水云母陶粒及其生产方法和应用技术

本发明专利技术水云母陶粒是灰、褐、白等色的轻质高强多孔的，以“水云母岩”的灼烧物质为成分或为主要成分的陶粒和多孔陶结块，及其粉碎磨细物；是以“水云母岩”为原料，或为主要原料烧结而成。广泛用于混凝土轻质填充物、轻骨料、保温隔音材料，以及用于水硬性、气硬性材料，热固性、热塑性树脂、橡胶及天然聚合物、油漆、涂料等聚合、复合材料填充料、掺合料、集料和混合材。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及陶粒及其生产方法和应用，尤其是一种水云母陶粒及其生产方法和应用。近半个世纪以来，陶粒的生产都受到局限和停滞、其主要原因是传统的生产方法受到了外加剂的限制，既既限制了陶粒的大规模生产，又影响了陶粒自身的质量，抑制了陶粒的大规模的使用。专利申请号92103883.6，分类号CD41338100，专利技术名称“一种多孔质陶粒的无配料生产方法及其陶粒和应用”，是以“笔石相负岩”为原料，可以无需配料而进行陶粒的生产，拓宽了陶粒的生产方法和应用；但是随着建筑事业的高度发展和现代化的需要，越来越要求更多更好的、重量更轻、硬度更高的混凝土轻骨料。但“笔石相页岩”在地质学上属于古生代地层，虽规模较大，但很多地区缺失或未能出露，而难以获得这种原料资源，因而仍然不能满足陶粒的普遍生产和广阔应用。本专利技术的目的是提供一种水云母陶粒及其以“水云母岩”为原料的生产方法，而可以无需配料，用作混凝土轻骨料，保温、隔音材料，以及聚合、复合物的填充料，及混合材和掺合料，非常广泛和普遍地进行陶粒的生产，以满足现代楼房和其它建筑的普遍需要。本专利技术是这样实现的，以“水云母岩”为原料，可无需配料，无需加入任何助熔剂和起泡剂而进行陶粒的生产。这种“水云母岩”包括水云母页岩，水云母泥岩，水云母粘板岩等，及其风化产物。这种“水云母岩”呈黑灰、灰黑、灰黄、黄绿、紫红、红砖等色，泥质粉砂质结构，风化后颜色变浅，一般为页片状构造，具簿层理；但也有呈厚层到巨厚层状者，如水云母混岩；化学成分为SiO2、Al2O3，Fe2O3、CAO，其中SiO2＋Al2O3含量均在70％以上。物相鉴定主要组成为水云母、石英、高岭土、蒙托石等，含有钛、铁、锰、镍、硼、钒及钙、镁、钾、钠元素等，产于砂页地层中，以含有大量水云母矿物为特征。出露规模巨大、蕴藏极其丰富，时间空间上的分布十分广泛，各个地质时代及世界各个地区均有大量产出，是人类取之不尽，用之不歇的轻材料原料资源。本专利技术利用的“水云母岩”作为陶粒生产的原料是非常适宜的，其机理在于水云母矿物的晶格构造是由两层硅氧四面体和一层铝氧八面体组成，其晶格构造很不稳定。水云母晶格中能吸附钾钠离子并部分被钙、镁置换。故水云母含有丰富的钾、钠、钙、镁等碱金属、碱土金属助熔成分；由此提供了陶粒低的烧成温度及短的烧成时间。在矿物学的矿物生成次序及稳定性上水云母是长石和云母向高岭石过度的中间产物，属于很不稳定的过度型矿物，这也为陶粒的生产提供了低的烧结温度和玻化温度。水云母的分子式为KAL5Si7O20(OII)4，是一种含水多的很不稳定的矿物，正因为含有大量的结晶水，为陶粒的发泡作用提供了条件。水云母矿物在沉积和成岩的过程中，能吸附有机质一同沉积或堆积，而有机质是形成陶粒多孔的又一种气相物质。以上气相物质不论是结晶水或是有机质(可能还有TiO3)，都以极其微小的、极其均质的形式分布在“水云母岩”之中，其产生的气相物质是极其均匀的，其造成的陶粒孔隙是均质的，并能从微观上形成均质的多孔和微孔，因而提高了陶粒自身的质量；相反，使用外加剂的传统方法，其加入的外加剂不可能达到如此极其微小和均化，故而会影响陶粒的质量，特别是微观上难以形成多孔质。水云母与蒙拓石属于同源矿物，在生成次序中属邻近矿物，不但性质类似并互为伴生和共生；而蒙拓石晶格中还含有不固定的自由电荷，其中AL3+常被Fe3+所置换，这为陶粒生产过程中硅酸盐矿物易熔体的形成提供了重要的铁质条件。