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  仿古琉璃瓦低溫燒成及其制備方法

  1.一種低溫燒成仿古琉璃瓦,其特征在于:

仿古琉璃瓦低溫燒成及其制備方法


  所述低溫燒成仿古琉璃瓦的坯體是由以下重量份數的原料組成:40~60份電解鋁灰,10~15份炭化稻殼,40~50份高爐礦渣粉,8~10份鎂鋁水滑石,3~5份補強劑;

  所述低溫燒成仿古琉璃瓦的釉料是由以下重量份數的原料組成:8~10份色料,80~100份納米二氧化硅,8~10份有機硅烷,4~6份硼砂,3~5份納米氧化鋅,4~6份碳酸鋇,2~4份鎂鋁水滑石,100~150份乙醇溶液;

  所述低溫燒成仿古琉璃瓦具體制備步驟如下:

  (1)將低溫燒成仿古琉璃瓦坯體原料稱重后,加水混料,并陳化5~7天,得陳化混合料,再將所得陳化混合料注入模具中,壓制成坯,脫模得瓦坯;

  (2)將所得瓦坯烘干至含水率低于1.6wt%,再將烘干后的瓦坯轉入燒成窯,預燒15~30min后取出,得預燒瓦坯;

  (3)將預燒瓦坯于溫度為150~160℃條件下,用異丙醇鋁蒸氣熏蒸20~30min,待熏蒸結束,對預燒瓦坯進行噴水降溫,再經干燥,得熏蒸瓦坯;

  (4)將低溫燒成仿古琉璃瓦釉料原料稱重后混料,得釉料,并將所得釉料涂布于熏蒸瓦坯表面,再經干燥,得施釉瓦坯;

  (5)將施釉瓦坯轉入明焰輥道窯,一次程序升溫至500~600℃,保溫20~30min后,二次程序升溫至800~900℃,保溫20~30min后,自然冷卻至室溫,即得低溫燒成仿古琉璃瓦

  2.根據權利要求1所述的一種低溫燒成仿古琉璃瓦,其特征在于:所述的高爐礦渣為鑄造生鐵礦渣、煉鋼生鐵礦渣或特種生鐵礦渣中的任意一種。

  3.根據權利要求1所述的一種低溫燒成仿古琉璃瓦,其特征在于:所述的補強劑是由可再分散性乳膠粉和聚乙烯醇溶液按質量比為1:20~1:40混合而成。

  4.根據權利要求1所述的一種低溫燒成仿古琉璃瓦,其特征在于:所述的色料為氧化鐵黃、鉻錫紅、氧化鈷或石綠中的任意一種。

  5.根據權利要求1所述的一種低溫燒成仿古琉璃瓦,其特征在于:所述的有機硅烷為硅烷偶聯劑KH-550、硅烷偶聯劑KH-560或硅烷偶聯劑KH-570中的任意一種。

  6.根據權利要求1所述的一種低溫燒成仿古琉璃瓦,其特征在于:步驟(1)所述的壓制條件為:壓力為55~60MPa,溫度為120~160℃,保溫保壓時間為20~30min。

  7.根據權利要求1所述的一種低溫燒成仿古琉璃瓦,其特征在于:步驟(2)所述的預燒條件為:預燒溫度280~300℃。

  8.根據權利要求1所述的一種低溫燒成仿古琉璃瓦,其特征在于:步驟(4)所述的釉料涂布厚度為0.2~0.4mm。

  9.根據權利要求1所述的一種低溫燒成仿古琉璃瓦,其特征在于:步驟(5)所述的一次程序升溫的升溫速率為2~4℃/min;所述的二次程序升溫的升溫速率為8~10℃/min。

