CN104961409B - 一种掺用铁尾矿浇注型自保温墙体及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种掺用铁尾矿浇注型自保温墙体及制备方法；原料主要包括膨胀珍珠岩、胶凝材料、铁尾矿、碱性激发剂、耐碱短玻璃纤维、水、引气剂、增稠剂和超塑化剂，制备时将膨胀珍珠岩、胶凝材料、铁尾矿、碱性激发剂、耐碱短玻璃纤维、引气剂、增稠剂等加入搅拌反应器中制得干混料，再将水和超塑化剂加入反应器搅拌，制得自保温墙体浇注料；将浇注料输送至模板内腔浇注成型；自养护后脱模；最后，养护10‑28天即得自保温墙体；本发明制备过程简单、制作成本低、安全性高、施工周期短、墙体重量轻、保温效果好、耐火阻燃、力学强度高、与基体结合牢固、免砌筑、无需抹面、建筑垃圾少；墙体施工与保温作业一次完成，可应用于框架结构建筑物的外墙、内墙、各类非承重墙等建筑部位的隔热保温。

Description

一种掺用铁尾矿浇注型自保温墙体及制备方法
技术领域
本发明涉及墙材革新与建筑节能领域，具体是一种掺用铁尾矿浇注型自保温墙体及制备方法。
背景技术
当前，我国面临十分严峻的能源形势。建筑能耗占总能耗的30%以上，建筑节能成为节能的一个重点。我国城镇化正处于快速发展期，居民消费进入结构升级阶段，对建筑的热舒适性要求越来越高，采暖和空调使用越来越普遍，人均能耗将迅速增加。因此，建筑节能刻不容缓。
国家鼓励发展的建筑节能技术第一条就是新型节能墙体，建筑节能墙体有外墙外保温、外墙内保温、自保温等体系。外墙内保温和外墙外保温技术存在的缺陷主要是：一、保温作业都是“二次建筑”，延缓了竣工日期；二、施工复杂、造价高。三是保温寿命短，房屋有效使用期内，至少得进行两次墙体保温作业。因而，自保温墙体是墙体建筑节能的方向。
目前自保温墙体多采用保温砌块（砖）砌成，生产设备复杂、投资大；砌筑工序繁琐，有些只能靠人工完成，施工周期长，建筑成本高；且表面粘结力不足，砌块灰缝粘结不牢，易产生裂缝，影响墙体的美观和安全。
此外，工业尾矿已严重污染环境。堆存的铁尾矿不仅营运费用高，而且占用大量土地，对土壤、水体造成污染,破坏生态环境。相关数据显示，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。
发明内容
本发明的目的就是克服现有墙体多采用保温砌块（砖）砌成，生产设备复杂，投资大，砌筑工序繁琐，施工周期长，砌块表面粘结力不足，灰缝粘结不牢，易产生裂缝，影响墙体美观和安全的问题而提供一种掺用铁尾矿浇注型自保温墙体及制备方法；本发明所制得的墙体重量轻、保温效果好、耐火阻燃、力学强度高、与基体结合牢固、免砌筑、无需抹面、建筑垃圾少,且制备过程简单、墙体施工与保温作业一次完成、制作成本低、安全性高、施工周期短。
本发明的一种掺用铁尾矿浇注型自保温墙体，包括下述重量份的原料：
胶凝材料 100
超塑化剂 1.5
碱性激发剂 13-18
膨胀珍珠岩 30-45
耐碱短玻璃纤维 5-10
水 135-195
铁尾矿 130-180
引气剂 1
增稠剂 0.5
本发明优选的重量份原料是：
胶凝材料 100
超塑化剂 1.5
碱性激发剂 15
膨胀珍珠岩 35
耐碱短玻璃纤维 5
水 150
铁尾矿 150
引气剂 1
增稠剂 0.5
所述的胶凝材料为普通硅酸盐水泥，强度等级为42.5；所述碱性激发剂为普通熟石灰；所述膨胀珍珠岩的粒径为2.36mm～4.75mm；所述增稠剂为纤维素类增稠剂；所述铁尾矿堆积密度为2000～2200kg/m3，按照《工业固体废弃物采样制样技术规范》和《固体废弃物实验分析评价手册》中所述方法采集，其中放射性物质含量符合GB 6566-2010《建筑材料放射性核素限量》，有害元素含量符合GB/T14684《建筑用砂》标准。
