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多孔性泥浆坯体的制备方法

  • 专利名称
    多孔性泥浆坯体的制备方法
  • 发明者
    李庆彬, 潘志华
  • 公开日
    2011年1月19日
  • 申请日期
    2010年10月9日
  • 优先权日
    2010年10月9日
  • 申请人
    南京工业大学
  • 文档编号
    C04B38/00GK101948329SQ20101050028
  • 关键字
  • 权利要求
    一种多孔性泥浆坯体的制备方法,其具体步骤如下A原料预处理先将苏州土、叶腊石和矾土分别预烧1 2.5小时;然后将原料过筛备用;其中预烧温度分别为苏州土 600 900℃,叶腊石 600 1000℃,矾土 600 1000℃;C原料配合和料浆调制原料按以下质量份称量配合混匀,其中石灰10 20份,苏州土15 30份,叶腊石20 30份,矾土15 25份,废砖料8 13份;再按照质量水固比0.50 0.70加水,并且按照原料总质量1.5 2.8%的比例添加碱性物质,用搅拌机混合调制成质地均匀的料浆;D泡沫料浆制备用物理发泡方法制备泡沫,再与调制好的料浆按比例混合,搅拌均匀;控制泡沫料浆的体积密度为580 700kg/m3,得到调制好的泡沫料浆;E生坯浇注将调制好的泡沫料浆倒入模具之中,用直尺刮去顶部多余部分料浆,静止摆放;F生坯养护和烘干浇注后的泡沫料浆带模蒸气养护,脱模后再加热烘干,得到多孔性料浆坯体2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于配合料对应的化学成分的质量百分数 范围为=CaO 12-20%, Si02 40-46%, A1203 32-38%, Fe203 0. 1_1%,其他 0. 05_3%3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于所述的碱性物质为是NaOH,或KOH或 水玻璃4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于原料使用190目标准筛,筛余量分别 为,苏州土 6-8%,叶腊石6-10%,矾土 2-4%,石灰0. 1-0. 5%,废砖料16_20%5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于步骤F中所述的蒸气养护温度为 40-80°C,养护时间为4-8小时;烘干温度为60-100°C,烘干时间为6_10小时;制得的生坯 的干燥密度为350-450kg/m3,耐压强度为0. 10-0. 30MPa
  • 技术领域
    本发明涉及一种适用于高温环境下使用的轻质隔热砖的前驱体低密度多孔性料 浆坯体(以下简称“生坯”)的制备方法,属于陶瓷和耐火材料技术领域
  • 背景技术
  • 具体实施例方式
    以下按照上文所述的低密度多孔性轻质隔热砖生坯的制备方法,以实施例形式具 体说明本发明的实施方式
  • 专利详情
  • 全文pdf
  • 权力要求
  • 说明书
  • 法律状态
专利名称:多孔性泥浆坯体的制备方法在工业生产和科研活动中经常需要使用高温窑炉,为了保障窑炉的正常运行和提 高能量利用效率,通常在窑炉内层耐火砖与外筒体之间引入轻质隔热砖。对于使用温度在 1230-1500°C之间的轻质隔热砖绝大多数是一类陶瓷质的多孔性烧结体,对应的密度波动 在500-1500kg/m3之间,相应的导热系数波动在0. 25-0. 50W/mK。轻质隔热砖的核心生产 工序主要包括生坯的制备和生坯的烧制。其中,最终产品轻质隔热砖的质量很大程度上取 决于生坯质量的好坏,尤其是生坯的密度、孔隙率、孔分布、强度等因素。因此,生坯的制备 技术成为轻质隔热砖制备的关键技术之一。目前,轻质砖中气孔的引入方式最常见的有以 下3种燃尽预填物法、泡沫法、气体发生法,其中燃尽预填物法制得的坯体存在孔隙分布 不均勻,干燥过程中易变形开裂,生坯耐压强度低等缺陷;气体发生法反应过程不易控制; 泡沫法是一种加入物理泡沫的方法,可以较好的解决以上两种方法的缺陷。然而,生坯浇注 后的凝固和强度发展速度在很大程度上影响生坯质量。CN 101792328 A公开了一种引入 高铝水泥并借助于泡沫法制备轻质隔热砖多孔坯体的方法,较好地解决了低密度情况下浇 注坯体内部孔隙分布均勻性问题和坯体凝固时间偏长的问题。但是,由于高铝水泥价格昂 贵,配比中用量高达23%,导致轻质隔热砖成本大幅度增加。如何在基本工艺过程变化不大 的前提下降低坯体制备成本成为一个实际生产中十分关注的和急需解决的技术问题。
