CN106277996A - 一种造纸污泥制多孔隔热填充材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种造纸污泥制多孔隔热填充材料及其制备方法，将原料造纸污泥、水泥、粉煤灰和石膏按照配比注入搅拌机搅拌均匀；往搅拌机中加入发泡剂，混合均匀，得混合砂浆；将混合砂浆装入储料间，静养发泡制成多孔隔热填充材料半成品；将半成品注入成型机成型造粒；将成型完毕的多孔隔热填充材料自然养护，即得成品。本发明提供了一种造纸污泥制多孔隔热填充材料的制造方式，它可以解决现有造纸污泥乱堆放污染环境的问题，可确保造纸污泥的无害化、资源再利用、经济、高效。

Description

一种造纸污泥制多孔隔热填充材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种造纸污泥制多孔隔热填充材料，还涉及到该多孔隔热填充材料的制备方法。
背景技术
造纸污泥是造纸过程废水处理的终端产物，每生产一吨再生纸，就产生约含水量65%的污泥 700 kg，产量是同等规模市政污水处理厂的5 ~ 10 倍，且造纸污泥成分复杂，含水量高，处理难度大，如不进行妥善的处理将会造成严重的二次污染，因此，造纸污泥的无害化处理与处置已成为亟待解决的环境问题。
造纸污泥生物质含量丰富，有机物含量 40% ~ 50%，主要含有纤维素、半纤维素和木质素等高分子有机物以及填料、凝聚剂等，且不含重金属，是一种生物资源，其再生利用是污泥资源化的重要途径，符合循环经济、清洁生产和可持续发展的要求。因此，探寻一种造纸污泥资源化利用方式，将其作为新型材料来加以利用，上述问题便可以妥善解决。
本发明通过合理的原料配比、简单的制备工艺，将造纸污泥转变成新的产品多孔隔热填充材料，属于固体废物的资源化利用，把传统的“资源-产品-废物”的模式，转化成“资源-产品-再生资源”的循环利用模式。
发明内容
本发明的目的在于利用造纸污泥与水泥、粉煤灰、石膏等主要材料复合，加入发泡剂，制成一种多孔隔热填充材料，该材料可以用于建筑物的内外墙体、层面、楼面、立柱等建筑结构中。
本发明的另一目的在于提供上述多孔隔热填充材料的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：一种造纸污泥制多孔隔热填充材料，由以下重量份数配比的原料制成：
造纸污泥 30~40份、水泥 10~18份、粉煤灰 30~40份、石膏 1~6份、水 1~21份、发泡剂0.01~0.12份。
优选的，由以下重量份数配比的原料制成：
造纸污泥 35份、水泥 14份、粉煤灰 35份、石膏 3份、水 10份、发泡剂0.06份。
优选的，水泥为硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥、石膏水泥或火山灰质复合胶凝材料。
所述粉煤灰的细度为 0.01~0.045 mm。
所述造纸污泥含水量为40%~60%。
发泡剂为松香胶，经聚羧酸或脂肪族改性，在制品中提高分子内应力及表面张力，减轻型材的返卤、返霜、翘曲变形、防水性能差、耐候性短等问题。
制备方法：（1）将原料造纸污泥、水泥、粉煤灰、石膏和水按照上述配比注入搅拌机，以 800 ~ 1000r/min的转速搅拌15~ 35min至物料混合均匀；（2）往搅拌机中加入发泡剂0.01~0.12份，混合均匀，得混合砂浆；（3）将步骤（2）中的混合砂浆装入储料间，在 20~32℃静养发泡 30~120 min，制成多孔隔热填充材料半成品，其内部孔隙均匀致密；（4）将步骤（3）中的半成品注入成型机成型造粒；（5）将步骤（4）中成型完毕的多孔隔热填充材料自然养护 1~24h，即得成品。
