本發(fā)明屬于固體廢棄物再利用和建筑材料制備領(lǐng)域，具體涉及一種陶瓷幕墻及泡沫陶瓷復(fù)合材料的制備方法。
背景技術(shù)：
陶瓷幕墻是一類新型建筑幕墻材料，具有抗風(fēng)壓變形、抗震性、防火、美觀等優(yōu)點。陶瓷幕墻原料多為天然原料，近年來利用固體廢棄物作為原料制備陶瓷幕墻研究越來越多。專利cn103896556a公開了一種利用淤泥、廢陶瓷制造的新型環(huán)保節(jié)能幕墻材料及其制備方法。陶瓷幕墻經(jīng)常與泡沫材料配合使用，例如泡沫玻璃、泡沫陶瓷等。其中泡沫陶瓷是一種新型建筑外墻和屋面保溫材料，原料主要為天然原料，采用各類固體廢棄物作為原料制備泡沫陶瓷也是一個重要研究方向。專利cn104496535a公開了一種以硅砂尾礦和粉煤灰為主要原料泡沫陶瓷制備方法，其中石英砂尾礦25～45％；專利cn103396157a公開了一種建筑用泡沫陶瓷制備方法，其中鐵尾礦用量達到了50～55％；專利cn102417368a則采用高硅鐵尾礦作為原料制備泡沫陶瓷，其中鐵尾礦用量達到60～70％。
陶瓷幕墻與泡沫材料復(fù)合的方法有很多類。目前常用的方法是采用水泥將泡沫玻璃或泡沫陶瓷固化在陶瓷幕墻或陶瓷類材料表面。然而水泥較高吸水率和較低的結(jié)合強度對復(fù)合材料使用具有較大限制作用。專利cn105315013a公開了一種利用泡沫玻璃發(fā)泡時體積膨脹過程中與陶瓷板底部接觸粘結(jié)實現(xiàn)復(fù)合材料制備的方法，但是工藝較為復(fù)雜，成品率也不高，而且能耗也較大；在配方的制定過程中還得考慮二者性能的匹配。
而從配方組成、混料方式和燒成工藝來看，泡沫陶瓷和陶瓷幕墻有很多相同的地方，因而在陶瓷幕墻表面直接放置泡沫陶瓷配合料隨后進行直接燒結(jié)無疑具有較高研究意義。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種陶瓷幕墻及泡沫陶瓷復(fù)合材料的制備方法，以克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明采用泡沫陶瓷和陶瓷幕墻同時燒結(jié)的方法，一方面可以大大降低能耗，另一方面泡沫陶瓷和陶瓷幕墻配方中都采用大量鐵尾礦，實現(xiàn)了固體廢棄物再利用目的的同時，從配方角度解決了陶瓷幕墻和泡沫陶瓷性能匹配問題。
為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
一種陶瓷幕墻及泡沫陶瓷復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：
步驟一：采用鐵尾礦、平板廢玻璃粉和碳化硅粉作為泡沫陶瓷配料，采用鐵尾礦、蘇州土和陶瓷廢料作為陶瓷幕墻配料，分別對泡沫陶瓷配料和陶瓷幕墻配料進行混料得到泡沫陶瓷混合料和陶瓷幕墻混合料；
步驟二：分別向泡沫陶瓷混合料和陶瓷幕墻混合料中加入pva溶液進行造粒，分別得到泡沫陶瓷造粒料和陶瓷幕墻造粒料，然后分別對泡沫陶瓷造粒料和陶瓷幕墻造粒料采用半干壓成型得到泡沫陶瓷坯體和陶瓷幕墻坯體；
步驟三：將泡沫陶瓷坯體和陶瓷幕墻坯體干燥后，將干燥后的泡沫陶瓷坯體放置于干燥后的陶瓷幕墻坯體頂面，保證二者結(jié)合面光滑平整，充分接觸，得到復(fù)合坯體；隨后將復(fù)合坯體在120℃下保溫12h后，升溫至1100-1150℃進行發(fā)泡，發(fā)泡結(jié)束后降溫至600℃保溫4h，隨后隨爐冷卻后即獲得陶瓷幕墻及泡沫陶瓷復(fù)合材料。
進一步地，以質(zhì)量分數(shù)計，所述的泡沫陶瓷配料包括75-80％鐵尾礦、19-24％平板廢玻璃粉和1％碳化硅粉。
