CN101057031A - 用于生产建筑材料的纸浆泥灰组合物 - Google Patents

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CN101057031A CNA2005800381248A CN200580038124A CN101057031A CN 101057031 A CN101057031 A CN 101057031A CN A2005800381248 A CNA2005800381248 A CN A2005800381248A CN 200580038124 A CN200580038124 A CN 200580038124A CN 101057031 A CN101057031 A CN 101057031A
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    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Abstract

本发明公开了用于生产建筑材料的纸浆泥灰组合物，其包含与具有酸性基团的改性硅酸钠混合的纸浆泥灰。所述纸浆泥灰组合物显示优秀的防水性和强度以及改善的物理性质，因此可作为建筑材料、土木工程材料、内部材料、用于保险箱的填充物等用于多种工业领域。

Description

用于生产建筑材料的纸浆泥灰组合物
技术领域
本发明涉及用于生产建筑材料的纸浆泥灰组合物。更具体地，本发明涉及用于生产建筑材料的纸浆泥灰组合物，其包含通过焚化造纸过程中废水处理步骤后产生的纸浆泥(pulp sludge)而得到的纸浆泥灰，并且还包含具有酸性基团的改性硅酸钠。无需额外的烘焙或烧结，本发明的纸浆泥灰组合物就可以迅速固化。此外，进一步包含聚合物乳状液的上述纸浆泥灰组合物显示优秀的强度和防水性。
背景技术
通常，造纸过程中废水处理步骤后产生大量的纸浆泥。大部分纸浆泥被丢弃在填埋场中。然而，纸浆泥本身并不适于作为填埋物而被丢弃，因为由于其含水量高而不易固化。因此，最近的趋势是将纸浆泥倾倒入大海中。
为了解决上述问题，已经试图焚化纸浆泥，以便从纸浆泥中回收剩余的热能并降低丢弃在填埋场中的废物量。这样焚烧得到的纸浆泥灰被认为具有低工业实用性，因此在有限的用途中使用(例如水泥中的补充添加剂)。
此外，已经做出许多尝试以开发纸浆泥灰的用途。例如，公开号为1989-0002566的韩国专利出版物公开了利用焚化造纸纸浆而产生的灰来生产建筑材料的方法。更具体地，该方法包括向纸浆泥灰中加入熟石灰、石棉、造纸纸浆等，还向其中加入硅酸钠以实现初步粘合，并在高温高压条件下使用蒸汽固化所得的产物，以提供建筑材料。由于向纸浆泥灰中加入的金属氧化物和硅酸钠的固化反应，该方法可以迅速进行初始的成型工作。然而，存在的问题是，因为硅酸钠自身具有较差的防水性，所以纸浆泥灰固化后由于固化材料吸收环境水或湿气而使得硅酸钠和金属氧化物间的粘合力减弱。该方法中还存在另一问题：其包括高温下进行的蒸汽固化步骤，所以该固化步骤是不划算的，具有低工业实用性。
因此，一直需要回收利用纸浆泥灰的方法。这可以是以创造一种纸浆泥灰组合物的形式，该纸浆泥灰组合物具有优良的粘合强度和防水性，并且是有成本效益的，或者是相同的纸浆泥灰组合物的形式。
公开
技术问题
因此，考虑到上述问题而完成了本发明。本发明的目的是提供用于生产建筑材料的纸浆泥灰组合物，其中所述纸浆泥灰组合物包含纸浆泥灰和向所述纸浆泥灰中加入的具有酸性基团的改性硅酸钠，其无需额外的烘焙或烧结就可以迅速固化，并且显示优秀的强度和防水性。
本发明的另一目的是提供用于生产建筑材料的纸浆泥灰组合物，其使用改性硅酸钠以提供改善的防水性，因此可以显著降低吸水性。
本发明的另一目的是提供用于生产建筑材料的纸浆泥灰组合物，其包含与集料(aggregate)或轻集料混合的具有酸性基团的改性硅酸钠，因此显示更加改进的强度或显著降低的比重。
