阅读说明：本技术 一种环保多孔陶瓷砖及其制备方法 (Environment-friendly porous ceramic tile and preparation method thereof ) 是由 朱义奎 于 2020-06-03 设计创作，主要内容包括：一种环保多孔陶瓷砖及其制备方法,属于废弃物处理及建筑材料技术领域。用于制备该多孔陶瓷砖所用的原料及其质量份数为：湖泊淤泥35～45份,河蚌壳30～40份,植物落叶15～30份。具体制备方法是先将湖泊淤泥和植物落叶按照一定配比混合,搅拌均匀,得到淤泥混合物,接着将河蚌壳破碎、球磨成粉后,按照一定配比,称量河蚌壳粉,加入淤泥浆料中,搅拌均匀,得到混合浆料,然后在室温条件下密封陈化12小时,放入制砖模具中压制成型,得到生砖胚。将生砖胚置于窑炉中,预热一段时间后,按照一定的温度制度进行烧结,接着随炉空冷至室温,得到表观密度为0.52～0.64g/cm<Sup>3</Sup>、气孔率为66.0～78.4％、抗压强度为7.8～10.5MPa的多孔陶瓷砖,实现了湖泊淤泥、河蚌壳和植物落叶等废弃物的再利用,减轻了环境污染,降低了建筑材料的生产成本。(An environment-friendly porous ceramic tile and a preparation method thereof belong to the technical field of waste treatment and building materials. The raw materials for preparing the porous ceramic tile and the parts by weight thereof are as follows: 35-45 parts of lake sludge, 30-40 parts of mussel shells and 15-30 parts of plant fallen leaves. The specific preparation method comprises the steps of firstly mixing lake silt and plant fallen leaves according to a certain proportion, uniformly stirring to obtain a silt mixture, then crushing and ball-milling the clam shells into powder, weighing the clam shell powder according to a certain proportion, and addingAdding the mixture into the sludge slurry, uniformly stirring to obtain mixed slurry, sealing and aging for 12 hours at room temperature, and putting the mixed slurry into a brick making mold for compression molding to obtain a green brick blank. Placing the green brick blank in a kiln, preheating for a period of time, sintering according to a certain temperature system, and then air-cooling to room temperature along with the kiln to obtain the green brick with the apparent density of 0.52-0.64 g/cm 3 The porous ceramic tile with the porosity of 66.0-78.4% and the compressive strength of 7.8-10.5 MPa realizes the reutilization of wastes such as lake sludge, clam shells, plant fallen leaves and the like, reduces the environmental pollution and reduces the production cost of building materials.)

一种环保多孔陶瓷砖及其制备方法

技术领域

本发明属于废弃物处理及建筑材料技术领域，特别涉及一种环保多孔陶瓷砖及其制备方法。

背景技术

我国长江中下游地区淡水湖群众多，湖底天然软土在水中长期自然沉积，加上水草大量繁殖和腐烂，并在微生物的化学作用下分解产生含水量超高的淤泥质泥浆，淤泥里的有机物在缺氧条件下分解而呈酸性，抑制鱼类的生长，而且湖底的淤泥一旦积累到一定程度，将造成有机物耗氧过多，使下层水长期处于缺氧状态，从而在夏秋季节造成鱼类缺氧甚至死亡，因此在冬季或春季，人们常用挖掘机清淤，被挖出的大量淤泥对周围环境造成严重污染，如何尽快处理成为农林业亟待解决的问题。

多孔陶瓷砖因为其独特的多孔结构而使体积密度小、比表面积高、热导率低，而且还具有耐酸、耐碱、承受高温和高压、且不会造成二次污染的特性，因此是一种绿色环保的功能材料，在节能环保、工业冶炼、化学生物、食品制药等领域均获得了广泛的应用，如果能利用淤泥制备多孔陶瓷砖，将大大节约建筑材料的制造成本。

发明内容

本发明提供一种环保多孔陶瓷砖及其制备方法，以淤泥废弃物为主要原料，辅以废弃河蚌壳和树叶，经过粉碎、称量、混合、搅拌、陈化、压制成型、预热、烧结、冷却等过程，制备出表观密度为0.52～0.64g/cm³，气孔率为66.0～78.4％，抗压强度为7.8～10.5MPa的多孔陶瓷砖，实现废弃物的有益利用，解决废弃物污染问题，减少了环境污染，具有很好的社会效益和经济效益。

