CN105236893B - 一种掺铁尾矿超轻珍珠岩保温板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种掺铁尾矿超轻珍珠岩保温板及其制备方法，所述保温板的原材料主要包括珍珠岩、胶凝材料、铁尾矿、激发剂、水、防水剂、增稠剂和减水剂；制备方法包括①将胶凝材料、铁尾矿、激发剂、防水剂、增稠剂、减水剂和水搅拌制浆料；②将珍珠岩与浆料混合，搅拌得混合料；③成型；④脱模；⑤养护；本发明保温板具有容重超轻、保温效果好、防水、力学性能高、导热系数极低、防火阻燃等优点；同时，能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
技术领域
本发明涉及建筑节能材料领域，具体是一种掺铁尾矿超轻珍珠岩保温板及其制备方法；本发明的保温板主要用于新建墙体保温层和旧房加装保温层改造工程。
背景技术
在我国总能耗中，建筑能耗是我国能耗的主要方面之一，目前普遍采用在外墙加装保温隔热层（保温板）的方法来降低建筑能源消耗。而我国现有的外墙保温材料大多是EPS、XPS等导热系数低的有机保温板，由于其为有机材料，易燃、易裂，燃烧所产生的烟气密度及烟气毒性，给建筑物防火安全造成了极大地影响和潜在危害。且有机保温材料在使用过程中易开裂、脱落、不耐老化，设计寿命大多为20-25年，不能与建筑物同寿命，往往需进行二次改造。为了克服现有有机保温隔热材料的缺陷，各种无机保温材料应运而生，珍珠岩保温板就是其中之一。但目前的保温板一是由于配方的原因，制备工艺复杂，给生产带来了很多不便。二是为了提高保温板的容重、力学性能、导热系数等性能指标，产品的生产成本较高，不利于产品的推广使用。
发明内容
本发明的目的就是提供一种掺铁尾矿超轻珍珠岩保温板及其制备方法；本发明制备的保温板具有容重轻、保温效果好、防水性能好、力学性能高、导热系数低、防火阻燃等优点，制备工艺简单；通过掺入铁尾矿不仅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，且大大降低了产品的生产成本。
本发明的一种掺铁尾矿超轻珍珠岩保温板，由下述重量份的原材料制成：
胶凝材料 60-75份
激发剂 2-3份
珍珠岩 120份
水 200-245份
铁尾矿 20-30份
减水剂 1份
防水剂 6-8份
增稠剂 2-3份
本发明的优选配方是：
胶凝材料 70份
激发剂 2.5份
珍珠岩 120份
水 230份
铁尾矿 28份
减水剂 1份
防水剂 7份
增稠剂 2份。
所述胶凝材料为普通硅酸盐水泥，强度等级为42.5；所述珍珠岩为粒径为2.36-4.75mm的膨胀珍珠岩；所述激发剂为市场售熟石灰；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；所述减水剂为引气型减水剂；所述防水剂为有机硅防水剂，所述增稠剂为纤维素类增稠剂。
本发明一种掺铁尾矿超轻珍珠岩保温板的制备方法，包括下述步骤：
①按配方用量将胶凝材料、铁尾矿、激发剂、防水剂、增稠剂、减水剂和水加入搅拌机中搅拌2-4min得到浆料；②按配方用量将珍珠岩与浆料混合，搅拌5-8min得到均匀混合料；③将混合料注入模具中振动成型；④成型后的试件养护24小时后脱模；⑤试件脱模后视养护条件养护至可码垛、运输即完成产品的制备过程。所制备的保温板其质量指标要求达到①导热系数<0.068W/m.k；②28天抗压强度＞0.5Mpa；③干容重＜250Kg/m3；④防火等级：A级。
本发明中所用的膨胀珍珠岩是一种无毒、无味、不燃、不腐、耐酸碱、保温、隔音隔热材料，内部呈蜂窝状结构。目前已广泛用于民用住宅建筑和室内装饰等行业。在本发明中膨胀珍珠岩作为骨料，可有效保证产品的低容重、导热系数和防火等性能。
