专利名称：免烧耐腐蚀面砖及其制备方法
技术领域：
本发明涉及胶凝材料领域，具体是指一种免烧耐腐蚀面砖。
背景技术：
目前市场上作耐酸地面、耐酸墙、耐酸贮槽、贮罐和排酸管及化工厂建筑 物使用的材料多是耐酸陶瓷类防腐材料。这类耐酸砖在化学工业中使用的范围 极其广泛，主要优点是耐酸能力强，具有较好的化学稳定性，还具有一定程度 的耐碱性能。但作为陶瓷材料的一种，耐酸陶瓷类防腐材料也具有很多固有的 问题，如生产耗能大，陶瓷产品都需要经过烧结，煅烧温度高；使用重油为 燃料，产生大量污染环境的废气；陶瓷制品废弃后不可降解，难以再利用，成 本高；陶瓷需要用水泥砂浆或其它材料来粘结于建筑物表面，粘结能力差，容 易脱落。因此，开发性能与耐酸类陶瓷材料相当甚至更优异，但能耗小、对环 境污染小且成本较低的新型防腐蚀材料，不仅对陶瓷行业"节能减排"具有重 要意义，而且具有广阔的应用前景。
利用工业高岭土煅烧得到偏高岭土，偏高岭土与硅酸钠溶液在常温下反应 生成架状的类沸石结构的铝硅酸盐产物；掺入部分水淬高炉矿渣，水淬高炉矿 渣与硅酸钠溶液在常温下反应生成水合铝硅酸盐凝胶产物，形成胶凝材料。这 种胶凝材料具有早期强度发展快、后期强度高、粘结能力强，耐酸及耐碱腐蚀 性能好等优点。通过压制成型，可制得免烧耐腐蚀面砖，不仅性能优异，而且 耗能小、环保、成本低，可广泛用于化工防腐蚀衬砌及涂覆、桥梁和建筑物表 面保护等方面。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耗能小，成本低，在生产过程中基本不产生对 环境有害的物质的免烧耐腐蚀面砖的制备方法。
本发明的另一目的在于提供上述方法制备的免烧耐腐蚀面砖。 本发明的机理偏高岭土与硅酸钠溶液在常温下反应生成架状的类沸石结构的铝硅酸盐产物，水淬高炉矿渣与硅酸钠溶液在常温下反应生成水合铝硅酸
盐凝胶产物，都可以形成胶凝材料。将工业高岭土在70(TC 85(TC煅烧得到 偏高岭土，采用一定模数和浓度的硅酸钠溶液与偏高岭土及水淬高炉矿渣混合 均匀，压制成型，制得强度高、耐酸碱腐蚀性能好的免烧耐腐蚀面砖。 本发明的目的可通过如下技术措施来实现
一种免烧耐腐蚀面砖的制备方法，以质量份数计，将7 10份偏高岭土和 0 3份水淬高炉矿渣搅拌混合均匀，然后加入4 6份硅酸钠溶液作为激发剂， 搅拌混合均匀；物料经入模、压制、脱模后，于温度为20土2T:、相对湿度不 低于90%的条件下养护1天，然后在5质量％~10质量％的氢氧化钠溶液浸泡 至少3天，即制得免烧耐腐蚀面砖；所述硅酸钠溶液模数为1.0 1.6，硅酸钠 溶液中氧化钠和氧化硅质量浓度之和为30% 45%。
所述硅酸钠溶液通过如下方法制备在工业水玻璃中加入氢氧化钠和水， 搅拌混合并加热至溶液清澈，制得硅酸钠溶液。
所述偏高岭土通过如下方法制备将工业高岭土在工业回转炉中于700 850。C下煅烧15 45分钟，制得偏高岭土。
所述工业回转炉为外热燃油型工业回转炉。
所述压制成型的压强控制在10MPa 40MPa之间。
所述的养护条件是相对湿度为90% 95%。
所述耐腐蚀面砖的ld抗压强度可达2(K50MPa， 28d抗压强度可达 30 80MPa, 28d抗弯强度可达6 15MPa;在pH值为1的0.025mol/L的硫酸 和浓度为0.05mol/L的盐酸混合酸溶液中浸泡28d，强度损失小于10%，质量 损失小于10%;在pH值为13的O.lmol/L氢氧化钠溶液中浸泡28d，强度损 失小于8%，质量损失小于5%。 本发明具有以下优点
(1) 本发明的免烧耐腐蚀面砖直接经压制成型制得，不需经过煅烧，耗 能小，成本低，对环境污染小，具有绿色环保性。
