CN108373279B - 一种废渣复合相变材料免烧轻集料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种废渣复合相变材料免烧轻集料及其制备方法，通过利用建筑垃圾粉、电石渣、粉煤灰等废渣制成价格低廉的废渣基无机矿物聚合胶凝材料，加入复合型激发剂、高分子复合型防水稳泡增强剂等制成废渣复合相变免烧轻集料坯体，再采用封面材料和外加剂将相变材料封装入废渣复合相变免烧轻集料坯体的孔隙中，即可得到废渣复合相变材料免烧轻集料，所得产品耐久性能优异，生产过程无需煅烧，对环境无污染，成本低廉，利于实现大规模工业化生产；将所得废渣复合相变材料免烧轻集料作为轻骨料生产得到的相变储能建筑材料，可有效降低气温波动，降低能耗，具有广泛的应用前景。

Description

一种废渣复合相变材料免烧轻集料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种免烧轻集料，具体地说是涉及一种废渣复合相变材料免烧轻集料及其制备方法。

背景技术

随着人们居住环境的改善，对室内舒适度的要求越来越高，建筑的能耗也随之增加。研究表明，建筑能耗占全民总能耗中约35%。相变储能是提高能源利用效率和环境保护的重要技术，相变材料在物相变化过程中，可以与外界环境进行热量交换，同时保持自身温度不变，从而可达到控制环境温度波动和充分利用能源的目的。选择合适的相变储能材料，通过一定方法使其封装于建筑物的墙体、天花板及地板中，可以降低室内和农用大掤内的气温波动，增加人体的舒适度，增强农作物生长，减少因建筑物和农用大掤制冷与取暖的能耗。

现有的制造相变材料的方法有溶胶凝胶法、加热共熔法、多孔基吸附法、微胶囊法、界面聚合法、复凝聚法、喷雾干燥法、高分子聚合法等，但这些方法不容易生产，生产成本偏高，有些方法还浪费能源，污染环境，因而影响了相变材料的推广利用。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种废渣复合相变材料免烧轻集料的制备方法，以解决现有箱变材料制备方法生产成本高、污染环境等问题。

本发明的目的之二是提供一种废渣复合相变材料免烧轻集料。

本发明的目的之一是这样实现的：

一种废渣复合相变材料免烧轻集料的制备方法，包括如下步骤：

（1）采用基料和骨料制备废渣基无机矿物聚合凝胶材料，并将所述废渣基无机矿物聚合凝胶材料制成废渣复合相变免烧轻集料坯体；

所述基料包括下述物料：粉煤灰、铁尾矿粉、黄金尾矿粉或废石粉，电石渣或石灰粉，高炉水淬矿渣和水泥熟料；所述骨料选自下述物料中的至少一种：建筑垃圾粉，粉煤灰、铁尾矿粉、黄金尾矿粉或废石粉，磷石膏、脱硫石膏、废模型石膏、氟石膏或天然石膏，煤矸石，赤泥，磷矿渣或锰矿渣或铝渣；

（2）采用相变材料溶液对步骤（1）所得的废渣复合相变免烧轻集料坯体进行处理，并将其制成具有所需形状的颗粒；

（3）将废渣基无机矿物聚合胶凝材料、填充材料和硅灰混匀制得封面材料，将复合型防水稳泡增强剂与洁净水混合至全溶后制得外加剂，并将封面材料、外加剂包覆在相变材料处理后的废渣复合相变免烧轻集料坯体的颗粒上，将包覆后的废渣复合相变免烧轻集料坯体的颗粒送入养护室，养护合格即可制成废渣复合相变免烧轻集料。

步骤（1）中，所述废渣基无机矿物聚合凝胶材料的制备包括如下步骤：按比例称取基料和骨料，所述基料包括粉煤灰、铁尾矿粉、黄金尾矿粉或废石粉6~15重量份，电石渣或石灰粉5~16重量份，高炉水淬矿渣15~45重量份和水泥熟料5~16重量份；所述骨料选自下述物料中的至少一种：建筑垃圾粉15~30重量份，粉煤灰、铁尾矿粉、黄金尾矿粉或废石粉15~30重量份，磷石膏、脱硫石膏、废模型石膏、氟石膏或天然石膏15~45重量份，煤矸石35~60重量份，赤泥20~50重量份，磷矿渣或锰矿渣30~45重量份或铝渣15~45重量份；将基料和骨料烘干冷却后，混匀并磨至细度为350~400目。

