一种吸音泡沫陶瓷的制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种吸音泡沫陶瓷的制备方法和应用，属于建筑技术领域。本发明专利技术的吸音泡沫陶瓷具有轻质、高强、孔径小且均匀、低成本等特点，体积密度为1.19～2.07g/cm3，抗压强度为3.5～10MPa，孔径大小为2～450μm，显气孔率为25％～60％，1h吸水率为10％～50％，满足吸音泡沫陶瓷的使用要求，且拥有较好的气孔结构。本发明专利技术的吸音泡沫陶瓷中，90％以上的原料为工业固体固废和建筑固废，制备成本低，本发明专利技术的吸音泡沫陶瓷性能优异，可制作高性能陶瓷隔音砖，为工业固废和建筑废料的资源化利用提供了有效途径。有效途径。

【技术实现步骤摘要】
一种吸音泡沫陶瓷的制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及建筑
，尤其涉及一种吸音泡沫陶瓷及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]泡沫陶瓷是具有特殊三维孔隙结构的无机材料，具有轻质、高强、耐腐蚀、抗震性好、空隙率高和保温性能好等特点，因而被广泛应用于建材、化工过滤、石油开采等领域。目前，用于建材的泡沫陶瓷占泡沫陶瓷总产量的70％以上，传统生产泡沫陶瓷的原材料紧缺，价格昂贵，致使泡沫陶瓷产业的附加值低，产业规模萎缩，急需寻找新的原材料及高附加值制备工艺，提高泡沫陶瓷产业的附加值。
[0003]随着泡沫陶瓷材料性能的不断研究，其应用扩大至声学降噪领域。泡沫陶瓷的吸音性能在于通过一定的成型工艺，使泡沫陶瓷由内至外产生大量连通的微小孔隙。根据小孔吸音的原理，入射声波进入微小孔隙内部，引起空气振动，使得空气摩擦与粘滞，声波由动能不断转化为热能，使声波能量逐步衰减，达到降低噪声的目的。因此，泡沫陶瓷的孔隙率及孔形状对于泡沫陶瓷的降噪性能具有很大影响。
[0004]近些年来，由于现有降噪措施无法满足相关标准，高铁、地铁等交通工程开始逐渐使用泡沫陶瓷吸音板、声屏障，使得轨道噪音大大降低，泡沫陶瓷吸音板大有逐渐推广之势。在高铁和地铁建设工程中，泡沫陶瓷用于声屏障和吸音板用量巨大，每公里道路的声屏障或吸音板需泡沫陶瓷200方。相对于以往泡沫陶瓷主要用作建材，将泡沫陶瓷用于生产吸音板使得泡沫陶瓷具有更高的产业附加值。
[0005]然而，现有泡沫陶瓷的性能存在以下主要问题：一是无法做到轻质高强，现有大部分泡沫陶瓷可达到规范对轻集料低密度的要求，但筒压强度较低，仅为2Mpa左右，不仅不能保证混凝土建筑物的耐久性，更加不能抵抗轨道高强气流的冲击力；二是现有泡沫陶瓷均为普通轻质泡沫陶瓷，一般都不具有大量微小连通的空隙，显孔率偏低，孔大小不等，均匀性差，泡沫陶瓷的降噪性能十分有限，无法满足建筑吸音产品的相关要求；三是现有泡沫陶瓷的球度和圆度不够，大都为椭球状或者是棱角状，对降噪效果有较大影响。因此，急需研发出一种价格低廉且轻质高强的吸音泡沫陶瓷，满足建筑工程，特别是轨道交通工程。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种吸音泡沫陶瓷的制备方法和性能研究，该吸音泡沫陶瓷显孔率高，孔径均匀，具有优异的吸音性能。
[0007]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0008]本专利技术提供了一种吸音泡沫陶瓷，包括以下质量百分含量的制备原料：赤泥60～70％，石英砂30～40％，聚苯乙烯泡沫0.1～1％；
[0009]所述吸音泡沫陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
[0010]将处理过的赤泥、石英砂、聚苯乙烯泡沫混合均匀，得到混合物料；
[0011]将所述混合物依次进行注塑成型、烘干和烧结，得到吸音泡沫陶瓷；
[0012]所述烧结包括：自室温第一次升温至200～300℃，恒温5～10min，再第二次升温至1000～1100℃，恒温100～120min。
[0013]优选的，所述赤泥中的氧化物包括以下质量百分含量的组分：SiO25～40％，Al2O35～30％，CaO1～50％，Fe2O35～30％，MgO0.01～10％，TiO20.01～20％。
[0014]优选的，所述石英砂中的氧化物包括以下质量百分含量的组分：SiO230～90％，Al2O30.01～0.1％，MgO1～1.5％。