(2) 本发明制备的免烧耐腐蚀面砖早期强度发展快、后期强度高、耐酸 碱腐蚀性能强，ld抗压强度可达20 50MPa， 28d抗压强度可达30 80MPa; 在pH值为1的0.025mol/L硫酸与0.05mol/L盐酸混合酸溶液中浸泡28d，强度损失小于10%，质量损失小于10%;在pH值为13的0.01mol/L氢氧化钠溶 液中浸泡28d，强度损失小于8%，质量损失小于5%。
(3)本发明的免烧耐腐蚀面砖可以部分代替耐酸陶瓷类防腐材料，广泛用 于化工防腐蚀衬砌及涂覆、桥梁和建筑物表面保护等方面。
具体实施例方式
下面结合具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明，但本发明的实施方 式不限于此。 实施例l
以质量份数计，将7份于700。C下煅烧45分钟的偏高岭土 (在外热燃油 型工业回转炉中煅烧)和3份水淬高炉矿渣加入到4份配制好的模数为1.4、 浓度为40%的硅酸钠溶液中，搅拌均匀后，将搅拌好的粉料倒入钢模中，摊平 并加顶模，经压力机加压至40MPa并恒压120S，脱模后试件在20±2°C，相对 湿度为90%的条件下养护1天后，放入浓度为5%的氢氧化钠溶液中浸泡5天 即得到免烧耐腐蚀面砖。经测试，所制得的免烧耐腐蚀面砖的ld抗压强度为 24.8MPa， 28d抗压强度为37.2MPa， 28d抗弯强度可达7.0MPa。在0.025mol/L 的硫酸和浓度为O.05mol/L的盐酸混合酸溶液中浸泡28d，强度损失为7.83%, 质量损失为8.34%;在浓度为0.1mol/LNaOH碱溶液中浸泡28d，强度损失为 6.43%，质量损失为3.87%。 实施例2
以质量份数计，将7份于750。C下煅烧30分钟的偏高岭土 (在外热燃油 型工业回转炉中煅烧)和3份水淬高炉矿渣加入到5份配制好的模数为1.6、 浓度为45%的硅酸钠溶液中，搅拌均匀后，将搅拌好的粉料倒入钢模中，摊平 并加顶模，经压力机加压至30MPa并恒压120S，脱模后试件在20±2°C，相对 湿度为95%的条件下养护1天后，放入浓度为5%的氢氧化钠溶液中浸泡3天 即得到免烧耐腐蚀面砖。经测试，所制得的免烧耐腐蚀面砖的ld抗压强度为 32.4MPa， 28d抗压强度为48.3MPa， 28d抗弯强度可达7.6MPa。在0.025mol/L 的硫酸和浓度为0.05mol/L的盐酸混合酸溶液中浸泡28d，强度损失为8.15%, 质量损失为8.24%;在浓度为0.1mol/LNaOH碱溶液中浸泡28d，强度损为6.29%，质量损失为3.43%。 实施例3
以质量份数计，将8份于750。C下煅烧45分钟的偏高岭土 (在外热燃油 型工业回转炉中煅烧)和2份水淬高炉矿渣加入到5份配制好的模数为1.6、 浓度为45%的硅酸钠溶液中，搅拌均匀后，将搅拌好的粉料倒入钢模中，摊平 并加顶模，经压力机加压至30MPa并恒压120S，脱模后试件在20±2°C，相对 湿度为90%的条件下养护1天后，放入浓度为8%的氢氧化钠溶液中浸泡3天 即得到免烧耐腐蚀面砖。经测试，所制得的免烧耐腐蚀面砖的ld抗压强度为 21.2MPa， 28d抗压强度为33.0MPa, 28d抗弯强度可达6.1MPa。在0.025mol/L 的硫酸和浓度为0.05mol/L的盐酸混合酸溶液中浸泡28d，强度损失为9.71%， 质量损失为9.20%;在浓度为0.1mol/LNaOH碱溶液中浸泡28d,强度损失为 7.69%，质量损失为4.74%。 实施例4