为了实现上述目的，本发明技术采取如下的技术方案：

本发明的一种环保多孔陶瓷砖，所用的原料及其质量份数为：湖泊淤泥35～45份，河蚌壳30～40份，植物落叶15～30份。

所述的湖泊淤泥，为清淤后堆在湖泊岸边的半湿淤泥，含水质量百分比为40～60％。

作为优选，所述的湖泊淤泥在80℃烘干后，干淤泥所含的组分及其质量份数为：二氧化硅20～35份，氧化铝15～20份，五氧化二磷6～12份，氧化钙10～12份、氧化铁5～8份，氧化镁0～3份，氧化钾5～8份，氧化钠3～5份，有机物20～28份。

所述的河蚌壳所含的成分及其质量份数为：碳酸钙95份，氨基酸等有机物5份。

作为优选，所述的植物落叶包括柳树叶、杨树叶及甜桦树叶的一种或几种半干树叶，含水质量百分比为45～65％。

本发明的环保多孔陶瓷砖，其表观密度为0.52～0.64g/cm³，气孔率为66～78％，抗压强度为7.8～10.5MPa。

本发明的一种环保多孔陶瓷砖，包括以下制备步骤：

(1)按照配比，称量湖泊淤泥和植物落叶，将其混合后，用砂浆搅拌器搅拌均匀，得到淤泥浆料A；

(2)采用破碎机将废弃的河蚌壳捣碎成小碎片，然后球磨、过80目筛，得到河蚌壳粉；

(3)按照配比，称量河蚌壳粉，加入淤泥浆料A中，进行搅拌，待搅拌均匀后，得到混合浆料B，在室温条件下密封陈化12小时；

(4)将陈化后的混合浆料B倒入制砖模具中压制成型，得到生砖胚；

(5)将生砖胚置于窑炉中，预热一段时间后，进行烧结，随后随炉空冷至室温，得到多孔陶瓷砖。

所述的步骤(5)中，预热工序是以5℃/分钟的升温速率，升温到120～135℃，然后保温5～8小时。

所述的步骤(5)中，烧结工序是对窑炉设置两个烧结过程，第一个烧结过程是以3℃/分钟的速率升温到700～800℃，并保温120分钟，第二个烧结过程是以3℃/分钟的速率升温到1350～1450℃，并保温90分钟。

本发明的有益效果包括：

(1)本发明所用的原料包括长江中下游一带的湖泊淤泥和河蚌壳等废弃物，拌浆过程中不用加水，而且不需要对淤泥和植物落叶进行干燥，制备出环保多孔陶瓷砖，既美化了生态环境，又可利用废弃物，降低了能耗，节约制备建筑材料所需的成本，因此具有良好的社会效益和经济效益，并具有广阔的应用前景。

(2)本发明所用的植物落叶包括柳树叶、杨树叶及甜桦树叶，不仅在烧结过程中起到造孔剂的作用，而且柳树叶、杨树叶及甜桦树叶里面含有丰富的水杨酸，能与淤泥和河蚌壳粉反应，在陈化过程中可作为促进剂和粘结剂，使河蚌壳粉和淤泥浆料之间能够更好地糅合、相互渗透、混合均匀，有利于烧结过程过程中形成多孔骨架。

(3)本发明所用的河蚌壳和植物落叶均可以起到造孔剂的作用。

(4)本发明预热的目的是为了将生砖胚里的水分和小分子物质充分排出。

(5)本发明所用的淤泥含有丰富的有机物，在初期混料和陈化时有利于将各组分粘结在一起，在后期烧结时有利于形成微观结构的骨架，提高多孔陶瓷砖的抗压强度，耐久性高。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明。

以下实施例中，所用的湖泊淤泥经烘干后所含的成分及其质量份数为：二氧化硅25份，氧化铝17份，五氧化二磷8.5份，氧化钙10份、氧化铁6份，氧化镁1.5份，氧化钾6.5份，氧化钠3.5份，有机物22份。