進一步地，以質(zhì)量分數(shù)計，所述的陶瓷幕墻配料包括70-75％鐵尾礦、10-15％蘇州土和10-15％陶瓷廢料。
進一步地，步驟一中采用滾筒式球磨機分別對泡沫陶瓷配料和陶瓷幕墻配料進行混料得到泡沫陶瓷混合料和陶瓷幕墻混合料。
進一步地，所述的pva溶液的質(zhì)量濃度為5％，且泡沫陶瓷混合料和陶瓷幕墻混合料中加入pva溶液的量分別占泡沫陶瓷混合料和陶瓷幕墻混合料質(zhì)量的2％-2.5％。
進一步地，步驟二中成型壓力為2.5噸。
進一步地，所述的泡沫陶瓷坯體和陶瓷幕墻坯體的尺寸均為30mm×30mm×20mm。
進一步地，步驟三中升溫速率為25℃/min。
進一步地，步驟三中發(fā)泡時間為30min。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果：
本發(fā)明采用采用鐵尾礦和平板廢玻璃粉為主要原料，添加適量碳化硅粉作為發(fā)泡劑制備泡沫陶瓷，陶瓷幕墻則采用鐵尾礦、蘇州土和陶瓷廢料作為原料，兩種制品鐵尾礦利用率都比較高，達到尾礦再利用目的；且本發(fā)明采用泡沫陶瓷和陶瓷幕墻同時燒結(jié)的方法，復(fù)合工藝簡單，復(fù)合強度較高，還可以大大降低能耗，降低成本。
進一步地，本發(fā)明通過控制工藝條件，制備出的陶瓷幕墻及泡沫陶瓷復(fù)合材料具有較低熱導(dǎo)率；泡沫陶瓷具有較低的密度，較高抗壓強度；陶瓷幕墻具有較低密度，較低吸水率，較高的彎曲強度。
附圖說明
圖1典型陶瓷幕墻和泡沫陶瓷復(fù)合材料樣品圖。
具體實施方式
下面對本發(fā)明的實施方式做進一步詳細描述：
一種陶瓷幕墻及泡沫陶瓷復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：
步驟一：采用75-80wt.％鐵尾礦和19-24wt.％平板廢玻璃粉為主要原料，1wt.％碳化硅粉作為發(fā)泡劑作為泡沫陶瓷的原料；采用70-75wt.％鐵尾礦、10-15wt.％蘇州土和10-15wt.％陶瓷廢料作為陶瓷幕墻的原料，分別采用滾筒式球磨機對兩種原料進行混料；
步驟二：分別向混合粉料加入5wt.％pva溶液進行造粒，泡沫陶瓷混合料和陶瓷幕墻混合料中加入pva的量分別占泡沫陶瓷混合料和陶瓷幕墻混合料質(zhì)量的2％-2.5％，然后采用半干壓成型得到坯體，成型壓力為2.5噸，坯體尺寸為30×30×20mm3，干燥后將泡沫陶瓷坯體放置于同尺寸的陶瓷幕墻坯體頂面，保證二者結(jié)合面光滑平整，充分接觸；
步驟三：將復(fù)合坯體在120℃保溫12h后升溫至1100-1150℃進行高溫發(fā)泡30min，升溫速率為25℃/min，發(fā)泡結(jié)束后降溫至600℃保溫4h，隨后采用隨爐冷卻后切割即可獲得陶瓷幕墻及泡沫陶瓷復(fù)合材料。
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步詳細描述：
實施例1
步驟一：采用75wt.％鐵尾礦和24wt.％平板廢玻璃粉為主要原料，1wt.％碳化硅粉作為發(fā)泡劑作為泡沫陶瓷的原料；采用70wt.％鐵尾礦、15wt.％蘇州土和15wt.％陶瓷廢料作為陶瓷幕墻的原料，分別采用滾筒式球磨機對兩種原料進行混料；
步驟二：分別向混合粉料加入5wt.％pva溶液進行造粒，泡沫陶瓷混合料和陶瓷幕墻混合料中加入pva的量分別占泡沫陶瓷混合料和陶瓷幕墻混合料質(zhì)量的2％，然后采用半干壓成型得到坯體，成型壓力為2.5噸，坯體尺寸為30×30×20mm3，干燥后將泡沫陶瓷坯體放置于同尺寸的陶瓷幕墻坯體頂面，保證二者結(jié)合面光滑平整，充分接觸；