以质量份数计，将8份于800。C下煅烧15分钟的偏高岭土 (在外热燃油 型工业回转炉中煅烧)和2份水淬高炉矿渣加入到4份配制好的模数为1.4、 浓度为35%的硅酸钠溶液中，搅拌均匀后，将搅拌好的粉料倒入钢模中，摊平 并加顶模，经压力机加压至40MPa并恒压120S，脱模后试件在20士2。C，相对 湿度为95%的条件下养护1天后，放入浓度为5%的氢氧化钠溶液中浸泡5天 即得到免烧耐腐蚀面砖。经测试，所制得的免烧耐腐蚀面砖的ld抗压强度为 32.6MPa， 28d抗压强度为51.7MPa， 28d抗弯强度可达9.4MPa。在0.025mol/L 的硫酸和浓度为0.05mol/L的盐酸混合酸溶液中浸泡28d，强度损失为6.47%， 质量损失为5.83%;在浓度为0.1mol/LNaOH碱溶液中浸泡28d，强度损失为 5.52%,质量损失3.17%。
实施例5
以质量份数计，将9份于800。C下煅烧30分钟的偏高岭土 (在内热燃油 型工业回转炉中煅烧)和1份水淬高炉矿渣加入到5份配制好的模数为1.2、 浓度为40%的硅酸钠溶液中，搅拌均匀后，将搅拌好的粉料倒入钢模中，摊平 并加顶模，经压力机加压至20MPa并恒压120S，脱模后试件在20±2°C，相对 湿度为95%的条件下养护1天后，放入浓度为10%的氢氧化钠溶液中浸泡3天即得到免烧耐腐蚀面砖。经测试，所制得的免烧耐腐蚀面砖的Id抗压强度 为29.8MPa，28d抗压强度为52.2MPa，28d抗弯强度可达9.7MPa。在0.025mol/L 的硫酸和浓度为0.05mol/L的盐酸混合酸溶液中浸泡28d，强度损失为6.02%， 质量损失为5.19%;在浓度为0.1mol/LNaOH碱溶液中浸泡28d，强度损失为 4.07%，质量损失为2.82%。 实施例6
以质量份数计，将10份于800°C下煅烧45分钟的偏高岭土 (在外热燃 气型工业回转炉中煅烧)加入到6份配制好的模数为1.0、浓度为35%的硅酸 钠溶液中，搅拌均匀后，将搅拌好的粉料倒入钢模中，摊平并加顶模，经压力 机加压至10MPa并恒压120S，脱模后试件在20士2。C，相对湿度为90%的条 件下养护1天后，放入浓度为10%的氢氧化钠溶液中浸泡3天即得到免烧耐腐 蚀面砖。经测试，所制得的免烧耐腐蚀面砖的ld抗压强度为37.6MPa， 28d 抗压强度为69.1MPa， 28d抗弯强度可达11.8MPa。在0.025mol/L的硫酸和浓 度为0.05mol/L的盐酸混合酸溶液中浸泡28d，强度损失为4.33%，质量损失 为3.76%;在浓度为0.1mol/LNaOH碱溶液中浸泡28d，强度损失为2.18%， 质量损失为1.56%。
实施例7
以质量份数计，将9份于850。C下煅烧15分钟的偏高岭土 (在外热燃煤 型工业回转炉中煅烧)和1份水淬高炉矿渣加入到5份配制好的模数为1.2、 浓度为35%的硅酸钠溶液中，搅拌均匀后，将搅拌好的粉料倒入钢模中，摊平 并加顶模，经压力机加压至20MPa并恒压120S，脱模后试件在20±2°C，相对 湿度为95%的条件下养护1天后，放入浓度为8%的氢氧化钠溶液中浸泡5天 即得到免烧耐腐蚀面砖。经测试，所制得的免烧耐腐蚀面砖的ld抗压强度为 49.7MPa，28d抗压强度为78.9MPa，28d抗弯强度可达15.0 MPa。在0.025mol/L 的硫酸和浓度为0.05mol/L的盐酸混合酸溶液中浸泡28d，强度损失为1.89%， 质量损失为0.93%;在浓度为0.1mol/LNaOH碱溶液中浸泡28d，强度损失为 1.70%，质量损失为0.74%。 实施例8
