一种添加含镁橄榄石的钙镁烧结助剂制备高强度建筑陶瓷坯体的方法

一种添加含镁橄榄石的钙镁烧结助剂制备高强度建筑陶瓷坯体的方法，属于建筑陶瓷制备。

背景技术：

1、相比于其他材质的装修材料，建筑陶瓷具有装饰性能好、耐候性强等优点，在内、外墙装饰和地面装饰等方面有显著的优势，在市场应用上深受消费者热爱。传统的建筑陶瓷选择石英、长石和高岭石等原料，经混料、球磨、造粒、模压成型和辊道窑烧成，烧成周期短，烧成速度快。晶相仅含有少量莫来石相还以及未熔融的石英相，部分熔融的石英易在降温过程中再次析出而形成方石英，石英相与玻璃相之间的膨胀系数差别导致引起裂纹等缺陷，从而导致建筑陶瓷的强度偏低，影响建筑装饰、装修材料的使用效果。现行的制备高强度建筑陶瓷的方法有添加纤维或第二相颗粒进行增强，也有通过釉层预加压应力等方式。

2、中国发明专利202211498023.0的技术方案是：利用粉体粒径与化学组成配比，即先将长石质原料、硅质原料磨制中位粒径为3到6微米，再混合粘土质原料、高铝质原料、钙质原料、易溶于水的玻璃强化组元，随后将混合而得的所有原料磨至中位粒径为8到12微米，在助磨剂、物理型-反应型复合增强剂和稀释剂的作用下制得粒料，进而压制、烧成得到高强度陶瓷薄板。

3、中国发明专利202210503892.1利用含二氧化硅高（74%~79%）的配料组成，烧成高强度、高硅含量的建筑陶瓷。

4、中国发明专利202211148742.x添加特定粒度要求的析晶诱导剂和晶体生长促进剂，严格控制相应的化学组成和粒度要求，在辊道窑烧成条件下原位生长出三维网络状的莫来石晶须，生产得到高韧性、高强度的建筑陶瓷岩板坯体。

5、由上述可见，在配料过程中，添加含镁橄榄石的钙镁烧结助剂，调控建筑陶瓷在烧过成中的结晶行为，引入多种晶相改善建筑陶瓷的微观结构，优化建筑陶瓷受载荷时裂纹产生和扩展机制，以提高建筑陶瓷强度的方法尚未报道。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种添加含镁橄榄石的钙镁烧结助剂制备高强度建筑陶瓷坯体的方法，其特征在于包括以下步骤：

2、（1）按质量比例进行配料：高岭土50、长石20、石英30、碳酸钡2.5、氧化锌0.5、叶腊石4、滑石2、镁橄榄石3、透辉石0或2，加入水，使料与水的质量比为100：80，在快速球磨机中，球磨10分钟后，将料浆在120℃下干燥，手工制造料粒；

3、（2）将经步骤（1）制得的料粒放入模具中，经200 mpa成型，生产得到建筑陶瓷生坯体；

4、（3）将经步骤（2）制得的建筑陶瓷生坯体放于辊道窑中，经1170℃烧成，烧成周期为70分钟，即生产得到高强度建筑陶瓷坯体。

5、其中，步骤（1）中各物料所占的质量百分比分别为高岭土44.64%、长石17.86%、石英26.79%、碳酸钡2.23%、氧化锌0.45%、叶腊石3.57%、滑石1.79%、镁橄榄石2.68%、透辉石0；或者高岭土43.86%、长石17.54%、石英26.32%、碳酸钡2.19%、氧化锌0.44%、叶腊石3.51%、滑石1.75%、镁橄榄石2.63%、透辉石1.75%。高岭土、长石、石英作为坯体基础料，它们的质量比分别为50:20:30。碳酸钡、氧化锌、叶腊石、滑石、镁橄榄石、透辉石作为烧结助剂，它们与高岭土的质量比分别为2.5：0.5：4：2：3：0或2：50。透辉石与高岭土的最佳质量比为2：50。在步骤（3）提及的工艺过程中，高强度建筑陶瓷坯体烧成后降温时结晶相会发生晶型转变，进而会导致坯体的体积剧烈变化、产生微裂纹，碳酸钡分解为氧化钡，与氧化锌协同发生作用，可以限制烧成体积的剧烈变化，降低裂纹的产生几率。在步骤（3）提及的高温烧成过程中，叶腊石、滑石、镁橄榄石和透辉石可以辅助硅酸盐熔体熔解，既可以提高坯体的收缩率，又可以提供形成晶相的基础元素。在快速烧成的辊道窑生产过程中，石英熔于硅酸盐熔体，并与铝、钙、镁元素发生反应形成了含有石英、莫来石、钙长石和硅酸镁相等复合晶相，改变了坯体内部的微观组织结构，改变了坯体因受载荷而发生断裂过程中裂纹产生、扩展方式，大幅度提高了建筑陶瓷坯体的强度。

6、本发明的有益效果在于：

7、1、所采用的原料价格便宜，添加方式简单，易于工业化生产；

8、2、所加的含镁橄榄石的钙镁烧结助剂作为辅助原料，可以优化建筑陶瓷的晶相组成和显微组织结构，可以提高建筑陶瓷的抗折强度，以满足高载荷应用场所的需求；

9、3、本技术方案的工艺流程与传统建筑陶瓷的工艺流程相似度高，有利于工业化生产。

技术特征：

1.一种添加含镁橄榄石的钙镁烧结助剂制备高强度建筑陶瓷坯体的方法，其特征在于包括以下步骤：

技术总结一种添加含镁橄榄石的钙镁烧结助剂制备高强度建筑陶瓷坯体的方法，属于建筑陶瓷制备技术领域，其特征在于包括以下步骤：按质量比例进行配料：高岭土50、长石20、石英30、碳酸钡2.5、氧化锌0.5、叶腊石4、滑石2、镁橄榄石3、透辉石0或2，加入水，在快速球磨机中球磨，将料浆干燥后手工制造料粒、模压成型，经辊道窑1170℃烧成，烧成周期为70分钟，即生产得到高强度建筑陶瓷坯体。本技术方案所采用的原料价格便宜，添加方式简单，易于工业化生产。所加的含镁橄榄石的钙镁烧结助剂作为辅助原料，可以优化建筑陶瓷的晶相组成和显微组织结构，可以提高建筑陶瓷的抗折强度，以满足高载荷应用场所的需求。技术研发人员：李成峰,陶凤,常惠宁,张庚,张孜彦,白佳海,吴师岗,杜庆洋受保护的技术使用者：山东理工大学技术研发日：技术公布日：2024/6/2