量的減少，試樣烘干后(即ll(TC)的抗折強度逐漸降低，這是由于水泥用量的不斷減少，導致水泥的結(jié)合作用大大減弱，為保證足夠的常溫強度，水泥用量不能低于2%。由數(shù)據(jù)可以看出，90(TC燒3小時后的抗折強度逐漸增加，正是由于超微粉發(fā)揮了作用。摻加硅灰后，Si02周圍形成Si-0H基，經(jīng)過脫水架橋，形成硅氧烷網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。在此結(jié)構(gòu)中，硅與氧之間的健，隨著溫度的升高而不斷裂，因而強度也不斷提高。同時，高溫下Si02網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)還會與周圍A1203發(fā)生反應生成莫來石，可以提高中、高溫強度。與此效應相比，水泥的降低強度效應微不足道，因而免燒莫來石鋪底磚的中溫強度會有所提高。在此配方的免燒莫來石磚中，當溫度高于90(TC之后，硅灰與粉料或水泥中的A1203反應，逐步莫來石化，產(chǎn)生體積效應，抵消耐火材料的部分體積收縮，促進了強度的提高。而在更高的溫度120(TC時，材料進一步莫來石化，生成的莫來石更多，所以強度進一步提高，這對澆注料在高溫下使用是有利的。隨著硅灰用量的增加，試樣在900°C、120(TC燒后的抗折強度不斷的提高，但上升趨勢逐漸平穩(wěn)。由于免燒莫來石磚中加入硅灰，硅灰有良好的黏性，加入過多會影響免燒莫來石磚成型時的流動性能。因此要使?jié){料有好的流動性以便于成型，既要獲得良好的高溫性能，又要保證免燒莫來石磚有一定的常溫強度，所以選擇水泥用量2%，硅灰用量為8%進行下一步實驗。3)加水比例水的用量對超低水泥免燒莫來石鋪底磚漿料有很大的影響，這就是說，配制超低水泥免燒莫來石鋪底磚漿料時，水用量(或水灰比)的選用十分重要。隨著低水泥免燒莫來石鋪底磚漿料水用量的增加，其強度降低，顯氣孔率增大。加熱后，水分逸出，孔隙增多，結(jié)構(gòu)疏松，致使各種性能全面降低。因此，在保證其成型和易性的條件下，應盡量減少拌和物的水用量。在不摻減水劑的前提下，超低水泥免燒莫來石鋪底磚漿料的適宜水用量為10%13%。在使用合適的添加劑即減水劑后，水用量會降低到7%9%。超低水泥系列免燒莫來石鋪底磚漿料的水用量，是在保證成型拌和料和易性的前提下，其水用量越少越好。這樣，成型體硬化后.氣孔少.總孔隙量降低，組織結(jié)構(gòu)致密，燒后線變化小，強度提高。最新研究結(jié)果證明，低水量不但能使低水泥免燒莫來石鋪底磚的總孔隙量降低，而且能加速鋁酸鹽水泥的早期水合作用，使水化物含有較少的結(jié)合水，同時單位膠結(jié)能力有所增強，因此有助于提高其常溫、烘干和中高溫強度。應當指出，超低水泥系列免燒莫來石鋪底磚的特點是低氣孔、致密和高強等，這對使用是十分有利的。但是，其氣孔被超微粉填塞，透氣度較差，在烘烤和加熱過程中，水蒸氣難以順暢的排除，易造成襯體的剝落或炸裂，這是美中不足。超低水泥免燒莫來石鋪底磚中含有超微粉和添加劑，且合理搭配、巧妙使用，因而性能優(yōu)良。但是受環(huán)境和作業(yè)等因素的影響，易發(fā)生時效變化，即瞬時凝結(jié)、流動性降低或硬化延遲等。這都需要在制備過程中注意水的用量。權(quán)利要求一種新型超大尺寸免燒莫來石鋪底磚，其特征是，所述免燒莫來石鋪底磚其化學組成以氧化物計為SiO2≤32.07％，F(xiàn)e2O3≤1.21％，Al2O3≥63.22％；所述免燒莫來石鋪底磚由如下重量份的原料制成莫來石骨料8-5mm22％5-3mm16％3-1mm13％1-0mm18％α-Al2O3粉料＜0.088mm21％水泥2％硅灰8％。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的免燒莫來石鋪底磚，其特征是，所述原料中還包括O.1%的添加劑，所述添加劑是水玻璃、磷酸、溶膠、樹脂、軟質(zhì)粘土中的一種或任意組合。3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的免燒莫來石鋪底磚，其特征是，所述原料中還包括O.1-1%的纖維，所述纖維是熔點低與20(TC的有機纖維。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的免燒莫來石鋪底磚，其特征是，所述纖維是聚丙烯、聚乙烯、PVC纖維中的一種。5.權(quán)利要求1的新型超大尺寸免燒莫來石鋪底磚的制法，其特征是，包括如下步驟1)配料將按配方稱好的料按順序倒入攪拌機混合均勻，再加總重7%13%水攪拌均勻2)成型將混好的料倒入三聯(lián)模，放在振動臺上振動300秒即可使混合料中的組分互相排列緊密和充滿模型，震動成型的頻率為100200hz，然后將成型后的材料靜置保養(yǎng)24小時，使其凝固成型。3)脫模、干燥在成型前應先用黃油涂抹三聯(lián)模，將脫模后的材料放入煙氣余熱烘干箱，在溫度為ll(TC下烘24小時進行干燥處理4)表面加工。a-A1203粉料水泥硅灰全文摘要一種新型超大尺寸免燒莫來石鋪底磚，屬于耐火材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，其特征是，所述免燒莫來石鋪底磚其化學組成以氧化物計為SiO2≤32.07％，F(xiàn)e2O3≤1.21％，Al2O3≥63.22％。本發(fā)明克服了超大尺寸耐火材料必須燒結(jié)才能達到高的強度的思維，創(chuàng)造性的采用各種添加劑提高了不燒磚的強度，以及使用時的抗熱震性能，研制出新型超大尺寸免燒莫來石鋪底磚。本發(fā)明采取高頻率100～200Hz的震動成型工藝，可大幅度提高免燒莫來石鋪底磚的密度和顆粒的均勻性。文檔編號C04B28/00GK101786843SQ20101011331公開日2010年7月28日申請日期2010年2月24日優(yōu)先權(quán)日2010年2月24日發(fā)明者王立朝申請人:淄博嘉環(huán)耐火材料有限公司