本发明所用的铁尾矿为矿山开采提炼后的废弃物，我国每年排出铁尾矿近3亿吨,综合利用率却不到20%；这些废弃物不仅营运费用高，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。对其综合利用，变废为宝，对于有效实现了工业尾矿的资源化，保护环境具有重要意义。在本发明中铁尾矿可以作为珍珠岩保温板的固体填充材料，通过掺用激发剂激发其活性，使胶凝材料用量减少，降低生产成本，同时综合利用铁尾矿，符合国家《关于促进绿色建材生产和应用行动方案》的文件精神。
本发明所用的减水剂为引气型减水剂，其作用是在保证其工作性能的基础上，减少水泥即胶凝材料的用量。优选减水剂为引气型减水剂，引气型减水剂可在保温板的内部形成封闭的小孔，提高保温板的保温性能。
本发明所用的防水剂为有机硅防水剂，主要作用是使珍珠岩保温板具有良好的防水性能，有机硅防水剂防水效果好，主要是靠化学作用，形成憎水层防水，且无毒无味，是绿色环保产品。
本发明所用的增稠剂为纤维素类增稠剂，主要作用是能使浆料更好的包裹膨胀珍珠岩颗粒，改善珍珠岩保温板的性能。纤维素类增稠剂具有增稠效果好，使用方便，入水即化,不起团等优点。
本发明将上述原料组合在一起，可以制备出容重超轻、保温效果好、防水性能好、力学性能高、导热系数低、防火阻燃的保温板。同时，制备工艺简单，不仅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，还可大大降低产品的生产成本。
本发明与现有技术相比具有如下特点：
1.本发明为保温层材料，保温层材料对产品的导热系数、强度、干容重等指标有较高要求。铁尾矿作为一种固体填充料，其掺入量太多会导致产品导热系数、强度、干容重等重要指标无法达到要求；其掺入量太少，达不到对其综合利用的目的，所以其用量必须在确保产品的导热系数、强度、干容重等指标的基础上进行确定。本发明以膨胀珍珠岩作为骨料之一，既能保证产品的低容重、导热系数和防火等性能，同时又以密度较大、活性不高且占用土地、污染环境与生态的铁尾矿为掺合料，通过掺加熟石灰作为激发剂，有效提高铁尾矿的活性，减少胶凝材料用量，可大大降低生产成本，有效实现了工业尾矿的资源化。经测算，按本发明配方掺入铁尾矿后，每立方保温板成本可降低7%。本发明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。
2、本发明符合国家推广使用轻质保温和建筑节能材料的产业政策，不但能为企业带来可观的经济效益，而且可减轻因铁尾矿堆积而导致的一系列环境问题，有着重要的环保意义。
3、本发明的保温板采用水泥作为胶凝材料，属无机保温材料，耐老化，可与建筑同寿命。因此本发明的保温板以其优质的综合性能，在2015年4月举行的全国首届无机保温材料创新设计大赛中获奖，并在国家会展中心公开展示。
具体实施方式
实施例1
①取胶凝材料70份；激发剂2.5份；珍珠岩120份；水230份：铁尾矿28份；减水剂1份；防水剂7份；增稠剂2份。
②先将胶凝材料、铁尾矿、激发剂、防水剂、增稠剂、减水剂和水加入搅拌机中搅拌2min得到浆料；再将珍珠岩与浆料混合，搅拌5min得到均匀混合料；将混合料注入模具中振动成型；成型后的试件养护24小时后脱模；试件脱模后视养护条件养护至可码垛、运输即完成产品的制备过程。
经检测，本实施例性能指标如下：导热系数:0.055W/m.k；28天抗压强度:0.57Mpa；干容重:223Kg/m3；防火等级：A级。
实施例2
①取胶凝材料75份；激发剂3份；珍珠岩120份；水200份；铁尾矿30份；减水剂1份；防水剂8份；增稠剂2份。
②先将胶凝材料、铁尾矿、激发剂、防水剂、增稠剂、减水剂和水加入搅拌机中搅拌4min得到浆料；再将珍珠岩与浆料混合，搅拌8min得到均匀混合料；将混合料注入模具中振动成型；成型后的试件养护24小时后脱模；试件脱模后视养护条件养护至可码垛、运输即完成产品的制备过程。
经检测，本实施例性能指标如下：导热系数：0.061W/m.k；28天抗压强度：0.56Mpa；干容重：236Kg/m3；防火等级：A级。
实施例3
①取胶凝材料70份；激发剂2份；珍珠岩120份；水240份：铁尾矿20份；减水剂1份；防水剂7份；增稠剂2份。
