CN102584327A - 外墙保温用轻质泡沫陶瓷及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种外墙保温用轻质泡沫陶瓷，是先将质量份数60～90份的工业固体废弃物和10～40份的助熔物料经湿法研磨制得料浆后，再经发泡工艺制备而成，其中，工业固体废弃物为煤矸石、金属尾矿或赤泥中的一种或任意两种或三种的任意比例的混合物，助熔物料为瓶罐废玻璃、钠长石或珍珠岩中的一种或任意两种或三种的任意比例的混合物。原料经混合研磨后，依次加入活性铝粉、稳泡剂和浓盐酸或依次加入活性铝粉、稳泡剂和氢氧化钠溶液，经搅拌后发泡成型，制成泡沫陶瓷素坯，然后送入窑炉烧成，经自然冷却、切割、检验后得到外墙保温用轻质泡沫陶瓷。本发明外墙保温用轻质泡沫陶瓷具有A级不燃、保温隔热性能优良、节能环保、成本较低的特点。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种外墙保温用轻质泡沫陶瓷及其制备方法。
背景技术
建筑外墙外保温是建筑节能的重要内容，可占建筑节能的30％～40％，它是通过给建筑物穿上一件保温外套实现的。因此，外墙外保温材料的发展也是建筑节能技术的一个重要的环节。目前，我国外墙外保温材料的主流产品是聚苯乙烯泡沫板和聚苯乙烯挤塑板等有机保温材料，这些有机保温材料的优点是保温性能优异、价格低，但也存在致命缺陷，就是它们都属于可燃材料，具有引发火灾的危险性。特别是近年来，这些可燃保温材料引发的几场大火，都造成了严重人员伤亡和财产损失，建筑易燃可燃外保温材料已成为一类新的火灾隐患，也促使公安部于2011年3月14日下发了《关于进一步明确民用建筑外保温材料消防监督管理有关要求的通知》，要求民用建筑外保温材料必须采用燃烧性为A级的材料。而聚苯乙烯泡沫板或聚苯乙烯挤塑板本质上均是“不可能达到A级”防火性能要求的。对于A级不燃的无机保温隔热材料则存在价格高的问题。
另一方面，我国每年产生的工业固体废弃物达十几亿吨，再处理利用率低，对环境污染严重。发展各种工业废弃物处理技术，促使工业废弃物资源化，已经成为新时期技术发展的必然趋势。
发明内容
根据现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是：提供一种A级不燃、保温隔热性能优良、节能环保，且成本较低的外墙保温用轻质泡沫陶瓷及其制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种外墙保温用轻质泡沫陶瓷，其特征在于是先将质量份数60～90份的工业固体废弃物和10～40份的助熔物料经湿法研磨制得料浆后，再经发泡工艺制备而成。
其中：
所述工业固体废弃物为煤矸石、金属尾矿或赤泥中的一种或任意两种或三种的任意比例的混合物。
所述助熔物料为瓶罐废玻璃、钠长石或珍珠岩中的一种或任意两种或三种的任意比例的混合物。
所述发泡工艺是向料浆中依次加入活性铝粉、稳泡剂和浓盐酸或依次加入活性铝粉、稳泡剂和氢氧化钠进行发泡。
所述活性铝粉为0.4～0.6重量份。
所述稳泡剂为甘油、三乙醇胺和聚乙二醇中一种，其加入量为0.1～0.2重量份。
所述浓盐酸为4～6重量份浓度为36％的浓盐酸。
所述氢氧化钠为4～6重量份1mol/L的氢氧化钠溶液。
制备方法包括以下步骤：
1)混合研磨：将符合比例的工业固体废弃物和助熔物料混合，湿法研磨至料浆粒度D90＜50μm；
2)发泡制坯工艺：将料浆注入带温度调节装置的搅拌器中，待料浆温度均匀达到26℃～30℃时，向料浆中依次加入0.4～0.6重量份的活性铝粉，搅拌2～4min，加入0.1～0.2重量份的稳泡剂，搅拌1～2min，再加入4～6重量份的浓盐酸或1mol/L的氢氧化钠溶液，继续搅拌20～30s，然后将料浆注入温度为26℃～30℃的模具中，静置30～60min；
