專利名稱：免燒耐腐蝕面磚及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及膠凝材料領域，具體是指一種免燒耐腐蝕面磚。
背景技術：
目前市場上作耐酸地面、耐酸墻、耐酸貯槽、貯罐和排酸管及化工廠建筑 物使用的材料多是耐酸陶瓷類防腐材料。這類耐酸磚在化學工業(yè)中使用的范圍 極其廣泛，主要優(yōu)點是耐酸能力強，具有較好的化學穩(wěn)定性，還具有一定程度 的耐堿性能。但作為陶瓷材料的一種，耐酸陶瓷類防腐材料也具有很多固有的 問題，如生產耗能大，陶瓷產品都需要經過燒結，煅燒溫度高；使用重油為 燃料，產生大量污染環(huán)境的廢氣；陶瓷制品廢棄后不可降解，難以再利用，成 本高；陶瓷需要用水泥砂漿或其它材料來粘結于建筑物表面，粘結能力差，容 易脫落。因此，開發(fā)性能與耐酸類陶瓷材料相當甚至更優(yōu)異，但能耗小、對環(huán) 境污染小且成本較低的新型防腐蝕材料，不僅對陶瓷行業(yè)"節(jié)能減排"具有重 要意義，而且具有廣闊的應用前景。
利用工業(yè)高嶺土煅燒得到偏高嶺土，偏高嶺土與硅酸鈉溶液在常溫下反應 生成架狀的類沸石結構的鋁硅酸鹽產物；摻入部分水淬高爐礦渣，水淬高爐礦 渣與硅酸鈉溶液在常溫下反應生成水合鋁硅酸鹽凝膠產物，形成膠凝材料。這 種膠凝材料具有早期強度發(fā)展快、后期強度高、粘結能力強，耐酸及耐堿腐蝕 性能好等優(yōu)點。通過壓制成型，可制得免燒耐腐蝕面磚，不僅性能優(yōu)異，而且 耗能小、環(huán)保、成本低，可廣泛用于化工防腐蝕襯砌及涂覆、橋梁和建筑物表 面保護等方面。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種耗能小，成本低，在生產過程中基本不產生對 環(huán)境有害的物質的免燒耐腐蝕面磚的制備方法。
本發(fā)明的另一目的在于提供上述方法制備的免燒耐腐蝕面磚。 本發(fā)明的機理偏高嶺土與硅酸鈉溶液在常溫下反應生成架狀的類沸石結構的鋁硅酸鹽產物，水淬高爐礦渣與硅酸鈉溶液在常溫下反應生成水合鋁硅酸
鹽凝膠產物，都可以形成膠凝材料。將工業(yè)高嶺土在70(TC 85(TC煅燒得到 偏高嶺土，采用一定模數(shù)和濃度的硅酸鈉溶液與偏高嶺土及水淬高爐礦渣混合 均勻，壓制成型，制得強度高、耐酸堿腐蝕性能好的免燒耐腐蝕面磚。 本發(fā)明的目的可通過如下技術措施來實現(xiàn)
一種免燒耐腐蝕面磚的制備方法，以質量份數(shù)計，將7 10份偏高嶺土和 0 3份水淬高爐礦渣攪拌混合均勻，然后加入4 6份硅酸鈉溶液作為激發(fā)劑， 攪拌混合均勻；物料經入模、壓制、脫模后，于溫度為20土2T:、相對濕度不 低于90%的條件下養(yǎng)護1天，然后在5質量％~10質量％的氫氧化鈉溶液浸泡 至少3天，即制得免燒耐腐蝕面磚；所述硅酸鈉溶液模數(shù)為1.0 1.6，硅酸鈉 溶液中氧化鈉和氧化硅質量濃度之和為30% 45%。
所述硅酸鈉溶液通過如下方法制備在工業(yè)水玻璃中加入氫氧化鈉和水， 攪拌混合并加熱至溶液清澈，制得硅酸鈉溶液。
所述偏高嶺土通過如下方法制備將工業(yè)高嶺土在工業(yè)回轉爐中于700 850。C下煅燒15 45分鐘，制得偏高嶺土。
所述工業(yè)回轉爐為外熱燃油型工業(yè)回轉爐。
所述壓制成型的壓強控制在10MPa 40MPa之間。
所述的養(yǎng)護條件是相對濕度為90% 95%。
所述耐腐蝕面磚的ld抗壓強度可達2(K50MPa， 28d抗壓強度可達 30 80MPa, 28d抗彎強度可達6 15MPa;在pH值為1的0.025mol/L的硫酸 和濃度為0.05mol/L的鹽酸混合酸溶液中浸泡28d，強度損失小于10%，質量 損失小于10%;在pH值為13的O.lmol/L氫氧化鈉溶液中浸泡28d，強度損 失小于8%，質量損失小于5%。 本發(fā)明具有以下優(yōu)點
