本发明属于耐火材料领域，具体的说，涉及了一种粘土格子砖及其制备方法。
背景技术：
粘土格子砖为特异性产品，根据两面形状可分为平面砖和凸面砖，传统工艺生产粘土格子砖时，通常需要大量的人力物力，自动化水平不高、生产效率低。而运用自动化制砖机生产粘土格子砖时，对粘土格子砖各原料的配比有特殊的要求。其中，在运用自动化制砖机并采用传统工艺的原料配比及压力进行压制粘土格子砖的凸面砖时，由于格子砖上下表面受力不均，压制的产品密度不一，产品会出现麻面、凸凹不均等现象，严重影响外观，另外由于经常存在边角麻面，装窑时压坏也较多，合格率也较低。
为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种具有较高的基体性能一致性和较低的显气孔率且使用寿命长、能适合自动化生产的粘土格子砖及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种粘土格子砖，包括主料和粘结剂，所述主料包括下述质量百分数的原料：粒径为1.0 mm～2.0 mm的粘土熟料大颗粒38%～42%、粘土熟料小颗粒23%～28%、粘土微粉32%～38%；其中，所述粘土微粉由质量比为1：（1～3）的粘土熟料微粉和软质粘土微粉组成；所述粘结剂的质量占所述主料质量的2.0%～4.5%；所述粘主料的体积密度均大于2.50 g/cm3。
基于上述，所述主料的Al2O3的质量百分数均为42%～46%、Fe2O3的质量百分数均小于2.0%。
基于上述，所述粘结剂为木质素磺酸钙水溶液，所述木质素磺酸钙水溶液密度为1.14 g/mL～1.17 g/mL。
基于上述，所述粘土熟料小颗粒粒径为0.5 mm～1.0 mm。
基于上述，所述粘土微粉粒径小于0.088 mm。
其中，所述粘土熟料大颗粒、粘土熟料小颗粒和粘土熟料微粉是指粘土经过高温煅烧后粉碎成一定颗粒的物料。所述软质粘土是一种具有可塑性的耐火粘土，其组成矿物主要是高岭石、多水高岭石、水云母等且一般含Al2O3在20%～30%，SiO2在≥42%～73%，耐火度为1580～1670℃。在制造粘土格子砖时，使用木质素磺酸钙做分散剂和粘合剂，能显著改善操作性能，并有减水、增强、防止龟裂等良好效果。
本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，
本发明通过缩小粘土熟料大颗粒的粒经，减小了临界粒度和增加粘土熟料小颗粒和粘土微粉的质量百分数，使得所述粘土格子砖的原料组合适合自动制砖机对原料的要求，从而实现了自动化生产；另一方面，所述粘土熟料大颗粒在为粘土格子砖提供了牢固的骨架结构的同时，使其在烧结过程中不易产生变形。同时，本发明将不同粒度的粘土熟料大颗粒、粘土熟料小颗粒和粘土熟料微粉、软质粘土微粉与木质素磺酸钙水溶液进行混合，使得制备的砖坯各个部位成分配比搭配一致，保证了煅烧所得的粘土格子砖各部位性能的一致性；更进一步讲，本发明分别利用粘土熟料、软质粘土的耐烧特性和易成型性，使得制备的粘土格子砖具有较高的基体性能一致性和较低的显气孔率且使用寿命长；且该方法采用的原料易得、成分搭配合理，制备步骤简单。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供一种粘土格子砖，一种粘土格子砖，它包括主料和粘结剂，所述粘结剂的质量为所述主料质量的3.5%。所述主料包括下述质量百分数的原料：粘土熟料大颗粒40%、粘土熟料小颗粒25%、粘土微粉35%。其中，所述粘土微粉由质量比为1：2.5的粘土熟料微粉和软质粘土微粉组成；所述粘结剂为木质素磺酸钙水溶液，其密度为1.14 g/mL。所述粘土熟料大颗粒粒径为1.0 mm～2.0 mm；所述粘土熟料小颗粒粒径为0.5 mm～1.0 mm；所述粘土微粉粒径小于0.088 mm。
本实施例还提供一种制备上述粘土格子砖的方法，其步骤包括：按照上述质量份的原料，将粘土熟料大颗粒、粘土熟料小颗粒、粘土微粉、粘结剂进行混合得到混合坯料；所述混合坯料分别在10 MPa和12 MPa的压力下压制成型制得凸面粘土格子砖坯体和平面粘土格子砖坯体，所述凸面粘土格子砖坯体和平面粘土格子砖坯体经干燥、烧结后分别制得凸面粘土格子砖和平面粘土格子砖。