3)干燥：将模具送入干燥室干燥，得到泡沫陶瓷素坯；
4)烧成：将步骤3)制备的泡沫陶瓷素坯脱模，送入窑炉烧成，经保温后自然降温至室温，即得符合外墙保温要求的轻质泡沫陶瓷。
其中：
所述干燥过程共分为三个阶段：首先将料浆在温度30～40℃、湿度80～90％下保持8～10h，然后调节温度为50～60℃、湿度为70～80％，在此条件下保持6～8h，最后调节温度为80～100℃、湿度为20～50％，在此条件下保持4～6h。
所述烧成温度为1000～1100℃，窑炉烧成时升温时间为9～10h，保温时间为1～2h。
制备的外墙保温用轻质泡沫陶瓷按要求尺寸进行切割，检验后入库。
为了提高产品的强度和使用性，增加产品的美感，本产品可在干燥环节完成后在素坯表面喷涂与产品烧成温度相匹配的各种釉料，形成表面装饰釉层，达到装饰美观的效果。
本发明的有益效果是：
以工业固体废弃物和助熔物料为主要原料制备外墙保温用轻质泡沫陶瓷，不但有利于废物利用，保护环境，而且有效降低了产品成本；制备的外墙保温用轻质泡沫陶瓷还具有导热系数低、A级不燃等优点，完全可以满足人们对建筑外墙保温材料的各种性能要求。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
将70kg的煤矸石、10kg的瓶罐废玻璃和20kg纳长石装入球磨机湿法研磨24h，出磨泥浆进入水浴式搅拌器中加热搅拌，待料浆温度均匀变为27℃后，向料浆中依次加入0.5kg活性铝粉，搅拌4min，加入0.1kg的三乙醇胺，搅拌2min，再加入5kg的浓盐酸，继续搅拌22s，将料浆注入温度为28℃的模具中，静置40min，将其送入干燥室干燥。干燥室干燥制度为：首先在温度30℃、湿度80％下保持8h，然后调节温度为50℃、湿度为70％，在此条件下保持6h，最后调节温度为80℃、湿度为30％，在此条件下保持5h即可完成干燥。将干燥的泡沫陶瓷素坯脱模后送入窑炉烧成，烧结温度为1060℃，保温时间为1h，然后自然降温至室温，经切割、检验得到外墙保温用轻质泡沫陶瓷。
产品相关性能测试结果为：体积密度0.32g/cm3，抗压强度1.0Mpa，导热系数0.07W/m·K。
实施例2
将70kg的金属尾矿和30kg的珍珠岩装入球磨机湿法研磨24h，出磨泥浆称量后进入水浴式搅拌器进行搅拌，待料浆温度均匀地变为27.5℃后，向料浆中加入0.6kg活性铝粉，搅拌3min后加入0.2kg的甘油，搅拌2min，然后加入6kg的浓盐酸，继续搅拌30s，将料浆注入温度为30℃的模具中，静置60min后，送入干燥室干燥：首先在温度40℃、湿度85％下保持9h，然后调节温度为60℃、湿度为73％，在此条件下保持6.5h，最后调节温度为85℃、湿度为40％，在此条件下保持5.5h后即可干燥完成。将干燥的泡沫陶瓷素坯脱模后送入窑炉烧成，烧结温度为1030℃，保温时间为1h，然后自然降温至室温，经切割、检验得到外墙保温用轻质泡沫陶瓷。
产品相关性能测试结果为：体积密度0.42g/cm3，抗压强度1.8Mpa，导热系数0.09W/m·K。
实施例3
将60kg赤泥和40kg瓶罐废玻璃装入球磨机湿法研磨24h，出磨泥浆称量后进入水浴式搅拌器进行搅拌，待料浆温度均匀地变为28℃后，向料浆中加入0.4kg活性铝粉，搅拌3min后加入0.1kg的聚乙二醇，再搅拌2min，然后加入4kg的1mol/L的氢氧化钠溶液，继续搅拌28s，然后将料浆注入温度为27℃的模具中，静置60min后，将其送入干燥室干燥：首先在温度36℃、湿度87％下保持10h，然后调节温度为58℃、湿度为75％，在此条件下保持7h，然后调节温度为100℃、湿度为45％，在此条件下保持6h后即可干燥完成。将干燥的泡沫陶瓷素坯脱模后送入窑炉烧成，烧结温度为1050℃，保温时间为2h，然后自然降温至室温，经切割、检验得到外墙保温用轻质泡沫陶瓷。