技术方案
根据本发明的一方面，提供了用于生产建筑材料的纸浆泥灰组合物，其是通过将纸浆泥灰和具有酸性基团的改性硅酸钠混合而得到的。
根据本发明的另一方面，提供了用于生产建筑材料的纸浆泥灰组合物，其是通过将纸浆泥灰和与聚合物乳状液混合的具有酸性基团的改性硅酸钠混合而得到的。
特别地，所述具有酸性基团的改性硅酸钠是通过将硅酸钠和选自硫酸钠水溶液、硫酸铜水溶液、硫酸铁水溶液、硫酸铝水溶液、硫酸镁水溶液、碳酸氢钾水溶液、铬明矾水溶液、硫酸水溶液和盐酸水溶液以及它们的混合物中的任意一种进行混合，然后向其中加入作为催化剂的苛性钠而得到的。
在本发明的优选实施方案中，所述具有酸性基团的改性硅酸钠是通过向搅拌器中引入硅酸钠和硫酸铜水溶液、硫酸钠水溶液、苛性钠水溶液和铬明矾水溶液，然后搅拌而得到的。
在本发明的另一优选实施方案中，所述具有酸性基团的改性硅酸钠是通过向搅拌器中引入硅酸钠、10％十二烷基硫酸钠水溶液、苛性钠和硫酸水溶液，然后搅拌而得到的。
特别地，所述聚合物乳状液是选自乳胶、硅酮树脂、阿拉伯树胶、丙烯酸树脂和环氧树脂中的任意一种。
本发明的纸浆泥灰组合物中，所述纸浆泥灰和所述具有酸性基团的改性硅酸钠以1∶1.2-2的比例混合。
为了提高强度，所述纸浆泥灰组合物还可以包含选自灰尘、飞灰、沙、渣、石膏、石灰和型沙中的任意一种。
为了降低比重，所述纸浆泥灰还可以包含选自木粉、珍珠岩、蛭石、泡沫聚苯乙烯颗粒和发泡剂中的任意一种轻质添加剂。
当将上述的添加剂加入到所述纸浆泥灰组合物中时，还向其中加入有机膨润土或甲基纤维素以便实现均匀分布。
此外，为了改善弯曲强度，所述纸浆泥灰还可以包含选自金属丝网、下脚纤维(waste fiber)和纤维中的任意一种。
有益效果
如上可见，本发明的包含纸浆泥灰和改性硅酸钠的水泥样组合物显示优良的防水性和强度，因此可在多种工业领域中作为建筑材料等使用。如果需要，所述组合物还可以包含不同种类添加剂以符合其特定用途。此外，可以将多种工业废物转化为本发明的组合物。因此，本发明有助于废物的回收利用和环境保护，并且是有经济效益的和高效的。
虽然结合了目前所认为的最实际和优选的实施方案描述了本发明，但是可以理解本发明并不限于公开的实施方案和附图。相反地，在所附权利要求的精神和范围内旨在涵盖各种修改和变化。
附图说明
当结合以下附图时，本发明的上述和其它目的、特征和优点将会从下列详细说明变得更加明显，附图中：
图1是显示由本发明优选实施方案的纸浆泥灰组合物得到的多种建筑材料的照片。
最佳方式
在下文中将会更加详细地解释本发明。
本发明人发现向纸浆泥灰中加入酸性水溶液使得在1小时或更短的时间内迅速固化。根据该发现，提供了改性硅酸钠以改善纸浆泥灰组合物的强度，其中所述改性硅酸钠是通过向酸性溶液中加入硅酸钠而得到的，所述酸性溶液例如硫酸钠、硫酸铜、硫酸铁、硫酸铝、硫酸镁、碳酸氢钾、铬明矾水溶液、硫酸或盐酸溶液。此外，向所述纸浆泥灰组合物中加入苛性钠(氢氧化钠)，作为辅助将纸浆泥和酸性水溶液混合的催化剂。
由于所述改性硅酸钠中所含有的酸性基团，纸浆泥灰可以迅速固化，并且所述改性硅酸钠与非改性硅酸钠相比，显示更加改善的防水性。
可以用于提供所述改性硅酸钠的酸性水溶液的特定实例包括pH7或更低的水溶液，例如硫酸钠、硫酸铜、硫酸铁、硫酸铝、硫酸镁、碳酸氢钾、铬明矾水溶液、硫酸和盐酸溶液以及它们的混合物。
虽然上述水溶液的各种组合可以用于提供改性硅酸钠，但是优选使用下文所述的改性硅酸钠1和改性硅酸钠2，以便将防水性提高到最高程度。
(1)改性硅酸钠1
具有酸性基团的改性硅酸钠1是通过向搅拌器中引入混合比为30∶4∶3∶20的硅酸钠、硫酸铜、硫酸钠和铬明矾，然后再向搅拌器中引入与铬明矾相同比例的苛性钠，并搅拌所得混合物30分钟而得到的。
(2)改性硅酸钠2
