本發(fā)明涉及建筑陶瓷
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體地說(shuō)，是一種環(huán)保型建筑陶瓷及其制備方法。
背景技術(shù)：
：中國(guó)世界上最大的建筑陶瓷生產(chǎn)和出口第一大國(guó)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2013年全國(guó)建筑陶瓷總產(chǎn)量超過(guò)90億平方米，按消耗原材料20～24kg/m2計(jì)算，需要原材料1.8～2.1億t；按耗電5kWh/m2計(jì)算，電耗為450億kWh，建筑陶瓷生產(chǎn)企業(yè)通常都是高消耗、高污染型企業(yè)。傳統(tǒng)用以生產(chǎn)陶瓷原料主要是粘土、長(zhǎng)石及石英。陶瓷粘土是適用于作陶瓷原料用的粘土總稱，主要由高嶺土組成。其特點(diǎn)是一般具有高的粘結(jié)力、可塑性和良好的燒結(jié)性能，在1360℃時(shí)能燒成白色的坯，燒結(jié)溫度和耐火度間隔大，焙燒后無(wú)疤痕和斑點(diǎn)，化學(xué)成分中FeO、Fe2O3、TiO2等有害雜質(zhì)含量甚微。它是制造各種工業(yè)技術(shù)陶瓷、建筑衛(wèi)生陶瓷和日用陶瓷的主要原料。但目前用以生產(chǎn)陶瓷的優(yōu)質(zhì)粘土已經(jīng)日益枯竭，佛山、景德鎮(zhèn)等地區(qū)粘土已經(jīng)開(kāi)采殆盡，陶瓷產(chǎn)業(yè)正逐漸向內(nèi)地轉(zhuǎn)移。中國(guó)內(nèi)地按照目前粘土的開(kāi)采速度，內(nèi)地自然粘土資源在30年后也將被開(kāi)采完?；◢弾r是由火山爆發(fā)的巖漿在地底下經(jīng)高壓慢慢冷卻凝固后形成的火成巖[1]。由于花崗巖有硬度高、耐磨損、難以被酸堿或風(fēng)化作用侵蝕的特性，常被加工成建筑材料。又由于其顏色美觀、品種多樣，被廣泛應(yīng)用于建筑物的裝飾工程和家具裝飾品，如紀(jì)念碑、雕刻、地面磚、花崗巖家具等。通常來(lái)說(shuō)花崗巖的主要是由石英、長(zhǎng)石及少量的白云母組成，一般石英含量約為20％～35％，長(zhǎng)石含量為55％～70％。我國(guó)是世界上主要的花崗巖資源大國(guó)和生產(chǎn)大國(guó)，據(jù)《96中國(guó)礦產(chǎn)資源報(bào)告》不完全統(tǒng)計(jì)，中國(guó)花崗巖礦產(chǎn)資源總量約為230～240立方平米，目前探明的儲(chǔ)量?jī)H占資源總量的4％。由于花崗巖屬于瘠性原料，利用花崗巖濕法成型制備建筑陶瓷的關(guān)鍵在于制備固相含量高、粘度低、分散性能好、穩(wěn)定性能好的陶瓷漿料，同時(shí)在濕法成型后陶瓷生坯具有一定的生坯強(qiáng)度(至少大于2MPa)。中國(guó)專利2014103679391公開(kāi)了一種用花崗巖廢料濕法澆注成型制備建筑陶瓷的方法，采用花崗巖廢料為主要原料，水為分散介質(zhì)，外加卡拉膠、田箐膠、低分子聚丙烯酸鈉為添加劑混合得到漿料，然后采用濕法澆注成型工藝制得建筑陶瓷磚坯體，經(jīng)干燥、修坯后在1140-1180℃燒制，冷卻后得到抗折強(qiáng)度為50-70MPa的建筑陶瓷磚。該專利使用卡拉膠、田箐膠做為膠凝劑成型，所制備的生坯強(qiáng)度最高只有1.9MPa，且其沒(méi)有涉及到陶瓷漿料的流動(dòng)性能評(píng)價(jià)。我們知道，使用高分子膠成型由于膠溶解后會(huì)急劇增加液相的粘度，通常粘度小于1000mpa·s的漿料可以流動(dòng)，粘度小于500mpa·s的漿料具有較好的流動(dòng)性。而粘度大于1000mpa·s的漿料較難流動(dòng)，難以用于大規(guī)模煎煮陶瓷的生產(chǎn)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種利用花崗巖廢料濕法成型的建筑陶瓷。