CN107056324A - 一种钙长石轻质隔热砖及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及节能减排和废弃资源综合利用领域，公开了一种钙长石轻质隔热砖及其制备方法，包括以下重量份的原料：建筑垃圾细粉60‑70份；高铝矾土细粉15‑25份；蓝晶石细粉5～10份；锯末2‑4份；亚硫酸纸浆废液104‑106份。本发明以建筑废弃物(建筑垃圾)为主要原料，具有原料成本低，制备方法简单，条件易控制等特点，实现了建筑垃圾的资源化无害化利用，具有良好的推广应用前景。

Description

一种钙长石轻质隔热砖及其制备方法
技术领域
本发明涉及节能减排和废弃资源综合利用领域，尤其是涉及一种钙长石轻质隔热砖及其制备方法。
背景技术
钙长石为钙铝硅酸盐矿物，化学式为CaO·Al2O3·2SiO2，化学组成Al2O3：36.69％，SiO2：43.17％，CaO：20.14％，钙长石密度小热导率低，是制备高温隔热材料的理想原料。由于钙长石在自然界中较少，因此工业上所采用的钙长石都为人工合成。
建筑垃圾主要是指建筑物在建设和拆除过程中产生的固体废弃物。近年来，随着城镇化的发展，城市建筑垃圾的产出量持续增多，建筑垃圾的资源化无害化利用越来越成为人们关注的课题。目前，国内对建筑垃圾的利用主要是将其破碎筛分，取筛上的颗粒料做骨料替代天然沙石制作再生混凝土；对筛下的建筑垃圾细粉采用填埋等方法处理。建筑垃圾经分拣后主要为废弃混凝土和碎砖，其化学成分为SiO2(40-55％)、CaO(15-25％)和Al2O3(7-20％)等，与钙长石的组成元素基本相同，如何有效利用建筑垃圾，实现建筑垃圾的资源化无害化利用是当前需要解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种钙长石轻质隔热砖及其制备方法，以建筑垃圾为主要原料制备出一种强度高、保温效果好的钙长石轻质隔热砖，实现了建筑垃圾的资源化无害化利用。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种钙长石轻质隔热砖，包括以下重量份的原料：建筑垃圾细粉60-70份；高铝矾土细粉15-25份；蓝晶石细粉5～10份；锯末2-4份；亚硫酸纸浆废液104-106份；所述建筑垃圾细粉的粒度小于0.1mm；所述高铝矾土细粉的粒度小于0.088mm，所述高铝矾土细粉中Al2O3的重量百分含量为:80-88％；所述蓝晶石细粉的粒度小于0.5mm，蓝晶石细粉中Al2O3的重量百分含量为50-55％，SiO2的重量百分含量为45-50％；所述锯末的粒度为0.5-1.5mm；所述亚硫酸纸浆废液的比重为1.2～1.3。
一种钙长石轻质隔热砖的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将建筑垃圾细粉、高铝矾土细粉和蓝晶石细粉按配比称量后倒入球磨机中预混合，得到预混好的原料细粉；
步骤二，在搅拌机中依次加入锯末、亚硫酸纸浆废液和预混好的原料细粉，混合均匀后取出用压机压制成砖坯；
步骤三，将坯体干燥至残余水分不大于1％后，在窑体中烧成并保温，烧成温度为1250－1300℃，即制得本发明的钙长石轻质隔热砖；所述保温时间为4－6小时；所述建筑垃圾细粉为建筑物在建设和拆除过程中产生的固体废弃物，所述建筑垃圾包括以下按重量百分含量计的组分：Al2O3：10-20％，SiO2：40-55％，CaO：18-25％。
优选的，所述窑体为倒焰窑、梭式窑或隧道窑。
本发明的有益效果是：
本发明以建筑垃圾为主要原料，加入高铝矾土细粉以增加制品中Al2O3含量，使其接近钙长石的化学组成；加入蓝晶石细粉作为膨胀剂避免高温收缩过大而导致的制品开裂。为了制备轻质多孔材料在配料时加入少量锯末做高温烧失剂，通过混料、成型和烧成工艺，制备出密度小，强度高、导热率低的钙长石轻质隔热砖。生产出的钙长石轻质隔热砖的强度为1.0-4.0MPa，密度为0.8-1.0g/cm3，导热系数(350℃)为0.15-0.20W/m.K，可用于高温窑炉的保温隔热。本发明以建筑废弃物(建筑垃圾)为主要原料，具有原料成本低，制备方法简单，条件易控制等特点，具有很好的推广应用前景。