具有酸性基团的改性硅酸钠2是通过向硅酸钠中加入10％十二烷基硫酸钠水溶液和苛性钠，并搅拌所得混合物30分钟，然后在搅拌下再向其中加入硫酸水溶液而得到的。优选地，硅酸钠、10％十二烷基硫酸钠水溶液、苛性钠和硫酸水溶液的混合比是10∶3∶10∶3。
将上述得到的具有酸性基团的改性硅酸钠加入到纸浆泥灰中，以提供本发明的用于生产建筑材料的组合物。优选所述纸浆泥灰具有150目或更低的小尺寸，并且所述纸浆泥灰与所述改性硅酸钠的混合比是1∶1.2-2重量比。
此外，包含纸浆泥灰和具有酸性基团的改性硅酸钠的本发明的水泥样组合物还可以包含不同添加剂，以便改善防水性、避免诸如收缩的变形、提高强度、降低比重、或者改善弯曲强度。
更特别地，为了改善防水性，除了具有酸性基团的改性硅酸钠以外，所述组合物还任选地包含聚合物乳状液，所述聚合物乳状液选自乳胶、硅油、阿拉伯树胶、丙烯酸树脂和环氧树脂。
例如，还可以在搅拌下向100g上述具有酸性基团的改性硅酸钠1中加入作为聚合物乳状液的3-25g乳胶，然后可以将所得的组合加入到纸浆泥灰中。然而，加入25g或更多的乳胶抑制了迅速固化。
在一变体中，还可以在搅拌下向100g上述具有酸性基团的改性硅酸钠1中加入作为聚合物乳状液的0.3-15g硅油，然后可以将所得的组合加入到纸浆泥灰中。然而，加入15g或更多的硅油抑制了迅速固化。
在另一变体中，还可以在搅拌下向100g的上述具有酸性基团的改性硅酸钠1中加入作为聚合物乳状液的5-15g阿拉伯树胶和0.5-3g硅油，然后可以将所得的组合加入到纸浆泥灰中。然而，加入15g或更多的阿拉伯树胶抑制了迅速固化。
在另一变体中，还可以在搅拌下向100g的上述具有酸性基团的改性硅酸钠1中加入作为聚合物乳状液的5-25g丙烯酸树脂和0.5-3g硅酮油，然后可以将所得的组合加入到纸浆泥灰中。然而，加入25g或更多的丙烯酸树脂抑制了迅速固化。
与此同时，为了避免诸如收缩的变形，包含纸浆泥灰和具有酸性基团的改性硅酸钠的水泥样组合物还可以包含碳酸钙、石灰、诸如氧化镁或氧化锌等的金属氧化物。
为了提高强度，包含纸浆泥灰和具有酸性基团的改性硅酸钠的水泥样组合物还可以包含灰尘、飞灰、沙、渣、石膏、石灰和型沙等。
为了降低比重，包含纸浆泥灰和具有酸性基团的改性硅酸钠的水泥样组合物还可以包含轻质集料，例如木粉、珍珠岩、蛭石、泡沫聚苯乙烯颗粒，或者可以提供有气泡，该气泡由具有植物发泡剂的压缩空气得到。当将这样的轻质集料或气泡加入到所述组合物中时，还可以向其中加入增稠剂以便实现均匀混合，所述增稠剂例如为有机膨润土或甲基纤维素。
此外，为了改善弯曲强度，包含纸浆泥灰和具有酸性基团的改性硅酸钠的水泥样组合物还可以包含金属丝网、下脚纤维和纤维等。
发明方式
现在将详细说明包含纸浆泥灰和具有酸性基团的改性硅酸钠的本发明的水泥样组合物的优选实施方案。还提供了每一组合物的测试结果。
实施例1
首先，提供60份的纸浆泥灰。然后通过在搅拌下将1,500g硅酸钠与酸性水溶液混合来制备85份的改性硅酸钠。所述酸性溶液是通过向搅拌器中引入水溶液形式的200g硫酸铜、150g硫酸钠、1,000g苛性钠和1,000g铬明矾并搅拌所述材料30分钟而得到的。然后将60份纸浆泥与85份改性硅酸钠混合以得到水泥样组合物。
将所述纸浆泥灰组合物注入到直径50mm、深100mm的圆柱形模具中。然后在不同时间将重1kg、直径10mm的棒状物置于所述模具上，当模制产物表面不再显示物理变化并且可以脱模并处理时，确定初始固化完成的时间。从模具中取出的组合物天然固化7天。然后测量组合物的重量和强度。此外，将组合物浸渍到水浴中24小时并移除水浴。然后将组合物干燥1小时，测量其重量和强度以确定组合物的吸水性和强度。结果显示于下表1中。
实施例2
首先，提供60份的纸浆泥灰。然后通过向1,000g硅酸钠中加入300g 10％的十二烷基硫酸钠水溶液和1,000g苛性钠水溶液，并搅拌所述材料30分钟，然后向其中加入300g 10％的硫酸水溶液并进一步搅拌而得到85份改性硅酸钠。然后将60份纸浆泥与85份改性硅酸钠混合以得到水泥样组合物。