本發(fā)明的再一的目的是，提供如上所述建筑陶瓷的制備方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：一種利用花崗巖廢料濕法成型的建筑陶瓷，所述濕法成型所用的漿料由下列重量份的原料制成：花崗巖粉料：50-70份、水：30-50份、刺槐豆膠與海藻酸鈉：2份、腐植酸鈉與六偏磷酸鈉：0.5-2份。優(yōu)選地，所述濕法成型所用的漿料由下列重量份的原料制成：花崗巖粉料：50-60份、水：40-50份、刺槐豆膠與海藻酸鈉：2份、腐植酸鈉與六偏磷酸鈉：0.5-2份。優(yōu)選地，所述濕法成型所用的漿料由下列重量份的原料制成：花崗巖粉料：55份、水：45份、刺槐豆膠與海藻酸鈉：2份、腐植酸鈉與六偏磷酸鈉：1份。所述濕法成型包含如下步驟：(1)將花崗巖粗顆粒與水、球磨子按照1:2:1的比例放入球磨罐中球磨8h，將球磨好的漿料烘干，過(guò)160-250目篩，得花崗巖粉料；(2)將刺槐豆膠與海藻酸鈉溶解在水中，配置成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1-5％的溶液，然后放在磁力攪拌機(jī)中加熱40-60℃攪拌，得到預(yù)配液；(3)將制備好的花崗巖粉料與水、腐植酸鈉、六偏磷酸鈉按照比例配料，在40-60℃攪拌混合均勻，然后與2制備的預(yù)配液按比例混合，加熱攪拌半小時(shí)然后注入模具中；(4)待漿料冷卻后60-80℃烘干，然后脫模；(5)將脫模后的生坯在1140-1180℃下燒成，得到成品陶瓷。優(yōu)選地，所述步驟3所用的模具為金屬模具。優(yōu)選地，所述刺槐豆膠與海藻酸鈉的質(zhì)量比為2:1。優(yōu)選地，所述腐植酸鈉與六偏磷酸鈉的質(zhì)量比為1:1。所述漿料澆注成型后干燥的生坯強(qiáng)度大于2.5MPa。所述漿料的在固相含量為40-60％條件下漿料粘度為300-500mpa·s。為實(shí)現(xiàn)上述第二個(gè)目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：如上任一所述的花崗巖廢料濕法成型的建筑陶瓷的制備方法，包括如下步驟：(1)將花崗巖粗顆粒與水、球磨子按照1:2:1的比例放入球磨罐中球磨8h，將球磨好的漿料烘干，過(guò)160-250目篩，得花崗巖粉料；(2)將刺槐豆膠與海藻酸鈉溶解在水中，配置成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1-5％的溶液，然后放在磁力攪拌機(jī)中加熱40-60℃攪拌，得到預(yù)配液；(3)將制備好的花崗巖粉料與水、腐植酸鈉、六偏磷酸鈉按照比例配料，在40-60℃攪拌混合均勻，然后與2制備的預(yù)配液按比例混合，加熱攪拌半小時(shí)然后注入模具中；(4)待漿料冷卻后60-80℃烘干，然后脫模；(5)將脫模后的生坯在1140-1180℃下燒成，得到成品陶瓷。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)在于：1、本發(fā)明的技術(shù)不僅可以簡(jiǎn)化陶瓷成型過(guò)程、降低制備成本，而且提高了制品的成份和組織均勻性。2、本發(fā)明采用全瘠性料花崗巖制備建筑陶瓷，緩解了粘土等傳統(tǒng)陶瓷原料的日益短缺問(wèn)題，與同類建筑陶瓷相比價(jià)格更低，可帶來(lái)更高的經(jīng)濟(jì)效益，為建陶行業(yè)開(kāi)發(fā)了儲(chǔ)量巨大、廉價(jià)易得的替代原料。