[发明专利]以页岩为主要原料制备高性能超轻质泡沫陶瓷及方法

说明书

技术领域

本发明涉及硅酸铝轻质泡沫陶瓷技术领域，尤其是一种利用我国资源极为广泛的页岩为主要原料制备用于建筑墙体材料保温、节能和防火制品的高性能超轻质泡沫陶瓷技术的制备方法。

背景技术

为尽量减少自然资源的消耗，尽可能对废弃物的再利用和净化、保护生态环境，以确保人类社会的可持续发展，应当严格限止毁田烧砖。为此，建筑墙体材料保温、节能和防火摆上了议事日程。

我国建筑要实现50％～65％的节能率，必须对建筑外墙进行全面的改造。然而，目前我国市场上流行的建筑外保温材料主要是由EPS(模塑聚苯板)、XPS(挤塑聚苯板)和PU(聚氨脂)三种有机材料制成，易老化，其燃烧性能大多为B₂级，即使采取了防火构造措施，这类建筑的外保温系统也因整体老化及防火性能欠佳，而存在各种安全隐患。

在本发明之前，目前围绕页岩开发的产品除烧结空心砖、烧结铺路砖等外，在轻质陶瓷方面的主要制品是陶粒及其围绕陶粒所制作的混凝土砌块，对制备陶粒所用页岩原料组成也有一定的要求，制得的制品容重一般大于0.5g/cm³，其制备方法一般采用滚筒离心法、挤压法、振动法等。存在着裂纹扩展影响产品质量，抗折强度、抗压强度不够，以及抗热震破坏能力差等缺陷。

发明内容

本发明的目的：解决现有建筑外保温材料易老化、易燃烧等缺陷，提出一种以页岩为主要原料制备高性能超轻质泡沫陶瓷及其制造方法。

本发明的技术方案是：

一种以页岩为主要原料制备高性能超轻质泡沫陶瓷，其主要技术特征在于化学组份重量百分比为：SiO₂ 50％～70％、Al₂O₃ 10％～20％、CaO+MgO3％～8％、Fe₂O₃5％～10％、K₂O+Na₂O 1.0％～6.0％、ZrO₂+SiC+C 1.0％～2.0％。

本发明的另一技术方案是：

一种以页岩为主要原料制备高性能超轻质泡沫陶瓷方法，其主要技术特征在于以含SiO₂ 48％～75％、Al₂O₃8％～25％、Fe₂O₃ 5％～10％、CaO+MgO 3％～12％、K₂O+Na₂O 1.0％～6.0％的页岩为主要原料，其工艺流程如下：

配料→细粉碎(湿法/或干法)→造粒(喷雾干燥造粒/或压滤、干燥、粉碎、造粒/或混合、加水、造粒)→过筛→直接装入拼装式耐火浇注料窑具内→刮平→入窑烧成→采用机械手直接从窑具内取出产品→切割成所需要规格尺寸的制品→检验→包装→入库；

其具体步骤：

(1)将65％～95％的页岩，5％～35％的砂岩、方解石和/或白云石的原生矿物的混合物，0.4％～5.0％的硅酸锆/或锆英砂、碳化硅为主要组成的无机复合烧结强化助剂，破碎，混合，细碎，其万孔筛余控制在≤0.5％；

(2)喷雾造粒/或压滤、干燥、粉碎、造粒/或混合、加水造粒，过筛；

(3)将泥料直接装入拼装式耐火浇注料窑具内，刮平；

(4)连续式窑1050～1220℃烧成，形成高粘度的玻璃相，产生均匀密布的微细闭口气孔，缓慢冷却形成完全烧结的高性能超轻质泡沫陶瓷；

(5)采用机械手将制品直接从拼装式耐火浇注料窑具内取出，切割成所需要的规格尺寸的制品。

进一步的技术方案是对上述的以页岩为主要原料制备高性能超轻质泡沫陶瓷的制造方法，为了能同时制备大小规格不一的产品，窑具方面采取以下相应的措施：

(1)底板视烧成制品承载面尺寸的大小由若干块高铝质或粘土质耐火浇注料拼接而成；

(2)拼装式底板周边上的四根围条亦采用高铝质或粘土质耐火浇注料(必要时根据围条在泥料加热过程中所能承受胀力的大小，在浇注围条时铺设耐热铬镍丝等)，其每根围条的两端采取雌雄结构或插孔或其他方法加以固定，组成四边形模框；

(3)在拼装式耐火浇注料窑具的内腔铺设表面涂有复合耐火材料的玻璃纤维布或毡/或硅酸铝纤维棉毡/或硅酸铝纸。