一种轻质多孔地板砖及其制作方法技术领域
本发明涉及到建筑材料领域的地砖，具体的说是一种轻质多孔地板砖及其制作方
法。
背景技术
地砖是一种地面装饰材料，也叫地板砖，绝大多数的地砖是用黏土烧制而成，其尺
寸规格和形状也多种多样，具有质坚、耐压耐磨、能防潮等优点，而有的经上釉处理后具有
装饰作用，多用于公共建筑和民用建筑的地面和楼面。现实生活中，这种地板砖实际上都是
有无机材料烧制而成的，质地坚硬且沉重，而且渗水性能并不好。
发明内容
本发明的目的是提供一种轻质多孔地板砖及其烧制方法，该地板砖内部和表面分
布有气孔，不仅能够吸收一定的噪声，而且渗水性能也比较好，适用于道路的铺设。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种轻质多孔地板砖，所述地
板砖由基料、外加剂、填充剂与水混合制成泥浆后成型、烧制而成，其中，按照重量比，基料
由30-32份的粘土、8-10份的铝灰、4-6份的铁矿废渣和6-8份的河砂混合而成，外加剂由7-9
份细度不超过30微米的碳化硅微粉、1-2份细度不超过30微米的蓝晶石粉、3-5份的碳粉和
2-3份细度不超过80微米的碳酸钙粉末混合而成，填充剂由3-5份的钢渣粉和2-3份的铝灰
混合后在1650-1700℃的温度下烧结1h后粉磨至细度不超过30微米得到。
所述外加剂中还含有1-2份细度不超过100微米的石英砂粉末。
所述填充剂中还含有1-2份的橄榄岩粉末。
所述填充剂在制备过程中，烧结完成后以600-700℃/min的降温速率急速冷却后
再进行粉磨。
上述轻质多孔地板砖的制作方法，首先制备填充剂粉末，然后上述比例称取各物
料进行混合并加入水制成含水率为18-20%的泥料，该泥料在陈化6-8天后制成地砖坯体，而
后经烘干、烧结和自然冷却即得到地砖，最后在地砖的表面铺设橡胶弹性体即得到产品，所
述填充剂粉末的制备方法为：按照上述的比例称取钢渣粉和铝灰，混合后粉磨至细度不超
过300微米的细粉，然后在1650-1700℃的温度下烧结1h后冷却并粉磨至细度不超过30微米
即得到填充剂。
所述泥料在陈化6-8天后，向其中加入泥料总重3%的地沟油，再次拌合均匀后再进
行挤压成型制成地砖坯体。
所述烘干温度为100-120℃。
所述烧结分为预热段、升温段和焙烧段三部分，其中，预热段是指使炉内温度从常
温在2h均匀升高到200℃，并保持该温度1-2h，在此过程中，保持炉内氧气含量不高于4%；
所述升温段是指，使炉内温度从200℃在4h均匀升高到800℃，在此过程中，保持炉内氧
气含量不低于45%；
所述焙烧段是指，使炉内温度从800℃在2h均匀升高到1450℃，并保持该温度3h，在此
过程中，保持炉内氧气含量不低于45%。
本发明中，在制作该地板砖时，为防止烧结过程中出现裂纹等缺陷，在将各物料混
合制成泥料陈化后，可以向其中加入基料总重10%的水泥进行拌合，拌合均匀后再进行烘
干、烧结和冷却，从而最终得到产品。
本发明中，可以在烧制好的轻质多孔地板砖表面铺设一层橡胶弹性体，从而提高
行走的舒适性：按照重量比，所述橡胶弹性体可以由20～22份的丁腈橡胶、8～9份的聚丙烯
腈纤维、1～2份的聚酯纤维、2～3份的硫化剂、4～5份的炭黑、1～2份的改性空心玻璃微珠、
3～4份的二氧化硅微粉、0.8～1份的改性四钛酸钾晶须和4～6份的补强剂在60～80℃条件
下混炼而成，所述补强剂由8～10份海泡石绒、1～2份的改性纳米二氧化钛、10～12份正硅
酸乙酯制成；所述改性空心玻璃微球和改性四钛酸钾晶须分别是将市售的空心玻璃微球和
市售的四钛酸钾晶须与其重量3-5%的表面改性剂混合后静置1-2h后过滤晾干得到，所用表
