CN102503266A - 大比例掺用铁尾矿的轻质保温墙体材料及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了大比例掺用铁尾矿的轻质保温墙体材料及制备方法。首先将定量水泥、外加剂和水混合后搅拌，再加入适量的激发剂和铁尾矿搅拌制得浆料，最后加入膨胀材料搅拌得到均匀混合料，混合料入模后振动成型，标准养护6～10小时脱模，脱模后视养护条件养护5-28天至可码垛、运输后即完成产品制备过程；所制得的材料具有重量轻、保温效果好、力学强度高、生产成本低等特点，符合当前建筑物以框架结构为主，非承重、低容重墙体材料需求日益增加的发展趋势，可以广泛应用于框架结构建筑物的内墙、各类非承重墙以及屋顶等建筑部位的隔热保温；同时，可有效实现铁尾矿的资源化，减轻因铁尾矿堆积而导致的一系列环境问题。

Description

大比例掺用铁尾矿的轻质保温墙体材料及制备方法
㈠技术领域：本发明涉及轻质保温墙体材料及制备方法，具体是大比例掺用铁尾矿的轻质保温墙体材料及制备方法。
㈡背景技术：矿产资源的开采和利用所产生的尾矿已严重污染环境。堆存尾矿不仅营运费用高，而且占用了大量土地，对土壤、水体造成污染,破坏生态环境,成为安全隐患。相关数据显示，铁尾矿的利用率很低，我国每年排出铁尾矿近3亿吨,综合利用率却不到20%，且高端产品很少。目前也有利用少量铁尾矿制备墙体材料的，但所制备的墙体材料存在下述不足：一是由于未对铁尾矿的活性进行有效激发,墙体材料的力学性能不理想；二是掺入大量江砂等材料,导致制备工艺复杂, 增加了设备投入和运行费用；三是铁尾矿掺加比例不足30%，利用率不高。
㈢发明内容：本发明是提供一种大比例掺用铁尾矿的轻质保温墙体材料及制备方法,制得的材料具有重量轻、保温效果好、力学强度高、生产成本低等特点,符合当前建筑物以框架结构为主，非承重、低容重墙体材料需求日益增加的发展趋势，可以广泛应用于框架结构建筑物的内墙、各类非承重墙以及屋顶等建筑部位的隔热保温。同时，同时，可有效实现铁尾矿的资源化，减轻因铁尾矿堆积而导致的一系列环境问题。
本发明的轻质保温墙体材料由下述重量份数比的原料制成：
水泥                              22-25
羧酸系高效减水剂            0.25-0.3
碱性激发剂                     4-4.5
珍珠岩                           10-12
水                                 15-20
铁尾矿                           40-45
大比例掺用铁尾矿的轻质保温墙体材料制备步骤如下：①按比例取水及羧酸系高效减水剂加入搅拌反应器中，然后加入水泥混合均匀后搅拌1-3min；②将碱性激发剂和铁尾矿加入反应器中搅拌均匀制得浆料，再将膨胀珍珠岩加入反应器搅拌均匀后得到混合料；③将混合料注入模具中振实成型；④成型后的试模置于标准养护箱内养护6～10小时脱模，养护5-28天至可码垛、运输后即完成产品制备过程；产品性能要求: 1)干容重<1000 Kg/m3；2)28天抗压强度>2.0Mpa；3)导热系数<0.231 W/m.K ；4)产品表面平整、均匀，无开裂。 
本发明与现有技术相比具有如下特点：
1、针对铁尾矿的组分特点，本发明通过掺加碱性激发剂，有效提高了铁尾矿的活性，并因此改善了产品的力学性能。
2、本发明利用铁尾矿完全取代了江砂，且无需蒸养，既避免了江砂采购、运输等相关成本，又因为简化了工艺流程和生产过程，而减少了设备投入和运行费用。
3、本发明在保证容重和导热系数等关键指标的前提下，产品力学性能相对于其它利用铁尾矿制备的轻质保温材料而言，有很大的提高，28天抗压强度可达4.0-7.0Mpa,是轻质保温材料的理想抗压强度。
4,相对于其它铁尾矿技术,本发明制备的产品不但属功能性材料,且铁尾矿的掺入比例高,提高了铁尾矿的资源转化率。
本发明以密度较大、活性不高且占用土地、污染环境与生态的铁尾矿为主要原料，有效实现了工业尾矿的资源化；制备的产品重量轻、力学强度高、保温效果好，属新型建筑节能保温材料；利用激发剂激发铁尾矿的活性，进一步提高了产品相关性能；由于大比例掺用铁尾矿，且通过激发铁尾矿的活性，减少水泥用量，可大大降低生产成本，提升企业竞争能力。另外，本发明中的原料均可就地取材，因无需江砂等材料，生产工艺简单，且无需蒸养，相关的性能指标可以通过配料比例进行调整，能满足不同强度、保温性能等使用要求。同时，整个生产过程中没有任何有毒、有害气体和废弃物产生，属于环境友好技术。
本发明符合国家推广使用轻质保温和建筑节能墙体材料的产业政策，提升了产品层次，不但能为企业带来可观的经济效益，还有着重要的环保意义。
（四）具体实施方式：
实施例1
大比例掺用铁尾矿的轻质保温墙体材料，是由以下原料按重量份数比制备而成：
水泥23；羧酸系高效减水剂0.3；碱性激发剂4.5；膨胀珍珠岩10；水16；铁尾矿45。                      
①取水和羧酸系高效减水剂加入搅拌反应器中，然后加入华新水泥厂生产的强度等级为42.5普通硅酸盐水泥均匀混合后搅拌1-3min；
②将碱性激发剂熟石灰和铁尾矿加入反应器中搅拌制得浆料，再将粒径介于2.36mm与4.75mm之间的膨胀珍珠岩加入反应器搅拌均匀后得到混合料；
③将混合料注入模具中振实成型；
④将成型试模置于标准养护箱内养护6～10小时脱模，脱模后根据养护条件养护5-28天后，即得到成品；
经检测，所制得产品性能为：1)干容重：891Kg/m3；2)28天抗压强度：5.36Mpa；3)导热系数：0.152 W/m.K ；4)产品表面平整、均匀，无开裂，属轻质保温墙体材料。
 