使用与上述实施例1中所述的相同的方法测试本实施例中得到的组合物。结果显示于下表1中。
实施例3
首先，提供60份的纸浆泥灰。然后通过在搅拌下将1,500g硅酸钠与酸性水溶液混合来制备85份的改性硅酸钠。所述酸性溶液是通过向搅拌器中引入水溶液形式的200g硫酸铜、150g硫酸钠、1,000g苛性钠和1,000g铬明矾并搅拌所述材料30分钟而得到的。此外，向1,000g所述酸性溶液中加入30g乳胶和3g硅油。然后将60份纸浆泥与85份改性硅酸钠混合以得到水泥样组合物。
使用与上述实施例1中所述的相同的方法测试本实施例中得到的组合物。结果显示于下表1中。
实施例4
首先，提供60份的纸浆泥灰。然后通过在搅拌下将1,500g硅酸钠与酸性水溶液混合来制备85份的改性硅酸钠。所述酸性溶液是通过向搅拌器中引入水溶液形式的200g硫酸铜、150g硫酸钠、1,000g苛性钠和1,000g铬明矾并搅拌所述材料30分钟而得到的。此外，向1,000g所述酸性溶液中加入30g硅油。然后将60份纸浆泥与85份改性硅酸钠混合以得到水泥样组合物。
使用与上述实施例1中所述的相同的方法测试本实施例中得到的组合物。结果显示于下表1中。
实施例5
首先，提供60份的纸浆泥灰。然后通过在搅拌下将1,500g硅酸钠与酸性水溶液混合来制备85份的改性硅酸钠。所述酸性溶液是通过向搅拌器中引入水溶液形式的200g硫酸铜、150g硫酸钠、1,000g苛性钠和1,000g铬明矾并搅拌所述材料30分钟而得到的。此外，向1,000g所述酸性溶液中加入30g丙烯酸聚合物乳状液和3g硅油。然后将60份纸浆泥与85份改性硅酸钠混合以得到水泥样组合物。
使用与上述实施例1中所述的相同的方法测试本实施例中得到的组合物。结果显示于下表1中。
对比实施例
通过向60份纸浆泥灰中加入100份非改性硅酸钠溶液来制备组合物。
使用与上述实施例1中所述的相同的方法测试本对比实施例得到的组合物。结果显示于下表1中。
表1包含纸浆泥灰和改性硅酸钠的组合物的测试结果
样品   固化时间(min.)   浸渍前的重量(g)   浸渍后的重量(g)   浸渍前的强度(kg/cm2)   浸渍后的强度(kg/cm2)
  实施例1   21   301.6   358.9   93   89
  实施例2   19   303.0   360.6   87   85
  实施例3   32   302.1   311.6   118   104
  实施例4   43   301.4   310.4   117   110
  实施例5   36   301.5   320.0   135   130
  对比实施例   280   348.4   351.2   136   0
从表1中可以看到，包含纸浆泥灰和具有酸性基团的改性硅酸钠的组合物能够在1小时内迅速固化，从而提供易于脱模、运输和装载的产品。这样的组合物易于大量生产。在水浴浸渍测试后，可以看到，与不含聚合物乳状液的样品相比，加入聚合物乳状液可以提供具有优秀防水性的组合物，所述不含聚合物乳状液的样品显示较高的吸水性和较低的强度。相反地，包含非改性硅酸钠的上述对比实施例的样品不能迅速固化并且在干燥过程中导致表面的裂缝和变形。此外，对比实施例显示如此差的防水性，以至于样品可以在浸渍测试的水浴中溶解，从而在浸渍后不能测量强度。因此，可以看到上述对比实施例中的样品不具有工业实用性。
与此同时，为了改善本发明组合物的防水性，还可以在所述组合物的表面涂覆聚合物乳状液。
此外，为了确定通常在纸浆泥灰中含有的有害重金属是否从上述实施例和对比实施例的每一组合物中浸出，在测量抗压强度后将每一组合物压碎，然后使用废物处理评价方法测试。结果显示于下表2中。
表2本发明组合物中重金属浸出结果
