CN113605595A - 一种耐火隔热型混凝土砖体 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐火隔热型混凝土砖体，属于混凝土砖技术领域，本发明可以通过在砖体成型时，利用外延绒毛于砖体表面形成绒毛层进行覆盖，以仿照动物毛发的形式，在砖体表面形成保温层，且外延纤维具有良好的耐火性，由于绒毛层的关系，靠近砖体表面的空气含量较低，一方面可以有效隔绝热量的传递，另一方面高温火焰不易燃烧至砖体表面，从而进一步降低温度对于砖体的影响，有利于弱化砖体表面及内部的温度不均匀性，保证砖体具有持久的耐火隔热效果，同时绒毛层还可以提高砖体表面的抗冲击能力，大幅延长砖体的使用寿命。

Description

一种耐火隔热型混凝土砖体
技术领域
本发明涉及混凝土砖技术领域，更具体地说，涉及一种耐火隔热型混凝土砖体。
背景技术
耐火砖简称火砖。用耐火黏土或其他耐火原料烧制成的耐火材料。淡黄色或带褐色。主要用于砌冶炼炉，能耐1580℃—1770℃的高温。具有一定形状和尺寸的耐火材料。按制备工艺方法来划分可分为烧成砖、不烧砖、电熔砖(熔铸砖)、耐火隔热砖；按形状和尺寸可分为标准型砖、普通砖、特异型砖等。可用作建筑窑炉和各种热工设备的高温建筑材料和结构材料，并在高温下能经受各种物理化学变化和机械作用。例如耐火粘土砖、高铝砖、硅砖、镁砖等
随着技术的进步，耐火砖也逐渐由重质耐火砖发展成各种轻质耐火砖。轻质隔热耐火砖是由固相和气相组成，气体在固体砖中形成孤立的气孔，因此，轻质隔热耐火砖的导热系数较低，在热工窑炉中起着更好的隔热保温作用。目前，国内外生产轻质耐火砖的原料除了必要的成孔材料，如漂珠、珍珠岩、蛭石、硅藻土以及人造空心球外使用了大量的黏土泥浆，同时，在生产轻质耐火砖的方法上，不外乎采用将配置好的泥浆注入模型，经烘干制成砖坯的传统浇注法、将预制好的泥料在抽真空挤泥机中挤压成型，将砖坯烘干，切割制成制品的浇注法以及利用压砖机将砖坯料压制成砖坯的机压法。
经过模具压制出来的砖体其上表面强度由于在成型时的重力作用，会导致部分骨料下沉而造成上表面强度较低的现象，且由于表面在接触到高温火焰后不可避免的会出现温度差，容易引起胀裂现象，极大的缩短了耐火砖的使用寿命。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种耐火隔热型混凝土砖体，可以通过在砖体成型时，利用外延绒毛于砖体表面形成绒毛层进行覆盖，以仿照动物毛发的形式，在砖体表面形成保温层，且外延纤维具有良好的耐火性，由于绒毛层的关系，靠近砖体表面的空气含量较低，一方面可以有效隔绝热量的传递，另一方面高温火焰不易燃烧至砖体表面，从而进一步降低温度对于砖体的影响，有利于弱化砖体表面及内部的温度不均匀性，保证砖体具有持久的耐火隔热效果，同时绒毛层还可以提高砖体表面的抗冲击能力，大幅延长砖体的使用寿命。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种耐火隔热型混凝土砖体，包括砖体和绒毛层，所述砖体采用以下重量份数计的原料制成：铝酸盐水泥30-50份、高岭土10-20份、氢氧化铝3-6份、氢氧化镁3-8份、镁砂50-70份、减水剂6-12份以及水50-80份，所述绒毛层采用外延纤维覆盖于砖体一端。
进一步的，所述外延纤维包括纤维本体和磁吸端，所述磁吸端位于纤维本体延伸至砖体外侧的一端，磁吸端可以在磁场作用下主动集中至砖体表面进行分布覆盖，提高绒毛层的密实处程度。
