专利名称：一种复合结构微晶玉石及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种微晶玻璃及其制备方法，特别涉及一种复合结构微晶玉石及其制备方法。
背景技术：
被科学家称为21世纪新型装饰材料的微晶玻璃，是当玻璃经过处理，充满微小晶体后，玻璃由非晶体形变为具有内部晶体结构的玻璃结晶材料，成为了一种新的透明或不透明的无机材料，即所谓的结晶玻璃、玻璃陶瓷或高温陶瓷。微晶玻璃作为一种多晶陶瓷新型材料，兼有玻璃和陶瓷的优点，具有常规材料难以达到的物理性能，并能够达到天然玉石级的装饰效果。由于瓷砖档次较低，容易脱落，大理石容易风化、吸水率高，所以目前微晶玻璃已开始大量用于民用建筑装饰领域，作为替代传统花岗岩、大理石、通体瓷砖的更高档的装饰材料，市场前景广阔。
目前在微晶玻璃的应用中，最主要的问题来自于其制造过程的较高成本。其原材料要先融化为可晶化玻璃(微晶玻璃母料)，再经烧结晶化为微晶玻璃，每一块微晶玻璃要耗费相当的能源、原材料及加工及人工等费用。现在一些厂家打算采用较便宜的传统瓷砖、废玻璃渣、玻化砖与微晶玻璃表面层复合烧结的办法，节省了很大一部分微晶玻璃母料，部分地降低了成本，但仍需大量天然资源矿物如长石、高岭土、瓷土、石英砂或砂岩、滑石等组成瓷质或玻化砖基体，在倡导资源型社会的今天，如何节约日见匮乏的天然资源显得弥足珍贵。
发明内容
本发明的目的之一在于改进现有技术中的不足，提供一种复合结构微晶玉石，采用了普通砖材料作为坯体，坯体中可大量利用页岩、粉煤灰、煤矸石、炉渣等常见组分或固体废弃物，与微晶玻璃表层复合，一次烧结成为整体，从而在节省了微晶玻璃母料的同时，得到最大程度降低产品成本的复合结构微晶玉石。
本发明的另一目的是提供上述复合微晶玉石的制备方法。
本发明的目的是这样实现的
一种复合结构微晶玉石，其特征在于由粉煤灰砖、粘土砖或页岩砖构成的砖坯层和微晶玻璃表层组成，所述砖坯层中各组分的重量百分比为粉煤灰20～40％，页岩30％～60％，粘土0～20％，煤矸石0～20％，炉渣0～10％，泥沙0～20％，木屑0～5％。
一种复合结构微晶玉石，由粉煤灰砖、粘土砖或页岩砖构成的砖坯层和微晶玻璃表层组成，其特征在于所述砖坯层中各组分的重量百分比为粉煤灰40～60％，粘土20～40％，页岩0％～30％，煤矸石0～20％，炉渣0～10％，泥沙0～20％，木屑0～5％。
一种优选技术方案，其特征在于所述粉煤灰的发热量在1672KJ左右。
一种优选技术方案，其特征在于所述煤矸石的发热量在3344KJ左右。
一种优选技术方案，其特征在于所述页岩和/或煤矸石的塑性指数在9-12之间。
一种优选技术方案，其特征在于所述砖坯层成型水分控制在6-15％，干燥残余水分3-5％。
一种复合结构微晶玉石的制备方法，其特征在于在砖生坯干燥完成时，在其上面复合一层预先制备好的微晶玻璃母料颗粒。
一种优选技术方案，其特征在于先将砖坯原料(粉煤灰、页岩、粘土、煤矸石或炉渣)破碎、磨料、筛分；然后混合搅拌并陈化；压机成型；干燥；再将微晶玻璃母料颗粒复合于上表层；进窑烧制，烧结温度控制在1000℃～1150℃；半成品；切边、磨抛、包装；得成品。
另一种复合结构微晶玉石的制备方法，其特征在于先将砖生坯烧结为熟砖；其次在上面复合一层预先制备好的微晶玻璃母料颗粒；然后通过烧结使上下两层紧密结合，同时微晶玻璃母料烧结晶化为微晶玻璃面层。