项目 pH   结果(以ppm表示)
  Pb   Cu   As   Hg   Cd   Cr   Zn   Ni   Mn
  质量标准   7   3   3   1.5   0.005   0.3   1.5   3   3   3
  纸浆泥灰   5.8   52   43   0.01   ND   0.2   10   206   13   16
  实施例1   10.5   0.03   0.01   ND   ND   ND   ND   0.4   ND   ND
  实施例2   10.1   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND
实施例3 10.3 16 8 ND ND ND 0.04 34 0.01 0.02
  实施例4   10.4   ND   ND   ND   ND   ND   ND   0.03   ND   0.04
  实施例5   10.0   ND   ND   ND   ND   ND   ND   0.02   ND   0.01
  对比实施例   11.5   1.4   0.6   ND   ND   ND   0.03   3.5   ND   1.8
从表2中可以看出，虽然纸浆泥灰含有大量的重金属，例如铅、锌等。除了纸浆泥灰外还包含具有酸性基团的改性硅酸钠的本发明组合物不会让重金属从所述组合物中浸出。相反地，对比实施例的组合物让若干种重金属从该组合物中浸出。如上述结果所示，本发明的水泥样组合物能够迅速固化并且不造成环境污染。因此，本发明可考虑用于短时间内固化任何其它含有重金属的工业废物，或者将其转化为工业有用的产品。
在下文中，根据本发明的另一优选实施方案，将描述包含纸浆泥灰和改性硅酸钠以及如果需要还包含不同添加剂的组合物。
实施例6：还包含飞灰的组合物
首先，提供60份的纸浆泥灰。然后如下制备130份的具有酸性基团的改性硅酸钠：向搅拌器中引入溶于热水溶液中的1,500g硅酸钠No.3、200g硫酸铜、150g硫酸钠、1,000g苛性钠和1,000g铬明矾，搅拌所述原料30分钟以提供1,000g酸性溶液，再在搅拌下向其中加入100g聚合物乳状液乳胶和3g硅油。然后，将60份纸浆泥与130份改性硅酸钠混合以得到水泥样组合物。最后，向所述水泥样组合物中加入30份飞灰。
将最终组合物注入到直径100mm、深200mm的圆柱形模具中。然后在不同时间将重1kg、直径10mm的棒状物置于所述模具上，当模制产物表面不再显示物理变化并且可以脱模并处理时，确定初始固化完成的时间。从模具中取出的组合物天然固化3天。然后测量组合物的重量和强度。此外，将组合物浸渍到水浴中24小时并移除水浴，测量其重量和强度以确定组合物的吸水性和强度。结果显示于下表3中。
实施例7：还包含钢铁制造过程中产生的灰尘的组合物
通过将60份纸浆泥灰和120份具有酸性基团的改性硅酸钠混合来制备水泥样组合物，所述改性硅酸钠是使用与实施例6所述的相同方法得到的。然后向所述组合物中加入100份由钢铁制造过程中产生的灰尘。根据实施例6所述的方法测试该组合物。结果显示于下列表3中。
实施例8：还包含铁粉的组合物
通过将60份纸浆泥灰和120份具有酸性基团的改性硅酸钠混合来制备水泥样组合物，所述改性硅酸钠是使用与实施例6所述的相同方法得到的。然后向所述组合物中加入300份由铁板表面处理过程后产生的铁粉。根据实施例6所述的方法测试该组合物。结果显示于下列表3中。
实施例9：还包含铜渣的组合物
通过将60份纸浆泥灰和120份具有酸性基团的改性硅酸钠混合来制备水泥样组合物，所述改性硅酸钠是使用与实施例6所述的相同方法得到的。然后向所述组合物中加入170份铜精炼过程中产生的铜渣。根据实施例6所述的方法测试该组合物。结果显示于下列表3中。
实施例10：还包含废型砂的组合物