进一步的，所述纤维本体采用耐火性纤维制成，所述磁吸端的制备步骤如下：将纤维本体浸渍于混合有铁粉的热熔性树脂浆料中然后取出冷却固化得到。
进一步的，所述外延纤维还包括调姿端，所述调姿端位于纤维本体远离磁吸端的一端，调姿端一方面起到配重作用，保证外延纤维在受到磁场吸附作用时，磁吸端朝上进行迁移，此时调姿端可以预留在砖体内进行高强度连接，避免外延纤维整体迁移至砖体表面，在成型后发生脱落现象或者连接强度不足的情况，另一方面调姿端可以辅助纤维本体更好的与砖体建立高强度的插接。
进一步的，所述调姿端的制备步骤如下：
a、将纤维本体的另一端浸渍于纯净的热熔性树脂浆料中，然后取出冷却固化成初始料端；
b、对初始料端缓慢加热至表面微熔，然后投入平铺的镁砂微粉层中进行粘接；
c、取出纤维本体后初始料端外表面粘接上镁砂微粉后冷却固化形成调姿端。
进一步的，所述调姿端的重量大于磁吸端，保证外延纤维在受到磁场吸附作用后，磁吸端朝上进行迁移，调姿端始终位于砖体内建立连接。
进一步的，所述步骤a可以替换为以下步骤：
a1、取相同的纯净热熔性树脂浆料分为两份，其中一份掺杂有彩色颜料；
a2、将纤维本体先浸渍于掺杂有颜料的一份然后取出冷却固化；
a3、再浸渍于剩下的一份热熔性树脂浆料内，直接取出投入平铺的镁砂微粉层中进行粘接，然后取出冷却固化形成调姿端。
进一步的，其制备方法包括以下步骤：
S1、取砖体原料和外延纤维均匀混合后浇注至模具内，从上方利用模板进行压制；
S2、压制密实后上移模板，然后从上方施加磁场，吸附外延纤维集中至上表面与模板底面接触；
S3、待原料凝固后脱模，用160-170℃的高温水蒸气养护2-3h，制得成品砖。
进一步的，所述模板的上移距离小于纤维本体的长度，保证外延纤维在受到磁场吸附作用后，调姿端仍可以留在砖体内进行连接。
进一步的，所述步骤S2中还可以对模具加热，加热温度高于调姿端的熔点2-5℃，可以促使调姿端表面再次微熔，方便其与砖体原料更好的接触混合，提高连接强度。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本方案可以通过在砖体成型时，利用外延绒毛于砖体表面形成绒毛层进行覆盖，以仿照动物毛发的形式，在砖体表面形成保温层，且外延纤维具有良好的耐火性，由于绒毛层的关系，靠近砖体表面的空气含量较低，一方面可以有效隔绝热量的传递，另一方面高温火焰不易燃烧至砖体表面，从而进一步降低温度对于砖体的影响，有利于弱化砖体表面及内部的温度不均匀性，保证砖体具有持久的耐火隔热效果，同时绒毛层还可以提高砖体表面的抗冲击能力，大幅延长砖体的使用寿命。
(2)外延纤维包括纤维本体和磁吸端，磁吸端位于纤维本体延伸至砖体外侧的一端，磁吸端可以在磁场作用下主动集中至砖体表面进行分布覆盖，提高绒毛层的密实处程度。
(3)外延纤维还包括调姿端，调姿端位于纤维本体远离磁吸端的一端，调姿端一方面起到配重作用，保证外延纤维在受到磁场吸附作用时，磁吸端朝上进行迁移，此时调姿端可以预留在砖体内进行高强度连接，避免外延纤维整体迁移至砖体表面，在成型后发生脱落现象或者连接强度不足的情况，另一方面调姿端可以辅助纤维本体更好的与砖体建立高强度的插接。
(4)调姿端的重量大于磁吸端，保证外延纤维在受到磁场吸附作用后，磁吸端朝上进行迁移，调姿端始终位于砖体内建立连接。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1中A处的结构示意图；
图3为现有技术耐火砖的结构示意图；
图4为本发明磁吸端成型时的结构示意图；
图5为本发明外延纤维的结构示意图；