本发明所要解决的技术问题本发明为了降低坯体制备成本而提供了一种多孔性 泥浆坯体的制备方法。本发明的技术方案针对上述技术问题,本发明提出引入碱性物质(NaOH,或Κ0Η,或水玻璃),利用其与配 料体系中铝硅酸盐物质之间反应产生的胶凝作用促使料浆坯体的快速凝固和硬化,替代高 铝水泥的使用,从而达到降低坯体制备成本的目的。整个制备过程分为原料预处理、原料配 合和料浆调制、泡沫与料浆混合、坯体浇注、坯体养护和烘干五个步骤。本发明采用物理发 泡剂,经气力发泡装置在压缩空气作用下先行预制气泡,以提供细小均勻和稳定的气泡;由 石灰、苏州土、叶腊石、矾土和废砖料按要求的比例(具体配合比按制品用途而定)配合,再 加水配合预制料浆;料浆中添加适量的碱性物质以提高坯体强度;再蒸气养护以缩短坯体 产生强度所需时间,同时也能尽早地固定气泡。本发明的具体技术方案一种多孔性泥浆坯体的制备方法,其具体步骤如下A 原料预处理先将苏州土、叶腊石和矾土分别预烧1-2. 5小时;然后将原料过筛备 用;其中预烧温度分别为苏州土 600-900°C,叶腊石600-1000°C,矾土 600_1000°C ;3C 原料配合和料浆调制原料按以下质量份称量配合混勻,其中石灰10-20份,苏州土 15-30份,叶腊石20-30份,矾土 15-25份,废砖料8-13份;再按照质量水固比0. 50-0. 70加 水,并且按照原料总质量1. 5-2. 8%的比例添加碱性物质,用搅拌机混合调制成质地均勻的 料浆;D 泡沫料浆制备用物理发泡方法制备泡沫,再与调制好的料浆按比例混合,搅拌均 勻;控制泡沫料浆的体积密度为580-700kg/m3,得到调制好的泡沫料浆;E 生坯浇注将调制好的泡沫料浆倒入模具之中,用直尺刮去顶部多余部分料浆,静 止摆放;
F 生坯养护和烘干浇注后的泡沫料浆带模蒸气养护,脱模后再加热烘干,得到多孔 性料浆坯体。其中原料配合料中对应的化学成分的质量百分数范围为Ca0:12-20%,SiO2 40-46%, Al2O3 32-38%, Fe2O3 0. 1_1%,其他 0. 05_3%。优选所述的碱性物质为是NaOH,或KOH或水玻璃。优选原料使用190目标准蹄,筛余量分别为,苏州土 6_8%,叶腊石6_10%,矾土 2-4%,石灰0. 1-0. 5%,废砖料16-20%ο优选步骤F中所述的蒸气养护温度为40-80°C,养护时间为4-8小时;烘干温度 为60-100°C,烘干时间为6-10小时;制得的生坯的干燥密度为350-450kg/m3,耐压强度为 0.10-0. 30MPa。有益效果
1)本发明提供的方法借助于碱性物质的引入可以促进料浆的快速凝固和硬化,从而免 除使用价格昂贵的高铝水泥,大幅度降低坯体制备成本;
2)借助于本发明所提供的方法可以容易地制备出干燥密度为350-450kg/m3耐压强度 0. 10-0. 30MPa的生坯,有利于搬运和码垛;
3)本发明提供的方法制备的生坯强度高,外形规整,体积变形小,而且可以实现大体积 浇注之后再切割的生产工艺,生产效率大幅度提高;
4)本发明提供的方法制备的生坯内部孔隙尺寸细小,分布均勻,多为独立圆形孔,有 利于成品隔热砖的机械强度和保温性。

实施例1
1)原料预烧条件分别为,苏州土 800°C保温1. 5h,叶腊石950°C保温1. 5h,矾土 800°C保温 1. 5h。2)原料筛余量分别为,苏州土 6%,叶腊石-J. 2%,矾土 2. 2%,石灰0. 2%,废砖料 17.8%。其中使用190目标准筛。3)石灰 87. 64g,苏州土 163. 03g,叶腊石 208. 25g,矾土 157. 85g,废砖料 82. 23g, NaOHll. 36g,按比例配合,搅拌5分钟,使其充分均化;配合料对应的化学成分范围为CaO 12. 29%, SiO2 43. 45%, Al2O3 34. 60%, Fe2O3 0. 69%,其他 2. 13%。