本发明的制备方法包括下述步骤：①按配方用量先将膨胀珍珠岩、胶凝材料、铁尾矿、碱性激发剂、耐碱短玻璃纤维、引气剂和增稠剂加入搅拌反应器中搅拌3-5min制得干混料；②将水和超塑化剂混合均匀后分两次加入上述反应器中，并不断搅拌5-6min，即制得工作性良好的自保温墙体浇注料；③将浇注料输送至模板内腔现场浇注成型，浇筑过程中轻轻均匀敲击模板；④浇注料在模板内腔自养护24小时后脱模，墙体施工与保温处理一次完成；⑤视养护条件养护10-28天即制得本发明的自保温墙体；所制得的墙体表面平整光滑，干容重＜1000kg/m3；28天抗压强度＞3.5MPa；导热系数＜0.231W/M·K；防火阻燃等级：A级。
当所述的浇注料需泵送至模板内腔浇注时，需添加胶凝材料重量1.5-2.0%的泵送剂与水和超塑化剂混合均匀后，再加入反应器中。
本发明与现有技术相比具有如下特点：
1、本发明与外墙外保温和外墙内保温系统相比不仅施工过程简单，施工周期短，且墙体施工与保温作业一次完成，可大幅度降低成本。
2、本发明利用铁尾矿完全取代了细骨料（砂），既降低了细骨料采购、运输等相关成本，又简化了工艺流程和设备投入。同时，相对于其它铁尾矿利用技术,本发明的自保温墙体中铁尾矿的掺加比例高,提高了铁尾矿的利用率。
3、本发明的自保温墙体浇注料工作性能良好，且膨胀材料吸附了大量水分（即预吸水），浇注后可在模板内实现自养护，施工过程中无需振捣，只需在浇筑过程中轻轻均匀敲击模板即可。
4、本发明在保证自保温墙体浇注料工作性的前提下，产品的干容重、导热系数、力学性能等关键指标均达到轻质保温墙体的性能要求。
5、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作为主要原料之一，有效实现了工业尾矿的资源化。掺用铁尾矿浇注型自保温墙体制备过程简单、制作成本低、安全性高、施工周期短、重量轻、保温效果好、耐火阻燃、力学强度高、与基体结合牢固、免砌筑、无需抹面、建筑垃圾少，属新型建筑节能保温墙体，相关性能指标能满足墙体强度、保温性能等使用要求；利用碱性激发剂激发铁尾矿的活性，提高了墙体力学性能，可减少胶凝材料用量，降低生产成本，提升企业竞争能力。另外，本发明中的自保温墙体整个制备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。
具体实施方式
实施例1
一种掺用铁尾矿浇注型自保温墙体,包括以下重量份的原料:
胶凝材料100份；膨胀珍珠岩30份；超塑化剂1.5份;碱性激发剂13份;水135份;铁尾矿130份；引气剂1份；增稠剂0.5份；耐碱短玻璃纤维 7 份 。
其制备方法如下：
①按上述用量先将膨胀珍珠岩、胶凝材料、铁尾矿、碱性激发剂、耐碱短玻璃纤维、引气剂和增稠剂加入搅拌反应器中搅拌3-5min制得干混料；
②将水和超塑化剂混合均匀后分两次加入反应器的干混料中，并不断搅拌5-6min，制得工作性良好的自保温墙体浇注料；
③浇注料输送至模板内腔浇注成型；
④浇注料在模板内腔自养护24小时后脱模；
⑤视养护条件养护10-28天，即制得自保温墙体。
经检测，本实施例墙体性能如下：①干容重：915kg/m3；②28天抗压强度：5.6MPa；③导热系数：0.134W/M•K；④防火阻燃等级：A级；⑤表面平整光滑。
实施例2
一种掺用铁尾矿浇注型自保温墙体,包括以下重量份的原料:
胶凝材料100份；膨胀珍珠岩35份；超塑化剂1.5份;碱性激发剂15份;水150份;铁尾矿150份；引气剂1份；增稠剂0.5份；耐碱短玻璃纤维 5份。
其制备方法如下：
①按上述用量先将膨胀珍珠岩、胶凝材料、铁尾矿、碱性激发剂、耐碱短玻璃纤维、引气剂和增稠剂加入搅拌反应器中搅拌3-5min制得干混料；
②将水和超塑化剂混合均匀后分两次加入反应器的干混料中，并不断搅拌5-6min，制得工作性良好的自保温墙体浇注料；