(1) 本發(fā)明的免燒耐腐蝕面磚直接經壓制成型制得，不需經過煅燒，耗 能小，成本低，對環(huán)境污染小，具有綠色環(huán)保性。
(2) 本發(fā)明制備的免燒耐腐蝕面磚早期強度發(fā)展快、后期強度高、耐酸 堿腐蝕性能強，ld抗壓強度可達20 50MPa， 28d抗壓強度可達30 80MPa; 在pH值為1的0.025mol/L硫酸與0.05mol/L鹽酸混合酸溶液中浸泡28d，強度損失小于10%，質量損失小于10%;在pH值為13的0.01mol/L氫氧化鈉溶 液中浸泡28d，強度損失小于8%，質量損失小于5%。
(3)本發(fā)明的免燒耐腐蝕面磚可以部分代替耐酸陶瓷類防腐材料，廣泛用 于化工防腐蝕襯砌及涂覆、橋梁和建筑物表面保護等方面。
具體實施例方式
下面結合具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細的說明，但本發(fā)明的實施方 式不限于此。 實施例l
以質量份數(shù)計，將7份于700。C下煅燒45分鐘的偏高嶺土 (在外熱燃油 型工業(yè)回轉爐中煅燒)和3份水淬高爐礦渣加入到4份配制好的模數(shù)為1.4、 濃度為40%的硅酸鈉溶液中，攪拌均勻后，將攪拌好的粉料倒入鋼模中，攤平 并加頂模，經壓力機加壓至40MPa并恒壓120S，脫模后試件在20±2°C，相對 濕度為90%的條件下養(yǎng)護1天后，放入濃度為5%的氫氧化鈉溶液中浸泡5天 即得到免燒耐腐蝕面磚。經測試，所制得的免燒耐腐蝕面磚的ld抗壓強度為 24.8MPa， 28d抗壓強度為37.2MPa， 28d抗彎強度可達7.0MPa。在0.025mol/L 的硫酸和濃度為O.05mol/L的鹽酸混合酸溶液中浸泡28d，強度損失為7.83%, 質量損失為8.34%;在濃度為0.1mol/LNaOH堿溶液中浸泡28d，強度損失為 6.43%，質量損失為3.87%。 實施例2
以質量份數(shù)計，將7份于750。C下煅燒30分鐘的偏高嶺土 (在外熱燃油 型工業(yè)回轉爐中煅燒)和3份水淬高爐礦渣加入到5份配制好的模數(shù)為1.6、 濃度為45%的硅酸鈉溶液中，攪拌均勻后，將攪拌好的粉料倒入鋼模中，攤平 并加頂模，經壓力機加壓至30MPa并恒壓120S，脫模后試件在20±2°C，相對 濕度為95%的條件下養(yǎng)護1天后，放入濃度為5%的氫氧化鈉溶液中浸泡3天 即得到免燒耐腐蝕面磚。經測試，所制得的免燒耐腐蝕面磚的ld抗壓強度為 32.4MPa， 28d抗壓強度為48.3MPa， 28d抗彎強度可達7.6MPa。在0.025mol/L 的硫酸和濃度為0.05mol/L的鹽酸混合酸溶液中浸泡28d，強度損失為8.15%, 質量損失為8.24%;在濃度為0.1mol/LNaOH堿溶液中浸泡28d，強度損為6.29%，質量損失為3.43%。 實施例3
以質量份數(shù)計，將8份于750。C下煅燒45分鐘的偏高嶺土 (在外熱燃油 型工業(yè)回轉爐中煅燒)和2份水淬高爐礦渣加入到5份配制好的模數(shù)為1.6、 濃度為45%的硅酸鈉溶液中，攪拌均勻后，將攪拌好的粉料倒入鋼模中，攤平 并加頂模，經壓力機加壓至30MPa并恒壓120S，脫模后試件在20±2°C，相對 濕度為90%的條件下養(yǎng)護1天后，放入濃度為8%的氫氧化鈉溶液中浸泡3天 即得到免燒耐腐蝕面磚。經測試，所制得的免燒耐腐蝕面磚的ld抗壓強度為 21.2MPa， 28d抗壓強度為33.0MPa, 28d抗彎強度可達6.1MPa。在0.025mol/L 的硫酸和濃度為0.05mol/L的鹽酸混合酸溶液中浸泡28d，強度損失為9.71%， 質量損失為9.20%;在濃度為0.1mol/LNaOH堿溶液中浸泡28d,強度損失為 7.69%，質量損失為4.74%。 實施例4