通过将60份纸浆泥灰和120份具有酸性基团的改性硅酸钠混合来制备水泥样组合物，所述改性硅酸钠是使用与实施例6所述的相同方法得到的。然后向所述组合物中加入100份在模制工序中产生的尺寸为7mm或更小的废型砂。根据实施例6所述的方法测试该组合物。结果显示于下列表3中。
表3还包含不同类型集料的组合物的物理性质的测试结果
样品   固化时间(min.)   浸渍前的重量(g)   浸渍后的重量(g)   浸渍前的强度(kg/cm2)   浸渍后的强度(kg/cm2)
  实施例6   31   295.9   304.6   121   120
实施例7 28 364.6 375.1 126 130
  实施例8   25   869.5   879.6   166   161
  实施例9   30   469.1   473.8   181   180
  实施例10   48   387.6   396.6   176   175
通过表3可以看出，由于除了纸浆泥灰以外还存在改性硅酸钠，所以实施例6-10的每一组合物均符合本发明的水泥样组合物的组成。然而，加入飞灰导致固化时间轻微延迟。因此，可以看出，加入飞灰控制了固化时间。还可以看出，钢铁制造过程中的灰尘和其它集料的加入有助于实现迅速固化和改善的强度。特别地，因为诸如钢铁制造过程中的灰尘等含有大量重金属的工业废物可以结合进本发明的组合物中，所以可能将多种类型的有害废物循环利用进可固化水泥中。与此同时，除了将灰泥注入到模具中并在其中固化的上述湿法以外，还可以通过向组合物中引入集料的加压模制工序得到本发明的组合物。下列实施例11-13说明出于降低重量目的还包含轻质集料的组合物。
实施例11：还包含木粉的组合物
通过将80份的纸浆泥灰和100份的具有酸性基团的改性硅酸钠混合制备组合物，所述改性硅酸钠是使用与实施例6所述的相同方法得到的。然后向所述组合物中加入60份(基于上述组合物的重量)作为轻质集料的木粉，并再向其中加入1.5份(基于上述组合物的重量)的有机膨润土，以使所述轻集料可均匀地分布和混合于所得到的灰泥中。将最终组合物注入到直径50mm、深100mm的圆柱形模具中。然后测量其可脱模强度和初始固化时间。此外，所述组合物天然固化3天并测量其比重。还测量组合物浸渍到水浴中之前和12小时之后的强度。结果显示于下表4中。
实施例12：还包含珍珠岩的组合物
通过将80份的纸浆泥灰和130份的具有酸性基团的改性硅酸钠混合制备组合物，所述改性硅酸钠是使用与实施例6所述的相同方法得到的。然后向所述组合物中加入40份(基于上述组合物的重量)作为轻质集料的珍珠岩，并再向其中加入1.5份(基于上述组合物的重量)的有机膨润土。使用与实施例11所述的相同方法测试最终的组合物。结果显示于下列表4中。
实施例13：还包含泡沫聚苯乙烯颗粒的组合物
通过将80份的纸浆泥灰和130份的具有酸性基团的改性硅酸钠混合制备组合物，所述改性硅酸钠是使用与实施例6所述的相同方法得到的。然后向所述组合物中加入包含1,000cc的尺寸为3mm或更小的泡沫聚苯乙烯颗粒的轻质集料和1.2份(基于上述水泥样组合物的重量)甲基纤维素。使用与实施例11所述的相同方法测试最终的组合物。结果显示于下列表4中。
表4还包含不同类型轻质集料的组合物的物理性质的测试结果
样品   初始固化时间(min) 比重   浸渍前的重量(g)   浸渍后的重量(g)
  实施例11   60   8.9   211.4   231.8
  实施例12   55   7.3   173.1   180.6
  实施例13   50   6.8   162.5   180.0
从表4可以看出，为了降低重量而还包含轻质集料的每种组合物还可以迅速固化。此外，更多量的轻集料还可以用于将重量降低至更高的程度，以致组合物易于加压成型。此外，可以看出使用诸如有机膨润土或甲基纤维素等增稠剂可以使轻质集料均匀混合。在一变体中，下列实施例14的组合物出于降低重量目的而包含有气泡。
