[发明专利]一种高强轻质隔热耐火砖及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种高强轻质隔热耐火砖及其制备方法。

背景技术

世界范围内能源紧缺，各种热工设备是工业生产中的重要设施，也是能源消耗大户，因此，各种热工设备的耐火层及隔热层要求保温、耐火、隔热，是热工设备长期安全使用、节能降耗获得更大经济效益的保证。

目前，轻质隔热耐火砖是一种气孔率高、体积密度小、导热系数及热容量低，并具有一定耐压强度的保温耐火材料。工业窑炉砌体蓄热损失和炉体表面散热损失，一般约占燃料消耗的24-45％，用轻质耐火保温砖作炉体结构的材料，不仅可节能降耗、减轻炉体自重，简化窑炉结构，降低工作环境温度并改善劳动条件。且由于蓄热量的降低，可实现窑炉的快速升温和冷却，提高了窑炉的生产效率。

专利号为2004100238529的专利公开了一种建筑行业用于砌墙体的轻质微发泡砌砖，由砂子、石灰、粘土、水泥、白水泥和发泡剂等按一定比例混合，发泡后予定型、切坯、定型而制成。所用的发泡剂为铝粉和水，由于增添了发泡剂，发泡剂产生的微小气泡均匀地分布在砌砖中。该砖具有重量轻、强度高，吸水性好，隔音效果好等特点，但该砖为一般建筑用砖，不能用作耐火材料。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种轻质、耐压强度高、导热系数低、线变化率低、生产成本低的高强轻质隔热耐火砖及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种高强轻质隔热耐火砖，包括如下重量配比的组分：高铝熟料60-80份、粉煤灰30-40份、粘土熟料20-30份、硅藻土10-30份、刚玉莫来石粉10-20份、漂珠5-15份、硅石粉3-8份、陶粒5-10份、红柱石粉2-8份、纳米无机氧化物5-10份、玻化微珠8-15份、结合剂3-8份、发泡剂2-6份、减水剂1-5份和水100-120份。

优选的，所述高铝熟料70份、粉煤灰35份、粘土熟料25份、硅藻土20份、刚玉莫来石粉15份、漂珠10份、硅石粉5.5份、陶粒7.5份、红柱石粉5份、纳米无机氧化物7.5份、玻化微珠12份、结合剂5.5份、发泡剂4份、减水剂3份和水110份。

优选的，所述结合剂选自膨润土、粘土、铝溶胶、硼酸中的一种或两种以上。

优选的，所述发泡剂为十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠或仲烷基磺酸钠。

优选的，所述减水剂为三聚磷酸钠。

一种高强轻质隔热耐火砖的制备方法，包括以下步骤：

（1）按照配比称取高铝熟料、粉煤灰、粘土熟料、硅藻土、刚玉莫来石粉、漂珠、硅石粉、陶粒、红柱石粉、纳米无机氧化物和玻化微珠，粉碎成200-300目的细粉，得到混合粉料A；

（2）将混合料A加入水中，并加入结合剂、减水剂，混合均匀得到浆料B；

（3）称取发泡剂，将发泡剂与水按1:10-15的比例混合，发泡，得到泡沫C；

（4）将步骤（2）得到的浆料B与步骤（3）得到的泡沫C混合均匀，然后注入模具中浇注成砖坯，将砖坯干燥，然后装入高温炉，烧成，即得高强轻质隔热耐火砖。

优选的，所述步骤（2）中混合均匀条件：以300-400r/min的转速搅拌20-30min。

优选的，所述步骤（4）中砖坯干燥分两段进行，第一段为低温干燥，干燥温度20-30℃，干燥20-30h；第二段为高温干燥，干燥温度为100-120℃，干燥时间18-24h，干燥后砖坯水分质量含量控制在3-5%。

优选的，述步骤（4）中高温烧成条件：于1300-1400℃高温下保温3-5h。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：本发明的高强轻质隔热耐火砖具有轻质、耐压强度高、导热系数低、线变化率低、耐火性能好、生产成本低等特点，具体情况如下：

（1）本发明的高强轻质隔热耐火砖，以高铝熟料、粉煤灰、粘土熟料、硅藻土、刚玉莫来石粉、漂珠、硅石粉、陶粒、红柱石粉、纳米无机氧化物和玻化微珠为主要成分，通过加入结合剂、减水剂、发泡剂等辅助成分，辅以混合、发泡、高温烧成等工艺，使得制备的高强轻质隔热耐火砖环保无危害、性能稳定强度高，保温隔热、防火性能好，且生产成本低，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景；

（2）本发明的高强轻质隔热耐火砖，大量利用高铝熟料、粉煤灰、粘土熟料、漂珠等副产品，实现了高铝熟料、粉煤灰、粘土熟料、漂珠的有效利用，使得制得产品产品具有耐压强度高、导热系数低、高温重烧线变化率低等优点，产品性能优于同类产品，达到了相关产品的国家标准；