[發明專利]一種利用沙漠黃沙及廢料制備的低膨脹建筑陶瓷材料及其制造方法

有效

• 申請號: 201510082698.0
• 申請日: 2015-02-14
• 公開（公告）號: CN104671758A
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發明（設計）人: 羅婷;顧幸勇;江玲;李萍;吳軍明
• 申請（專利權）人: 景德鎮陶瓷學院
• 主分類號: C04B35/195
• 分類號: C04B35/195;C04B35/622;B09B3/00
• 代理公司: 廣州廣信知識產權代理有限公司 44261
• 代理人: 李玉峰

技術領域

本發明涉及建筑陶瓷材料技術領域，尤其涉及一種利用沙漠黃沙及廢料制備的低膨脹建筑陶瓷材料及其制造方法。

背景技術

傳統建筑陶瓷材料由于熱膨脹系數較大、抗熱震性差，因此在溫度變化的環境中常年使用，易出現坯體開裂等現象而導致使用壽命縮短。熱膨脹性是陶瓷材料的一項主要性能，與熱膨脹相關的性能包括材料的抗熱震性、復合材料的力學性能、鍍膜和涂層、封接和梯度功能以及精度測量等。當材料承受較大的溫度變化時，熱膨脹系數的大小直接影響了材料的使用性能，因此開發低膨脹陶瓷材料具有重要意義。然而，低膨脹陶瓷材料在建筑陶瓷方面的研究不多，主要原因在于材料成本較高、合成能耗較大等，使得低膨脹建筑陶瓷產業化步履艱難。而我國是建筑陶瓷消費及出口大國，并且隨著工業生產的發展，對產品性能的要求也越來越高，為此，提高建筑陶瓷的熱穩定性、延長其使用壽命以達到綠色建材的使用要求勢在必行。

堇青石質低膨脹陶瓷材料用途比較廣泛，相關研究也比較多，但目前大多數的研究均是采用傳統的原料組成即高嶺土-滑石-氧化鋁、或者是用化學純的系列氧化物制備堇青石，其生產成本較高，且燒成溫度也較高(一般為1350～1400℃)。近年來，隨著高嶺土等陶瓷原料資源逐漸匱乏，利用工業廢料或新原料制備高性能材料的研究已逐漸得以發展，這不僅有利于環境保護，符合國家的發展戰略要求，同時也是新型環保陶瓷材料的發展趨勢，以及我國建立資源、能源節約型社會的迫切要求。沙漠黃沙來源豐富，我國沙漠總面積約70萬平方千米，如果連同50多萬平方千米的戈壁在內總面積為128萬平方千米，占全國陸地總面積的13％。其中，中國西北干旱地區是中國沙漠最為集中的地區，約占全國沙漠總面積的80％，土地的沙漠化造成了土地無法耕種利用，因而面臨著嚴峻的沙塵及土地資源問題。如利用黃沙資源以及西北地區廢棄物料制備低膨脹建筑陶瓷材料，不僅能夠節約生產成本、避免緊缺陶瓷原料資源的匱乏，而且可以充分利用土地資源，并為防沙、治沙和用沙提供新的思路和方法，對新型陶瓷材料的發展以及環境保護均有著重要的意義。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種熱膨脹系數低而具有良好抗熱震性的、利用沙漠黃沙及廢料制備的低膨脹建筑陶瓷材料，以充分利用沙漠黃沙及廢料資源，從而更好地適應新型環保建筑陶瓷材料的發展以及環境治理的需求。本發明的另一目的在于提供上述利用沙漠黃沙及廢料制備的低膨脹建筑陶瓷材料的制造方法。

本發明的目的通過以下技術方案予以實現：

本發明提供的一種利用沙漠黃沙及廢料制備的低膨脹建筑陶瓷材料，其原料組成為：沙漠黃沙10～20wt％、西礦陶土10～20wt％、花崗巖廢料10～20wt％、黑滑石6～15wt％、菱鎂礦10～20wt％、鋁礬土20～40wt％。

進一步地，本發明所述材料以堇青石為主晶相。所述材料室溫～800℃的平均熱膨脹系數為3.00×10^-6/℃～5.4×10^-6/℃，抗折強度為55.00～95.00Mpa，吸水率＜4％。

本發明的另一目的通過以下技術方案予以實現：

本發明提供的上述利用沙漠黃沙及廢料制備的低膨脹建筑陶瓷材料的制造方法如下：所述原料經配料、球磨、過篩、干燥、造粒、干壓成型后，在1160～1230℃溫度下燒結，保溫時間為10～30min，即獲得所述低膨脹建筑陶瓷材料。

上述方案中，本發明制備方法所述球磨時間為30～90min。

本發明具有以下有益效果：

本發明以內蒙古沙漠黃沙的廢物利用為突破口，配以西北地區本地花崗巖廢料、粘土類原料—西礦陶土、菱鎂礦、鋁礬土，制備得到堇青石質低膨脹建筑陶瓷材料，所得材料熱膨脹系數低，具有抗熱震性良好、使用壽命更長等特性，能夠滿足綠色建筑材料的使用要求。本發明制備工藝簡單，原料易得，并降低了燒結溫度，能耗成本低，具有很高的使用價值，并有利于產業化的實現。本發明不僅節約了生產成本和緊缺陶瓷原料的使用，而且充分利用了土地資源及再生資源，為西北地區沙漠砂等廢料資源的利用提供了新的技術思路和方案，同時對于環境治理和保護具有重要意義。

附圖說明

下面將結合實施例和附圖對本發明作進一步的詳細描述：

圖1是本發明實施例制得的低膨脹建筑陶瓷材料的物相分析衍射圖。

具體實施方式