[0015]优选的，所述聚苯乙烯泡沫为0.3～0.6mm、0.5～0.8mm、1.0～2.0mm、2.0～3.0mm中的一种或多种。
[0016]本专利技术提供了上述技术方案所述吸音泡沫陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
[0017]将处理过的赤泥、石英砂、聚苯乙烯泡沫混合均匀，得到混合物料；
[0018]将所述混合物依次进行注塑成型、烘干和烧结，得到吸音泡沫陶瓷；
[0019]所述烧结包括：自室温第一次升温至200～300℃，恒温5～10min，再第二次升温至1000～1100℃，恒温100～120min。
[0020]优选的，注塑成型后，所得物料的孔径大小为2～450μm。
[0021]优选的，所述第一升温、第二升温的升温速率独立为3～8℃/min。
[0022]本专利技术提供了上述技术方案所述吸音泡沫陶瓷或上述技术方案所述制备方法制备得到的吸音泡沫陶瓷在陶瓷隔音砖中的应用。
[0023]本专利技术提供了一种吸音泡沫陶瓷，包括以下质量百分含量的制备原料：赤泥60～70％，石英砂30～40％，聚苯乙烯泡沫0.1～1％；所述吸音泡沫陶瓷的制备方法，包括以下步骤：将处理过的赤泥、石英砂、聚苯乙烯泡沫混合均匀，得到混合物料；将所述混合物依次进行注塑成型、烘干和烧结，得到吸音泡沫陶瓷。
[0024]吸音泡沫陶瓷的吸音性能主要由陶瓷的微孔数量和大小决定，一般微孔数量越多，显孔率越高，孔均匀性越好，吸音性能越高，本专利技术中的原料聚苯乙烯泡沫作为造孔剂，本专利技术通过调控原料的比例来调控陶瓷的孔隙率、孔径大小及孔均匀性。
[0025]本专利技术通过优化原料的组分配比和烧结制度，得到的吸音泡沫陶瓷具有轻质、高强、孔径小且均匀、低成本等特点，体积密度为1.19～2.07g/cm3，抗压强度为3.5～10MPa，孔径大小为2～450μm，显气孔率为25％～60％，1h吸水率为10％～50％。
[0026]本专利技术的吸音泡沫陶瓷中，90％以上的原料为工业固废或建筑固废，制备成本低，而且高效利用赤泥，工业固废利用率可达95％以上，不仅大量减少工业固废的堆存量，而且实现了工业固废的高附加值利用。
[0027]本专利技术的吸音泡沫陶瓷吸音性能优异，可制作吸音陶瓷砖，为工业固废和建筑废料的资源化利用提供了有效途径。
具体实施方式
[0028]本专利技术采用有机物造孔剂燃失法制备吸音泡沫陶瓷，主要原料包括：
[0029]赤泥为主要原料，石英砂为辅料，聚苯乙烯泡沫为造孔剂；
[0030]本专利技术采用有机物造孔剂燃失法原理制备吸音泡沫陶瓷制品，采用注塑成型法对陶瓷坯体成型。赤泥与石英砂配比采用70wt％：30wt％进行配料，烧结温度设置为1100℃，实验添加水的质量为18g。赤泥熔点一般在1200℃～1250℃，故烧结温度符合要求。吸音泡
沫陶瓷样品的工艺流程如下:
[0031]原料制备
→
原料称量
→
混匀
→
造粒
→
成型
→
干燥
→
脱模
→
继续干燥
→
烧结
[0032]以上所述吸音泡沫陶瓷制备方法，包括以下步骤:
[0033]将赤泥、石英砂等原料球磨、过200目标准筛处理，以达到实验要求。
[0034]将处理过的赤泥、石英砂、聚苯乙烯泡沫按照实验配比进行称量(结果精确到0.01g)，并手动搅拌赤泥、石英砂至混合均匀；
[0035本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种吸音泡沫陶瓷，其特征在于，包括以下质量百分含量的制备原料：赤泥60～70％，石英砂30～40％，聚苯乙烯泡沫0.1～1％；所述吸音泡沫陶瓷的制备方法，包括以下步骤：将处理过的赤泥、石英砂、聚苯乙烯泡沫混合均匀，得到混合物料；将所述混合物依次进行注塑成型、烘干和烧结，得到吸音泡沫陶瓷；所述烧结包括：自室温第一次升温至200～300℃，恒温5～10min，再第二次升温至1000～1100℃，恒温100～120min。2.根据权利要求1所述的吸音泡沫陶瓷，其特征在于，所述赤泥中的氧化物包括以下质量百分含量的组分：SiO
2 5～40％，Al2O
3 5～30％，CaO 1～50％，Fe2O
3 5～30％，MgO 0.01～10％，TiO
2 0.01～20％。3.根据权利要求1所述的吸音泡沫陶瓷，其特征在于，所述石英砂中的氧化物包括以下质量百分含量的组分：SiO
2 30～90％，Al2O

【专利技术属性】
技术研发人员：王博涵，赵艳荣，张瑞，李雨纯，李亚杰，黄燕莹，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：发明
国别省市：