CN101172832A - 一种轻质高强不烧砖 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轻质高强不烧砖。各组分的质量百分含量如下：刚玉空心球40～60％，高铝矾土30～45％，高铝水泥8～15％，外加改性水玻璃结合剂18～22％。采用震动成型方式制成所需尺寸的定形砖和异形砖，常温静置三天后，110℃烘干，样品体积密度为1.1～1.5g/cm3，常温耐压强度≥15MPa，使用温度为1500℃。本发明制备的轻质高强不烧砖可以广泛应用于各种需要隔热保温的热工设备中，具有强度大，耐火度高，保温隔热性能好等特点，能够大大降低能耗，而且制备方便，工艺简单，有利于节约成本。
Description
技术领域
本发明涉及耐火材料，尤其是涉及一种轻质高强不烧砖。
背景技术
轻质耐火材料是各种窑炉等热工设备的关键部分，耐高温轻质材料直接接触火焰，要求既耐高温又隔热节能，对材料的性能要求特别高。开发轻质、高强、热震稳定性好、使用温度高能满足轻质结构高温窑炉所需的材料，改变传统高温窑炉采用重质材料而存在的热容量大、升温速率小、能耗大、使用寿命短、施工维修量大等缺点，更好的为建设资源节约型和环境友好型社会服务，是当前迫切需要解决的问题。
轻质耐火材料制品通常为烧成制品，有用于窑墙的中间层、外层的高铝轻质砖、粘土轻质砖、硅藻土轻质砖等，还有用于窑墙热面层的莫来石轻质砖、氧化铝轻质砖、氧化铝空心球轻质砖等。作为工作衬的轻质耐火材料制品，要承受高温、热烟气的冲刷、窑炉温度升降而产生的热应力，使用条件十分苛刻。其中氧化铝轻质转作为工作衬是常见的一种。美国专利(专利号9279779)介绍的制备方法：用50～80Wt％泡沫氧化铝，10～30Wt％煅烧氧化铝，5～20Wt％氢氧化铝作为原料，经过1510～1650℃烧成，可制得体积密度为1.3～1.4g/cm3，常温耐压强度不小于1.4MPa的样品。国产氧化铝空心球砖，采用氧化铝空心球为骨料，以氧化铝细粉、刚玉粉为粉料，加入少量粘土或磷酸盐结合剂，经混练、振动加压成型，烘干后经1600～1750℃高温烧成。
氧化铝空心球已经在耐火保温隔热领域得到广泛应用，空心球利用了封闭空腔热阻大的特点，隔热效果好，强度高，耐高温，抗剥落。轻质氧化铝空心球制品克服了泡沫氧化铝产品强度低、高温抗蠕变性能差的特点，不但可以直接接触火焰，还可以作为隔热层使用，这为推动传统热工设备结构改造，设计新型热工设备奠定了基础。轻质氧化铝空心球制品以氧化铝空心球和微粉为基本组成，加入结合剂采用震动成型方法制备，氧化铝空心球制品是一种球体连接网络，空心球提供骨架作用，微粉填充空隙，加强球体之间的结合强度，进一步提高制品的耐压强度。制备氧化铝空心球轻质砖的过程中都需要进行高温烧结，因此能耗大大增加。
发明内容
本发明的目的在于提供一种轻质高强不烧砖，采用刚玉空心球作为骨料，降低体积密度和热导率，以廉价的高铝矾土粉作为基质料，同时采用高铝水泥和改性水玻璃作为复合结合剂，进一步提高样品的强度。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是，各组分的质量百分含量如下：
刚玉空心球40～60％，
高铝矾土30～45％，
高铝水泥8～15％。
采用外加质量百分含量为18～22％的改性水玻璃为结合剂。
所述的刚玉空心球中Al2O3％＞96％，粒径为0.2～5mm，自然堆积密度0.6～0.8g/cm3。
所述的高铝矾土的粒度为325目，Al2O3％≥85％。
所述的高铝水泥型号为CA-50。
所述的改性水玻璃溶液质量百分比浓度为65％，模数为2.6～3，体积密度为1.30～1.38g/cm3。