面改性剂由KH550、乙醇、丙酮和氢氧化钡按照重量比3-4:80:2-3:1-2的比例混合而成；
其中的补强剂的制备方法为：按照重量比，取10～12份正硅酸乙酯与去离子水按照1:
8-10的比例混合，再向其中依次加入正硅酸乙酯重量10%的冰醋酸、正硅酸乙酯重量5%的碳
粉、8～10份海泡石绒和1～2份的改性纳米二氧化钛混合均匀进行反应，反应过程中，每隔
20min向反应体系内施加频率350-370kHz的超声波1min，待反应结束后对反应体系进行超
滤得到固体粉末，最后将固体粉末在有氧条件下充分灼烧除去碳粉即得到补强剂；所述改
性纳米二氧化钛是市售的纳米二氧化钛与其重量3-5%的表面改性剂混合得到，该表面改性
剂由氢氧化钡、碳酸钠和KH550按照重量比3-4:1-2:30的比例混合而成。
采用上述成分的橡胶弹性体，其中含有改性空心玻璃微珠，一方面能够均匀分散
在丁腈橡胶、聚丙烯腈纤维和聚酯纤维形成的基体中，另一方面是改性过程中使空心玻璃
微珠表面接枝大量的硅羟基，这些基团通过化学反应将空心玻璃微珠与基体连接起来，保
证二者具有良好的界面结合力，材料在受到外力时，空心玻璃微珠粒子在材料中受到应力
发生形变、破坏等，从而吸收冲击能量，提高冲击性能，同时还可以引发银纹，终止裂缝扩
展，在一定形态结构下引发基体的剪切屈服，从而消耗大量的冲击能量，又能较好地传递所
承受的外力，提高橡胶弹性体的压缩强度、弯曲强度、冲击强度；含有的海泡石绒也具有微
孔结构，具有很大的比表面积，分散到橡胶弹性体中也能吸收震动和冲击；
利用氢氧化钡和碳酸钠混合作为催化剂让纳米级的 SiO2粒子的表面能够受到羟基的
作用，从而含有一定数量的含氧官能团，增加了纳米级SiO2粒子的有关表面相容性，在纳米
级SiO2粒子作为填充料与其余原料充分混合时，因为SiO2颗粒很小，且比表面积大，细微化
的结构使得其余物料与其的接触面积增大，使SiO2粒子可以在物料中均匀分散，从而便于
SiO2与其余物质在高温下发生化学键合或者物理结合。此外，均匀分散的纳米级SiO2相当于
“锚点”，其能够使高温环境下生成的强化基体与其结合，在受到外力冲击作用下，能够产生
“应力集中”的效应，使得其周围的一些基体“屈服”并吸收较多的变形功，此外也能够产生
“钉扎-攀越”效应，增大裂纹在扩展时所受到的阻力，消耗变形功，从而使其韧性增加。
本发明在烧制地板砖的粘土中加入铝灰、铁矿废渣和河砂作为基料，不仅解决了
铝灰、铁矿废渣等废弃物的再利用，而且也提高了烧制后地砖的强度（铝灰中含有的氧化
铝、铝等与铁矿废渣中的氧化铁在地砖烧结时的高温环境中形成类似铁铝尖晶石的增强体
结构），通过加入由碳化硅、碳粉和碳酸钙粉末作为外加剂，可以使得烧成的地砖表面含有
一些开放型气孔（或称开口气孔），这些气孔能够保证地砖与橡胶弹性体结合的紧密性，而
且也不会影响地砖的强度；碳化硅在高温氧化气氛中容易发生氧化反应：SiC+2O2→CO2+
SiO2，该反应开始温度较高，1000℃开始明显氧化，颗粒越细，则氧化速度越快，反应产物CO2
的逸出容易造成坯体表面形成开口气孔，而反应产物SiO2具有较高活性，与氧化铝反应生
成莫来石，从而在地砖内形成莫来石增强体；同时，在高温下，外加剂中的蓝晶石细粉分解，
既可确保生成较多的莫来石相，保证制品的力学强度，蓝晶石从1100℃左右开始分解、生成
莫来石和SiO2，1300℃以后显著分解转化，由于该莫来石化反应伴随有16-18%的体积膨胀，
因此还可填充由于碳化硅氧化产生的孔隙，使单个孔隙变小，整体孔隙率降低，并且会改变
地砖内孔隙的形状和分布；由于地砖中含有大量的微孔，也能够吸收并削弱震动的传递；