步驟三：將復(fù)合坯體在120℃保溫12h后升溫至1100℃進行高溫發(fā)泡30min，升溫速率為25℃/min，發(fā)泡結(jié)束后降溫至600℃保溫4h，隨后采用隨爐冷卻后切割即可獲得陶瓷幕墻及泡沫陶瓷復(fù)合材料。泡沫陶瓷的密度為0.514g.cm-3，抗壓強度為13.13mpa；陶瓷幕墻的密度為2.037g.cm-3，吸水率10％，抗彎強度13.5mpa；制備得到的陶瓷幕墻及泡沫陶瓷復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)為0.0526w/m﹒k。
實施例2
步驟一：采用76wt.％鐵尾礦和23wt.％平板廢玻璃粉為主要原料，1wt.％碳化硅粉作為發(fā)泡劑作為泡沫陶瓷的原料；采用71wt.％鐵尾礦、14wt.％蘇州土和15wt.％陶瓷廢料作為陶瓷幕墻的原料，分別采用滾筒式球磨機對兩種原料進行混料；
步驟二：分別向混合粉料加入5wt.％pva溶液進行造粒，泡沫陶瓷混合料和陶瓷幕墻混合料中加入pva的量分別占泡沫陶瓷混合料和陶瓷幕墻混合料質(zhì)量的2.5％，然后采用半干壓成型得到坯體，成型壓力為2.5噸，坯體尺寸為30×30×20mm3，干燥后將泡沫陶瓷坯體放置于同尺寸的陶瓷幕墻坯體頂面，保證二者結(jié)合面光滑平整，充分接觸；
步驟三：將復(fù)合坯體在120℃保溫12h后升溫至1110℃進行高溫發(fā)泡30min，升溫速率為25℃/min，發(fā)泡結(jié)束后降溫至600℃保溫4h，隨后采用隨爐冷卻后切割即可獲得陶瓷幕墻及泡沫陶瓷復(fù)合材料。泡沫陶瓷的密度為0.374g.cm-3，抗壓強度為8.53mpa；陶瓷幕墻的密度為2.145g.cm-3，吸水率8.6％，抗彎強度14mpa；制備得到的陶瓷幕墻及泡沫陶瓷復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)為0.0981w/m﹒k。
實施例3
步驟一：采用77wt.％鐵尾礦和22wt.％平板廢玻璃粉為主要原料，1wt.％碳化硅粉作為發(fā)泡劑作為泡沫陶瓷的原料；采用73wt.％鐵尾礦、12wt.％蘇州土和15wt.％陶瓷廢料作為陶瓷幕墻的原料，分別采用滾筒式球磨機對兩種原料進行混料；
步驟二：分別向混合粉料加入5wt.％pva溶液進行造粒，泡沫陶瓷混合料和陶瓷幕墻混合料中加入pva的量分別占泡沫陶瓷混合料和陶瓷幕墻混合料質(zhì)量的2.2％，然后采用半干壓成型得到坯體，成型壓力為2.5噸，坯體尺寸為30×30×20mm3，干燥后將泡沫陶瓷坯體放置于同尺寸的陶瓷幕墻坯體頂面，保證二者結(jié)合面光滑平整，充分接觸；
步驟三：將復(fù)合坯體在120℃保溫12h后升溫至1120℃進行高溫發(fā)泡30min，升溫速率為25℃/min，發(fā)泡結(jié)束后降溫至600℃保溫4h，隨后采用隨爐冷卻后切割即可獲得陶瓷幕墻及泡沫陶瓷復(fù)合材料。泡沫陶瓷的密度為0.313g.cm-3，抗壓強度為7.60mpa；陶瓷幕墻的密度為2.248g.cm-3，吸水率8％，抗彎強度14.7mpa；制備得到的陶瓷幕墻及泡沫陶瓷復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)為0.1124w/m﹒k。
實施例4
步驟一：采用78wt.％鐵尾礦和21wt.％平板廢玻璃粉為主要原料，1wt.％碳化硅粉作為發(fā)泡劑作為泡沫陶瓷的原料；采用75wt.％鐵尾礦、15wt.％蘇州土和10wt.％陶瓷廢料作為陶瓷幕墻的原料，分別采用滾筒式球磨機對兩種原料進行混料；