产品相关性能测试结果为：体积密度0.36g/cm3，抗压强度1.4Mpa，导热系数0.08W/m·K。
实施例4
将30kg煤矸石、30kg金属尾矿、20kg瓶罐废玻璃和20kg珍珠岩装入球磨机湿法研磨24h，出磨泥浆称量后进入水浴式搅拌器进行搅拌，待料浆温度均匀地变为28℃后，向料浆中加入0.5kg活性铝粉，搅拌3min后加入0.15kg的三乙醇胺，再搅拌2min，然后加入5.5kg的1mol/L的氢氧化钠溶液，继续搅拌30s，然后将料浆注入温度为30℃的模具中，静置60min后，将其送入干燥室干燥：首先在温度33℃、湿度90％下保持9.5h，然后调节温度为55℃、湿度为75％，在此条件下保持8h，再调节温度为90℃、湿度为35％，在此条件下保持4h后即可干燥完成。将干燥的泡沫陶瓷素坯脱模后送入窑炉烧成，烧结温度为1000℃，保温时间为2h，然后自然降温至室温，经切割、检验得到外墙保温用轻质泡沫陶瓷。
产品相关性能测试结果为：体积密度0.38g/cm3，抗压强度1.5Mpa，导热系数0.08W/m·K。
实施例5
将50kg煤矸石、40kg赤泥和10kg钠长石装入球磨机湿法研磨24h，出磨泥浆称量后进入水浴式搅拌器进行搅拌，待料浆温度均匀地变为28℃后，向料浆中加入0.5kg活性铝粉，搅拌3min后加入0.15kg的聚乙二醇，再搅拌2min，然后加入4.6kg的浓盐酸，继续搅拌24s，然后将料浆注入温度为29℃的模具中，静置60min后，将其送入干燥室干燥：首先在温度35℃、湿度82％下保持8.5h，然后调节温度为52℃、湿度为80％，在此条件下保持6.5h，再调节温度为90℃、湿度为50％，在此条件下保持6h后即可干燥完成。将干燥的泡沫陶瓷素坯脱模后送入窑炉烧成，烧结温度为1100℃，保温时间为2h，然后自然降温至室温，经切割、检验得到外墙保温用轻质泡沫陶瓷。
产品相关性能测试结果为：体积密度0.33g/cm3，抗压强度1.2Mpa，导热系数0.07W/m·K。
实施例6
将40kg赤泥、40kg金属尾矿、10kg钠长石和10kg珍珠岩装入球磨机湿法研磨24h，出磨泥浆称量后进入水浴式搅拌器进行搅拌，待料浆温度均匀地变为27℃后，向料浆中加入0.5kg活性铝粉，搅拌3min后加入0.15kg的甘油，再搅拌2min，然后加入4.5kg的1mol/L的氢氧化钠溶液，继续搅拌25s，然后将料浆注入温度为30℃的模具中，静置60min后，将其送入干燥室干燥：首先在温度38℃、湿度88％下保持8h，然后调节温度为56℃、湿度为77％，在此条件下保持7.5h，再调节温度为95℃、湿度为38％，在此条件下保持5.5h后即可干燥完成。将干燥的泡沫陶瓷素坯脱模后送入窑炉烧成，烧结温度为1080℃，保温时间为2h，然后自然降温至室温，经切割、检验得到外墙保温用轻质泡沫陶瓷。
产品相关性能测试结果为：体积密度0.36g/cm3，抗压强度1.7Mpa，导热系数0.08W/m·K。
实施例7
将25kg煤矸石、20kg金属尾矿、25kg赤泥、10kg瓶罐废玻璃、15kg钠长石和10kg珍珠岩装入球磨机湿法研磨24h，出磨泥浆称量后进入水浴式搅拌器进行搅拌，待料浆温度均匀地变为28℃后，向料浆中加入0.5kg活性铝粉，搅拌3min后加入0.15kg的三乙醇胺，再搅拌2min，然后加入4.2kg的1mol/L的氢氧化钠溶液，继续搅拌27s，然后将料浆注入温度为28℃的模具中，静置60min后，将其送入干燥室干燥：首先在温度34℃、湿度85％下保持9h，然后调节温度为54℃、湿度为72％，在此条件下保持8h，再调节温度为85℃、湿度为42％，在此条件下保持4.5h，即可干燥完成。将干燥的泡沫陶瓷素坯脱模后送入窑炉烧成，烧结温度为1040℃，保温时间为2h，然后自然降温至室温，经切割、检验得到外墙保温用轻质泡沫陶瓷。
产品相关性能测试结果为：体积密度0.36g/cm3，抗压强度1.4Mpa，导热系数0.08W/m·K。