②先将胶凝材料、铁尾矿、激发剂、防水剂、增稠剂、减水剂和水加入搅拌机中搅拌2min得到浆料；将珍珠岩与浆料混合，搅拌6min得到均匀混合料；将混合料注入模具中振动成型；成型后的试件养护24小时后脱模；试件脱模后视养护条件养护至可码垛、运输即完成产品的制备过程。
经检测，本实施例性能指标如下：导热系数：0.059W/m.k；28天抗压强度：0.53Mpa；干容重：227Kg/m3；防火等级：A级。
实施例4
①取胶凝材料65份；激发剂3份；珍珠岩120份；水：235份；铁尾矿30份；减水剂1份；防水剂6份；增稠剂3份。
②先将胶凝材料、铁尾矿、激发剂、防水剂、增稠剂、减水剂和水加入搅拌机中搅拌3min得到浆料；再将珍珠岩与浆料混合，搅拌5min得到均匀混合料；将混合料注入模具中振动成型；成型后的试件养护24小时后脱模；试件脱模后视养护条件养护至可码垛、运输即完成产品的制备过程。
经检测，本实施例性能指标如下：导热系数：0.056W/m.k；28天抗压强度：0.56Mpa；干容重：226Kg/m3；防火等级：A级。
实施例5
①取胶凝材料60份；激发剂3份；珍珠岩120份；水245份：铁尾矿30份；减水剂1份；防水剂8份；增稠剂3份。
②先将胶凝材料、铁尾矿、激发剂、防水剂、增稠剂、减水剂和水加入搅拌机中搅拌2min得到浆料；再将珍珠岩与浆料混合，搅拌5min得到均匀混合料；将混合料注入模具中振动成型；成型后的试件养护24小时后脱模；试件脱模后视养护条件养护至可码垛、运输即完成产品的制备过程。
经检测，本实施例性能指标如下：导热系数:0.059W/m.k；28天抗压强度:0.57Mpa；干容重:227Kg/m3；防火等级：A级。
Claims (3)
1.一种掺铁尾矿超轻珍珠岩保温板，其特征在于由下述重量份的原材料组成：
胶凝材料 60-75份
激发剂 2-3份
珍珠岩 120份
水 200-245份
铁尾矿 20-30份
减水剂 1份
防水剂 6-8份
增稠剂 2-3份
所述胶凝材料为普通硅酸盐水泥，强度等级为42.5；所述珍珠岩为粒径为2.36-4.75mm的膨胀珍珠岩；所述激发剂为市场售熟石灰；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；
所述减水剂为引气型减水剂；所述防水剂为有机硅防水剂，所述增稠剂为纤维素类增稠剂；
所述的保温板制备过程包括以下步骤：①按配方将胶凝材料、铁尾矿、激发剂、防水剂、增稠剂、减水剂和水加入搅拌机中搅拌2-4min得到浆料；②按配方将珍珠岩与浆料混合，搅拌5-8min得到均匀混合料；③将混合料注入模具中振动成型；④成型后的试件养护24小时后脱模；⑤试件脱模后视养护条件养护至可码垛、运输即完成产品的制备过程；所述保温板的性能指标要求达到 ①导热系数<0.068W/(m·K)；②28天抗压强度＞0.5MPa；③干容重＜250kg/m3；④防火等级：A级。
2.根据权利要求1所述的一种掺铁尾矿超轻珍珠岩保温板，其特征在于由下述重量份的原材料组成：
胶凝材料 70份
激发剂 2.8份
珍珠岩 120份
水 230份
铁尾矿 28份
减水剂 1份
防水剂 7份
增稠剂 2份。
3.如权利要求1所述的一种掺铁尾矿超轻珍珠岩保温板的制备方法，其特征在于制备过程包括下述步骤：①按配方将胶凝材料、铁尾矿、激发剂、防水剂、增稠剂、减水剂和水加入搅拌机中搅拌2-4min得到浆料；②按配方将珍珠岩与浆料混合，搅拌5-8min得到均匀混合料；③将混合料注入模具中振动成型；④成型后的试件养护24小时后脱模；⑤试件脱模后视养护条件养护至可码垛、运输即完成产品的制备过程；所述保温板的性能指标要求达到①导热系数<0.068W/(m·K)；②28天抗压强度＞0.5MPa；③干容重＜250kg/m3；④防火等级：A级。
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