[发明专利]粉煤灰轻质隔热耐火砖

说明书

本发明属于耐火材料领域，具体来说属于轻质隔热耐火材料，尤其是以粉煤灰为主要原料的轻质隔热耐火材料。

粉煤灰是火力发电厂燃煤锅炉排放出来的工业废灰，长期以来，这些废灰堆积于贮灰场，占用大量土地，且造成严重的环境污染。如何合理地利用这些工业废灰，人们进行了各种探讨，在现有技术中较多的是利用粉煤灰作建筑材料的一种新的掺合料，例如中国发明专利申请“用粉煤灰制造陶瓷饰面砖的方法”(申请号：91107284.5文献号：CN1070177A)和中国发明专利申请“烧结粘土粉煤灰轻质砖”(申请号： 91102981.8文献号：CN1066437A)，这无疑为建材行业降低成本，扩大材料资源开辟了新的途径。在耐火材料行业中，由于行业的特殊性，对耐火材料必须有耐高温及高温下承重的特殊要求。现有技术中亦有中国发明专利申请“高温耐火砖”(申请号：91107109文献号：CN1052841A)中提出用粉煤灰作耐火原料组份之一来制造高温耐火砖，并称该砖“可作高温耐火结构材料”。该方案中粉煤灰的用量达30-70％，耐火度达1580℃(根据国家标准GB4415-84，这相当于较差的粘土质耐火砖N-6)，这是粉煤灰用于制作耐火材料的一个尝试，但该技术方案存在如下缺陷：首先，其配料组成均为粉料，没有配入在高温下起骨架作用的能够承重的骨料，不符合作高温结构的重质耐火材料配料中“粗、中、细”三级配合的原则，这样组成的砖烧结之后，高温性能必定很差，尽管其常温强度很高也无济于事，从其荷重软化指标低于GB4415-84也就可以看出其高温性能之不佳，因此只可能用于温度变化不大和温度不高的地方。其次，发明目的之一降低成本实际上达不到，由于其配料上的不合理，为了提高制品的强度，采用了加入大量硫酸、磷酸、草酸的办法来提高制品的结合强度，避开这一措施技术上的不合理不说，它使成本大大地提高了，其磷酸加入量为4-6％目前市场价磷酸3500-4500元/吨，按平均加入量5％计，每吨材料仅磷酸一项就需增加200元左右的成本，而较其性能更好的粘土耐火砖市场价格仅300-400元/吨，由此可见其成本是极高的，与发明目的相违。此外，由于粉煤灰中含有的杂质量(R₂O+RO)一般都＞10％，对于可作高温耐火结构材料的重质耐火砖而言，可掺入粉煤灰的量是有限的，大量掺入必将影响制品的高温性能，所以，该申请没有合理地利用粉煤灰本身的特点，所采用的技术方案又不合理，因此无实用可行性。80年代开始的采用从粉煤灰中分选(或浮选)出漂珠作为新的轻质耐火原料从而生产轻质隔热砖的方法较好地利用了粉煤灰，而且，漂珠轻质隔热砖在市场上已逐步取代了传统方法制造的隔热耐火砖。但是，由于漂珠仅占粉煤灰总量的5％；首先，需求受到量的限制；其次，漂珠必须从粉煤灰中干选或湿选出来，在一定程度上提高了材料的成本；最后选取漂珠后遗留下来的大量粉煤灰仍然无法利用。因此，在现有技术中，尚无合理地、大量地直接应用粉煤灰制作耐火材料的成功记载。

本发明的目的是提供一种可大量、直接应用粉煤灰制作的轻质隔热耐火砖，该轻质隔热耐火砖具有与漂珠砖基本相近的性能，且生产成本低廉。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

采用电厂粉煤灰为主要原料，加入其它轻质材料，耐火结合粘土或/和膨润土，使其含有(按重量％计)：

     粉煤灰                    70～90％

     其它轻质材料               5～25％

     耐火结合粘土或/和膨润土    5～25％

作为配料之一的其它轻质材料可以是硅藻土、木屑、漂珠、珍珠岩、粘土质轻骨料或者它们的混合物。

在以上组分为100％的混合物中，再添加占混合物总量为1～2.5％的复合外加剂。复合外加剂是一种含有硫酸铝、磷酸铝、糊精、硼砂的悬浊液，其中包含有：

     硫酸铝                    30～50％

     磷酸铝                    15～40％

     糊精                      10～30％

     硼砂                       5～15％

复合外加剂中还可以含有0.1～0.2％的羧甲基纤维素。

本发明要求应尽可能选择铝含量较高的粉煤灰，以AL₂O₃≥25％为佳。