实施例2
大比例掺用铁尾矿的轻质保温墙体材料，是由以下原料按重量份数比制备而成：
水泥25；羧酸系高效减水剂0.3；碱性激发剂4.2；膨胀珍珠岩11；水19；铁尾矿42。                      
①取水和羧酸系高效减水剂加入搅拌反应器中，然后加入华新水泥厂生产的强度等级为42.5普通硅酸盐水泥混合均匀后搅拌1-3min；
②将碱性激发剂熟石灰和铁尾矿加入反应器中搅拌制得浆料，再将粒径介于2.36mm与4.75mm之间的膨胀珍珠岩加入反应器搅拌均匀后得到混合料；
③将混合料注入模具中振实成型；
④将成型试模置于标准养护箱内养护6～10小时脱模，脱模后根据养护条件养护5-28天后后，即得到成品；
经检测，所制得产品性能为：1)干容重：882Kg/m3；2)28天抗压强度：6.37Mpa；3)导热系数：0.145 W/m.K；4)产品表面平整、均匀，无开裂，属轻质保温墙体材料。
 
实施例3
大比例掺用铁尾矿的轻质保温墙体材料，是由以下原料按重量份数比制备而成：
水泥25；羧酸系高效减水剂0.3；碱性激发剂4；膨胀珍珠岩12；水17.5；铁尾矿40。                      
①取水和羧酸系高效减水剂加入搅拌反应器中，然后加入华新水泥厂生产的强度等级为42.5普通硅酸盐水泥混合均匀后搅拌1-3min；
②将碱性激发剂熟石灰和铁尾矿加入反应器中搅拌制得浆料，再将粒径介于2.36mm与4.75mm之间的膨胀珍珠岩加入反应器搅拌均匀后得到混合料；
③将混合料注入模具中振实成型；
④将成型试模置于标准养护箱内养护6～10小时脱模，脱模后根据养护条件养护5-28天后后，即得到成品；
经检测，所制得产品性能为：1)干容重：861Kg/m3；2)28天抗压强度：5.92Mpa；3)导热系数：0.139 W/m.K；4)产品表面平整、均匀，无开裂，属轻质保温墙体材料。
实施例4
大比例掺用铁尾矿的轻质保温墙体材料，是由以下原料按重量份数比制备而成：
水泥22；羧酸系高效减水剂0.25；碱性激发剂4.2；膨胀珍珠岩10；水15；铁尾矿42。                      
①取水和羧酸系高效减水剂加入搅拌反应器中，然后加入华新水泥厂生产的强度等级为42.5普通硅酸盐水泥均匀混合后搅拌1-3min；
②将碱性激发剂熟石灰和铁尾矿加入反应器中搅拌制得浆料，再将粒径介于2.36mm与4.75mm之间的膨胀珍珠岩加入反应器搅拌均匀后得到混合料；
③将混合料注入模具中振实成型；
④将成型试模置于标准养护箱内养护6～10小时脱模，脱模后根据养护条件养护5-28天后，即得到成品；
经检测，所制得产品性能为：1)干容重：853Kg/m3；2)28天抗压强度：5.96Mpa；3)导热系数：0.135W/m.K ；4)产品表面平整、均匀，无开裂，属轻质保温墙体材料。
实施例5
大比例掺用铁尾矿的轻质保温墙体材料，是由以下原料按重量份数比制备而成：
水泥25；羧酸系高效减水剂0.25；碱性激发剂4；膨胀珍珠岩12；水20；铁尾矿40。                      
①取水和羧酸系高效减水剂加入搅拌反应器中，然后加入华新水泥厂生产的强度等级为42.5普通硅酸盐水泥均匀混合后搅拌1-3min；
②将碱性激发剂熟石灰和铁尾矿加入反应器中搅拌制得浆料，再将粒径介于2.36mm与4.75mm之间的膨胀珍珠岩加入反应器搅拌均匀后得到混合料；
③将混合料注入模具中振实成型；
④将成型试模置于标准养护箱内养护6～10小时脱模，脱模后根据养护条件养护5-28天后，即得到成品；