以下实施例中，所用的湖泊淤泥为清淤后堆在湖泊岸边的半湿淤泥，含水质量百分比为55％。

以下实施例中，所用的植物落叶为含水量52％的柳树叶。

本发明所述的一种环保多孔陶瓷砖及其制备方法，所用的原料及其质量份数为：湖泊淤泥35～45份，河蚌壳30～40份，植物落叶15～30份。

实施例1

本实施例制备的一种环保多孔陶瓷砖及其制备方法，所用的原料及其质量份数为：湖泊淤泥45份，河蚌壳35份，植物落叶20份。

本实施例所述的一种环保多孔陶瓷砖及其制备方法，包括以下步骤：

(1)将湖泊淤泥和植物落叶混合后，采用砂浆搅拌器，在75转/分钟的搅拌速度下，搅拌均匀，得到淤泥浆料A；

(2)采用破碎机将废弃的河蚌壳捣碎成小碎片，然后球磨、过80目筛，得到河蚌壳粉；

(3)将河蚌壳粉加入淤泥混合物A中，在75转/分钟的搅拌速度下，进行搅拌，搅拌均匀后，得到混合浆料B，在室温条件下密封陈化12小时；

(4)将陈化后的混合浆料B倒入制砖模具中，压制成型，得到生砖胚；

(5)将生砖胚置于窑炉中，将窑炉以5℃/分钟的升温速率升温，直到135℃，开始保温8小时，对生砖胚进行预热，让生砖胚里的水分和小分子物质充分排出；

(6)设置窑炉的烧结温度制度，第一个烧结过程是从135℃以3℃/分钟的速率升温到700℃，并保温120分钟，第二个烧结过程是从700℃以3℃/分钟的速率升温到1400℃，并保温90分钟，然后随炉空冷至室温，得到多孔陶瓷砖。

本实施例制备得到的多孔陶瓷砖，其表观密度为0.60g/cm³，气孔率为72.3％，抗压强度为9.1MPa。

实施例2

本实施例的一种环保多孔陶瓷砖及其制备方法，所用的原料及其质量份数为：湖泊淤泥40份，河蚌壳33份，植物落叶27份。

本实施例所述的一种环保多孔陶瓷砖及其制备方法，包括以下步骤：

(1)将湖泊淤泥和植物落叶混合后，采用砂浆搅拌器，在75转/分钟的搅拌速度下，搅拌均匀，得到淤泥混合物A；

(2)采用破碎机将废弃的河蚌壳捣碎成小碎片，然后球磨、过80目筛，得到河蚌壳粉；

(3)将河蚌壳粉加入淤泥混合物A中，在75转/分钟的搅拌速度下，进行搅拌，搅拌均匀后，得到混合浆料B，在室温条件下密封陈化12小时；

(4)将陈化后的混合浆料B倒入制砖模具中，压制成型，得到生砖胚；

(5)将生砖胚置于窑炉中，将窑炉以5℃/分钟的升温速率升温，直到130℃，并保温7小时，对生砖胚进行预热，让生砖胚里的水分和小分子物质充分排出；

(6)设置窑炉的烧结温度制度，第一个烧结过程是从130℃以3℃/分钟的速率升温到720℃，并保温120分钟，第二个烧结过程是从720℃以3℃/分钟的速率升温到1450℃，并保温90分钟，然后随炉空冷至室温，得到多孔陶瓷砖。

本实施例制备得到的多孔陶瓷砖，其表观密度为0.55g/cm³，气孔率为75.2％，抗压强度为8.5MPa。

实施例3

本实施例的一种环保多孔陶瓷砖及其制备方法，所用的原料及其质量份数为：湖泊淤泥35份，河蚌壳40份，植物落叶25份。

本实施例所述的一种环保多孔陶瓷砖及其制备方法，包括以下步骤：

(1)将湖泊淤泥和植物落叶混合后，采用砂浆搅拌器，在75转/分钟的搅拌速度下，搅拌均匀，得到淤泥混合物A；

(2)采用破碎机将废弃的河蚌壳捣碎成小碎片，然后球磨、过80目筛，得到河蚌壳粉；

(3)将河蚌壳粉加入淤泥混合物A中，在75转/分钟的搅拌速度下，进行搅拌，搅拌均匀后，得到混合浆料B，在室温条件下密封陈化12小时；

(4)将陈化后的混合浆料B倒入制砖模具中，压制成型，得到生砖胚；

(5)将生砖胚置于窑炉中，将窑炉以5℃/分钟的升温速率升温，直到120℃，并保温5小时，对生砖胚进行预热，让生砖胚里的水分和小分子物质充分排出；

(6)设置窑炉的烧结温度制度，第一个烧结过程是从120℃以3℃/分钟的速率升温到700℃，并保温120分钟，第二个烧结过程是从700℃以3℃/分钟的速率升温到1350℃，并保温90分钟，然后随炉空冷至室温，得到多孔陶瓷砖。

本实施例制备得到的多孔陶瓷砖，其表观密度为0.62g/cm³，气孔率为66.7％，抗压强度为10.2MPa。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。