3、本發(fā)明將來(lái)源廣泛、價(jià)格便宜、綠色環(huán)保和可再生的膠體應(yīng)用于建筑陶瓷的成型中，不僅為制備傳統(tǒng)陶瓷材料的濕法成型技術(shù)開(kāi)創(chuàng)了新的途徑，而且避免了建筑陶瓷生產(chǎn)過(guò)程中大噸位壓機(jī)、噴霧塔等高能耗設(shè)備的使用，簡(jiǎn)化了建筑陶瓷生產(chǎn)過(guò)程，將生態(tài)環(huán)境材料這一新興交叉學(xué)科引入了傳統(tǒng)陶瓷制備的一個(gè)新的嘗試。4、本發(fā)明制備陶瓷生坯強(qiáng)度大于2.5MPa，同時(shí)漿料的粘度小于500mpa·s。5、本發(fā)明制備的陶瓷結(jié)構(gòu)緊密、孔隙率小，燒結(jié)后抗折強(qiáng)度高。附圖說(shuō)明附圖1為不同種類的膠體所制備的生坯照片。附圖2為實(shí)施例1制備的成品陶瓷SEM照片。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明記載的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。實(shí)施例1本發(fā)明利用花崗巖廢料濕法成型的原料(一)花崗巖粉料：55份、水：45份、刺槐豆膠與海藻酸鈉：1份、腐植酸鈉與六偏磷酸鈉：1份。所述刺槐豆膠與海藻酸鈉的質(zhì)量比為2:1。所述腐植酸鈉與六偏磷酸鈉的質(zhì)量比為1:1。實(shí)施例2本發(fā)明利用花崗巖廢料濕法成型的原料(二)花崗巖粉料：50份、水：50份、刺槐豆膠與海藻酸鈉：0.5份、腐植酸鈉與六偏磷酸鈉：2份。所述刺槐豆膠與海藻酸鈉的質(zhì)量比為2:1。所述腐植酸鈉與六偏磷酸鈉的質(zhì)量比為1:1。實(shí)施例3本發(fā)明利用花崗巖廢料濕法成型的原料(三)花崗巖粉料：70份、水：30份、刺槐豆膠與海藻酸鈉：2份、腐植酸鈉與六偏磷酸鈉：0.5份。所述刺槐豆膠與海藻酸鈉的質(zhì)量比為2:1。所述腐植酸鈉與六偏磷酸鈉的質(zhì)量比為1:1。實(shí)施例4本發(fā)明利用花崗巖廢料濕法成型的原料(四)花崗巖粉料：50份、水：30份、刺槐豆膠與海藻酸鈉：0.5份、腐植酸鈉與六偏磷酸鈉：0.5份。所述刺槐豆膠與海藻酸鈉的質(zhì)量比為2:1。所述腐植酸鈉與六偏磷酸鈉的質(zhì)量比為1:1。實(shí)施例5本發(fā)明利用花崗巖廢料濕法成型的原料(五)花崗巖粉料：55份、水：45份、刺槐豆膠與海藻酸鈉：0.5份、腐植酸鈉與六偏磷酸鈉：1份。所述刺槐豆膠與海藻酸鈉的質(zhì)量比為2:1。所述腐植酸鈉與六偏磷酸鈉的質(zhì)量比為1:1。實(shí)施例6本發(fā)明利用花崗巖廢料濕法成型的原料(六)花崗巖粉料：70份、水：50份、刺槐豆膠與海藻酸鈉：0.5份、腐植酸鈉與六偏磷酸鈉：0.5份。所述刺槐豆膠與海藻酸鈉的質(zhì)量比為2:1。所述腐植酸鈉與六偏磷酸鈉的質(zhì)量比為1:1。實(shí)施例7本發(fā)明利用花崗巖廢料濕法成型的原料(七)花崗巖粉料：70份、水：50份、刺槐豆膠與海藻酸鈉：2份、腐植酸鈉與六偏磷酸鈉：0.5份。所述刺槐豆膠與海藻酸鈉的質(zhì)量比為2:1。所述腐植酸鈉與六偏磷酸鈉的質(zhì)量比為1:1。實(shí)施例8本發(fā)明利用花崗巖廢料濕法成型的原料(八)花崗巖粉料：70份、水：50份、刺槐豆膠與海藻酸鈉：2份、腐植酸鈉與六偏磷酸鈉：2份。所述刺槐豆膠與海藻酸鈉的質(zhì)量比為2:1。所述腐植酸鈉與六偏磷酸鈉的質(zhì)量比為1:1。實(shí)施例9本發(fā)明利用花崗巖廢料濕法成型的原料(九)花崗巖粉料：55份、水：45份、刺槐豆膠與海藻酸鈉：2份、腐植酸鈉與六偏磷酸鈉：1份。所述刺槐豆膠與海藻酸鈉的質(zhì)量比為2:1。所述腐植酸鈉與六偏磷酸鈉的質(zhì)量比為1:1。實(shí)施例10本發(fā)明利用花崗巖廢料濕法成型的原料(十)花崗巖粉料：60份、水：40份、刺槐豆膠與海藻酸鈉：0.5份、腐植酸鈉與六偏磷酸鈉：0.5份。所述刺槐豆膠與海藻酸鈉的質(zhì)量比為2:1。所述腐植酸鈉與六偏磷酸鈉的質(zhì)量比為1:1。