步驟二：分別向混合粉料加入5wt.％pva溶液進行造粒，泡沫陶瓷混合料和陶瓷幕墻混合料中加入pva的量分別占泡沫陶瓷混合料和陶瓷幕墻混合料質(zhì)量的2.4％，然后采用半干壓成型得到坯體，成型壓力為2.5噸，坯體尺寸為30×30×20mm3，干燥后將泡沫陶瓷坯體放置于同尺寸的陶瓷幕墻坯體頂面，保證二者結(jié)合面光滑平整，充分接觸；
步驟三：將復(fù)合坯體在120℃保溫12h后升溫至1130℃進行高溫發(fā)泡30min，升溫速率為25℃/min，發(fā)泡結(jié)束后降溫至600℃保溫4h，隨后采用隨爐冷卻后切割即可獲得陶瓷幕墻及泡沫陶瓷復(fù)合材料。泡沫陶瓷的密度為0.285g.cm-3，抗壓強度為5.00mpa；陶瓷幕墻的密度為2.298g.cm-3，吸水率7.6％，抗彎強度15.2mpa；制備得到的陶瓷幕墻及泡沫陶瓷復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)為0.1082w/m﹒k。
實施例5
步驟一：采用79wt.％鐵尾礦和20wt.％平板廢玻璃粉為主要原料，1wt.％碳化硅粉作為發(fā)泡劑作為泡沫陶瓷的原料；采用75wt.％鐵尾礦、10wt.％蘇州土和15wt.％陶瓷廢料作為陶瓷幕墻的原料，分別采用滾筒式球磨機對兩種原料進行混料；
步驟二：分別向混合粉料加入5wt.％pva溶液進行造粒，泡沫陶瓷混合料和陶瓷幕墻混合料中加入pva的量分別占泡沫陶瓷混合料和陶瓷幕墻混合料質(zhì)量的2.3％，然后采用半干壓成型得到坯體，成型壓力為2.5噸，坯體尺寸為30×30×20mm3，干燥后將泡沫陶瓷坯體放置于同尺寸的陶瓷幕墻坯體頂面，保證二者結(jié)合面光滑平整，充分接觸；
步驟三：將復(fù)合坯體在120℃保溫12h后升溫至1140℃進行高溫發(fā)泡30min，升溫速率為25℃/min，發(fā)泡結(jié)束后降溫至600℃保溫4h，隨后采用隨爐冷卻后切割即可獲得陶瓷幕墻及泡沫陶瓷復(fù)合材料。泡沫陶瓷的密度為0.353g.cm-3，抗壓強度為4.01mpa；陶瓷幕墻的密度為2.448g.cm-3，吸水率6％，抗彎強度14.1mpa；制備得到的陶瓷幕墻及泡沫陶瓷復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)為0.0992w/m﹒k。
實施例6
步驟一：采用80wt.％鐵尾礦和19wt.％平板廢玻璃粉為主要原料，1wt.％碳化硅粉作為發(fā)泡劑作為泡沫陶瓷的原料；采用74wt.％鐵尾礦、13wt.％蘇州土和13wt.％陶瓷廢料作為陶瓷幕墻的原料，分別采用滾筒式球磨機對兩種原料進行混料；
步驟二：分別向混合粉料加入5wt.％pva溶液進行造粒，泡沫陶瓷混合料和陶瓷幕墻混合料中加入pva的量分別占泡沫陶瓷混合料和陶瓷幕墻混合料質(zhì)量的2.5％，然后采用半干壓成型得到坯體，成型壓力為2.5噸，坯體尺寸為30×30×20mm3，干燥后將泡沫陶瓷坯體放置于同尺寸的陶瓷幕墻坯體頂面，保證二者結(jié)合面光滑平整，充分接觸；
步驟三：將復(fù)合坯體在120℃保溫12h后升溫至1150℃進行高溫發(fā)泡30min，升溫速率為25℃/min，發(fā)泡結(jié)束后降溫至600℃保溫4h，隨后采用隨爐冷卻后切割即可獲得陶瓷幕墻及泡沫陶瓷復(fù)合材料。泡沫陶瓷的密度為0.426g.cm-3，抗壓強度為1.06mpa；陶瓷幕墻的密度為2.448g.cm-3，吸水率6％，抗彎強度14.1mpa；制備得到的陶瓷幕墻及泡沫陶瓷復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)為0.0731w/m﹒k。