有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1）本发明在烧制地板砖的粘土中加入铝灰、铁矿废渣和河砂作为基料，不仅解决了铝
灰、铁矿废渣等废弃物的再利用，而且也提高了烧制后地砖的强度（铝灰中含有的氧化铝、
铝等与铁矿废渣中的氧化铁在地砖烧结时的高温环境中形成类似铁铝尖晶石的增强体结
构），通过加入由碳化硅、碳粉和碳酸钙粉末作为外加剂，可以使得烧成的地砖表面含有一
些开放型气孔（或称开口气孔），这些气孔不仅能够吸收一定的噪声，而且也有利于表面水
的下渗，同时，也不会影响地板砖的强度；
3）本发明在高温下，外加剂中的蓝晶石细粉分解，既可确保生成较多的莫来石相，保证
制品的力学强度，蓝晶石从1100℃左右开始分解、生成莫来石和SiO2，1300℃以后显著分解
转化，由于该莫来石化反应伴随有16-18%的体积膨胀，因此还可填充由于碳化硅氧化产生
的孔隙，使单个孔隙变小，整体孔隙率降低，并且会改变地砖内孔隙的形状和分布；
4）本发明在泥料陈化后向其中加入地沟油进行拌合，不仅充分利用了废弃的地沟油，
而且由于加入地沟油，使得泥料的黏性和塑形得到了增强，这样使得外加剂在高温下分解
形成气孔的过程中，大幅度降低由于气孔及蓝晶石粉膨胀所导致的裂纹等缺陷。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步的阐述。
实施例1
一种轻质多孔地板砖，由基料、外加剂、填充剂与水混合制成泥浆后成型、烧制而成，其
中，按照重量比，基料由30份的粘土、8份的铝灰、4份的铁矿废渣和6份的河砂混合而成，外
加剂由7份细度不超过30微米的碳化硅微粉、1份细度不超过30微米的蓝晶石粉、3份的碳粉
和2份细度不超过80微米的碳酸钙粉末混合而成，填充剂由3份的钢渣粉和2份的铝灰混合
后在1650℃的温度下烧结1h后粉磨至细度不超过30微米得到；
上述轻质多孔地板砖的制作方法，首先制备填充剂粉末，然后上述比例称取各物料进
行混合并加入水制成含水率为18%的泥料，该泥料在陈化6天后制成地砖坯体，而后经烘干、
烧结和自然冷却即得到地砖，最后在地砖的表面铺设橡胶弹性体即得到产品，所述填充剂
粉末的制备方法为：按照上述的比例称取钢渣粉和铝灰，混合后粉磨至细度不超过300微米
的细粉，然后在1650℃的温度下烧结1h后冷却并粉磨至细度不超过30微米即得到填充剂。
以上为本实施例的基本实施方法，可在以上基础上做进一步的改进、优化和限定：
如，所述外加剂中还含有1份细度不超过100微米的石英砂粉末；
又如，所述填充剂中还含有1份的橄榄岩粉末；
再如，所述填充剂在制备过程中，烧结完成后以600℃/min的降温速率急速冷却后再进
行粉磨；
又再如，所述泥料在陈化6天后，向其中加入泥料总重3%的地沟油，再次拌合均匀后再
进行挤压成型制成地砖坯体；
又再如，所述烘干温度为100℃，而且在烘干过程中充分利用轴流风机，以使受热均匀；
最后，所述烧结分为预热段、升温段和焙烧段三部分，其中，预热段是指使炉内温度从
常温在2h均匀升高到200℃，并保持该温度1h，在此过程中，保持炉内氧气含量不高于4%；
所述升温段是指，使炉内温度从200℃在4h均匀升高到800℃，在此过程中，保持炉内氧
气含量不低于45%；
所述焙烧段是指，使炉内温度从800℃在2h均匀升高到1450℃，并保持该温度3h，在此
过程中，保持炉内氧气含量不低于45%。
实施例2
一种轻质多孔地板砖，由基料、外加剂、填充剂与水混合制成泥浆后成型、烧制而成，其
中，按照重量比，基料由32份的粘土、10份的铝灰、6份的铁矿废渣和8份的河砂混合而成，外
加剂由9份细度不超过30微米的碳化硅微粉、2份细度不超过30微米的蓝晶石粉、5份的碳粉