實(shí)施例11本發(fā)明利用花崗巖廢料濕法成型的原料(十一)花崗巖粉料：60份、水：50份、刺槐豆膠與海藻酸鈉：1份、腐植酸鈉與六偏磷酸鈉：2份。所述刺槐豆膠與海藻酸鈉的質(zhì)量比為2:1。所述腐植酸鈉與六偏磷酸鈉的質(zhì)量比為1:1。實(shí)施例12本發(fā)明利用花崗巖廢料濕法成型的原料(十二)花崗巖粉料：52份、水：45份、刺槐豆膠與海藻酸鈉：1份、腐植酸鈉與六偏磷酸鈉：2份。所述刺槐豆膠與海藻酸鈉的質(zhì)量比為2:1。所述腐植酸鈉與六偏磷酸鈉的質(zhì)量比為1:1。實(shí)施例13本發(fā)明利用花崗巖廢料濕法成型建筑陶瓷的制備將實(shí)施例1-12所制備的原料按照下列方法濕法澆注成型制備建筑陶瓷：(1)將花崗巖粗顆粒與水、球磨子按照1:2:1的比例放入球磨罐中球磨8h，將球磨好的漿料烘干，過(guò)160-250目篩，得花崗巖粉料；(2)將刺槐豆膠與海藻酸鈉溶解在水中，配置成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1-5％的溶液，然后放在磁力攪拌機(jī)中加熱40-60℃攪拌，得到預(yù)配液；(3)將制備好的花崗巖粉料與水、腐植酸鈉、六偏磷酸鈉按照比例配料，在40-60℃攪拌混合均勻，然后與2制備的預(yù)配液按比例混合，加熱攪拌半小時(shí)然后注入金屬模具中；(4)待漿料冷卻后60-80℃烘干，然后脫模；(5)將脫模后的生坯在1140-1180℃下燒成，得到成品陶瓷。實(shí)施例14性能測(cè)試一、抗折強(qiáng)度的測(cè)定陶瓷材料抗折強(qiáng)度極限是指受到外力作用下到破壞時(shí)的最大應(yīng)力?？拐蹚?qiáng)度是陶瓷材料的重要力學(xué)性質(zhì)之一，具有一定強(qiáng)度的陶瓷素坯不僅能有效避免陶瓷生產(chǎn)過(guò)程中因?yàn)榘釀?dòng)而破碎，而且高強(qiáng)度的陶瓷制品能提高其使用時(shí)間?？拐蹚?qiáng)度在DWD-10型微機(jī)控制電子萬(wàn)能實(shí)驗(yàn)儀上進(jìn)行，采用三點(diǎn)抗彎曲法測(cè)試材料的抗折強(qiáng)度，試樣尺寸為10×10×60mm，跨距20mm，加載速率為0.5mm/min。每次取3組樣品檢測(cè)，取平均值，計(jì)算公式：R＝3PL/(2bh2)。式中R——抗折強(qiáng)度(MPa)；P——樣品斷裂時(shí)承受的負(fù)荷(N)；L——跨距，即支點(diǎn)間的距離(mm)；b——試樣寬度(mm)；h——試樣的截面厚度(mm)。二、漿料粘度的測(cè)試漿料粘度使用上海尼潤(rùn)智能科技有限公司的SNB-2型數(shù)字式粘度計(jì)進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量溫度為水浴50℃。將實(shí)施例1-13的組分進(jìn)行性能測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如下表所示組別漿料粘度(mpa·s)生坯抗折強(qiáng)度(MPa)燒結(jié)后抗折強(qiáng)度(MPa)實(shí)施例1357.53.4588實(shí)施例2342.63.1572實(shí)施例3493.63.2273實(shí)施例4485.73.3571實(shí)施例5480.23.0469實(shí)施例6378.12.8170實(shí)施例7360.62.9373實(shí)施例8380.73.4775實(shí)施例9453.33.3474從表中的結(jié)果可以看出，本發(fā)明原料所制備漿料粘度均在500mpa·s以下，這說(shuō)明漿料具有很好的流動(dòng)性。同時(shí)，漿料澆注成型后干燥的生坯強(qiáng)度均在2.5MPa以上，這說(shuō)明使用濕法澆筑成型所制備的生坯具有較高的強(qiáng)度，能滿足大批量工業(yè)陶瓷生產(chǎn)的需要。