Claims (11)
1.一种外墙保温用轻质泡沫陶瓷，其特征在于是先将质量份数60～90份的工业固体废弃物和10～40份的助熔物料经湿法研磨制得料浆后，再经发泡工艺制备而成。
2.根据权利要求1所述的外墙保温用轻质泡沫陶瓷，其特征在于所述工业固体废弃物为煤矸石、金属尾矿或赤泥中的一种或任意两种或三种的任意比例的混合物。
3.根据权利要求1所述的外墙保温用轻质泡沫陶瓷，其特征在于所述助熔物料为瓶罐废玻璃、钠长石或珍珠岩中的一种或任意两种或三种的任意比例的混合物。
4.根据权利要求1所述的外墙保温用轻质泡沫陶瓷，其特征在于所述发泡工艺是向料浆中依次加入活性铝粉、稳泡剂和浓盐酸或依次加入活性铝粉、稳泡剂和氢氧化钠进行发泡。
5.根据权利要求4所述的外墙保温用轻质泡沫陶瓷，其特征在于所述活性铝粉为0.4～0.6重量份。
6.根据权利要求4所述的外墙保温用轻质泡沫陶瓷，其特征在于所述稳泡剂为甘油、三乙醇胺或聚乙二醇中一种，其加入量为0.1～0.2重量份。
7.根据权利要求4所述的外墙保温用轻质泡沫陶瓷，其特征在于所述浓盐酸为4～6重量份浓度为36％的浓盐酸。
8.根据权利要求4所述的外墙保温用轻质泡沫陶瓷，其特征在于所述氢氧化钠为4～6重量份1mol/L的氢氧化钠溶液。
9.一种权利要求1所述的外墙保温用轻质泡沫陶瓷的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
1)混合研磨：将符合比例的工业固体废弃物和助熔物料混合，湿法研磨至料浆粒度D90＜50μm；
2)发泡制坯工艺：将料浆注入带温度调节装置的搅拌器中，待料浆温度均匀达到26℃～30℃时，向料浆中依次加入0.4～0.6重量份的活性铝粉，搅拌2～4min，加入0.1～0.2重量份的稳泡剂，搅拌1～2min，再加入4～6重量份的浓盐酸或1mol/L的氢氧化钠溶液，继续搅拌20～30s，然后将料浆注入温度为26℃～30℃的模具中，静置30～60min；
3)干燥：将模具送入干燥室干燥，得到泡沫陶瓷素坯；
4)烧成：将步骤3)制备的泡沫陶瓷素坯脱模，送入窑炉烧成，经保温后自然降温至室温，即得符合外墙保温要求的轻质泡沫陶瓷。
10.根据权利要求9所述的外墙保温用轻质泡沫陶瓷的制备方法，其特征在于所述干燥过程共分为三个阶段：首先将料浆在温度30～40℃、湿度80～90％下保持8～10h，然后调节温度为50～60℃、湿度为70～80％，在此条件下保持6～8h，最后调节温度为80～100℃、湿度为20～50％，在此条件下保持4～6h。
11.根据权利要求9所述的外墙保温用轻质泡沫陶瓷的制备方法，其特征在于所述烧成温度为1000～1100℃，窑炉烧成时升温时间为9～10h，保温时间为1～2h。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Application publication date: 20120718 Assignee: Inner Mongolia advanced ceramic design and Research Institute Co.,Ltd. Assignor: SHANDONG RESEARCH & DESIGN INSTITUTE OF INDUSTRY CERAMICS Co.,Ltd. Contract record no.: X2021980015867 Denomination of invention: Lightweight foam ceramic for external wall insulation and its preparation method Granted publication date: 20130710 License type: Exclusive License Record date: 20211230 |