和3份细度不超过80微米的碳酸钙粉末混合而成，填充剂由5份的钢渣粉和3份的铝灰混合
后在1700℃的温度下烧结1h后粉磨至细度不超过30微米得到；
上述轻质多孔地板砖的制作方法，首先制备填充剂粉末，然后上述比例称取各物料进
行混合并加入水制成含水率为20%的泥料，该泥料在陈化8天后制成地砖坯体，而后经烘干、
烧结和自然冷却即得到地砖，最后在地砖的表面铺设橡胶弹性体即得到产品，所述填充剂
粉末的制备方法为：按照上述的比例称取钢渣粉和铝灰，混合后粉磨至细度不超过300微米
的细粉，然后在1700℃的温度下烧结1h后冷却并粉磨至细度不超过30微米即得到填充剂。
以上为本实施例的基本实施方法，可在以上基础上做进一步的改进、优化和限定：
如，所述外加剂中还含有2份细度不超过100微米的石英砂粉末；
又如，所述填充剂中还含有2份的橄榄岩粉末；
再如，所述填充剂在制备过程中，烧结完成后以700℃/min的降温速率急速冷却后再进
行粉磨；
又再如，所述泥料在陈化8天后，向其中加入泥料总重3%的地沟油，再次拌合均匀后再
进行挤压成型制成地砖坯体；
又再如，所述烘干温度为120℃，而且在烘干过程中充分利用轴流风机，以使受热均匀；
最后，所述烧结分为预热段、升温段和焙烧段三部分，其中，预热段是指使炉内温度从
常温在2h均匀升高到200℃，并保持该温度2h，在此过程中，保持炉内氧气含量不高于4%；
所述升温段是指，使炉内温度从200℃在4h均匀升高到800℃，在此过程中，保持炉内氧
气含量不低于45%；
所述焙烧段是指，使炉内温度从800℃在2h均匀升高到1450℃，并保持该温度3h，在此
过程中，保持炉内氧气含量不低于45%。
实施例3
一种轻质多孔地板砖，由基料、外加剂、填充剂与水混合制成泥浆后成型、烧制而成，其
中，按照重量比，基料由31份的粘土、9份的铝灰、5份的铁矿废渣和7份的河砂混合而成，外
加剂由8份细度不超过30微米的碳化硅微粉、1.5份细度不超过30微米的蓝晶石粉、4份的碳
粉和2.5份细度不超过80微米的碳酸钙粉末混合而成，填充剂由4份的钢渣粉和2.5份的铝
灰混合后在1675℃的温度下烧结1h后粉磨至细度不超过30微米得到；
上述轻质多孔地板砖的制作方法，首先制备填充剂粉末，然后上述比例称取各物料进
行混合并加入水制成含水率为19%的泥料，该泥料在陈化7天后制成地砖坯体，而后经烘干、
烧结和自然冷却即得到地砖，最后在地砖的表面铺设橡胶弹性体即得到产品，所述填充剂
粉末的制备方法为：按照上述的比例称取钢渣粉和铝灰，混合后粉磨至细度不超过300微米
的细粉，然后在1675℃的温度下烧结1h后冷却并粉磨至细度不超过30微米即得到填充剂。
以上为本实施例的基本实施方法，可在以上基础上做进一步的改进、优化和限定：
如，所述外加剂中还含有1.5份细度不超过100微米的石英砂粉末；
又如，所述填充剂中还含有1.5份的橄榄岩粉末；
再如，所述填充剂在制备过程中，烧结完成后以650℃/min的降温速率急速冷却后再进
行粉磨；
又再如，所述泥料在陈化7天后，向其中加入泥料总重3%的地沟油，再次拌合均匀后再
进行挤压成型制成地砖坯体；
又再如，所述烘干温度为110℃，而且在烘干过程中充分利用轴流风机，以使受热均匀；
最后，所述烧结分为预热段、升温段和焙烧段三部分，其中，预热段是指使炉内温度从
常温在2h均匀升高到200℃，并保持该温度1.5h，在此过程中，保持炉内氧气含量不高于4%；
所述升温段是指，使炉内温度从200℃在4h均匀升高到800℃，在此过程中，保持炉内氧
气含量不低于45%；
所述焙烧段是指，使炉内温度从800℃在2h均匀升高到1450℃，并保持该温度3h，在此
过程中，保持炉内氧气含量不低于45%。