图6为本发明外延纤维成型的流程示意图；
图7为本发明调姿端成型的流程示意图；
图8为本发明的流程示意图；
图9为本发明绒毛层高温蒸汽下的结构示意图；
图10为本发明砖体表面开裂后的结构示意图。
图中标号说明：
1纤维本体、2磁吸端、3调姿端。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
请参阅图1-2，一种耐火隔热型混凝土砖体，包括砖体和绒毛层，砖体采用以下重量份数计的原料制成：铝酸盐水泥30-50份、高岭土10-20份、氢氧化铝3-6份、氢氧化镁3-8份、镁砂50-70份、减水剂6-12份以及水50-80份，绒毛层采用外延纤维覆盖于砖体一端。
请参阅图4，外延纤维包括纤维本体1和磁吸端2，磁吸端2位于纤维本体1延伸至砖体外侧的一端，磁吸端2可以在磁场作用下主动集中至砖体表面进行分布覆盖，提高绒毛层的密实处程度。
纤维本体1采用耐火性纤维制成，磁吸端2的制备步骤如下：将纤维本体1浸渍于混合有铁粉的热熔性树脂浆料中然后取出冷却固化得到。
请参阅图5，外延纤维还包括调姿端3，调姿端3位于纤维本体1远离磁吸端2的一端，调姿端3一方面起到配重作用，保证外延纤维在受到磁场吸附作用时，磁吸端2朝上进行迁移，此时调姿端3可以预留在砖体内进行高强度连接，避免外延纤维整体迁移至砖体表面，在成型后发生脱落现象或者连接强度不足的情况，另一方面调姿端3可以辅助纤维本体1更好的与砖体建立高强度的插接。
请参阅图6-7，调姿端3的制备步骤如下：
a、将纤维本体1的另一端浸渍于纯净的热熔性树脂浆料中，然后取出冷却固化成初始料端；
b、对初始料端缓慢加热至表面微熔，然后投入平铺的镁砂微粉层中进行粘接；
c、取出纤维本体1后初始料端外表面粘接上镁砂微粉后冷却固化形成调姿端3。
调姿端3的重量大于磁吸端2，保证外延纤维在受到磁场吸附作用后，磁吸端2朝上进行迁移，调姿端3始终位于砖体内建立连接。
步骤a可以替换为以下步骤：
a1、取相同的纯净热熔性树脂浆料分为两份，其中一份掺杂有彩色颜料；
a2、将纤维本体1先浸渍于掺杂有颜料的一份然后取出冷却固化；
a3、再浸渍于剩下的一份热熔性树脂浆料内，直接取出投入平铺的镁砂微粉层中进行粘接，然后取出冷却固化形成调姿端3。
请参阅图10，上述步骤可以保证调姿端3在砖体原料内受到加热后，即使表面出现熔化现象其内的彩色颜料也不易渗出，而在砖体完全成型后，一旦砖体在使用过程中出现开裂现象，对应区域的外延纤维在受到高温影响后，调姿端3会逐渐熔化，然后纤维本体1从砖体上脱落，完全熔化后的调姿端3也会顺着裂缝流出，其中的彩色颜料可以起到警示作用。
请参阅图8-9，其制备方法包括以下步骤：
S1、取砖体原料和外延纤维均匀混合后浇注至模具内，从上方利用模板进行压制；
S2、压制密实后上移模板，然后从上方施加磁场，吸附外延纤维集中至上表面与模板底面接触；
S3、待原料凝固后脱模，用160-170℃的高温水蒸气养护2-3h，制得成品砖。
值得注意的是，磁吸端2内的铁粉在高温水蒸气的作用下生成氧化亚铁，氧化亚铁性质不稳定，在空气中受到加热会迅速被氧化成四氧化三铁，四氧化三铁具有一定的磁性，使得纤维本体1相互之间进行吸引粘附，有利于形成平趴的密集网状结构，从而提高绒毛层的耐火隔热效果，之所以一开始不在磁吸端2内掺杂磁粉的原因是，在与砖体原料混合时具有磁性的话外延纤维会出现相互吸附缠绕的现象，不利于分散混合均匀，进而在磁场吸附作用下也无法实现在砖体表面的密集分布，降低绒毛层的覆盖效果。