由于以上机理当本专利技术利用的“水云母岩”在990—1200℃温度下煅烧的时候，当受热到熔点时，则由挥发物(结晶水和有机质)产生气相物质，并同时膨胀，而形成轻质、超轻质的、多孔质的、具有高的硬度和耐磨度的水云母陶粒或多孔质的水云母陶瓷块体和碎块，经粉碎可成轻砂、粉及微粉。这种水云母陶粒具有互不连通的、封闭的孔隙，这些孔隙或微孔将有效地阻止水份的浸入，裂隙的延伸及因热差变化而引起的安定性变化，用作轻质填充物，轻骨料，保温隔音材料，复合聚合物掺合料和填充料，包括水硬性、气硬性、热固性、热塑性聚合、复合材料，譬如水泥块和混凝土，它将是轻质高强的、保温、抗冻的、抗裂的、防渗的、耐磨的、防滑的、抗老化的。出于采用了具有以上优良特征的水云母陶粒产品及其应用的方案，以及采用了异常适宜陶粒生产的具有上述岩性及矿物理化特征并广泛分布的“水云母岩”为原料的陶粒生产方案，可以容易而普遍的制造出水云母陶粒产品，进而利用其众多的优良特征和功能，实现其广泛的应用，并可以达到本专利技术的目的。其生产方法简单。下面结合实施例对本专利技术进一步说明。实施例中对本专利技术采用的原料——“水云母岩”进行了广泛采集、分析及实验，尤其是对不同产地、不同地质时代的“水云母岩”进行了广泛试验，其编号、采集地点、地质时代、层位、岩性如下编号B—1，采集地点土坎、地质时代奥陶纪、层位“五峰”组、岩性黑至黑灰色，以含水云母及浮游生物化石为特征，化学成分SiO2＋Al2O3大于70％以上，其中SiO2为70.19％，Al2O3为8.95％。烧成温度1100—1150℃。本层水云母岩因含铁低，当无内加煤和其它杂质加入可生产出灰白——白色陶粒或陶块。编号W2，采集地点羊角，地质时代志留纪、层位韩家店“组、黄灰——黄绿色水云母页岩，化学成分SiO2＋Al2O3为76.74％，烧成温度1100—1150℃。编号S—2，采集地点碑垭，地质时代志留纪，层位“龙马溪”组，岩性灰——黑灰色、粉砂结构水云母页岩，SiO2＋Al2O3大于70％，SiO2为72.64％，Al2O3为12.32％，Fe2O3为5.45％，烧成温度1100—1150℃。编号Jg，采集地点涪陵市砂溪，地质时代侏罗纪，层位“自流井群”，岩性黑灰——灰绿色水云母页岩，SiO2＋Al2O3含量为76.35％，烧成温度1100—1150℃，本“水云母岩”在马胡炉锻烧，生成白色陶粒，但玻化的表面层呈现褐灰色。编号丰1—3，采集地点丰都及涪陵市白岩口，地质时代三迭纪，层位雷口坡组，岩性褐至黄绿色水云母页岩，化学成分SiO2为58.38％，Al2O3为14.94％，经马胡炉煅烧试验烧成温度为900—1050℃，烧成时间只为7分钟，是一种异常低温相的水云母页岩。编号ch，采集地点重庆市，地质时代侏罗纪，层位“自流井群”，岩性黑灰—灰黄色水云母页岩，化学成分含SiO2为16.10％，Al2O3为18.97％，烧成温度1100—1150℃。以上实施例中的所有水云母页岩均属于低熔相，熔点900—1150℃之间，对陶粒生产均很有利，并以SiO2＋Al2O3为主要化学成分，其SiO2均在50％以上，SiO2＋Al2O3均大于70％，并以含钙低、含钛高为特点。从以上实施例中，已不难看出本专利技术采用的“水云母岩”在时间和空间上的丰度和广度。除此，还可以从地质文献中给以充分证实。举《中华人民共和国区域地质调查报告，1∶20万黔江幅14—49-××(地质部分)》，1975年，四川地质局出版。为例，在该图幅的地层中自上而下为侏罗系中统为暗紫色水云母岩及含石英粉砂质水云母泥岩；中下统有以凉高山组，东岳庙组为代表的灰黑、灰绿、黄绿等色的水云母页岩及石英粉砂质水云母页岩，富含辩鳃类化石。三迭系中统巴东组的黄绿色水云母页岩。下三迭统本文档来自技高网...

【技术保护点】
陶粒是灰色、褐色的轻质高强多孔粒料，本专利技术水云母陶粒的特征是：灰色、褐色、白色的轻质、高强、多孔的，以“水云母岩”的灼烧物质为成分或为主要成分的水云母陶粒和陶结块。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋里军，
申请(专利权)人：蒋里军，
类型：发明
国别省市：51[中国|四川]