一种生态型烧结陶瓷彩色透水砖生产方法
【专利摘要】本发明属于无机非金属材料技术领域，涉及一种生态型烧结陶瓷彩色透水砖及其生产方法。具体特征是，采用废弃的陶瓷制品的颗粒为基本骨架料，以其较粗颗粒级配的为内层骨架料、较细颗粒级配的为面层骨架料，并分别外加适量的无色与有色透明釉细粉、有机粘结剂CMC、水，经配料、混合、陈腐、二次布料压制、干燥、烧成及检验等工艺的生产方法制成合格的生态型烧结陶瓷彩色透水砖。本发明公开的生产方法，更适合于透水砖的产业化生产，制成的透水砖透水性强、抗压强度高、色彩丰富、实用耐久性好，广泛适用于大型停车场、广场及城市道路、艺术景观等室外公共场所的地面铺设。
【专利说明】
一种生态型烧结陶瓷彩色透水砖生产方法
技术领域
[0001]本发明属于无机非金属材料技术领域，具体涉及一种生态型烧结陶瓷彩色透水砖及其生产方法，采用该方法生产的透水砖不但透水性强、抗压强度高，而且色彩丰富、实用耐久性好，广泛适用于大型停车场、广场及城市道路、艺术景观等室外公共场所的地面铺设。
【背景技术】
[0002]在城市化、城镇化的快速建设中，石材、水泥和陶瓷砖等制品作为地面铺设建筑材料得到了大量的使用。这些材料的共同特点是透水功能差甚至不透水，城区地面铺设这类建筑材料被“硬化”的区域逐年增加，加剧了“城市热岛效应”的形成。有的区域因地下水的过度开采而得不到地表水的及时补充，还发生地面沉降的现象。随着经济建设的发展、社会文明的进步，人们在对使用材料不断提出新功能化要求的同时，也对新材料的实用性、美观性企盼着更高的需求，以达成城市建筑功能化、生态化与设计个性化、人文化的相统一，为人们提供宜居的“海绵型城市”生态环境。
[0003]在近二十多年来的陶瓷工业快速发展中，产生的不合格废弃制品逐年增多，居高不降。据“中国产业信息”报道，2014年我国仅陶瓷墙地砖的产量就有106.13亿平方米之多，按产品的合格率为95%折算，全年将产生1000万吨以上的废弃陶瓷制品。众周所知，陶瓷制品是经高温烧制而成的无机非金属材料，自然降解、风化能力很差，其生产过程中所产生的废弃制品，成了陶瓷工厂及相关生产透水砖的工厂自身需在日常生产经营活动中棘手解决的生态环境问题。
[0004]为解决上述问题，各种烧结型透水砖层出不穷。CN103204698B公开了 “一种利用铁尾矿制备环保型透水砖的方法”，其特征是以铁尾矿为基本骨料，引入一定量的废玻璃渣，制备环保型透水砖;包括以下工艺步骤:原料破碎，球磨，配料，混合，干燥，成型，烧成，切割磨削。其关键技术原理是引入0.25%?1.5%的SiC作为高温发泡剂，烧成时块体发泡膨胀而呈多孔状结构，烧成后的块体需经过切割磨削的加工工艺制成透水砖，其产品在抗压强度、实用性及外观色泽等上存在一定问题。
[0005]CN102351508B公开了 “一种利用废瓷制得彩色陶瓷透水砖的生产方法”，其配料的重量百分比为:废瓷50?60%，灰色陶土O?50%，黄色陶土O?50%，红色陶土O?50%，调色剂O?10%。其选用的调色剂主要以铁、锰、钛等黑色金属元素显色，所制成的产品在色彩变化上受到限制，如绿、蓝、紫色等淡雅色调的透水砖就难以制成。
[0006]CN103204698B与CN102351508B制成的透水砖，均采用了一次压制成型工艺，制成的透水砖的内孔结构及孔径基本一致。然而透水砖在铺设及使用过程中，砖体表面不可避免会积聚各类杂质，在清扫清洗时，由于砖体内孔径的“大小基本一致”，杂质会渗入砖体内部造成内孔的堵塞，导致砖体的透水性能显著降低。
[0007]CN101328044B公开了 “环保陶瓷透水砖的制备方法”，是以固体废弃物熟料、梯级高温粘结剂等组成为坯料，经1100-1200°C烧制而成。其面层坯料未引入着色剂，产品的色彩比较单一;梯级高温粘结剂所用各组成原料均采用分别干燥、破碎的工艺处理，且产品采用在硅碳棒电炉或燃气梭式窑中烧成，显得该生产工艺比较复杂、产业化推广程度也受制约。