本发明与现有的钙长石轻质隔热砖的制备方法相比，所用原料主要为建筑垃圾细粉，不仅降低了生产成本又充分利用了废弃物，减少了建筑垃圾对环境的污染，产生了良好的经济效益和环境效益。与现有的建筑垃圾处理方法相比，具有利用率高、产品附加值大等优点，是现有建筑垃圾处理和利用方法的有效补充。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书中所特别指出的结构来实现和获得。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述，但不局限于下列实施例。
本发明的钙长石轻质隔热砖包括以下重量份的原料：建筑垃圾细粉60-70份；高铝矾土细粉15-25份；蓝晶石细粉5～10份；锯末2-4份；亚硫酸纸浆废液104-106份。原料建筑垃圾细粉为建筑物在建设和拆除过程中产生的固体废弃物，粒度小于0.1mm，其化学成分(以重量百分含量计)主要为：Al2O3：10-20％，SiO2：40-55％，CaO：18-25％。
原料高铝矾土细粉的粒度小于0.088mm，高铝矾土细粉的Al2O3含量(重量百分含量)为80-88％。原料蓝晶石细粉的粒度小于0.5mm，蓝晶石细粉中Al2O3的重量百分含量为50-55％，SiO2的重量百分含量为45-50％。原料锯末为木材加工过程中产生的废料，粒度为0.5-1.5mm。亚硫酸纸浆废液的比重为1.2～1.3。
本发明的制备方法为：步骤一，将建筑垃圾细粉、高铝矾土细粉和蓝晶石细粉按以上配比称量后倒入球磨机中预混合，得到预混好的原料细粉；
步骤二，在搅拌机中按以上配比依次加入锯末、亚硫酸纸浆废液和预混好的原料细粉，混合均匀后取出用压机压制成砖坯；
步骤三，将坯体干燥至残余水分不大于1％后，在倒焰窑、梭式窑或隧道窑中烧成并保温，烧成温度为1250－1300℃，即制得本发明的钙长石轻质隔热砖。
该制备方法是采用建筑垃圾细粉、高铝矾土细粉和蓝晶石细粉为原料，锯末为造孔剂，亚硫酸纸浆废液为结合剂，通过配料-混料-成型-干燥-焙烧等工艺，制备出一种强度高、保温效果好的钙长石轻质隔热砖。生产出的钙长石轻质隔热砖的强度为1.0-4.0MPa，密度为0.8-1.0g/cm3，导热系数(350℃)为0.15-0.20W/m.K，可用于高温窑炉的保温隔热。
实施例1
称取70份粒度小于0.1mm的建筑垃圾细粉，20份粒度小于0.088mm的高铝矾土细粉，8份粒度小于0.5mm的蓝晶石细粉，用2份粒度为0.5-1.5mm锯末做为造孔剂，以及104份比重为1.2的亚硫酸纸浆废液做为结合剂。
将建筑垃圾细粉、高铝矾土细粉和蓝晶石细粉按以上配比称量后倒入球磨机中预混合，得到预混好的原料细粉；在搅拌机中按以上配比依次加入锯末、亚硫酸纸浆废液和预混好的原料细粉，混合均匀后取出用压机压制成砖坯；将坯体干燥至残余水分不大于1％后，在倒焰窑、梭式窑或隧道窑中烧成，烧成温度为1300℃，在1300℃高温下保温5小时，并在即制得本发明的钙长石轻质隔热砖。
所得产品性能为：体积密度为1.0g/cm3，常温耐压强为4.0MPa，350℃导热系数0.20W/m.K，制品经XRD分析有钙长石相生成。
实施例2
称取70份粒度小于0.1mm的建筑垃圾细粉，20份粒度小于0.088mm的高铝矾土细粉和10份粒度小于0.5mm的蓝晶石细粉，用3份粒度为0.5-1.5mm锯末做为造孔剂，外加105份比重为1.3的亚硫酸纸浆废液做为结合剂。
将建筑垃圾细粉、高铝矾土细粉和蓝晶石细粉按以上配比称量后倒入球磨机中预混合，得到预混好的原料细粉；在搅拌机中按以上配比依次加入锯末、亚硫酸纸浆废液和预混好的原料细粉，混合均匀后取出用压机压制成砖坯；将坯体干燥至残余水分不大于1％后，在倒焰窑、梭式窑或隧道窑中烧成，烧成温度为1250℃，在1250℃高温下保温5小时，并在即制得本发明的钙长石轻质隔热砖。
所得产品性能为：体积密度为0.9g/cm3；常温耐压强为2.5MPa，350℃导热系数0.18W/m.K，经XRD分析制品中有钙长石相生成。
实施例3
采用60份粒度小于0.1mm的建筑垃圾细粉，25份的粒度小于0.088mm的高铝矾土细粉和12份粒度小于0.5mm的蓝晶石细粉，用4份粒度为0.5-1.5mm锯末做为造孔剂，外加105份比重为1.2的亚硫酸纸浆废液做为结合剂。