燒結(jié)后成品陶瓷的抗折強(qiáng)度在69-88MPa之間，滿足了成品陶瓷的抗折強(qiáng)度要求。對(duì)比例實(shí)施例1-13的組方是發(fā)明人通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)篩選的，為了便于對(duì)比，將其中對(duì)粘度及抗折強(qiáng)度影響較大的因素列舉如下：一、不同種類的膠體對(duì)生坯的影響篩選的膠體如下：海藻酸鈉、卡拉膠、刺槐豆膠、黃原膠、田箐膠、瓜爾豆膠、果膠、魔芋膠、亞麻籽膠。按照下表的組分配比，利用濕法澆注成型制備條形生坯樣品。注：-表示抗折強(qiáng)度過(guò)低，機(jī)器無(wú)法讀取數(shù)據(jù)。成型后生坯照片如圖1所示，可以看到，只有對(duì)比例1、2、7、8才能成型出較完整的配體，而對(duì)比例子3、4、5、6成型的坯體有較大缺陷。同時(shí)可以看到，所有對(duì)比例所制備的生坯強(qiáng)過(guò)低，最高只有0.73MPa，顯然單獨(dú)使用一種膠體無(wú)法滿足生坯強(qiáng)度的生產(chǎn)要求。二、不同兩種膠體配比對(duì)生坯的影響使用不同膠體兩兩按照1:1的重量份配比，由于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)較多，此處只列舉出生坯強(qiáng)度大于1.0的配比數(shù)據(jù)。組分及結(jié)果如下表所示。從表中的結(jié)果可以看出，選用卡拉膠、田箐膠、刺槐豆膠、海藻酸鈉兩兩配比能顯著增加生坯強(qiáng)度，且選擇刺槐豆膠與海藻酸鈉兩兩配比對(duì)生坯強(qiáng)度增加效果最好。三、不同膠體比例對(duì)生坯的影響選擇刺槐豆膠與海藻酸鈉復(fù)配，測(cè)試不同配比對(duì)生坯強(qiáng)度的影響從表中的結(jié)果可以看出，選擇刺槐豆膠與海藻酸鈉復(fù)配，當(dāng)刺槐豆膠與海藻酸鈉質(zhì)量比為2:1時(shí)，所制備的陶瓷生坯強(qiáng)度最高。四、不同分散劑對(duì)漿料的影響分別在固相量為53％，刺槐豆膠與海藻酸鈉(2:1)添加量為1.4％的漿料中分別加入腐植酸鈉、檸檬酸鈉、碳酸鈉、六偏磷酸鈉、低分子聚丙烯酸鈉，分別觀察漿料的流動(dòng)性如下表所示：注：當(dāng)漿料粘度大于1000mpa·s，表示無(wú)法流動(dòng)；當(dāng)漿料粘度介于500-1000mpa·s時(shí)，表示流動(dòng)性能差；當(dāng)漿料粘度小于500mpa·s時(shí)，表示流動(dòng)性能好。從表中的結(jié)果可以看到，單獨(dú)使用一種分散劑時(shí)，漿料流動(dòng)性差。五、選擇腐植酸鈉與六偏磷酸鈉復(fù)配對(duì)漿料的影響分別在固相量為53％,刺槐豆膠與海藻酸鈉(2:1)添加量為1.4％的漿料中外加不同比例的腐植酸鈉與六偏磷酸鈉(外加量為1％)。注：當(dāng)漿料粘度大于1000mpa·s，表示無(wú)法流動(dòng)；當(dāng)漿料粘度介于500-1000mpa·s時(shí)，表示流動(dòng)性能差；當(dāng)漿料粘度小于500mpa·s時(shí)，表示流動(dòng)性能好。從表中的結(jié)果可以看到，當(dāng)腐植酸鈉與六偏磷酸鈉質(zhì)量比為1:1時(shí)，漿料的流動(dòng)性能最好。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明方法的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和補(bǔ)充，這些改進(jìn)和補(bǔ)充也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3