【发明内容】
[0008]为实现本发明目的，提供了一种透水性强、抗压强度高、色彩丰富、实用耐久性好的生态型烧结陶瓷彩色透水砖生产方法。
[0009]为实现本发明目的，提供了以下技术方案:一种生态型烧结陶瓷彩色透水砖生产方法，其特征在于采用废弃的陶瓷制品的颗粒(以下简称废陶瓷粒)为基本骨架料，以其较粗颗粒级配的为内层骨架料、较细颗粒级配的为面层骨架料，并分别外加适量的无色与有色透明釉细粉、有机粘结剂CMC、水，经配料、混合、陈腐、二次布料压制、干燥、烧成及检验工艺的生产方法制成合格的生态型烧结陶瓷彩色透水砖。
[0010]作为优选，废陶瓷粒为烧结温度在1150°C至1350 °C之间烧成的日用艺术陶瓷、建筑卫生陶瓷制品、采用本生产方法制成的经检验后的不合格品中的一种或组合。
[0011]作为优选，内层骨架料的配比(按干计重量百分比)为:
8-16 目(2.5-1.25mm)废陶瓷粒 55-65
16-30 目(I.25-0.6mm)废陶瓷粒 35-45 外加以内层骨架料重量百分比计:
无色透明釉20-25
CMC2-4
水5-6
上述内层骨架料分别经配料、混合、陈腐工艺处理，备用。
[0012]作为优选，面层骨架料的配比(按干计重量百分比)为:
8-14 目(2.5-1.45mm)废陶瓷粒 10-20
14-30 @ (1.45-0.6mm)废陶瓷粒 80-90 外加以面层骨架料重量百分比计:
有色透明釉25-30
CMC3-5
水5-6
上述面层骨架料分别经配料、混合、陈腐工艺处理，备用。
[0013]作为优选，无色透明釉的配比(按干计重量百分比)为:
锂瓷石30-50
钟长石15-30
高岭土10-20
方解粉10-20
白云石5-8
滑石3-5
玻璃粉5-10。
[0014]作为优选，有色透明釉的配比(按干计重量百分比)为: 锂瓷石30-50
钟长石15-30
高岭土10-20
方解粉10-20
白云石5-8
滑石3-5
玻璃粉5-10
根据产品的不同色泽要求按干计重量百分比，外加坯用陶瓷色料3-8。
[0015]作为优选，无色、有色透明釉分别按配比称量，均采用干法混合、球磨的工艺处理，加工成细粉，球磨细度控制为:250目(0.058mm)筛余小于1.0%。
[0016]作为优选，二次布料压制采用具有二次布料压制性能的自动液压机压制，内层骨架料与面层骨架料的布料配比(按干计重量百分比)为:
内层骨架料 85-90 面层骨架料 10-15 压制时，压力保持在12MPa以上。
[0017]作为优选，二次布料压制后的透水砖坯体在80-110°C的环境温度下干燥24_48h，在隧道窑或辊道窑内经1180-1200°C烧成，产品经检验合格后制得生态型烧结陶瓷彩色透水砖。
[0018]本发明有益效果:本发明的关键在于选用废弃的陶瓷制品及透水砖工厂在自身生产及铺设使用过程中产生的废弃品为主要原料，制成生态型烧结陶瓷彩色透水砖，实现了工业废弃物的资源化再利用，既降低了原生态资源消耗又保护了生态环境，符合当今“循环经济”产业发展政策。以1150 °C至1350 °C烧结的废弃陶瓷颗粒作为砖体的骨架结构材料，其材料本质强度高，在1180-1200°C本发明透水砖的烧成温度下再次烧成时不熔融，呈现着倶佳的骨架作用；而废陶瓷粒表面包裹着的透明釉料，在高温作用下呈玻璃相与废陶瓷粒表面形成共熔体，使砖体的各废陶瓷粒相互牢固粘结，赋予了砖体的高强度。且该玻璃相仅在废陶瓷粒表面形成，不充满骨架颗粒孔间的空隙，确保了砖体的气孔率，同时孔隙周壁形成的玻璃相，又显著降低了水在砖体内渗入与渗出时的流动阻力，提高了透水砖的透水性。本发明制成的透水砖，采用内层与面层骨架料分别布料再压制的成型工艺，仅在占砖体总厚度不足1/5的面层骨架料中加入适量低成本的坯用陶瓷色料，既丰富了透水砖的色彩变化又有效降低了生产成本。