  說明書

  一種低溫燒成仿古琉璃瓦及其制備方法

  技術領域

  本發明涉及一種低溫燒成仿古琉璃瓦及其制備方法,屬于建筑材料領域。

  背景技術

  仿古琉璃瓦是采用優質礦石原料,經過篩選粉碎,高壓成型,高溫燒制而成,具有平整度好,吸水率低、耐酸、耐堿、永不褪色等顯著優點,廣泛適用于廠房,住宅、賓館、別墅等工業和民用建筑。仿古琉璃瓦可選用大青、二青、缸土、堿土、紫砂等軟硬質原料及廢匣缽粉、瓷粉等原料。另外,也可采用煤矸石、煤研灰等礦物廢渣、工業副產品來降低生產成本。仿古琉璃瓦的制備一般是將原料按配方準確稱量球磨細碎,細度為萬孔篩余不低于15%,過60目篩陳腐后,平鋪于潔凈地面,一種原料鋪一層,然后加入一定量的水分,人工將其混勻,將混合坯料放入攪泥機,攪拌2~3次,陳腐兩天后成型、燒制而得,但熱穩定性能、防凍性能較差。而生產加工防凍性能優異的仿古琉璃瓦常用的方法主要是:利用兩種以上泥土,通過球磨機球磨成混合泥漿(含水率50%以上),然后用噴霧塔造粒(含水率9%以下)入倉陳腐,再用壓機壓制成型,最后經輥道窯燒制而成。該方法制備的仿古琉璃瓦熱穩定性能、防凍性能有所提高,但制備過程中燒成溫度高,燒成時間長,導致能耗較高,產品致密度低,機械性能不佳。所以,開發一種燒成溫度低、燒成時間短,能耗低,產品致密度高,機械性能佳的仿古琉璃瓦,對相關領域具有積極的意義。

  發明內容

  本發明所要解決的技術問題:針對傳統方法制備仿古琉璃瓦燒成溫度高,燒成時間長,導致能耗較高,產品致密度低,機械性能不佳的弊端,提供了一種低溫燒成仿古琉璃瓦及其制備方法。

  為解決上述技術問題,本發明采用如下所述的技術方案是:

  一種低溫燒成仿古琉璃瓦,所述低溫燒成仿古琉璃瓦的坯體是由以下重量份數的原料組成:40~60份電解鋁灰,10~15份炭化稻殼,40~50份高爐礦渣粉,8~10份鎂鋁水滑石,3~5份補強劑;

  所述低溫燒成仿古琉璃瓦的釉料是由以下重量份數的原料組成:8~10份色料,80~100份納米二氧化硅,8~10份有機硅烷,4~6份硼砂,3~5份納米氧化鋅,4~6份碳酸鋇,2~4份鎂鋁水滑石,100~150份乙醇溶液;

  所述低溫燒成仿古琉璃瓦具體制備步驟如下:

  (1)將低溫燒成仿古琉璃瓦坯體原料稱重后,加水混料,并陳化5~7天,得陳化混合料,再將所得陳化混合料注入模具中,壓制成坯,脫模,得瓦坯;

  (2)將所得瓦坯烘干至含水率低于1.6wt%,再將烘干后的瓦坯轉入燒成窯,預燒15~30min后取出,得預燒瓦坯;

  (3)將預燒瓦坯于溫度為150~160℃條件下,用異丙醇鋁蒸氣熏蒸20~30min,待熏蒸結束,對預燒瓦坯進行噴水降溫,再經干燥,得熏蒸瓦坯;

  (4)將低溫燒成仿古琉璃瓦釉料原料稱重后混料,得釉料,并將所得釉料涂布于熏蒸瓦坯表面,再經干燥,得施釉瓦坯;

  (5)將施釉瓦坯轉入明焰輥道窯,一次程序升溫至500~600℃,保溫20~30min后,二次程序升溫至800~900℃,保溫20~30min后,自然冷卻至室溫,即得低溫燒成仿古琉璃瓦

仿古琉璃瓦低溫燒成及其制備方法


  所述的高爐礦渣為鑄造生鐵礦渣、煉鋼生鐵礦渣或特種生鐵礦渣中的任意一種。

  所述的補強劑是由可再分散性乳膠粉和聚乙烯醇溶液按質量比為1:20~1:40混合而成。

  所述的色料為氧化鐵黃、鉻錫紅、氧化鈷或石綠中的任意一種。

  所述的有機硅烷為硅烷偶聯劑KH-550、硅烷偶聯劑-KH560或硅烷偶聯劑KH-570中的任意一種。

  步驟(1)所述的壓制條件為:壓力為55~60MPa,溫度為120~160℃,保溫保壓時間為20~30min。

  步驟(2)所述的預燒條件為:預燒溫度280~300℃。

  步驟(4)所述的釉料涂布厚度為0.2~0.4mm。

  步驟(5)所述的一次程序升溫的升溫速率為2~4℃/min;所述的二次程序升溫的升溫速率為8~10℃/min。

  本發明與其他方法相比,有益技術效果是:

  (1)本發明以電解鋁灰、炭化稻殼、高爐礦渣、鎂鋁水滑石等為瓦坯原料,電解鋁灰中殘留有部分鋁、氧化鋁和冰晶石,在燒成過程中,鋁會與高爐礦渣中鐵的氧化物發生鋁熱反應,放出大量熱量,降低燒成所需的能耗,且經混料后,鋁和鐵氧化物分散于瓦坯中,因此鋁熱反應存在于瓦坯內部各處,有利于瓦坯在燒成過程中內部均勻受熱,減少燒成時間,達到快速燒成的目的,而電解鋁灰中的冰晶石熔點較低,熔融后的冰晶石可溶解體系中的氧化鋁,提高體系的流動性,有利于在燒成過程中產生的氣體排出,提高產品的致密度,從而使產品吸水率降低、機械強度有效提高,另外本發明在燒成過程中,通過兩次階段性升溫,控制燒成過程中體系的穩定,避免產品在燒成過程中因內部大量放熱而出現開裂;

  (2)本發明通過添加炭化稻殼,一方面有利于提高體系的燃燒值,降低體系燒成所需溫度,另一方面,稻殼表面角質化的二氧化硅層可在混料過程中起到潤滑作用,有利于體系中各成分均勻混合,同時在高溫燒成過程中,二氧化硅層發生熔融后填充于產品孔隙中,提高產品致密度;

  (3)本發明技術方案通過添加鎂鋁水滑石,在高溫條件下會分解產生針狀鎂鋁尖晶石及氧化鎂,剩余氧化鎂會繼續和體系中的氧化鋁反應,生成更多針狀晶體,針狀晶體的生成,有利于坯體中氣體和水分沿晶體排出,提高產品致密度,另外,針狀晶體殘留在坯體中,起到骨架作用,可有效提高產品機械強度,避免產品在使用過程中出現開裂;

  (4)本發明在對瓦坯進行預燒處理后,用異丙醇鋁蒸氣熏蒸,使異丙醇鋁蒸氣進入瓦坯孔隙結構中,再配合噴水降溫,使異丙醇鋁水解生成的氧化鋁沉積于瓦坯殘留孔隙中,降低瓦坯孔隙率,有利于產品致密度的進一步提高,從而進一步提升產品機械性能。

  具體實施方式

  將稻殼置于烘箱中,于溫度為105~110℃條件下干燥至恒重,再將干燥后的稻殼轉入粉碎機中,粉碎后過100~120目篩,得稻殼粉,并將所得稻殼粉轉入炭化爐,以30~50mL/min速率向爐內通入氮氣,在氮氣保護狀態下,于溫度為600~700℃條件下保溫炭化2~4h,隨爐冷卻至室溫,出料,即得炭化稻殼;將高爐礦渣置于粉碎機中,粉碎后過100~200目篩,得高爐礦渣粉;按重量份數計,在混料機中依次加入40~60份電解鋁灰,10~15份碳化稻殼,40~50份高爐礦渣粉,8~10份鎂鋁水滑石,3~5份補強劑,40~50份水,于溫度為45~55℃,轉速為400~600r/min條件下,恒溫攪拌混合2~4h,再將混料機中物料轉入陳化釜,于室溫條件下,靜置陳化5~7天,得陳化混合料,再將所得陳化混合料注入模具中,于壓力為55~60MPa,溫度為120~160℃條件下,保溫保壓20~30min后,脫模,得瓦坯;再將所得瓦坯轉入烘干窯,于溫度為110~120℃條件下,干燥至含水率低于1.6wt%,再將烘干后的瓦坯移入燒成窯,于溫度為280~300℃條件下,預燒10~30min后取出,得預燒瓦坯;再將所得預燒瓦坯置于隧道窯中,于溫度為150~160℃條件下,用異丙醇鋁蒸氣熏蒸20~30min,再將熏蒸后的預燒瓦坯趁熱移出,并用去離子水噴灑降至室溫,再將降溫后的預燒瓦坯移入干燥箱中,于溫度為105~110℃條件下干燥至恒重,得熏蒸瓦坯;再按重量份數計,依次取8~10份色料,80~100份納米二氧化硅,8~10份有機硅烷,4~6份硼砂,3~5份納米氧化鋅,4~6份碳酸鋇,2~4份鎂鋁水滑石,100~150份質量分數為30~40%乙醇溶液,攪拌混合30~45min,得釉料,并將所得釉料涂布于熏蒸瓦坯表面,控制涂布厚度為0.2~0.4mm,再將涂布后的瓦坯轉入烘干窯,于溫度為110~120℃條件下,干燥3~5h,得施釉瓦坯,再將施釉瓦坯轉入明焰輥道窯,以2~4℃/min速率程序升溫至500~600℃,保溫20~30min后,繼續以8~10℃/min速率程序升溫至800~900℃,保溫20~30min后,自然冷卻至室溫,即得低溫燒成仿古琉璃瓦。所述的高爐礦渣為鑄造生鐵礦渣、煉鋼生鐵礦渣或特種生鐵礦渣中的任意一種。所述的補強劑是由可再分散性乳膠粉和聚乙烯醇溶液按質量比為1:20~1:40混合而成。所述的色料為氧化鐵黃、鉻錫紅、氧化鈷或石綠中的任意一種。所述的有機硅烷為硅烷偶聯劑KH-550、硅烷偶聯劑KH-560或硅烷偶聯劑KH-570中的任意一種。