本发明的有益效果是：
1、本发明原料中的水泥干燥后强度高，粘结性能好，导热系数小，能抵抗淡水或含盐水腐蚀，价格低廉，是隔热材料中重要的凝胶材料。普通水泥完全水化的理论水灰比为0.277，剩余的自由水量大，干缩大；硫铝酸盐和铁铝酸盐水泥完全水化的理论水灰比高达0.447，剩余自由水少，干缩小，有利于配制流态料浆；石膏水泥和火山灰质复合胶凝材料也具有高水化结合水低干缩的特性，适合作胶凝材料。
2、本发明原料中的粉煤灰是一种工业废渣，来源广泛，价格低廉，由于粉煤灰的化学组成和多孔性结构，使其具有一定的吸附能力。
3、本发明产品原料中的造纸污泥是一种生物固体，该污泥中含有木质纤维、半纤维、淀粉、沉淀碳酸钙、无机物、泥砂等多种成分，污泥作为功能调节材料，起承压主要作用的为沉淀碳酸钙与水泥、粉煤灰、石膏复杂作用后的凝结物，其在凝结过程中体积收缩并在原有发泡孔隙条件下形成多孔结构，其木质纤维、淀粉链具有内部联结作用，使材料成型更稳定。
4、本发明产品原料中的发泡剂，关系着泡沫的质量，从而直接决定了多孔隔热填充材料的性能；不仅如此，其在工艺上也起着重要作用，能有效地稳定料浆的均匀性，减少泌水，保证容重的可控性。
5、本发明产品原料中的造纸污泥与发泡剂协同作用，可使多孔隔热填充材料孔隙紧致，排列均匀；造纸污泥能够稳定泡沫，料箱中混凝土不受深度影响，同时确保料浆上下均质，以赋于材料良好的吸音效果，在建筑物的楼层和高速公路的隔音板、地下建筑物的顶层等可采用该材料作为隔音层。
附图说明
图1是本发明制备多孔隔热填充材料的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
实施例1：
如图1所示，将含水量为40%~60%的造纸污泥 30 kg、硫铝酸盐水泥 10 kg、细度为0.01~0.045 mm的粉煤灰 30 kg、石膏 1 kg、水 1 kg，注入搅拌机，以 800 ~ 1000r/min的转速搅拌15~ 35min至物料混合均匀；往搅拌机中加入松香胶发泡剂0.01 kg，混合均匀，得混合砂浆；将混合砂浆装入储料间，在 20~32 ℃静养发泡 30 min，制成多孔隔热填充材料半成品，其内部孔隙均匀致密；将发泡好的泡沫造纸污泥制多孔隔热填充材料半成品用输料机注入旋转成型机进行成型造粒；将成型完毕的多孔隔热填充材料自然养护 1 h，即得成品。
实施例2：
如图1所示，将含水量为40%~60%的造纸污泥 35 kg、石膏水泥 14 kg、细度为 0.01~0.045 mm的粉煤灰 35 kg、石膏 3 kg、水 10 kg，注入搅拌机，以 800 ~ 1000r/min的转速搅拌15~ 35min至物料混合均匀；往搅拌机中加入松香胶发泡剂0.06 kg，混合均匀，得混合砂浆；将混合砂浆装入储料间，在 20~32 ℃静养发泡 70 min，制成多孔隔热填充材料半成品，其内部孔隙均匀致密；将发泡好的泡沫造纸污泥制多孔隔热填充材料半成品用输料机注入旋转成型机进行成型造粒；将成型完毕的多孔隔热填充材料自然养护 10 h，即得成品。
实施例3：
如图1所示，将含水量为40%~60%的造纸污泥 40 kg、火山灰质复合胶凝材料 18 kg、细度为 0.01~0.045 mm的粉煤灰 40 kg、石膏 6 kg、水 21 kg，注入搅拌机，以 800 ~1000r/min的转速搅拌15~ 35min至物料混合均匀；往搅拌机中加入松香胶发泡剂0.12 kg，混合均匀，得混合砂浆；将混合砂浆装入储料间，在 20~32 ℃静养发泡 120 min，制成多孔隔热填充材料半成品，其内部孔隙均匀致密；将发泡好的泡沫造纸污泥制多孔隔热填充材料半成品用输料机注入旋转成型机进行成型造粒；将成型完毕的多孔隔热填充材料自然养护 24 h，即得成品。