制备过程中，高铝矾土和高铝水泥先在球磨机中混合均匀，再把改性水玻璃结合剂，加入刚玉空心球中搅拌均匀，然后加入高铝矾土和高铝水泥的混合粉拌匀，成型过程采用震动加压方式，成型后常温静置三天后110℃烘干即可使用。
本发明具有的有益效果是：
本发明制备的轻质高强不烧砖耐高温，抗剥落，导热系数低，体积密度为1.1～1.5g/cm3，常温耐压强度≥15MPa，能够在1500℃的高温条件下长期使用。轻质高强不烧砖在热工设备的很多部位可以代替一般耐火砖使用，与致密耐火材料相比具有低密轻质、抗热震、保温隔热性能好、低热容等特点，与普通隔热材料相比具有耐压强度高、荷重软化温度高、重烧线收缩率低等特点，是轻质结构窑炉的理想内衬结构材料。制备过程中不需要进行烧结，经过110℃烘干后就可以获得高强度，在使用过程中通过烧结进一步提高其强度，在热工设备中使用中能保持不同部位温度均衡，减少散热损失，大大降低能源消耗。
本发明制备的轻质高强不烧砖可以广泛应用于各种需要隔热保温的热工设备中，具有强度大，耐火度高，保温隔热性能好等特点，能够大大降低能耗，而且制备方便，工艺简单，有利于节约成本。
具体实施方式(实施例中均为质量百分比)
实施例1：
配合比采用：刚玉空心球40％，高铝矾土45％，高铝水泥15％，外加改性水玻璃溶液22％。制备过程中，高铝矾土和高铝水泥先在球磨机中混合均匀，再把水玻璃加入刚玉空心球中搅拌均匀，然后加入高铝矾土和高铝水泥的混合粉拌匀，成型过程采用震动加压方式，成型后常温静置三天后110℃烘干即制成样品。
实施例2：
配合比采用：刚玉空心球60％，高铝矾土30％，高铝水泥10％，外加改性水玻璃溶液18％，制备方法同实施例1。
实施例3：
配合比采用：刚玉空心球45％，高铝矾土47％，高铝水泥8％，外加改性水玻璃溶液21％，制备方法同实施例1。
实施例4：
配合比采用：刚玉空心球50％，高铝矾土38％，高铝水泥12％，外加改性水玻璃溶液20％，制备方法同实例1。
实施例5：
配合比采用：刚玉空心球55％，高铝矾土35％，高铝水泥10％，外加改性水玻璃溶液19％，制备方法同实例1。
实施实例性能表
| 实施例 | 体积密度(g/cm3) | 常温耐压强度(MPa) | 热导率(W/m.k) | 荷重软化温度/0.2MPa(℃) |
| 1 | 1.48 | 22.9 | 0.60 | 1500 |
| 2 | 1.07 | 16.9 | 0.41 | 1400 |
| 3 | 1.39 | 24.2 | 0.56 | 1500 |
| 4 | 1.29 | 23.5 | 0.49 | 1450 |
| 5 | 1.17 | 17.3 | 0.45 | 1400 |
Claims (6)
1.一种轻质高强不烧砖，其特征在于各组分的质量百分含量如下：
刚玉空心球40～60％，
高铝矾土30～45％，
高铝水泥8～15％。
2.根据权利要求书1所述的一种轻质高强不烧砖，其特征在于采用外加质量百分含量为18～22％的改性水玻璃为结合剂。
3.根据权利要求书1所述的一种轻质高强不烧砖，其特征在于：所述的刚玉空心球中Al2O3％＞96％，粒径为0.2～5mm，自然堆积密度0.6～0.8g/cm3。
4.根据权利要求书1所述的一种轻质高强不烧砖，其特征在于：所述的高铝矾土的粒度为325目，Al2O3％≥85％。
5.根据权利要求书1所述的一种轻质高强不烧砖，其特征在于：所述的高铝水泥型号为CA-50。
6.根据权利要求书2所述的一种轻质高强不烧砖，其特征在于：所述的改性水玻璃溶液质量百分比浓度为65％，模数为2.6～3，体积密度为1.30～1.38g/cm3。
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