  實例1

  將稻殼置于烘箱中,于溫度為105℃條件下干燥至恒重,再將干燥后的稻殼轉入粉碎機中,粉碎后過100目篩,得稻殼粉,并將所得稻殼粉轉入炭化爐,以30mL/min速率向爐內通入氮氣,在氮氣保護狀態下,于溫度為600℃條件下保溫炭化2h,隨爐冷卻至室溫,出料,即得炭化稻殼;將高爐礦渣置于粉碎機中,粉碎后過100目篩,得高爐礦渣粉;按重量份數計,在混料機中依次加入40份電解鋁灰,10份碳化稻殼,40份高爐礦渣粉,8份鎂鋁水滑石,3份補強劑,40份水,于溫度為45℃,轉速為400r/min條件下,恒溫攪拌混合2h,再將混料機中物料轉入陳化釜,于室溫條件下,靜置陳化5天,得陳化混合料,再將所得陳化混合料注入模具中,于壓力為55MPa,溫度為120℃條件下,保溫保壓20min后,脫模,得瓦坯;再將所得瓦坯轉入烘干窯,于溫度為110℃條件下,干燥至含水率為1.5wt%,再將烘干后的瓦坯移入燒成窯,于溫度為280℃條件下,預燒10min后取出,得預燒瓦坯;再將所得預燒瓦坯置于隧道窯中,于溫度為150℃條件下,用異丙醇鋁蒸氣熏蒸20min,再將熏蒸后的預燒瓦坯趁熱移出,并用去離子水噴灑降至室溫,再將降溫后的預燒瓦坯移入干燥箱中,于溫度為105℃條件下干燥至恒重,得熏蒸瓦坯;再按重量份數計,依次取8份色料,80份納米二氧化硅,8份有機硅烷,4份硼砂,3份納米氧化鋅,4份碳酸鋇,2份鎂鋁水滑石,100份質量分數為30%乙醇溶液,攪拌混合30min,得釉料,并將所得釉料涂布于熏蒸瓦坯表面,控制涂布厚度為0.2mm,再將涂布后的瓦坯轉入烘干窯,于溫度為110℃條件下,干燥3h,得施釉瓦坯,再將施釉瓦坯轉入明焰輥道窯,以2℃/min速率程序升溫至500℃,保溫20min后,繼續以8℃/min速率程序升溫至800℃,保溫20min后,自然冷卻至室溫,即得低溫燒成仿古琉璃瓦。所述的高爐礦渣為鑄造生鐵礦渣。所述的補強劑是由可再分散性乳膠粉和聚乙烯醇溶液按質量比為1:20混合而成。所述的色料為氧化鐵黃。所述的有機硅烷為硅烷偶聯劑KH-550。

  實例2

  將稻殼置于烘箱中,于溫度為108℃條件下干燥至恒重,再將干燥后的稻殼轉入粉碎機中,粉碎后過110目篩,得稻殼粉,并將所得稻殼粉轉入炭化爐,以40mL/min速率向爐內通入氮氣,在氮氣保護狀態下,于溫度為650℃條件下保溫炭化3h,隨爐冷卻至室溫,出料,即得炭化稻殼;將高爐礦渣置于粉碎機中,粉碎后過150目篩,得高爐礦渣粉;按重量份數計,在混料機中依次加入50份電解鋁灰,13份碳化稻殼,45份高爐礦渣粉,9份鎂鋁水滑石,4份補強劑,45份水,于溫度為50℃,轉速為500r/min條件下,恒溫攪拌混合3h,再將混料機中物料轉入陳化釜,于室溫條件下,靜置陳化6天,得陳化混合料,再將所得陳化混合料注入模具中,于壓力為58MPa,溫度為140℃條件下,保溫保壓25min后,脫模,得瓦坯;再將所得瓦坯轉入烘干窯,于溫度為115℃條件下,干燥至含水率為1.4wt%,再將烘干后的瓦坯移入燒成窯,于溫度為290℃條件下,預燒20min后取出,得預燒瓦坯;再將所得預燒瓦坯置于隧道窯中,于溫度為155℃條件下,用異丙醇鋁蒸氣熏蒸25min,再將熏蒸后的預燒瓦坯趁熱移出,并用去離子水噴灑降至室溫,再將降溫后的預燒瓦坯移入干燥箱中,于溫度為108℃條件下干燥至恒重,得熏蒸瓦坯;再按重量份數計,依次取9份色料,90份納米二氧化硅,9份有機硅烷,5份硼砂,4份納米氧化鋅,5份碳酸鋇,3份鎂鋁水滑石,130份質量分數為35%乙醇溶液,攪拌混合38min,得釉料,并將所得釉料涂布于熏蒸瓦坯表面,控制涂布厚度為0.3mm,再將涂布后的瓦坯轉入烘干窯,于溫度為115℃條件下,干燥4h,得施釉瓦坯,再將施釉瓦坯轉入明焰輥道窯,以3℃/min速率程序升溫至550℃,保溫25min后,繼續以9℃/min速率程序升溫至850℃,保溫25min后,自然冷卻至室溫,即得低溫燒成仿古琉璃瓦。所述的高爐礦渣為煉鋼生鐵礦渣。所述的補強劑是由可再分散性乳膠粉和聚乙烯醇溶液按質量比為1:30混合而成。所述的色料為鉻錫紅。所述的有機硅烷為硅烷偶聯劑KH-560。