实施例1~3制备的多孔隔热填充材料由于密度小，在建筑物的内外墙体、层面、楼面、立柱等建筑结构中采用该种填充材料，可使建筑物自重降低25%，有些可达结构物总重的 30% ~ 40%，因此，在建筑工程中采用造纸污泥制多孔隔热填充材料具有显著的经济效益，优点如下：
（1）保温隔热：由于造纸污泥制多孔隔热填充材料中含有大量封闭的细小孔隙，因此具有良好的热工性能，即良好的保温隔热性能，这是普通混凝土所不具备的。通常密度等级在300 ~ 1200kg/m3范围的造纸污泥制多孔隔热填充材料，导热系数在0.08 ~ 0.3w/(m·K)之间，热阻约为普通混凝土的10 ~ 20倍。采用造纸污泥制多孔隔热填充材料作为建筑物墙体及屋面材料，具有良好的节能效果。
（2）隔音耐火：造纸污泥制多孔隔热填充材料属多孔材料，因此它也是一种良好的隔音材料，在建筑物的楼层和高速公路的隔音板、地下建筑物的顶层等可采用该材料作为隔音层。造纸污泥制多孔隔热填充材料是无机材料，不会燃烧，从而具有良好的耐火性，在建筑物上使用，可提高建筑物的防火性能。
（3）低弹减震：造纸污泥制多孔隔热填充材料的多孔性使其具有低的弹性模量，从而使其对冲击载荷具有良好的吸收和分散作用。
（4）防水性好：现浇造纸污泥制多孔隔热填充材料吸水率较低，相对独立的封闭气泡及良好的整体性，使其具有一定的防水性能。
（5）环保性好：造纸污泥制多孔隔热填充材料所需原料为水泥和发泡剂，发泡剂大都接近中性，不含苯、甲醛等有害物质，避免了环境污染和消防隐患。
对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (7)

1.一种造纸污泥制多孔隔热填充材料，其特征在于：由以下重量份数配比的原料制成：
造纸污泥 30~40份、水泥 10~18份、粉煤灰 30~40份、石膏 1~6份、水 1~21份、发泡剂0.01~0.12份。
2.根据权利要求1所述的多孔隔热填充材料，其特征在于：由以下重量份数配比的原料制成：
造纸污泥 35份、水泥 14份、粉煤灰 35份、石膏 3份、水 10份、发泡剂0.06份。
3.根据权利要求1所述的多孔隔热填充材料，其特征在于：所述水泥为硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥、石膏水泥或火山灰质复合胶凝材料。
4.根据权利要求1所述的多孔隔热填充材料，其特征在于：所述粉煤灰的细度为 0.01~0.045 mm。
5.根据权利要求1所述的多孔隔热填充材料，其特征在于：所述造纸污泥含水量为40%~60%。
6.根据权利要求1所述的多孔隔热填充材料，其特征在于：发泡剂为松香胶。
7.根据权利要求1-6任一项所述的多孔隔热填充材料的制备方法，其特征在于：按照如下顺序进行的：（1）将原料造纸污泥、水泥、粉煤灰、石膏和水按照上述配比注入搅拌机，以800 ~ 1000r/min的转速搅拌15~ 35min至物料混合均匀；（2）往搅拌机中加入发泡剂0.01~0.12份，混合均匀，得混合砂浆；（3）将步骤（2）中的混合砂浆装入储料间，在 20~32 ℃静养发泡 30~120 min，制成多孔隔热填充材料半成品；（4）将步骤（3）中的半成品注入成型机成型造粒；（5）将步骤（4）中成型完毕的多孔隔热填充材料自然养护 1~24h，即得成品。
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