一種利用粉煤灰和沙漠沙制備高強發泡陶瓷材料的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于無機保溫材料領域，主要涉及一種利用粉煤灰和沙漠沙制備高強發泡陶瓷材料的方法。
【背景技術】
[0002]發泡陶瓷材料具有密度輕、導熱系數低、強度高、不燃燒和抗腐蝕的特性，隨著建筑節能和防火性能要求越來越高，發泡陶瓷材料被用作外墻防火保溫材料和建筑隔火墻等領域，需求越來越大。但是由于用作外墻保溫板或者防火隔離帶時，存在施工復雜，和基礎墻體粘結要求高等問題，應用范圍較窄，主要在高端商業建筑或高端住宅上使用。而高強發泡陶瓷材料，具有強度高、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。可以從根本上解決建筑防火保溫問題。
[0003]目前，發泡陶瓷材料主要使用淤泥、工業廢礦、石英和粘土為主要原料制成。然而，由于原料的多樣和復雜性，造成產品強度較低、保溫性能低下，應用范圍有限。選擇一種存量較大、成分穩定的原料并制備強度較高的發泡陶瓷材料，具有重要的經濟和技術價值。
[0004]中國專利200910195362.X和中國專利201210077885.2公開了利用粉煤灰制備發泡陶瓷保溫板的方法，該方法中粉煤灰利用率低，產品偏重與保溫性能，發泡陶瓷材料強度較低。中國專利201410295528.6利用煤矸石和粉煤灰等制備的發泡陶瓷保溫也同樣存在產品強度過低的問題，無法用作保溫墻體磚、保溫砌塊和保溫墻板等。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是為克服已有技術的不足，提供一種制備高強發泡陶瓷材料的方法，該方法主要利用粉煤灰和沙漠沙為主要原料，且制成的發泡陶瓷材料表面孔較小、強度較高、導熱系數低。
[0006]為實現上述發明目的，本發明采用以下技術方案:
[0007]—種制備高強發泡陶瓷材料的方法，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間后，冷卻得到高強發泡陶瓷材料成品，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，所述助劑是指鈉長石、鉀長石、正長石、透長石的任一種。
[0011]上述方案中，所述的發泡劑是指碳化硅、鐵紅或石墨中的任一種。
[0012]—種制備高強發泡陶瓷材料的方法，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，發泡劑0.5-2份均勻混合；
[0014]2)所得混合物利用球磨機球磨8-24小時，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的窯內焙燒10-90分鐘后，冷卻得到高強發泡陶瓷材料成品。
[0016]相比現有技術而言，本發明具有以下優點:
[0017]我國能源以煤炭為主，粉煤灰作為燃煤電廠排出固體廢物，其大量排放造成嚴重的環境和社會問題。沙漠沙作為一種能提供硅源的材料，具有量大、成分穩定，價格低廉等特性，因此，充分利用粉煤灰和沙漠沙等原料制備高強發泡陶瓷，可以有效利用相關原料的有效成分，并提高發泡陶瓷產品穩定性，降低生產成本。同時，沙漠沙作為一種未經高溫處理過的的冷性原料，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，所產生的發泡陶瓷產品能兼具密度輕和強度高的特性，優勢明顯。
[0018]利用粉煤灰、沙漠沙等固廢資源制備高強發泡陶瓷，不僅可以充分利用粉煤灰、沙漠沙中硅鋁等成分，減少因固廢堆積導致的各種污染問題，還可得到高性能發泡陶瓷材料用于建筑保溫等行業，滿足建筑防火保溫市場需求。
[0019]本發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，形成無機陶瓷基體材料，同時選用沙漠沙作為輔助原料，有利于提高產品生產的穩定性和降低生產成本。
[0020]本發明盡量減少焙燒時間、球磨時間并減少發泡劑的用量，進一步降低發泡陶瓷材料生產成本。
[0021]本發明制備的發泡陶瓷材料表面泡孔直徑基本在1mm以下，產品以堇青石晶相為主，莫來石晶相少，產品性能突出，抗壓強度大于6.0MPa，密度小于500Kg/m3，導熱系數不大于 0.15ff/m*Ko
【具體實施方式】
[0022]下面通過具體實施例對本發明的一種制備高強發泡陶瓷材料的方法作進一步詳細說明。
[0023]實施例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、正長石和鐵紅混合均勻，混合物利用球磨機球磨8小時，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的窯內焙燒90分鐘后，冷卻得到高強發泡陶瓷材料成品。檢測產品抗壓強度為