  實例3

  將稻殼置于烘箱中,于溫度為110℃條件下干燥至恒重,再將干燥后的稻殼轉入粉碎機中,粉碎后過120目篩,得稻殼粉,并將所得稻殼粉轉入炭化爐,以50mL/min速率向爐內通入氮氣,在氮氣保護狀態下,于溫度為700℃條件下保溫炭化4h,隨爐冷卻至室溫,出料,即得炭化稻殼;將高爐礦渣置于粉碎機中,粉碎后過200目篩,得高爐礦渣粉;按重量份數計,在混料機中依次加入60份電解鋁灰,15份碳化稻殼,50份高爐礦渣粉,10份鎂鋁水滑石,5份補強劑,50份水,于溫度為55℃,轉速為600r/min條件下,恒溫攪拌混合4h,再將混料機中物料轉入陳化釜,于室溫條件下,靜置陳化7天,得陳化混合料,再將所得陳化混合料注入模具中,于壓力為60MPa,溫度為160℃條件下,保溫保壓30min后,脫模,得瓦坯;再將所得瓦坯轉入烘干窯,于溫度為120℃條件下,干燥至含水率為1.3wt%,再將烘干后的瓦坯移入燒成窯,于溫度為300℃條件下,預燒30min后取出,得預燒瓦坯;再將所得預燒瓦坯置于隧道窯中,于溫度為160℃條件下,用異丙醇鋁蒸氣熏蒸30min,再將熏蒸后的預燒瓦坯趁熱移出,并用去離子水噴灑降至室溫,再將降溫后的預燒瓦坯移入干燥箱中,于溫度為110℃條件下干燥至恒重,得熏蒸瓦坯;再按重量份數計,依次取10份色料,100份納米二氧化硅,10份有機硅烷,6份硼砂,5份納米氧化鋅,6份碳酸鋇,4份鎂鋁水滑石,150份質量分數為40%乙醇溶液,攪拌混合45min,得釉料,并將所得釉料涂布于熏蒸瓦坯表面,控制涂布厚度為0.4mm,再將涂布后的瓦坯轉入烘干窯,于溫度為120℃條件下,干燥5h,得施釉瓦坯,再將施釉瓦坯轉入明焰輥道窯,以4℃/min速率程序升溫至600℃,保溫30min后,繼續以10℃/min速率程序升溫至900℃,保溫30min后,自然冷卻至室溫,即得低溫燒成仿古琉璃瓦。所述的高爐礦渣為特種生鐵礦渣。所述的補強劑是由可再分散性乳膠粉和聚乙烯醇溶液按質量比為1:40混合而成。所述的色料為氧化鈷。所述的有機硅烷為硅烷偶聯劑KH-570。

  對照例:江蘇某公司生產的仿古琉璃瓦

  將上述實施例所得低溫燒成仿古琉璃瓦與對照例的仿古琉璃瓦進行檢測,具體檢測如下:

  1、抗彎強度:采用彎曲強度試驗機進行測定;

冷门赚钱行业   2、REWENDINGXINGHEKANGDONGXING:CAIYONG《JIANZHULIULIZHIPIN》JC/T765-2006BIAOZHUNJINXINGJIANCE。

仿古琉璃瓦低溫燒成及其制備方法


  由上表可知,本發明低溫燒成仿古琉璃瓦燒成溫度低、燒成時間短,能耗低,產品致密度高,機械性能佳,具有極佳的應用前景,值得推廣與使用。


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