经检测，所制得产品性能为：1)干容重：887Kg/m3；2)28天抗压强度：6.72Mpa；3)导热系数：0.146W/m.K ；4)产品表面平整、均匀，无开裂，属轻质保温墙体材料。
实施例6
大比例掺用铁尾矿的轻质保温墙体材料，是由以下原料按重量份数比制备而成：
水泥24；羧酸系高效减水剂0.27；碱性激发剂4.5；膨胀珍珠岩11；水18；铁尾矿45。                      
①取水和羧酸系高效减水剂加入搅拌反应器中，然后加入华新水泥厂生产的强度等级为42.5普通硅酸盐水泥均匀混合后搅拌1-3min；
②将碱性激发剂熟石灰和铁尾矿加入反应器中搅拌制得浆料，再将粒径介于2.36mm与4.75mm之间的膨胀珍珠岩加入反应器搅拌均匀后得到混合料；
③将混合料注入模具中振实成型；
④将成型试模置于标准养护箱内养护6～10小时脱模，脱模后根据养护条件养护5-28天后，即得到成品；
经检测，所制得产品性能为：1)干容重：885Kg/m3；2)28天抗压强度：5.18Mpa；3)导热系数：0.146W/m.K ；4)产品表面平整、均匀，无开裂，属轻质保温墙体材料。
上述实施例中所使用的铁尾矿取自湖北省大冶市灵乡选矿厂，堆积密度为2000k～2200kg/m3，试样按《工业固体废物采样制样技术规范》和《固体废弃物试验分析评价手册》所述的方法采集，且在生产前去除铁尾矿水分；水泥是华新水泥厂生产的强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥；外加剂为羧酸系高效减水剂，市售品；激发剂熟石灰，市场上有售且价格便宜；膨胀材料为膨胀珍珠岩，属市售品，粒径介于2.50mm与4.75mm之间。

Claims (2)

1.大比例掺用铁尾矿制备的轻质保温墙体材料，其特征在于由下述重量份数比的原料制成：
水泥                              22-25
羧酸系高效减水剂        0.25-0.3
碱性激发剂                   4-4.5
珍珠岩                           10-12
水                                  15-20
铁尾矿                           40-45。
2.如权利要求1所述的大比例掺用铁尾矿的轻质保温墙体材料制备方法，其特征在于制备过程包括下述步骤：                                                
Figure 913726DEST_PATH_IMAGE001
按比例取水及羧酸系高效减水剂加入搅拌反应器中，然后加入水泥混合均匀后，搅拌1-3min；
Figure 941725DEST_PATH_IMAGE002
将碱性激发剂和铁尾矿加入反应器中搅拌混合制得浆料，再将膨胀珍珠岩加入反应器,搅拌均匀后得到混合料；
Figure 185625DEST_PATH_IMAGE003
将混合料注入模具中振实成型；成型后的试模置于标准养护箱内养护6～10小时脱模，脱模后视养护条件养护5-28天至可码垛、运输后即完成产品制备过程；产品要求: 1)干容重<1000 Kg/m3；2)28天抗压强度>2.0Mpa；3)导热系数<0.231 W/m.K ；4)产品表面平整、均匀，无开裂。
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