以質量份數(shù)計，將8份于800。C下煅燒15分鐘的偏高嶺土 (在外熱燃油 型工業(yè)回轉爐中煅燒)和2份水淬高爐礦渣加入到4份配制好的模數(shù)為1.4、 濃度為35%的硅酸鈉溶液中，攪拌均勻后，將攪拌好的粉料倒入鋼模中，攤平 并加頂模，經壓力機加壓至40MPa并恒壓120S，脫模后試件在20士2。C，相對 濕度為95%的條件下養(yǎng)護1天后，放入濃度為5%的氫氧化鈉溶液中浸泡5天 即得到免燒耐腐蝕面磚。經測試，所制得的免燒耐腐蝕面磚的ld抗壓強度為 32.6MPa， 28d抗壓強度為51.7MPa， 28d抗彎強度可達9.4MPa。在0.025mol/L 的硫酸和濃度為0.05mol/L的鹽酸混合酸溶液中浸泡28d，強度損失為6.47%， 質量損失為5.83%;在濃度為0.1mol/LNaOH堿溶液中浸泡28d，強度損失為 5.52%,質量損失3.17%。
實施例5
以質量份數(shù)計，將9份于800。C下煅燒30分鐘的偏高嶺土 (在內熱燃油 型工業(yè)回轉爐中煅燒)和1份水淬高爐礦渣加入到5份配制好的模數(shù)為1.2、 濃度為40%的硅酸鈉溶液中，攪拌均勻后，將攪拌好的粉料倒入鋼模中，攤平 并加頂模，經壓力機加壓至20MPa并恒壓120S，脫模后試件在20±2°C，相對 濕度為95%的條件下養(yǎng)護1天后，放入濃度為10%的氫氧化鈉溶液中浸泡3天即得到免燒耐腐蝕面磚。經測試，所制得的免燒耐腐蝕面磚的Id抗壓強度 為29.8MPa，28d抗壓強度為52.2MPa，28d抗彎強度可達9.7MPa。在0.025mol/L 的硫酸和濃度為0.05mol/L的鹽酸混合酸溶液中浸泡28d，強度損失為6.02%， 質量損失為5.19%;在濃度為0.1mol/LNaOH堿溶液中浸泡28d，強度損失為 4.07%，質量損失為2.82%。 實施例6
以質量份數(shù)計，將10份于800°C下煅燒45分鐘的偏高嶺土 (在外熱燃 氣型工業(yè)回轉爐中煅燒)加入到6份配制好的模數(shù)為1.0、濃度為35%的硅酸 鈉溶液中，攪拌均勻后，將攪拌好的粉料倒入鋼模中，攤平并加頂模，經壓力 機加壓至10MPa并恒壓120S，脫模后試件在20士2。C，相對濕度為90%的條 件下養(yǎng)護1天后，放入濃度為10%的氫氧化鈉溶液中浸泡3天即得到免燒耐腐 蝕面磚。經測試，所制得的免燒耐腐蝕面磚的ld抗壓強度為37.6MPa， 28d 抗壓強度為69.1MPa， 28d抗彎強度可達11.8MPa。在0.025mol/L的硫酸和濃 度為0.05mol/L的鹽酸混合酸溶液中浸泡28d，強度損失為4.33%，質量損失 為3.76%;在濃度為0.1mol/LNaOH堿溶液中浸泡28d，強度損失為2.18%， 質量損失為1.56%。
實施例7
以質量份數(shù)計，將9份于850。C下煅燒15分鐘的偏高嶺土 (在外熱燃煤 型工業(yè)回轉爐中煅燒)和1份水淬高爐礦渣加入到5份配制好的模數(shù)為1.2、 濃度為35%的硅酸鈉溶液中，攪拌均勻后，將攪拌好的粉料倒入鋼模中，攤平 并加頂模，經壓力機加壓至20MPa并恒壓120S，脫模后試件在20±2°C，相對 濕度為95%的條件下養(yǎng)護1天后，放入濃度為8%的氫氧化鈉溶液中浸泡5天 即得到免燒耐腐蝕面磚。經測試，所制得的免燒耐腐蝕面磚的ld抗壓強度為 49.7MPa，28d抗壓強度為78.9MPa，28d抗彎強度可達15.0 MPa。在0.025mol/L 的硫酸和濃度為0.05mol/L的鹽酸混合酸溶液中浸泡28d，強度損失為1.89%， 質量損失為0.93%;在濃度為0.1mol/LNaOH堿溶液中浸泡28d，強度損失為 1.70%，質量損失為0.74%。 實施例8