以质量份数计，将10份于850°C下煅烧30分钟的偏高岭土 (在外热燃油型工业回转炉中煅烧)加入到6份配制好的模数为1.0、浓度为40%的硅酸 钠溶液中，搅拌均匀后，将搅拌好的粉料倒入钢模中，摊平并加顶模，经压力 机加压至10MPa并恒压120S，脱模后试件在20i2。C，相对湿度为90%的条 件下养护1天后，放入浓度为8%的氢氧化钠溶液中浸泡5天即得到免烧耐腐 蚀面砖。经测试，所制得的免烧耐腐蚀面砖的ld抗压强度为42.0MPa， 28d 抗压强度为74.3MPa， 28d抗弯强度可达13.1 MPa。在0.025mol/L的硫酸和 浓度为0.05mol/L的盐酸混合酸溶液中浸泡28d，强度损失为3.07%,质量损 失为2.18%;在浓度为0.1mol/LNaOH碱溶液中浸泡28d,强度损失为2.27%， 质量损失为0.90%。
权利要求
1、一种免烧耐腐蚀面砖的制备方法，其特征在于以质量份数计，将7～10份偏高岭土和0～3份水淬高炉矿渣搅拌混合均匀，然后加入4～6份硅酸钠溶液作为激发剂，搅拌混合均匀；物料经入模、压制、脱模后，于温度为20±2℃、相对湿度不低于90％的条件下养护1天，然后在5质量％～10质量％的氢氧化钠溶液浸泡至少3天，即制得免烧耐腐蚀面砖；所述硅酸钠溶液模数为1.0～1.6，硅酸钠溶液中氧化钠和氧化硅质量浓度之和为30％～45％。
2、 根据权利要求1所述的免烧耐腐蚀面砖制备方法，其特征在于所述 硅酸钠溶液通过如下方法制备在工业水玻璃中加入氢氧化钠和水，搅拌混合 并加热至溶液清澈，制得硅酸钠溶液。
3、 根据权利要求1所述的免烧耐腐蚀面砖制备方法，其特征在于所述 偏高岭土通过如下方法制备将工业高岭土在工业回转炉中于700 85(TC下 煅烧15 45分钟，制得偏高岭土。
4、 根据权利要求3所述的免烧耐腐蚀面砖制备方法，其特征在于所述 工业回转炉为外热燃油型工业回转炉。
5、 根据权利要求1所述的免烧耐腐蚀面砖制备方法，其特征在于所述压制成型的压强控制在10MPa 40MPa之间。
6、 根据权利要求1所述的免烧耐腐蚀面砖制备方法，其特征在于所述的养护条件是相对湿度为90% 95%。
7、 权利要求1 6任一项所述的方法制备的免烧耐腐蚀面砖。
8、 根据权利要求1所述的免烧耐腐蚀面砖，其特征在于；所述面砖的ld 抗压强度为20~50MPa， 28d抗压强度为30 80MPa， 28d抗弯强度为6-15MPa; 在pH值为1的0.025mol/L的硫酸和浓度为0.05mol/L的盐酸混合酸溶液中浸 泡28d，强度损失小于10%，质量损失小于10%;在pH值为13的0.1mol/L 氢氧化钠溶液中浸泡28d，强度损失小于8%，质量损失小于5%。
全文摘要
本发明涉及免烧耐腐蚀面砖及其制备方法。其制备方法是，以质量份数计，将7～10份偏高岭土和0～3份水淬高炉矿渣搅拌混合均匀，然后加入4～6份硅酸钠溶液作为激发剂，搅拌混合均匀；物料经入模、压制、脱模及养护，即制得免烧耐腐蚀面砖。制得的面砖1d抗压强度可达20～50MPa，在pH值为1的0.025mol/L硫酸与0.05mol/L盐酸混合酸溶液中浸泡28d，强度损失小于10％，质量损失小于10％。该面砖是利用硅酸钠溶液激发偏高岭土和水淬高炉矿渣于常温下压制成型制得，不需经过煅烧，能耗小，对环境污染小，具有绿色环保性，粘结能力强，能耐受绝大多数酸碱的腐蚀，使用方便，耐久性优异。
文档编号C04B40/00GK101314539SQ20081002860
公开日2008年12月3日 申请日期2008年6月6日 优先权日2008年6月6日
发明者俊 任, 徐小彬, 徐海军, 文梓芸, 杨建军, 殷素红, 钟开红 申请人:华南理工大学;广州市建筑科学研究院