③浇注料输送至模板内腔浇注成型；
④浇注料在模板内腔自养护24小时后脱模；
⑤视养护条件养护10-28天即制得自保温墙体。
经检测，本实施例墙体性能如下：①干容重：863kg/m3；②28天抗压强度：5.1MPa；③导热系数：0.130W/M•K；④防火阻燃等级：A级；⑤表面平整光滑。
实施例3
一种掺用铁尾矿浇注型自保温墙体,包括以下重量份的原料:
胶凝材料100份；膨胀珍珠岩40份；超塑化剂1.5份;碱性激发剂18份;水175份;铁尾矿180份；引气剂1份；增稠剂0.5份；耐碱短玻璃纤维 6份。
制备方法如下：
①按上述用量先将膨胀珍珠岩、胶凝材料、铁尾矿、碱性激发剂、耐碱短玻璃纤维、引气剂和增稠剂加入搅拌反应器中搅拌3-5min制得干混料；
②将水和超塑化剂混合均匀后分两次加入反应器的干混料中，并不断搅拌5-6min，制得工作性良好的自保温墙体浇注料；
③浇注料输送至模板内腔浇注成型；
④浇注料在模板内腔自养护24小时后脱模；
⑤视养护条件养护10-28天即完成自保温墙体的制备过程。
经检测，本实施例墙体性能如下：①干容重：821kg/m3；②28天抗压强度：4.7MPa；③导热系数：0.127W/M•K；④防火阻燃等级：A级；⑤表面平整光滑。
实施例4
一种掺用铁尾矿浇注型自保温墙体,包括以下重量份的原料:
胶凝材料100份；膨胀珍珠岩40份；超塑化剂1.5份;碱性激发剂17份;水165份;铁尾矿170份；引气剂1份；增稠剂0.5份；耐碱短玻璃纤维8份 。
制备方法如下：
①按上述用量先将膨胀珍珠岩、胶凝材料、铁尾矿、碱性激发剂、耐碱短玻璃纤维、引气剂和增稠剂加入搅拌反应器中搅拌3-5min制得干混料；
②将水和超塑化剂混合均匀后分两次加入反应器的干混料中，并不断搅拌5-6min，制得工作性良好的自保温墙体浇注料；
③浇注料输送至模板内腔浇注成型；
④浇注料在模板内腔自养护24小时后脱模；
⑤视养护条件养护10-28天即制得自保温墙体。
经检测，本实施例墙体性能如下：①干容重：781kg/m3；②28天抗压强度：4.3MPa；③导热系数：0.121W/M•K；④防火阻燃等级：A级；⑤表面平整光滑。
实施例5
一种掺用铁尾矿浇注型自保温墙体,包括以下重量份的原料:
胶凝材料100份；膨胀珍珠岩45份；超塑化剂1.5份;碱性激发剂18份;水195份;铁尾矿180份；引气剂1份；增稠剂0.5份；耐碱短玻璃纤维 10份。
制备方法如下：
①按上述用量先将膨胀珍珠岩、胶凝材料、铁尾矿、碱性激发剂、耐碱短玻璃纤维、引气剂和增稠剂加入搅拌反应器中搅拌3-5min制得干混料；
②将水和超塑化剂混合均匀后分两次加入反应器的干混料中，并不断搅拌5-6min，制得工作性良好的自保温墙体浇注料；
③浇注料输送至模板内腔现场浇注成型；
④浇注料在模板内腔自养护24小时后脱模；
⑤视养护条件养护10-28天即制得自保温墙体。
经检测，本实施例墙体性能如下：①干容重：732kg/m3；②28天抗压强度：3.8MPa；③导热系数：0.114W/M•K；④防火阻燃等级：A级；⑤表面平整无光滑。
实施例6
一种掺用铁尾矿浇注型自保温墙体,包括以下重量份的原料:
胶凝材料100份；膨胀珍珠岩45份；超塑化剂1.5份;碱性激发剂18份;水195份;铁尾矿180份；引气剂1份；增稠剂0.5份；耐碱短玻璃纤维 10份，泵送剂1.5份。
制备方法如下：
①按上述用量先将膨胀珍珠岩、胶凝材料、铁尾矿、碱性激发剂、耐碱短玻璃纤维、引气剂和增稠剂加入搅拌反应器中搅拌3-5min制得干混料；
②将水、超塑化剂和泵送剂混合均匀后分两次加入反应器的干混料中，并不断搅拌5-6min，即制得工作性良好的自保温墙体浇注料；
③将浇注料以泵输送至模板内腔浇注成型；
④浇注料在模板内腔自养护24小时后脱模；