4)按照料浆水固比0. 65加水,机械搅拌,调制成均勻和流动性良好的料浆;
5)用物理发泡方法制备泡沫,再与调制好的料浆按比例混合,搅拌3分钟,调成泡 沫分布均勻的泡沫料浆;
6)测定泡沫料浆湿容重为625kg/m3;
7)将泡沫料浆注入模具之中,浇注生坯,用直尺刮平磨具顶部,静置摆放;
8)将浇注后的泡沫料浆带模放置于温度为55°C蒸气养护箱内,养护为5小时;
9)脱模后,置于60°C烘箱加热烘干8小时; 由此制备的生坯经检测主要技术性能指标如下 生坯烘干密度430kg/m3 ;
生坯耐压强度0. 17MPa ; 生坯表面开裂没有; 生坯扭曲变形没有。实施例2:
1)原料预烧条件分别为,苏州土 750°C保温2. 5h,叶腊石900°C保温2. 5h,矾土 750°C保温 2. 5h。2)原料筛余量分别为,苏州土 7%,叶腊石-J. 8%,矾土 2. 6%,石灰0. 3%,废砖料 16.7%。其中使用190目标准筛。3)石灰 105. 7g,苏州土 162. 26g,叶腊石 191.24g,矾土 157. 99g,废砖料 82. 81g, K0H14. 52g按比例配合,搅拌5分钟,使其充分均化;配合料对应的化学成分范围为CaO 14. 29%, SiO2 41. 45%, Al2O3 37. 60%, Fe2O3 0. 69%,其他 2. 13%。4)按照料浆水固比0. 70加水,机械搅拌,调制成均勻和流动性良好的料浆;
5)用物理发泡方法制备泡沫,再与调制好的料浆按比例混合,搅拌3分钟,调成泡 沫分布均勻的泡沫料浆;
6)测定泡沫料浆湿容重为665kg/m3;
7)将泡沫料浆注入模具之中,浇注生坯,用直尺刮平磨具顶部,静置摆放;
8)将浇注后的泡沫料浆带模放置于温度为60°C蒸气养护箱内,养护为6小时;
9)脱模后,置于60°C烘箱加热烘干9小时; 由此制备的生坯经检测主要技术性能指标如下 生坯烘干密度428kg/m3 ;
生坯耐压强度0. 13MPa ; 生坯表面开裂没有; 生坯扭曲变形没有。实施例3:
1)原料预烧条件分别为,苏州土 850°C保温2h,叶腊石1000°C保温2h,矾土 850°C保温 2h。2)原料筛余量分别为,苏州土 8%,叶腊石8. 5%,矾土 3. 7%,石灰0. 4%,废砖料 19. 1%。其中使用190目标准筛。 3)石灰 118. 93g,苏州土 193. 48g,叶腊石 160. 44g,矾土 144. 69g,废砖料 82. 39g, 水玻璃18. 27g,按比例配合,搅拌5分钟,使其充分均化;配合料对应的化学成分范围为CaO :15. 56%, SiO2 43. 86%, Al2O3 36. 26%, Fe2O3 0. 43%,其他 2. 89%。 4)按照料浆水固比0. 68加水,机械搅拌,调制成均勻和流动性良好的料浆;
5)用物理发泡方法制备泡沫,再与调制好的料浆按比例混合,搅拌3分钟,调成泡 沫分布均勻的泡沫料浆;
6)测定泡沫料浆湿容重为680kg/m3;
7)将泡沫料浆注入模具之中,浇注生坯,用直尺刮平磨具顶部,静置摆放;
8)将浇注后的泡沫料浆带模放置于温度为50°C蒸气养护箱内,养护为6小时;
9)脱模后,置于60°C烘箱加热烘干10小时; 由此制备的生坯经检测主要技术性能指标如下 生坯干燥密度410kg/m3 ;
生坯耐压强度0. 20MPa ; 生坯表面开裂没有; 生坯扭曲变形没有。


本发明涉及一种多孔性轻质隔热砖坯体的制备方法;坯体养护和干燥五个步骤;由苏州土、叶腊石、矾土、石灰和废砖料按要求的比例混合,再加水与碱性物质配合预制料浆;预制好的料浆料与泡沫按比例混合,经搅拌机充分搅拌成泡沫分布均匀的泡沫料浆;将调制好的泡沫料浆倒入预先准备好的模具之中,浇注成型;养护后烘干;所制备得到的生坯的干燥密度为350-450kg/m3,耐压强度为0.10-0.30MPa。本发明大幅度降低坯体制备成本;生坯强度高,外形规整,体积变形小,而且可以实现大体积浇注之后再切割的生产工艺,生产效率大幅度提高。



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