[发明专利]一种具有吸音和植物栽培功能的陶瓷材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及陶瓷材料的制备领域，具体是一种具有吸音和植物栽培功能的陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

随着城镇化建设的加快，城市噪声与空气污染日趋严峻，热岛效应日益明显，为缓解热岛效应、绿化城市环境、提高城市泄洪能力、降低建筑能耗，对屋顶、墙体、天台及公路两侧等地方的绿化、降噪、隔热需求越来越强烈。

现有的绿化技术采用槽式床，即以砖块、木方或硬质塑料边框等砌成槽，在槽内铺以防护层或固定框、排水层、滤水层、保水层或保水剂以及土壤或土壤替代物（栽培基）等，如专利“自然生态式屋顶绿化技术”（CN101131027A）、“屋顶绿化长效轻型基质配方”（CN1460408A）、“屋顶绿化系统”（CN 101368431A）、“一种楼顶无土绿化的方法”（CN1143612C）、“屋顶绿化的生产方法”（CN1614176A）、“栽培用无纺布毯及其在草坪毯生产和屋顶绿化施工的方法”（CN1371596A）、“屋顶绿化栽植池”(CN2737143Y)、“模块式多功能屋顶绿化装置”（CN101297628A）等，但这些技术所需材料种类多，施工复杂，苗床的设置与更换困难，需要单独的防护层、排水层、滤水层、保水层及栽培基等，缺乏美观性，且栽培基通常是通过保护层的机械式固定，结合不牢，容易被洪水冲走或流失而导致下水道堵塞。另外，栽培基若采用椰纤、稻壳、锯末等轻质有机质，其强度低、植物固着力弱，且不耐高温，容易引起火灾。

此外，现有的吸音技术采用植物纤维、复合板材及多层多结构多组份材料，如“植物纤维液体发泡包装材料的制备方法”（CN100346032C）、“一种吸音建筑材料的制作方法”(CN101497207B)、“绿色吸音墙体建筑物”（CN2495713Y）、“无砂混凝土边坡绿化砖”（CN201891122U）、“一种利用工业固体废弃物制取超细无机纤维的方法”（CN100584791C）、“生物活性外墙及屋面装饰材料”（CN 1198498A）、“可以吸收车辆冲击的组装式生态隔音壁”（CN101260654B）等，它们均不能直接进行植物栽培，需借助于栽培基等，结构复杂，施工困难（施工成本高），吸音性能差，且也不耐高温。

因此，开发一种吸音性能优良，直接植物栽培效果好（无需借助于外加栽培基），强度高，结构简单，施工容易的耐高温陶瓷材料具有重要的社会意义和经济价值。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术中存在的不足，提供一种吸音性能优良，直接植物栽培效果好（无需借助于外加栽培基），强度高，结构简单，施工容易的耐高温陶瓷材料，直接应用于屋顶、墙体、天台、公路两侧等地方的植物栽培及降噪、隔热。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种具有吸音和植物栽培功能的陶瓷材料，所述材料的显气孔率为47~93%，孔径分布5~830μm，吸水率43~305%，容重0.39~1.27g/cm³，抗压强度1.8~15.9MPa，耐火度大于1000℃，平均吸音系数0.31~0.92。

本发明陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）按质量份数计，称取粘土0～45份、石英0～22份、石灰石0～25份、长石0～12份、城市污泥0～90份、疏浚泥0～90份、陶瓷废料0～90份、建筑废弃物0～90份、矿渣0～80份和煤渣0～80份为主要原料，再称取粘结剂0～7份、分散剂0～6份、胶凝剂0～15份和发泡剂0～80份为辅料；将上述主要原料和辅料混合、球磨或搅拌5～3000min，制得均匀粉料；

（2）将上述粉料成型，在50～150℃下干燥1~72h后备用；

（3）将上述干燥成型体在800~1350℃下烧制3~360min，即可制得具有吸音和植物栽培功能的陶瓷材料。

所述粘结剂为聚乙烯醇或羧甲基纤维素钠或两者的混合物。

所述分散剂为柠檬酸铵、三聚磷酸钠、木质素磺酸钠和水玻璃中的任意一种或以上；

所述胶凝剂为明胶、海藻酸钠、魔芋粉和黄原胶中的任意一种或以上；

所述发泡剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、炭粉和淀粉中的任意一种或以上；

所述球磨为干法球磨或湿法球磨；所述搅拌为干法搅拌或湿法搅拌；所述湿法球磨或湿法搅拌的加水量为10～85份。

所述成型为注浆成型、注模成型或0.1～400MPa的粉压成型。

所述步骤（2）中的干燥为真空干燥或气氛干燥；所述气氛为氮气或空气。

所述步骤（3）中的烧制为微波或气氛烧制；所述气氛为氮气或空气。