模板的上移距离小于纤维本体1的长度，保证外延纤维在受到磁场吸附作用后，调姿端3仍可以留在砖体内进行连接。
步骤S2中还可以对模具加热，加热温度高于调姿端3的熔点2-5℃，可以促使调姿端3表面再次微熔，方便其与砖体原料更好的接触混合，提高连接强度。
本发明可以通过在砖体成型时，利用外延绒毛于砖体表面形成绒毛层进行覆盖，以仿照动物毛发的形式，在砖体表面形成保温层，且外延纤维具有良好的耐火性，由于绒毛层的关系，靠近砖体表面的空气含量较低，一方面可以有效隔绝热量的传递，另一方面高温火焰不易燃烧至砖体表面，从而进一步降低温度对于砖体的影响，有利于弱化砖体表面及内部的温度不均匀性，保证砖体具有持久的耐火隔热效果，同时绒毛层还可以提高砖体表面的抗冲击能力，大幅延长砖体的使用寿命。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种耐火隔热型混凝土砖体，其特征在于：包括砖体和绒毛层，所述砖体采用以下重量份数计的原料制成：铝酸盐水泥30-50份、高岭土10-20份、氢氧化铝3-6份、氢氧化镁3-8份、镁砂50-70份、减水剂6-12份以及水50-80份，所述绒毛层采用外延纤维覆盖于砖体一端。
2.根据权利要求1所述的一种耐火隔热型混凝土砖体，其特征在于：所述外延纤维包括纤维本体(1)和磁吸端(2)，所述磁吸端(2)位于纤维本体(1)延伸至砖体外侧的一端。
3.根据权利要求2所述的一种耐火隔热型混凝土砖体，其特征在于：所述纤维本体(1)采用耐火性纤维制成，所述磁吸端(2)的制备步骤如下：将纤维本体(1)浸渍于混合有铁粉的热熔性树脂浆料中然后取出冷却固化得到。
4.根据权利要求2所述的一种耐火隔热型混凝土砖体，其特征在于：所述外延纤维还包括调姿端(3)，所述调姿端(3)位于纤维本体(1)远离磁吸端(2)的一端。
5.根据权利要求4所述的一种耐火隔热型混凝土砖体，其特征在于：所述调姿端(3)的制备步骤如下：
a、将纤维本体(1)的另一端浸渍于纯净的热熔性树脂浆料中，然后取出冷却固化成初始料端；
b、对初始料端缓慢加热至表面微熔，然后投入平铺的镁砂微粉层中进行粘接；
c、取出纤维本体(1)后初始料端外表面粘接上镁砂微粉后冷却固化形成调姿端(3)。
6.根据权利要求4所述的一种耐火隔热型混凝土砖体，其特征在于：所述调姿端(3)的重量大于磁吸端(2)。
7.根据权利要求5所述的一种耐火隔热型混凝土砖体，其特征在于：所述步骤a可以替换为以下步骤：
a1、取相同的纯净热熔性树脂浆料分为两份，其中一份掺杂有彩色颜料；
a2、将纤维本体(1)先浸渍于掺杂有颜料的一份然后取出冷却固化；
a3、再浸渍于剩下的一份热熔性树脂浆料内，直接取出投入平铺的镁砂微粉层中进行粘接，然后取出冷却固化形成调姿端(3)。
8.根据权利要求1-7所述的一种耐火隔热型混凝土砖体，其特征在于：其制备方法包括以下步骤：
S1、取砖体原料和外延纤维均匀混合后浇注至模具内，从上方利用模板进行压制；
S2、压制密实后上移模板，然后从上方施加磁场，吸附外延纤维集中至上表面与模板底面接触；
S3、待原料凝固后脱模，用160-170℃的高温水蒸气养护2-3h，制得成品砖。
9.根据权利要求8所述的一种耐火隔热型混凝土砖体，其特征在于：所述模板的上移距离小于纤维本体(1)的长度。
10.根据权利要求8所述的一种耐火隔热型混凝土砖体，其特征在于：所述步骤S2中还可以对模具加热，加热温度高于调姿端(3)的熔点2-5℃。
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