CN106830867A - 一种高强度粉煤灰基纤维发泡自保温材料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及环保型建筑材料领域，具体涉及一种高强度粉煤灰基纤维发泡自保温材料，其原材料按照重量配比如下：粉煤灰30％～90％；石灰10％～25％；石膏3％～10％；水泥5％～30％；有机聚合物0.01％～3％，高强度纤维0.05％～3％。将原材料球磨成一定粒度按重量配比混合，加入适量的水搅拌得到均匀料浆，料浆经浇注、发泡、成形、切割、干燥，得到块状粉煤灰基聚合物发泡保温材料。本发明以固体废弃物粉煤灰为主要原料，其制备工艺简单、能耗低，制得轻质材料具有强度高、力学性能好、耐久性、不易掉灰、质量轻等特点，是一种用途广泛的环保型建筑材料。

Description

一种高强度粉煤灰基纤维发泡自保温材料

技术领域

本发明涉环保型建筑材料领域，尤其涉及一种高强度粉煤灰基纤维发泡自保温材料。

背景技术

随着工业的发展，煤炭的消耗量随之增加。煤炭的大量燃烧，导致环境恶化日益加剧，因此国家推行节能减排的力度不断加大，注重节能环保的意识也不断提高。随着煤炭的燃烧大量的环境污染物粉煤灰也随之产生。粉煤灰是电厂锅炉、各种工业及民用锅炉，炉窑在燃烧煤炭过程中产生的固体废弃物，随着烟道气的排放而进入大气，若不对其进行收集和妥善处理，将会造成资源浪费与环境污染。

粉煤灰是我国当前排量较大的工业废渣之一，其中包含20多种对环境和人体有害的物质。近年来，我国的能源工业稳步发展，发电能力年增长率为7.3％，电力工业的迅速发展，带来了粉煤灰排放量的急剧增加，每年所排放的粉煤灰总量逐年增加，2000年粉煤灰排放量约为1.5亿吨，到2010年达到了3亿吨，同时还在持续增长，给我国的国民经济建设及生态环境造成巨大的压力。因此，粉煤灰的综合利用，变废为宝、变害为利，已成为我国经济建设中一项重要的技术经济政策，是缓解我国环境污染压力、资源缺乏的重要手段。

中国专利公开号CN 102503277 B，提供一种建筑材料及其制备方法：一种建筑材料，制备原料包括水泥、粉煤灰、保温材料骨料、成石剂和水；所述水泥与粉煤灰的质量比为2.0～3.5∶1.0；水与水泥加粉煤灰的质量比为1.0～1.2∶1.0；水泥加粉煤灰与所述保温材料骨料的质量比为2.0～3.0∶1.0；所述成石剂为聚合物，组分包括烷基磺酸盐、十二醇、淀粉、纤维素钠、石膏、硫酸钠，水泥加粉煤灰与成石剂的质量比为1.0∶0.03～0.05。该发明使用的石剂，成分复杂，配比困难，因此该不宜作为大规模应用粉煤灰处理手段。

中国专利公开号CN 102795822 B涉及一种利用粉煤灰制造轻质高强艺术浇筑石的方法，本是发明解决的技术方案包括以下步骤：(1)根据艺术浇筑石需要的颜色配备色料，并加入色料质量10-30倍的水和色料质量4-10倍的白色硅酸盐水泥搅拌均匀，形成色浆，用喷色工具按要求对预定的模具进行喷色；(2)按水泥1000kg、陶粒3.5-3.7m³、机制砂1000-1200kg、粉煤灰400-1000kg、石灰60-120kg、建筑石膏20-40kg和减水剂8.0-10.0k混合搅拌均匀后，加入0.6-0.7m³的水，搅拌均匀，形成混凝土胚料；(3)将上述混凝土配料装入模具中，震动使其密实成型；(4)将成型的胚子连同模具放入蒸汽养护室中进行养护24h，成为硬化成型的艺术浇筑石，养护的温度不能超过90℃，并保证养护室中蒸汽水分充足；(5)将蒸汽养护后硬化成型的艺术浇筑石从模具中取出脱模；(6)干燥：将脱模后的艺术浇筑石置于自然环境状态，不用人为的进行控制干燥3-28天。该方法可大规模利用粉煤灰，但所制造出的艺术砖干燥时间长，因此生产周期较长。

中国专利公开号CN101045642A涉及一种新型高掺量工业废料建筑保温隔热材料，主要由胶凝材料和发泡材料混合构成。胶凝材料包括水泥熟料、粉煤灰、硫酸盐及熟石灰等；发泡材料包括十二烷基苯磺酸钠、三乙醇胺。原料按配比进行混合发泡、注模、蒸压养护制得产品。虽然上述技术实现了粉煤灰的综合利用，但所制成品性能有待提高，在制作过程中使用了大量的添加剂，价格较贵导致了成品附加值低。