以質量份數(shù)計，將10份于850°C下煅燒30分鐘的偏高嶺土 (在外熱燃油型工業(yè)回轉爐中煅燒)加入到6份配制好的模數(shù)為1.0、濃度為40%的硅酸 鈉溶液中，攪拌均勻后，將攪拌好的粉料倒入鋼模中，攤平并加頂模，經壓力 機加壓至10MPa并恒壓120S，脫模后試件在20i2。C，相對濕度為90%的條 件下養(yǎng)護1天后，放入濃度為8%的氫氧化鈉溶液中浸泡5天即得到免燒耐腐 蝕面磚。經測試，所制得的免燒耐腐蝕面磚的ld抗壓強度為42.0MPa， 28d 抗壓強度為74.3MPa， 28d抗彎強度可達13.1 MPa。在0.025mol/L的硫酸和 濃度為0.05mol/L的鹽酸混合酸溶液中浸泡28d，強度損失為3.07%,質量損 失為2.18%;在濃度為0.1mol/LNaOH堿溶液中浸泡28d,強度損失為2.27%， 質量損失為0.90%。
權利要求
1、一種免燒耐腐蝕面磚的制備方法，其特征在于以質量份數(shù)計，將7～10份偏高嶺土和0～3份水淬高爐礦渣攪拌混合均勻，然后加入4～6份硅酸鈉溶液作為激發(fā)劑，攪拌混合均勻；物料經入模、壓制、脫模后，于溫度為20±2℃、相對濕度不低于90％的條件下養(yǎng)護1天，然后在5質量％～10質量％的氫氧化鈉溶液浸泡至少3天，即制得免燒耐腐蝕面磚；所述硅酸鈉溶液模數(shù)為1.0～1.6，硅酸鈉溶液中氧化鈉和氧化硅質量濃度之和為30％～45％。
2、 根據(jù)權利要求1所述的免燒耐腐蝕面磚制備方法，其特征在于所述 硅酸鈉溶液通過如下方法制備在工業(yè)水玻璃中加入氫氧化鈉和水，攪拌混合 并加熱至溶液清澈，制得硅酸鈉溶液。
3、 根據(jù)權利要求1所述的免燒耐腐蝕面磚制備方法，其特征在于所述 偏高嶺土通過如下方法制備將工業(yè)高嶺土在工業(yè)回轉爐中于700 85(TC下 煅燒15 45分鐘，制得偏高嶺土。
4、 根據(jù)權利要求3所述的免燒耐腐蝕面磚制備方法，其特征在于所述 工業(yè)回轉爐為外熱燃油型工業(yè)回轉爐。
5、 根據(jù)權利要求1所述的免燒耐腐蝕面磚制備方法，其特征在于所述壓制成型的壓強控制在10MPa 40MPa之間。
6、 根據(jù)權利要求1所述的免燒耐腐蝕面磚制備方法，其特征在于所述的養(yǎng)護條件是相對濕度為90% 95%。
7、 權利要求1 6任一項所述的方法制備的免燒耐腐蝕面磚。
8、 根據(jù)權利要求1所述的免燒耐腐蝕面磚，其特征在于；所述面磚的ld 抗壓強度為20~50MPa， 28d抗壓強度為30 80MPa， 28d抗彎強度為6-15MPa; 在pH值為1的0.025mol/L的硫酸和濃度為0.05mol/L的鹽酸混合酸溶液中浸 泡28d，強度損失小于10%，質量損失小于10%;在pH值為13的0.1mol/L 氫氧化鈉溶液中浸泡28d，強度損失小于8%，質量損失小于5%。
全文摘要
本發(fā)明涉及免燒耐腐蝕面磚及其制備方法。其制備方法是，以質量份數(shù)計，將7～10份偏高嶺土和0～3份水淬高爐礦渣攪拌混合均勻，然后加入4～6份硅酸鈉溶液作為激發(fā)劑，攪拌混合均勻；物料經入模、壓制、脫模及養(yǎng)護，即制得免燒耐腐蝕面磚。制得的面磚1d抗壓強度可達20～50MPa，在pH值為1的0.025mol/L硫酸與0.05mol/L鹽酸混合酸溶液中浸泡28d，強度損失小于10％，質量損失小于10％。該面磚是利用硅酸鈉溶液激發(fā)偏高嶺土和水淬高爐礦渣于常溫下壓制成型制得，不需經過煅燒，能耗小，對環(huán)境污染小，具有綠色環(huán)保性，粘結能力強，能耐受絕大多數(shù)酸堿的腐蝕，使用方便，耐久性優(yōu)異。
文檔編號C04B40/00GK101314539SQ20081002860
公開日2008年12月3日 申請日期2008年6月6日 優(yōu)先權日2008年6月6日
發(fā)明者俊 任, 徐小彬, 徐海軍, 文梓蕓, 楊建軍, 殷素紅, 鐘開紅 申請人:華南理工大學;廣州市建筑科學研究院