一种粘土泡沫玻璃砖及其制备方法和应用与流程

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种粘土泡沫玻璃砖及其制备方法和应用。

背景技术：

煤矸石是一类采煤和选煤过程中产生的固体废弃物，据统计中国煤矸石累计存放量达到了50亿吨。大量的煤矸石占据土地、拥塞河道，造成了极大的污染，因而对煤矸石的综合利用是一个迫切需要解决的问题。煤矸石的利用途径很多，而大规模和低成本利用途径是用来烧结粘土砖。粘土砖的烧制温度大概在900℃左右，这个温度也是泡沫玻璃大致发泡温度。泡沫玻璃制备方法很多，大多采用废玻璃添加化工原料进行制备，采用单一废玻璃作为原料在880℃制备出的气孔尺寸分布很窄、孔型规整的泡沫玻璃，与粘土烧结砖相比，泡沫玻璃具有较低导热系数和体积密度，但是强度不高，同时其复杂制备工艺造成的价格昂贵导致泡沫玻璃实际推广较为困难，因而如何充分利用粘土烧结砖高强度和泡沫玻璃低导热系数，将两者结合起来是一个亟待解决的问题。

泡沫玻璃和烧结制品结合的一个典型实验案例就是专利cn105315013a，该专利通过高温时泡沫玻璃粉料发泡“接触”并粘结陶瓷板实现“结合”，制备了泡沫玻璃复合陶瓷板子材料。比较前沿的一类是采用陶瓷幕墙板子坯体和泡沫陶瓷坯体同时烧结和发泡制备“复合材料”，实现了陶瓷幕墙和泡沫陶瓷“结合”。利用泡沫玻璃填充建筑用空心砖多孔部位形成二者复合似乎是一个可行的方案，但是工艺复杂。从微观结构来看，粘土烧结砖内部含有大量尺寸较大气孔，因而利用这些气孔填充泡沫玻璃实现二者结合，无疑是一个制备复合材料的较佳方案，相关研究目前还未见报道。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种粘土泡沫玻璃砖及其制备方法和应用，该制备方法工艺简单，原料易得，成本低，可实现大规模生产，同时解决了煤矸石和废玻璃固体废弃物污染环境的问题；制得的粘土泡沫玻璃砖具有较高的强度和气孔率、良好的导热系数。

本发明是通过以下技术方案来实现：

本发明公开了一种粘土泡沫玻璃砖的方法，分为以下步骤：

1)原料处理：将质量百分比为(65～75)％：(25～35)％的煤矸石和废玻璃分别进行破碎、过筛后得到煤矸石颗粒和废玻璃颗粒待用；

2)坯体制备：向废玻璃颗粒中加入1％废玻璃颗粒质量的sic粉末进行混料，然后加入质量浓度为5％的pvb水溶液，pvb水溶液质量为煤矸石颗粒和废玻璃颗粒总质量的8％，搅拌均匀后过筛进行造粒，干燥后加入煤矸石颗粒和水，水的质量为煤矸石颗粒和废玻璃颗粒总质量的5％，充分搅拌均匀，然后采用挤出机进行成型，干燥后得到坯体；

3)将坯体进行烧结，制得粘土泡沫玻璃砖。

优选地，所用煤矸石的矿物成分包括高岭石、石英和煤。

优选地，过筛的目数为100目。

优选地，干燥的时间为24h。

优选地，烧结的烧成时间为60min。

优选地，烧结的烧成温度为850～950℃。

本发明公开了采用上述粘土泡沫玻璃砖的制备方法所制备的粘土泡沫玻璃砖，体积密度0.78～0.96g·cm^-3，抗压强度11.56-26.22mpa，导热系数为0.06322～0.09561w/m·k。

本发明公开了上述粘土泡沫玻璃砖作为建筑材料的应用。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明的粘土泡沫玻璃砖的方法，采用煤矸石和废玻璃为原材料，经破碎后，过筛得到合适的粒度大小，加入适量的pvb树脂粉末和水，经充分搅拌均匀后再经成型、干燥、烧结，制得粘土泡沫玻璃砖。该方法工艺简单、适合大规模生产，原料采用煤矸石和废玻璃固体废弃物，在获得低成本原材料的同时，又解决了污染环境的问题。

由上述方法制得的粘土泡沫玻璃砖，由于pvb树脂粉末起到了造粒的作用，粘土成分的气孔率较高，气孔中填充有玻璃粉粒，因而在具有优异强度的前提下，还具有良好的导热系数。

将制得的粘土泡沫玻璃砖作为建筑材料，兼具有良好的强度和导热系数。

附图说明

图1是本发明实施例5制得的粘土泡沫玻璃砖的实物图。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

实施例所采用的煤矸石取自吕梁地区，主要成分为高岭石和石英及一定量煤，为典型粘土成份，热值为750kj/kg。

本发明公开的一种粘土泡沫玻璃砖的制备方法：

实施例5

1)将质量百分比为70％：30％的煤矸石和废玻璃分别进行破碎，过100目筛；

2)将过筛后的废玻璃颗粒加入废玻璃颗粒质量1％的sic粉，混料结束后加入质量浓度为5％的pvb水溶液，pvb水溶液质量为煤矸石颗粒和废玻璃颗粒总质量的8％，干燥后加入煤矸石颗粒和水，水的质量为煤矸石颗粒和废玻璃颗粒总质量的5％，进行搅拌混料，充分搅拌均匀后采用挤出机进行成型，干燥24h后得到坯体；

3)坯体放入粘土砖烧结隧道窑进行烧结，烧结温度900℃，烧结60min，得到粘土泡沫玻璃砖。

测得制得的粘土泡沫玻璃砖的体积密度为0.85g.cm^-3，导热系数为0.08524w/(m·k)，抗压强度为20.18mpa。

在其余条件不变的情况，改变煤矸石和玻璃粉的质量百分比、烧成温度参数所进行的实施例1～4、6～9如表1所示，制得的粘土泡沫玻璃砖的体积密度、抗压强度和导热系数如表1所示。

表1

如图1，是本发明实施例5制得的粘土泡沫玻璃砖的实物图，由图可看出，制得的粘土泡沫玻璃砖外观致密，测得体积密度为0.85g.cm^-3，导热系数为0.08524w/(m·k)，抗压强度为20.18mpa，满足建筑材料的要求。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种粘土泡沫玻璃砖及其制备方法和应用，属于建筑材料技术领域。该制备方法采用煤矸石和废玻璃为原材料，经破碎后，过筛得到合适的粒度大小，加入适量的PVB树脂粉末和水，经充分搅拌均匀后再经成型、干燥、烧结，制得粘土泡沫玻璃砖。该方法工艺简单、适合大规模生产，原料采用煤矸石和废玻璃固体废弃物，在获得低成本原材料的同时，又解决了污染环境的问题。由上述方法制得的粘土泡沫玻璃砖，由于PVB树脂粉末起到了造粒的作用，粘土成分的气孔率较高，气孔中填充有玻璃粉粒，因而在具有优异强度的前提下，还具有良好的导热系数。将制得的粘土泡沫玻璃砖作为建筑材料，兼具有良好的强度和导热系数。

技术研发人员：白建光;何天颖;张阳;陈平;黄传卿;柴德亮
受保护的技术使用者：陕西科技大学
技术研发日：2019.07.19
技术公布日：2019.10.15