6.3MPa，容重為 405Kg/m3，導熱系數為 0.llW/m*K。
[0025]實施例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、透長石和鐵紅混合均勻，混合物利用球磨機球磨15小時，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的窯內焙燒40分鐘后，冷卻得到高強發泡陶瓷材料成品。檢測產品抗壓強度為6.9MPa，容重為 450Kg/m3，導熱系數為 0.13W/m*K。
[0027]實施例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、鈉長石和碳化硅混合均勻，混合物利用球磨機球磨24小時，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的窯內焙燒10分鐘后，冷卻得到高強發泡陶瓷材料成品。檢測產品抗壓強度為
7.3MPa，容重為 475Kg/m3，導熱系數為 0.14W/m*K。
[0029]實施例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、鉀長石和石墨混合均勻，混合物利用球磨機球磨20小時，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的窯內焙燒15分鐘后，冷卻得到高強發泡陶瓷材料成品。檢測產品抗壓強度為
7.0MPa,容重為 460Kg/m3，導熱系數為 0.14W/m*K。
[0031]實施例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、鈉長石和石墨混合均勻，混合物利用球磨機球磨18小時，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的窯內焙燒20分鐘后，冷卻得到高強發泡陶瓷材料成品。檢測產品抗壓強度為6.9MPa，容重為490Kg/m3，導熱系數為0.15W/m*K。
[0033]上述僅對本發明中的幾種具體實施例加以說明，但并不能作為本發明的保護范圍，凡是依據本發明中的設計精神所做出的等效變化或修飾，均應認為落入本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種利用粉煤灰和沙漠沙制備的高強發泡陶瓷材料，其特征在于，該材料由粉煤灰、沙漠沙、助劑和發泡劑的混合物球磨、烘干、造粒，再將粒料平鋪和高溫焙燒一段時間后，冷卻得到高強發泡陶瓷材料成品，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，發泡劑0.5-2份。2.根據權利要求1所述發泡陶瓷材料，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%;所述助劑是指鈉長石、鉀長石、正長石、透長石的任一種；所述的發泡劑是指碳化硅、鐵紅或石墨中的任一種。3.一種制備如權利要求1所述高強發泡陶瓷材料的方法，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，發泡劑0.5-2份均勻混合； .2)所得混合物利用球磨機球磨8-24小時，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的窯內焙燒10-90分鐘后，冷卻得到高強發泡陶瓷材料成品。4.根據權利要求1所述方法，其特征在于，所制得的高強發泡陶瓷材料抗壓強度大于.6.0MPa，密度小于500Kg/m3，導熱系數不大于0.15W/m*K。
【專利摘要】本發明公開了一種利用粉煤灰和沙漠沙制備高強發泡陶瓷材料的方法。屬于無機保溫材料領域，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，發泡劑0.5-2份。該方法為將粉煤灰、沙漠沙、助劑和發泡劑的混合物球磨、烘干、造粒，再將粒料平鋪和高溫焙燒一段時間后，冷卻得到高強發泡陶瓷材料成品。該發泡陶瓷防火保溫板產品具有質輕、防火、保溫性好、強度高和抗腐蝕性的特點，可用于保溫建筑外墻、防火等場合。
【IPC分類】C04B38/02
【公開號】CN105272338
【申請號】CN201510657244
【發明人】梁才, 易漢平, 嚴學軍, 張弦
【申請人】鄂爾多斯市紫荊創新研究院
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年10月12日