一种优选技术方案，其特征在于所述微晶玻璃母料颗粒最佳粒度在5～40目。
一种优选技术方案，其特征在于所述微晶玻璃母料颗粒在复合之前先放入粘结剂溶液中浸泡。
二次烧成法由于熟砖在第二次烧结中不易变形，制得的产品成品率更高。
采用粘结剂溶液浸泡的目的是，如果直接放在砖的表面放进窑炉烧结，在烧结过程中或窑车运动过程中玻璃颗粒容易滑下，不能得到合格的产品。而用粘合剂溶液浸泡过之后，可以保证在升温至600℃表面之前玻璃颗粒粘结在一起。超过600℃后，由于玻璃颗粒软化，它们就会自动粘结起来。再将处理后的玻璃颗粒铺平，厚度最好在3～6mm。
本发明采用粉煤灰砖、粘土砖或页岩砖等普通砖坯，创造性地将微晶玻璃表面层与砖坯复合，其中砖坯层采用粉煤灰、页岩、粘土、煤矸石、炉渣和木屑等固体废弃物等作为原料，一次烧结成为整体，从而在节省了微晶玻璃母料的同时，最大程度的降低了产品成本，使这一材料真正走向大规模应用成为了可能。本发明的优点在于1、可大量利用粉煤灰、煤矸石、炉渣等固体废弃物，属资源再利用技术产品，节约了天然资源，因此具有良好的环境协调性。
2、产品属高档建筑装饰材料，符合人们日益增高的建筑装饰要求，而成本得到了很大的降低。我们也将其称为微晶玉石装饰材料。
3、砖坯原料广泛易得，可用页岩、泥沙淤泥等材料大量替换粘土，和我国现阶段节约土地资源的政策相符。
4、砖坯中加入的一些木屑在烧失后形成了很多细微空洞，使产品变得更轻，而增加了其隔热、隔音性能。
下面通过具体实施例对本发明作进一步说明，但并不意味着对本发明保护范围的限制。
具体实施例方式
实施例1采用粉煤灰烧结砖，配方为粉煤灰40％，粘土20％，页岩40％(重量比)。
表1粉煤灰砖原料配比
采用的微晶玻璃配方表2微晶玻璃原料配比
加工步骤微晶玻璃原料备料，混合磨料，玻璃熔窑，玻璃液，水淬，微晶玻璃母料玻璃渣，浸于常用粘结剂中浸泡，干燥。
粘土、页岩备料，用雷蒙磨研磨至0.5mm以下，混合粉煤灰，加一部分水，圆筛、轮碾、搅拌，陈化仓50小时，压机成型，干燥，进窑烧结制成熟砖，工艺参数如下1.隧道窑长 122.8米2.有效宽度 6.9米3.有效高度2.6米(KP1，卧码17层，90m高度)4.容车数 28辆5.每车装载量 12485块/辆(折普通砖)6.烧成温度 1100℃7.烧成周期 37小时8.干燥室干燥周期 27小时烧成的熟砖坯经冷却，在表层复合粘结好的微晶玻璃母料，进入烧成窑玻化烧成，磨、抛，分级，包装。晶化烧结工艺如下烧成温度1060℃，其中0～300℃用5.5h，300℃保温1h，300℃～700℃用5h，700℃保温1h，再均匀升温至1055℃，用时4.5h，1055℃保温50min，然后缓慢降温，其中在900℃保温1h。通过烧成得到了复合完好的产品，产品表面层白色有花纹，厚度约16mm，其中微晶玻璃层厚约2mm；产品表层硬度为540kg/mm2，耐酸性(％)～0.05(1％H2SO4)，耐碱性(％)～0.03(1％NaOH)，光泽度＞95°，吸水率(％)～0，微晶玻璃面层和砖层结合度高，热膨胀系数相近，在烧结过程中表面不开裂。具备很好的综合性能和装饰效果。
实施例2
其它与实施例1相同，粉煤灰烧结砖的配方为粉煤灰40％，页岩60％(重量比)。
实施例3其它与实施例1相同，粉煤灰烧结砖的配方为粉煤灰40％，粘土60％(重量比)。熟砖坯烧成温度为1060℃。
实施例4其它与实施例1相同，粉煤灰烧结砖的配方为粉煤灰20％，粘土20％，页岩20％，煤矸石10％，炉渣10％，泥沙15％，木屑5％。