同时，面层骨架料选用较细级配的颗粒体，使得透水砖面层颗粒间的孔径整体小于内层颗粒间的孔径，在透水砖的铺设及使用过程中，该面层骨架料结构对积聚在砖体表面的大颗粒杂质产生过滤作用，避免较多大颗粒杂质渗入砖体内部造成内孔的堵塞而影响透水性能;透水砖面层材料的“细颗粒化”，使得人们行走在砖体表面时感到轻松舒适，同时砖体面层颗粒保持的粗糙度又保障了防滑效果。采用本发明生产的透水砖不但透水性强、抗压强度高，而且色彩丰富、实用耐久性好，具有透水透气、降温降噪、调节地面水循环和改善空气质量的功能，是利用工业废弃物制成、符合“循环经济”的绿色生态产品，达成了城市建筑功能化、生态化与设计个性化、人文化的相统一，是建设“海绵型城市”宜居环境新常态下优选的新材料之一，广泛适用于大型停车场、广场及城市道路、艺术景观等室外公共场所的地面铺设。
【具体实施方式】
[0019]实施例1:
一种生态型烧结陶瓷彩色透水砖，内层骨架料和面层骨架料分别以较粗和较细颗粒级配的废陶瓷粒为主要原料，分别外加以锂瓷石、钾长石、高岭土、方解粉、白云石、滑石、玻璃粉及坯用陶瓷色料等原料组成的无色和有色透明釉，内层骨架料和面层骨架料均需外加有机粘结剂CMC和水，按以下配方配料(按干计重量百分比):
内层骨架料:8-16目废陶瓷粒 58 16-30目废陶瓷粒42 无色透明釉25(外加)
CMC3.5(外加)
水6(外加)
面层骨架料:8-14目废陶瓷粒 10 14-30目废陶瓷粒90 有色透明釉30(外加)
CMC5(外加)
水6(外加)
无色透明釉:锂瓷石40
钾长石15
高岭土15
方解粉13
白云石6
滑石4
玻璃粉7
有色透明釉:在无色透明釉中外加6%的坯用锰红陶瓷色料。
[0020]二次布料配比:内层骨架料90
面层骨架料10 生产生态型烧结陶瓷彩色透水砖的方法，按以下工艺进行:
1、配料:I)选用烧结温度在1150 °C至1350 °C之间烧成的废弃陶瓷制品，采用颚式破碎方式分别加工成8-16、8-14、16-30、14-30目数的颗粒，备用；2)按无色、有色透明釉的配比分别配料，采用干法混合、球磨的工艺处理，加工成细粉，球磨细度控制为:250目筛余小于1.0%，备用;3)按内层、面层骨架料的配比分别配料，在搅拌机内混合均匀。
[0021]2、陈腐:将混合均匀的内层、面层骨架料分别置固定的密闭储料仓内，确保陈腐时间在24h以上，备用。
[0022]3、二次布料压制:按内层、面层骨架料的布料配比，采用二次布料压制性能的自动液压机压制砖坯，压制的压力为15MPa。
[0023]4、干燥:砖坯置环境温度为80 °C的烘房内干燥30h，待烧成。
[0024]5、烧成:砖坯在135m长的隧道窑内经1180 °C的温度烧成。
[0025]6、烧成出窑的产品经检验分级，制得合格的生态型烧结陶瓷玫瑰粉红色透水砖。
[0026]实施例2:
一种生态型烧结陶瓷彩色透水砖，内层骨架料和面层骨架料分别以较粗和较细颗粒级配的废陶瓷粒为主要原料，分别外加以锂瓷石、钾长石、高岭土、方解粉、白云石、滑石、玻璃粉及坯用陶瓷色料等原料组成的无色和有色透明釉，内层骨架料和面层骨架料均需外加有机粘结剂CMC和水，按以下配方配料(按干计重量百分比):
内层骨架料:8-16目废陶瓷粒 65 16-30目废陶瓷粒 35 无色透明釉23(外加)
CMC3(外加)
水5(外加)
面层骨架料、无色透明釉及二次布料配比均与实例I相同，有色透明釉是在无色透明釉中外加4%的坯用钴蓝陶瓷色料。
[0027]采用的工艺步骤同实例I，制得合格的生态型烧结陶瓷典雅蓝色透水砖。
[0028]实施例3:
一种生态型烧结陶瓷彩色透水砖，内层骨架料和面层骨架料分别以较粗和较细颗粒级配的废陶瓷粒为主要原料，分别外加以锂瓷石、钾长石、高岭土、方解粉、白云石、滑石、玻璃粉及坯用陶瓷色料等原料组成的无色和有色透明釉，内层骨架料和面层骨架料均需外加有机粘结剂CMC和水，按以下配方配料(按干计重量百分比):
内层骨架料同实例2。
[0029]面层骨架料:8-14目废陶瓷粒15
14-30目废陶瓷粒 85