实施例14：还包含气泡的组合物
通过将含有加入到其中的1.5份甲基纤维素的80份纸浆泥灰和100份的具有酸性基团的改性硅酸钠混合制备组合物，所述改性硅酸钠是使用与实施例6所述的相同方法得到的。然后在搅拌下向所述组合物中加入1,000cc气泡以提供最终的组合物，所述气泡是通过含有植物发泡剂的压缩空气得到的。将最终组合物注入到直径50mm、深100mm的圆柱形模具中。然后测量其可脱模强度和初始固化时间。此外，所述组合物天然固化3天并测量其比重。还测量组合物浸渍到水浴中之前和12小时之后的强度。结果显示于下表5中。
表5还包含气泡的组合物的物理性质的测试结果
样品   初始固化时间(min) 比重   浸渍前的重量(g)   浸渍后的重量(g)
  实施例14   160   4.3   11.6   121.8
从表5可以看出，加入气泡并没有不利地影响本发明的组合物。
如上实施例1-14所示，向纸浆泥灰中加入具有酸性基团的改性硅酸钠可以提供水泥样组合物，其可以迅速固化并且具有优秀的强度和防水性。此外，因为本发明的组合物还可以包含飞灰、集料、轻质集料和气泡，所以可以提供在多种工业领域中使用的有经济效益的组合物，该组合物可作为建筑材料、土木工程材料、内部材料、用于保险箱的填充物等。特别地，所述纸浆泥灰可以用于迅速固化有害工业废物。此外，所述组合物还可以包含金属丝网、下脚纤维、纤维和纸浆泥，以便改善弯曲强度。为了避免组合物的收缩现象，可以加入碳酸钙、石灰、诸如氧化镁或氧化锌等的金属氧化物。除了硅酸钠以外，硅酸盐(例如硅酸钾和硅酸锂)以及在制备期间通过向硅酸钠中加入硼、磷酸或铝而得到的改性硅酸钠提供与硅酸钠相同的效果。此外，如果需要，所述组合物还可以包含染料、颜料、用于波特兰水泥的额外的防水剂或排水剂等。

Claims (11)

1.用于生产建筑材料的纸浆泥灰组合物，其包含与具有酸性基团的改性硅酸钠混合的纸浆泥灰。
2.如权利要求1所述的用于生产建筑材料的纸浆泥灰组合物，其中所述具有酸性基团的改性硅酸钠还包含聚合物乳状液。
3.如权利要求1所述的用于生产建筑材料的纸浆泥灰组合物，其中所述具有酸性基团的改性硅酸钠是通过将硅酸钠和选自硫酸钠水溶液、硫酸铜水溶液、硫酸铁水溶液、硫酸铝水溶液、硫酸镁水溶液、碳酸氢钾水溶液、铬明矾水溶液、硫酸水溶液和盐酸水溶液以及它们的混合物中的任意一种进行混合而得到的。
4.如权利要求3所述的用于生产建筑材料的纸浆泥灰组合物，其中还加入了苛性钠作为催化剂。
5.如权利要求1所述的用于生产建筑材料的纸浆泥灰组合物，其中所述具有酸性基团的改性硅酸钠是通过向搅拌器中引入硅酸钠、10％十二烷基硫酸钠水溶液、苛性钠和硫酸水溶液，然后搅拌而得到的。
6.如权利要求2所述的用于生产建筑材料的纸浆泥灰组合物，其中所述聚合物乳状液是选自乳胶、硅酮树脂、阿拉伯树胶、丙烯酸树脂和环氧树脂中的任意一种。
7.如权利要求3所述的用于生产建筑材料的纸浆泥灰组合物，其中所述纸浆泥灰和所述具有酸性基团的改性硅酸钠以1∶1.2-2的比例混合。
8.如权利要求1所述的用于生产建筑材料的纸浆泥灰组合物，其中还包含选自灰尘、飞灰、沙、渣、石膏、石灰和型沙中的任意一种，以便提高强度。
9.如权利要求1所述的用于生产建筑材料的纸浆泥灰组合物，其中还包含选自木粉、珍珠岩、蛭石、泡沫聚苯乙烯颗粒和发泡剂中的任意一种轻质添加剂，以便减低比重。
10.如权利要求9所述的用于生产建筑材料的纸浆泥灰组合物，其中还包含有机膨润土或甲基纤维素，以便当加入所述添加剂时实现均匀分布。
11.如权利要求1所述的用于生产建筑材料的纸浆泥灰组合物，其中还包含选自金属丝网、下脚纤维和纤维中的任意一种，以便改善弯曲强度。
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