⑤视养护条件养护10-28天即制得自保温墙体。
经检测，本实施例墙体性能如下：①干容重：735kg/m3；②28天抗压强度：3.95MPa；③导热系数：0.116W/M•K；④防火阻燃等级：A级；⑤表面平整无光滑。
上述实施例1-6中所使用的胶凝材料均为普通硅酸盐水泥，强度等级为42.5；所使用的碱性激发剂为普通熟石灰；所用膨胀珍珠岩的粒径为2.36mm～4.75mm；所用增稠剂为纤维素类增稠剂；所用铁尾矿取自黄石市灵乡选矿厂，其堆积密度为2000～2200kg/m3，按照《工业固体废弃物采样制样技术规范》和《固体废弃物实验分析评价手册》中所述方法采集，其中放射性物质含量符合GB 6566-2010《建筑材料放射性核素限量》，有害元素含量符合GB/T14684《建筑用砂》标准。本发明中所有原料均有市售。

Claims (4)

1.一种掺用铁尾矿浇注型自保温墙体，其特征在于包括下述重量份的原料：
胶凝材料 100
超塑化剂 1.5
碱性激发剂 13-18
膨胀珍珠岩 30-45
耐碱短玻璃纤维 5-10
水 135-195
铁尾矿 130-180
引气剂 1
增稠剂 0.5；
所述的胶凝材料为普通硅酸盐水泥，强度等级为42.5；所述碱性激发剂为普通熟石灰；所述膨胀珍珠岩的粒径为2.36mm～4.75mm；所述增稠剂为纤维素类增稠剂；所述铁尾矿堆积密度为2000～2200kg/m3，按照《工业固体废弃物采样制样技术规范》和《固体废弃物实验分析评价手册》中所述方法采集，其中放射性物质含量符合GB 6566-2010《建筑材料放射性核素限量》，有害元素含量符合GB/T14684《建筑用砂》标准；
将上述原料制成浇注型自保温墙体的方法如下：①按配方用量先将膨胀珍珠岩、胶凝材料、铁尾矿、碱性激发剂、耐碱短玻璃纤维、引气剂和增稠剂加入搅拌反应器中搅拌3-5min制得干混料；②将水和超塑化剂混合均匀后分两次加入上述反应器中，并不断搅拌5-6min，即制得工作性良好的自保温墙体浇注料；③将浇注料输送至模板内腔浇注成型，浇筑过程中轻轻均匀敲击模板；④浇注料在模板内腔自养护24小时后脱模，墙体施工与保温处理一次完成；⑤视养护条件养护10-28天即制得自保温墙体；所制得的墙体表面平整光滑，干容重＜1000kg/m3；28天抗压强度＞3.5MPa；导热系数＜0.231W/M·K；防火阻燃等级：A级。
2.如权利要求1所述的一种掺用铁尾矿浇注型自保温墙体，其特征在于包括下述重量份的原料：
胶凝材料 100
超塑化剂 1.5
碱性激发剂 15
膨胀珍珠岩 35
耐碱短玻璃纤维 5
水 150
铁尾矿 150
引气剂 1
增稠剂 0.5。
3.权利要求1-2中任一项所述的一种掺用铁尾矿浇注型自保温墙体的制备方法，其特征在于制备过程包括下述步骤：①按配方用量先将膨胀珍珠岩、胶凝材料、铁尾矿、碱性激发剂、耐碱短玻璃纤维、引气剂和增稠剂加入搅拌反应器中搅拌3-5min制得干混料；②将水和超塑化剂混合均匀后分两次加入上述反应器中，并不断搅拌5-6min，即制得工作性良好的自保温墙体浇注料；③将浇注料输送至模板内腔浇注成型，浇筑过程中轻轻均匀敲击模板；④浇注料在模板内腔自养护24小时后脱模，墙体施工与保温处理一次完成；⑤视养护条件养护10-28天即制得自保温墙体；所制得的墙体表面平整光滑，干容重＜1000kg/m3；28天抗压强度＞3.5MPa；导热系数＜0.231W/M·K；防火阻燃等级：A级。
4.如权利要求3所述的一种掺用铁尾矿浇注型自保温墙体的制备方法，其特征在于：当所述的浇注料需泵送至模板内腔浇注时，需添加胶凝材料重量1.5-2.0%的泵送剂与水和超塑化剂混合均匀后，再加入反应器中。
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