为了克服上述缺陷，本发明的目的是提出一种高强度粉煤灰基纤维发泡自保温材料，解决上述实际应用中的难题。该材料以粉煤灰为主要原料其制备工艺简单、能耗低，制得轻质材料具有力学性能好、耐久性、保温效果好、不易掉灰、质量轻、生产周期短等特点，是一种用途广泛的环保型建筑材料。

发明内容

本发明的目的是提高粉煤灰的利用量，制得一种强度高、力学性能好、耐久性、不易掉灰、质量轻的环保型建筑材料。

一种高强度粉煤灰基纤维发泡自保温材料，其特征在于，其原材料重量配比如下：

基料：粉煤灰30％～90％；

塑化剂：有机聚合物0.01％～3％；高强度纤维0.05％～3％；

所述的有机聚合物可以是：聚氯乙烯、聚丁二烯、聚乙烯乙酸酯、聚丁烯酯、水性环氧树脂、邻苯二甲酸二酯、双酚A型环氧树脂等其中的一种或几种；所述的高强度纤维可以是：苯并咪唑纤维、玻璃纤维、聚对苯二甲酰二苯二胺，对苯二甲酸乙二醇酯、聚酯纤维、聚氨酯纤维等其中的一种或几种；

胶凝剂：水泥5％～30％；生石灰10％～25％；石膏3％～10％。

所述的一种高强度粉煤灰基纤维发泡自保温材料，其制备工艺过程包括以下步骤：

(1)原材料破碎：将所述的水泥、生石灰、石膏球磨成50～300目，按照上述的重量配比充分混匀；

(2)浆化：将所述的充分混匀的原材料加水搅拌得到均匀料浆；

(3)浇注：将料浆浇注入模具中发泡；

(4)塑化：将盛有料浆的模具转移至静养室进一步养护，静养室的温度设定在40℃～50℃，常压下静养5～10h，使材料塑化成型；

(5)脱模：将塑化成型后的材料与模具分离；

(6)切割：将与模具分离后的塑化材料进行机械切割为块状；

(7)干燥：将切割为块状的材料转移至增压釜进行干燥，釜内温度设定为50～200℃，釜内压力设定在1.0～3.0MPa，干燥时间设定在3～20h；

(8)掰板：干燥后的块状材料若有粘连，通过机器掰开，得到规整的块状煤灰基聚合物发泡保温材料。

本发明平单轴跟踪系统所产生的有益效果为：本发明的目的是提出一种高强度粉煤灰基纤维发泡自保温材料，将大宗固体废弃物粉煤灰进行综合利用，变废为宝、变害为利，缓解了我国环境污染压力、资源缺乏。该材料以粉煤灰为主要原料其制备工艺简单、能耗低，制得轻质材料具有力学性能好、耐久性、抗弯性能好、自保温效果好、不易掉灰、质量轻、生产周期短等特点，是一种用途广泛的环保型建筑材料。

附图说明

图1所示为制造粉煤灰基聚合物发泡保温材料的工艺流程图。

具体实施方式

制造粉煤灰基聚合物发泡保温材料的工艺流程图如图1所示。本发明的目的是提高粉煤灰的利用量，制得一种强度高有力学性能好、耐久性、保温效果好、不易掉灰、质量轻、生产周期短用途广泛的环保型建筑材料。

实施例一

一种高强度粉煤灰基纤维发泡自保温材料，按照原材料重量配比：基料：粉煤灰60％；塑化剂：有机聚合物0.05％；高强度纤维1.0％，胶凝剂：水泥15％；生石灰20％；石膏6％，所述的塑化剂应用的是高分子有机聚合物，其可增加材料颗粒之间的粘聚性，减少水泥的用量，增强材料的抗弯性及抗压强度，所用到的有机聚合物可以是水性环氧树脂，用量为0.05％；高强度纤维可以使用聚苯咪唑纤维，高强度纤维可以增强材料的抗弯性能，增加材料的强度。

按照图1所示的制造粉煤灰基聚合物发泡保温材料的工艺流程图，所述的一种高强度粉煤灰基纤维发泡自保温材料，其制备工艺过程包括以下步骤：

(1)原材料破碎：将所述的水泥、生石灰、石膏球磨成80目，按照上述的重量配比充分混匀；

(2)浆化：将所述的充分混匀的原材料转移至搅拌机内，加水搅拌得到均匀料浆；

(3)浇注：将料浆浇注入模具中发泡；

(4)塑化：将盛有料浆的模具转移至静养室进一步养护，静养室的温度设定在40℃，常压下静养6h，使材料塑化成型；

(5)脱模：将塑化成型后的材料与模具分离；

(6)切割：将与模具分离后的塑化材料进行机械切割为块状；

(7)干燥：将切割为块状的材料转移至增压釜进行干燥，釜内温度设定为150℃，釜内压力设定在1.5MPa，干燥时间设定在12h；

(8)掰板：干燥后的块状材料若有粘连，通过机器掰开，得到规整的块状煤灰基聚合物发泡保温材料。

实施例二

一种高强度粉煤灰基纤维发泡自保温材料，按照原材料重量配比：基料：粉煤灰50％；塑化剂：邻苯二甲酸二酯0.5％；玻璃纤维0.5％；胶凝剂：水泥10％；生石灰15％；石膏4％。