实施例5其它与实施例1相同，粉煤灰烧结砖的配方为粉煤灰60％，粘土10％，页岩10％，煤矸石5％，炉渣5％，泥沙5％，木屑5％。熟砖坯烧成温度为1130℃。
实施例6其它与实施例3相同，先将砖坯原料磨料并筛分；再混合搅拌，陈化；压机成型；干燥室干燥周期22小时，得到具有一定强度的干坯；再直接将在粘结剂溶液中浸好的微晶玻璃复合于上表层；进窑烧制(均匀升温至1060℃保温50min，然后缓慢降温，其中在900℃保温1h，退火冷却时间为3-5小时)，即得到复合完好的半成品，再经切边、磨光、抛光、烘干、包装；得成品。表面层白色，厚度约20mm，其中微晶玻璃层厚约2mm，微晶玻璃面层和砖层结合度高，在烧结过程中表面不开裂。具备很好的综合性能和装饰效果。
权利要求
1.一种复合结构微晶玉石，其特征在于由粉煤灰砖、粘土砖或页岩砖构成的砖坯层和微晶玻璃表层组成。
2.根据权利要求1所述的复合结构微晶玉石，其特征在于所述砖坯层中各组分的重量百分比为粉煤灰20～40％，页岩30％～60％，粘土0～20％，煤矸石0～20％，炉渣0～10％，泥沙0～20％，木屑0～5％。
3.根据权利要求1所述的复合结构微晶玉石，其特征在于所述砖坯层中各组分的重量百分比为粉煤灰40～60％，粘土20～40％，页岩0％～30％，煤矸石0～20％，炉渣0～10％，泥沙0～20％，木屑0～5％。
4.根据权利要求2或3所述的复合结构微晶玉石，其特征在于所述粉煤灰的发热量在1672KJ左右。
5.根据权利要求4所述的复合结构微晶玉石，其特征在于所述煤矸石的发热量在3344KJ左右。
6.根据权利要求5所述的复合结构微晶玉石，其特征在于所述页岩和/或煤矸石的塑性指数在9-12之间。
7.根据权利要求6所述的复合结构微晶玉石，其特征在于所述砖坯层成型水分控制在6-15％，干燥残余水分3-5％。
8.一种复合结构微晶玉石的制备方法，其特征在于先将包括粉煤灰、页岩和/或粘土、煤矸石或炉渣在内的砖坯原料磨料并筛分；再混合搅拌，陈化；压机成型；干燥；进窑烧结制成熟砖，冷却；再将微晶玻璃母料颗粒复合于上表层；进窑烧制，烧结温度控制在1000℃～1150℃；半成品；切边、磨抛、包装；得成品。
9.一种复合结构微晶玉石的制备方法，其特征在于先将包括粉煤灰、页岩和/或粘土、煤矸石或炉渣在内的砖坯原料破碎、磨料、筛分；然后混合搅拌并陈化；压机成型；干燥；再将微晶玻璃母料颗粒复合于上表层；进窑烧制，烧结温度控制在1000℃～1150℃；半成品；切边、磨抛、包装；得成品。
10.根据权利要求8或9所述的复合结构微晶玉石的制备方法，其特征在于所述微晶玻璃母料颗粒在复合之前先放入粘结剂溶液中浸泡。
全文摘要
本发明涉及一种复合结构微晶玉石，包括一个普通砖坯体，在坯体表面有一层由微晶玻璃粒经烧结后再结晶、并经抛光而成的微晶玻璃体。本发明结合了砖和微晶玻璃板材的优点，一次烧成，烧结容易快速，理化性能优良，立体感和柔润感等外观感觉和装饰效果与微晶玻璃板材相同，但可大量利用固体废弃物和垃圾。既起到了微晶玻璃的装饰效果，又比单纯以微晶玻璃制作板材节约了成本，具有较高的社会效益和经济效益。
文档编号C04B18/26GK1733643SQ20041007034
公开日2006年2月15日 申请日期2004年8月2日 优先权日2004年8月2日
发明者蒋洋, 肖慧, 蔡辉 申请人:蒋洋, 西安墙体材料研究设计院