将建筑垃圾细粉、高铝矾土细粉和蓝晶石细粉按以上配比称量后倒入球磨机中预混合，得到预混好的原料细粉；在搅拌机中按以上配比依次加入锯末、亚硫酸纸浆废液和预混好的原料细粉，混合均匀后取出用压机压制成砖坯；将坯体干燥至残余水分不大于1％后，在倒焰窑、梭式窑或隧道窑中烧成，烧成温度为1300℃，在1300℃高温下保温5小时，并在即制得本发明的钙长石轻质隔热砖。
所得产品性能为：体积密度为0.8g/cm3，常温耐压强为2.0MPa，导热系数0.15W/m.k，制品经XRD分析含有大量钙长石相。
实施例4
采用65份粒度小于0.1mm的建筑垃圾细粉，25份的粒度小于0.088mm的高铝矾土细粉和8份粒度小于0.5mm的蓝晶石细粉，用3份粒度为0.5-1.5mm锯末做为造孔剂，外加105份比重为1.2的亚硫酸纸浆废液做为结合剂。
将建筑垃圾细粉、高铝矾土细粉和蓝晶石细粉按以上配比称量后倒入球磨机中预混合，得到预混好的原料细粉；在搅拌机中按以上配比依次加入锯末、亚硫酸纸浆废液和预混好的原料细粉，混合均匀后取出用压机压制成砖坯；将坯体干燥至残余水分不大于1％后，在倒焰窑、梭式窑或隧道窑中烧成，烧成温度为1250℃，在1250℃高温下保温6小时，并在即制得本发明的钙长石轻质隔热砖。
所得产品性能为：体积密度为0.9g/cm3，常温耐压强为3.0MPa，导热系数0.18W/m.k，制品经XRD分析含有大量钙长石相。
实施例5
采用60份粒度小于0.1mm的建筑垃圾细粉，15份的粒度小于0.088mm的高铝矾土细粉和8份粒度小于0.5mm的蓝晶石细粉，用3份粒度为0.5-1.5mm锯末做为造孔剂，外加106份比重为1.3的亚硫酸纸浆废液做为结合剂。
将建筑垃圾细粉、高铝矾土细粉和蓝晶石细粉按以上配比称量后倒入球磨机中预混合，得到预混好的原料细粉；在搅拌机中按以上配比依次加入锯末、亚硫酸纸浆废液和预混好的原料细粉，混合均匀后取出用压机压制成砖坯；将坯体干燥至残余水分不大于1％后，在倒焰窑、梭式窑或隧道窑中烧成，烧成温度为1300℃，在1300℃高温下保温6小时，并在即制得本发明的钙长石轻质隔热砖。
所得产品性能为：体积密度为0.9g/cm3，常温耐压强为3.5MPa，导热系数0.19W/m.k，制品经XRD分析含有大量钙长石相。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，如改变方形槽的数量或排列方式，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种钙长石轻质隔热砖，其特征在于：包括以下重量份的原料：建筑垃圾细粉60-70份；高铝矾土细粉15-25份；蓝晶石细粉5～10份；锯末2-4份；亚硫酸纸浆废液104-106份；所述建筑垃圾细粉的粒度小于0.1mm；所述高铝矾土细粉的粒度小于0.088mm，所述高铝矾土细粉中Al2O3的重量百分含量为:80-88％；所述蓝晶石细粉的粒度小于0.5mm，蓝晶石细粉中Al2O3的重量百分含量为50-55％，SiO2的重量百分含量为45-50％；所述锯末的粒度为0.5-1.5mm；所述亚硫酸纸浆废液的比重为1.2～1.3。
2.根据权利要求1所述的一种钙长石轻质隔热砖的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一，将建筑垃圾细粉、高铝矾土细粉和蓝晶石细粉按配比称量后倒入球磨机中预混合，得到预混好的原料细粉；
步骤二，在搅拌机中依次加入锯末、亚硫酸纸浆废液和预混好的原料细粉，混合均匀后取出用压机压制成砖坯；
步骤三，将坯体干燥至残余水分不大于1％后，在窑体中烧成并保温，烧成温度为1250－1300℃，即制得本发明的钙长石轻质隔热砖；所述保温时间为4－6小时；所述建筑垃圾细粉为建筑物在建设和拆除过程中产生的固体废弃物，所述建筑垃圾包括以下按重量百分含量计的组分：Al2O3：10-20％，SiO2：40-55％，CaO：18-25％。
3.根据权利要求2所述的一种钙长石轻质隔热砖的制备方法，其特征在于：所述窑体为倒焰窑、梭式窑或隧道窑。
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