按照图1所示的制造粉煤灰基聚合物发泡保温材料的工艺流程图，所述的一种高强度粉煤灰基纤维发泡自保温材料，其制备工艺过程包括以下步骤：

(1)原材料破碎：将所述的原材料水泥、生石灰、石膏球磨成100目；

(2)浆化：将破碎后的原材料按照所述的重量配比加入到搅拌机中，并加入粉煤灰、加入水、增塑剂后充分搅拌，加水搅拌得到均匀料浆；

(3)浇注：将料浆浇注入模具中发泡，一般模具为长方体；

(4)塑化：将盛有料浆的模具转移至静养室进一步养护，静养室的温度设定在45℃，常压下静养8h，使材料塑化成型；

(5)脱模：将塑化成型后的材料与模具分离，得到长方体粉煤灰基聚合物发泡保温材料；

(6)切割：将与模具分离后的大块粉煤灰基聚合物发泡保温材料进行机械切割为小块状；

(7)干燥：将切割为小块状的材料转移至增压釜进行干燥，釜内温度设定为100℃，釜内压力设定在1.3MPa，干燥时间设定在12h；

(8)掰板：干燥后的块状材料若有粘连，通过机器掰开，得到规整的块状煤灰基聚合物发泡保温材料。

实施例三

一种高强度粉煤灰基纤维发泡自保温材料，按照原材料重量配比：基料：粉煤灰80％；塑化剂：双酚A型环氧树脂0.2％；聚酯纤维1.2％；胶凝剂：水泥8％；生石灰12％；石膏8％，所述的双酚A型环氧树脂：环氧基和羟基赋予树脂反应性，使树脂固化物具有很强的内聚力和粘接力；分子包含的醚键和羟基是极性基团，有助于提高浸润性和粘附力；分子所包含的醚键和C-C键使大分子具有柔顺性；所包含的苯环赋予聚合物以耐热性和刚性；异丙基减小分子间作用力，赋予树脂一定韧性，增加材料的抗弯能力；由于分子所包含的-C-O-键的键能高，从而提高了耐碱性。

按照图1所示的制造粉煤灰基聚合物发泡保温材料的工艺流程图，所述的一种高强度粉煤灰基纤维发泡自保温材料，其制备工艺过程包括以下步骤：

(1)原材料破碎：将所述的水泥、石膏、石灰球磨成200目，按照所述的重量配比充分混匀；

(2)浆化：将破碎后的原材料按照所述的重量配比加入到搅拌机中，并加入粉煤灰、加入水、增塑剂后充分搅拌，加水搅拌得到均匀料浆；

(3)浇注：将料浆浇注入模具中发泡，模具为长方体，并伴随震动，使材料中间形成均匀的闭合气泡小孔；

(4)塑化：将盛有料浆的模具转移至静养室进一步养护，静养室的温度设定在50℃，常压下静养10h，使材料塑化成型；

(5)脱模：将塑化成型后的材料与模具分离，得到成型的长方体；

(6)切割：将与模具分离后的长方体塑化材料进行机械切割为小块状；

(7)干燥：将切割为块状的材料转移至增压釜进行干燥，釜内温度设定为150℃，釜内压力设定在1.5MPa，干燥时间设定在12h；

(8)掰板：干燥后的小块状材料若有粘连，通过机器掰开，得到规整的块状煤灰基聚合物发泡保温材料。

本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。

Claims (2)

1.一种高强度粉煤灰基纤维发泡自保温材料，其特征在于，其原材料按照重量配比如下：

基料：粉煤灰30％～90％；

塑化剂：有机聚合物0.01％～3％；高强度纤维0.05％～3％；

胶凝剂：水泥5％～30％；生石灰10％～25％；石膏3％～10％。

2.根据权利要求1所述的一种高强度粉煤灰基纤维发泡自保温材料，其特征在于：其制备过程包括以下步骤：

(1)原材料破碎：将所述水泥、生石灰、石膏球磨成50～300目，按照所述的重量配比充分混匀；

(2)浆化：将所述的充分混匀的原材料加水搅拌得到均匀料浆；

(3)浇注：将料浆浇注入模具中发泡；

(4)塑化：将盛有料浆的模具转移至静养室进一步养护，静养室的温度设定在40℃～50℃，常压下静养5～10h，使材料塑化成型；

(5)脱模：将塑化成型后的材料与模具分离；

(6)切割：将与模具分离后的塑化材料进行机械切割为块状；

(7)干燥：将切割为块状的材料转移至增压釜进行干燥，釜内温度设定为50～200℃，釜内压力设定在1.0～3.0MPa，干燥时间设定在3～20h；

(8)掰板：干燥后的块状材料若有粘连，通过机器掰开，得到规整的块状煤灰基聚合物发泡保温材料。