经统计及检测，本实施例制得的两种类型粘土格子砖烧成合格率达95%以上，其性能和外表检测结果如表1所示：
表1、实施例1两种类型粘土格子砖性能和外表检测结果
从表中可以看出，平面粘土格子砖的中间片状显气孔率为18.6%、体积密度为2.34 g/cm3；平面粘土格子砖的角处显气孔率为19.6%；体积密度为2.27 g/cm3；而凸面粘土格子砖的中间片状显气孔率为19.7%、体积密度为2.32 g/cm3；凸面粘土格子砖的角处显气孔率为21.3%；体积密度为2.23 g/cm3；而根据现有粘土格子砖的行业标准要求，粘土格子砖压制坯体要求外观致密光洁，显气孔率小于22%；由此可见，本实施例中所述的粘土格子砖具有较低的显气孔率和较高的基体性能一致性，且外观致密光洁。
对比试验组一
本对比实验组提供一种粘土格子砖，它包括主料和粘结剂，所述粘结剂的质量为所述主料质量的3.5%。所述主料包括下述质量百分数的原料：粘土熟料大颗粒40%、粘土熟料小颗粒10%、粘土微粉50%。其中，所述粘土微粉由质量比为1：1的粘土熟料微粉和软质粘土组成；所述粘结剂为木质素磺酸钙水溶液，其密度为1.14 g/mL。所述粘土熟料大颗粒粒径为1.0 mm～2.0 mm；所述粘土熟料小颗粒粒径为0.5 mm～1.0 mm；所述粘土微粉粒径小于0.088 mm。
本实施例提供的所述粘土格子砖的制备方法与实施例1中的制备方法相同。
经统计及检测，本实施例制得的两种类型粘土格子砖烧成合格率达90%以上，其性能和外表检测结果如表2所示：
表2、对比实验组一两种类型粘土格子砖性能和外表检测结果
从表中可以看出，平面粘土格子砖的中间片状显气孔率为17.2%、体积密度为2.38 g/cm3；平面粘土格子砖的角处显气孔率为19.1%；体积密度为2.31 g/cm3；而凸面粘土格子砖的中间片状显气孔率为18.1%、体积密度为2.35 g/cm3；凸面粘土格子砖的角处显气孔率为20.2%；体积密度为2.26 g/cm3；而根据现有粘土格子砖的行业标准要求，粘土格子砖压制坯体要求外观致密光洁，显气孔率小于22%；由此可见，本实施例中所述的粘土格子砖具有较低的显气孔率和较高的基体性能一致性，且外观致密光洁。
对比试验组二
本对比实验组提供一种粘土格子砖，它包括主料和粘结剂，所述粘结剂的质量为所述主料质量的3.5%。所述主料包括下述质量百分数的原料：粘土熟料大颗粒42%、粘土熟料小颗粒10%、粘土微粉50%。其中，所述粘土微粉由质量比为1：1的粘土熟料微粉和软质粘土组成；所述粘结剂为木质素磺酸钙水溶液，其密度为1.14 g/mL。所述粘土熟料大颗粒粒径为1.0 mm～3.2 mm；所述粘土熟料小颗粒粒径为0.5 mm～1.0 mm；所述粘土微粉粒径小于0.088 mm。
本对比实验组提供的一种所述粘土格子砖的制备方法同实施例1中的制备方法。
经统计及检测，本实施例制得的两种类型粘土格子砖烧成合格率为88%，其性能和外表检测结果如表3所示：
表3、对比试验组两种类型粘土格子砖性能和外表检测结果
从表中可以看出，对比实验组制得的粘土格子砖的中间片状显气孔率为18.2%、体积密度为2.30 g/cm3；平面粘土格子砖的角处显气孔率为19.8%；体积密度为2.22 g/cm3；而凸面粘土格子砖的中间片状显气孔率为19.1%、体积密度为2.25 g/cm3；凸面粘土格子砖的角处显气孔率为20.5%；体积密度为2.17 g/cm3；两种类型的粘土的边角处均为麻面。
以上实施例结果表明：通过调整粘土格子砖原料颗粒的规格制得的平面粘土格子砖显气孔率为18.6%～19.7%，体积密度为2.34 g/cm3～2.32 g/cm3；制得的平面粘土格子砖显气孔率为19.6%～21.3%，体积密度2.27 g/cm3～2.23 g/cm3，烧成合格率由88%提高到95%以上。制备的粘土格子砖具有较高的基体性能一致性和较低的显气孔率，从而实现了全自动生产粘土格子砖。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。