有色透明釉27(外加)
CMC4(外加)
水6(外加)
无色透明釉:锂瓷石35
钟长石20
高岭土18
方解粉12
白云石5
滑石4
玻璃粉6
有色透明釉:在无色透明釉中外加5%的坯用紫色陶瓷色料。
[0030]二次布料配比:内层骨架料 85
面层骨架料 15
工艺步骤中，砖坯在135m长的辊道窑内经1200 V的温度烧成，其余同实例I，烧成出窑的产品经检验分级，制得合格的生态型烧结陶瓷粉紫色透水砖。
[0031]根据上述实例所制得合格的生态型烧结陶瓷彩色透水砖主要性能指标为:
抗压强度:>60MPa;
抗折强度:>12MPa;透水系数:>0.12cm/s。
【主权项】
1.一种生态型烧结陶瓷彩色透水砖生产方法，其特征在于采用废弃的陶瓷制品的颗粒(以下简称废陶瓷粒)为基本骨架料，以其较粗颗粒级配的为内层骨架料、较细颗粒级配的为面层骨架料，并分别外加适量的无色与有色透明釉细粉、有机粘结剂CMC、水，经配料、混合、陈腐、二次布料压制、干燥、烧成及检验工艺的生产方法制成合格的生态型烧结陶瓷彩色透水砖。2.根据权利要求1所述的一种生态型烧结陶瓷彩色透水砖生产方法，其特征在于废陶瓷粒为烧结温度在1150°C至1350°C之间烧成的日用艺术陶瓷、建筑卫生陶瓷制品、采用本生产方法制成的经检验后的不合格品中的一种或组合。3.根据权利要求1或2所述的一种生态型烧结陶瓷彩色透水砖生产方法，其特征在于内层骨架料的配比(按干计重量百分比)为: 8-16 目(2.5-1.25mm)废陶瓷粒 55-65 16-30 目(1.25-0.6mm)废陶瓷粒 35-45 外加以内层骨架料重量百分比计: 无色透明釉20-25CMC2-4水5-6 上述内层骨架料分别经配料、混合、陈腐工艺处理，备用。4.根据权利要求1或2所述的一种生态型烧结陶瓷彩色透水砖生产方法，其特征在于 面层骨架料的配比(按干计重量百分比)为: 8-14 目(2.5-1.45mm)废陶瓷粒 10-20 14-30 目(1.45-0.6mm)废陶瓷粒 80-90 外加以面层骨架料重量百分比计: 有色透明釉25-30CMC3-5水5-6 上述面层骨架料分别经配料、混合、陈腐工艺处理，备用。5.根据权利要求3所述的一种生态型烧结陶瓷彩色透水砖生产方法，其特征在于无色透明釉的配比(按干计重量百分比)为: 锂瓷石30-50 钟长石15-30 高岭土10-20 方解粉10-20 白云石5-8 滑石3-5 玻璃粉5-10。6.根据权利要求4所述的一种生态型烧结陶瓷彩色透水砖生产方法，其特征在于有色透明釉的配比(按干计重量百分比)为: 锂瓷石30-50 钟长石15-30 高岭土10-20 方解粉10-20 白云石5-8 滑石3-5 玻璃粉5-10 根据产品的不同色泽要求按干计重量百分比，外加坯用陶瓷色料3-8。7.根据权利要求1所述的一种生态型烧结陶瓷彩色透水砖生产方法，其特征在于无色、有色透明釉分别按配比称量，均采用干法混合、球磨的工艺处理，加工成细粉，球磨细度控制为:250目(0.058mm)筛余小于1.0%。8.根据权利要求1所述的一种生态型烧结陶瓷彩色透水砖生产方法，其特征在于二次布料压制采用具有二次布料压制性能的自动液压机压制，内层骨架料与面层骨架料的布料配比(按干计重量百分比)为: 内层骨架料 85-90 面层骨架料 10-15 压制时，压力保持在12MPa以上。9.根据权利要求8所述的一种生态型烧结陶瓷彩色透水砖生产方法，其特征在于二次布料压制后的透水砖坯体在80-110°C的环境温度下干燥24-48h，在隧道窑或辊道窑内经1180-1200 0C烧成，产品经检验合格后制得生态型烧结陶瓷彩色透水砖。
【文档编号】C03C8/00GK105948707SQ201610262685
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年4月26日
【发明人】翟建君, 李小庚
【申请人】宜兴友邦陶瓷有限公司