所述基料还包括建筑垃圾粉5~30质量份。

所述煤矸石中三氧化二铝的质量含量大于20%。

步骤（1）中，将所述废渣基无机矿物聚合凝胶材料制成废渣复合相变免烧轻集料坯体包括：按比例称取废渣基无机矿物聚合胶凝材料40~60重量份、填充材料40~60重量份、复合型稳泡增强剂0.4~3.0重量份、复合型激发剂0.5~5.0重量份和洁净水，洁净水与前述四种物料的总质量比为0.40~0.48，将上述物料搅匀后，再加入铝粉或双氧水发泡剂1.0~6.8重量份，制得发泡料浆；将所得发泡料浆注入模具中，经后处理即可制得废渣复合相变免烧轻集料坯体。

所述填充材料为建筑垃圾粉、粉煤灰、磷石膏、煤矸石、赤泥、磷矿渣或铝渣。

所述后处理包括静停、发泡、养护、破碎与筛分等过程。

所述高分子复合型防水稳泡增强剂是按如下方法制得的：按比例称取氢氧化钾 1~7重量份、聚丙稀酸2~6重量份、丁二酸3~7重量份、硬脂酸8~15重量份、松香3~5重量份、碳酸钠0.4~0.8重量份和100~120重量份洁净水，全部溶化后，加入4~9重量份氨水搅匀，再加入三乙醇胺0.02~0.05重量份搅匀即得。

制备高分子复合型防水稳泡增强剂是在称量所需原料后，先将一部分洁净水加入反应釜中加热，加入聚丙稀酸、丁二酸、硬脂酸反应，再将碳酸钠、氢氧化钾加入并搅拌反应，再将松香加入并搅拌反应，之后加入剩余的另一部分洁净水，降温至25~35℃后，加入4~9重量份氨水搅拌均匀，然后再加入三乙醇胺搅拌均匀后即得。

所述复合型激发剂是按如下方法制得的：称量碳酸钾、氢氧化钾或氢氧化钠10~18重量份，将其溶于15~25重量份的洁净水中，并加入水玻璃16~28重量份搅匀即得。

步骤（2）中，所述相变材料溶液的制备包括如下步骤：称量十水硫酸钠82~88重量份、硼砂2.8~3.2重量份、氯化钾9.5~10.6重量份、聚丙烯酰胺1.8~2.4重量份和六偏磷酸钠0.08~0.12重量份，混匀后再加入洁净水，在恒温溶器中全溶即得；

采用相变材料溶液对废渣复合相变免烧轻集料坯体进行处理是称量废渣复合相变免烧轻集料坯体96~100重量份，放入所制备的相变材料溶液中浸泡，然后将浸泡后的废渣复合相变免烧轻集料坯体捞起并沥干，送入成球机中。

洁净水的重量为相变材料的2倍，恒温容器中的温度为45℃。

将废渣复合相变免烧轻集料坯体放入步骤（5）中所制备的相变材料饱和溶液中浸泡5~60分钟。

步骤（3）中，按比例称量废渣基无机矿物聚合胶凝材料30~50重量份、填充材料30~35重量份和硅灰3~12重量份，混匀后得到封面材料；再称量步骤（2）所制备的复合型防水稳泡增强剂0.5~2.5重量份和洁净水，混合至全溶，制成外加剂；然后将所制备的封面材料和外加剂加入成球机中，将相变材料封装在废渣复合相变免烧轻集料坯体内的孔隙中，经养护后得到废渣复合相变免烧轻集料。

所述养护方式为自然养护、太阳能养护、饱和蒸汽常压养护或蒸压养护。

本发明的目的之二是这样实现的：

采用前述任一种方法制备得到废渣复合相变材料免烧轻集料。

本发明通过利用污染环境又堆放占地的建筑垃圾粉、电石渣、粉煤灰等废渣，经晒干混合磨细后，制成价格低廉的废渣基无机矿物聚合胶凝材料，加入复合型激发剂、高分子复合型防水稳泡增强剂等制成废渣复合相变免烧轻集料坯体，再采用封面材料和外加剂将相变材料封装入废渣复合相变免烧轻集料坯体的孔隙中，使制品在约3~9天的短时间即可具有优于硅酸盐快硬水泥和铝酸盐高强水泥的早期强度和长期强度、高强、抗冻、防水、抗渗、耐腐蚀和抗碳化等耐久性能。

本发明废渣复合相变材料免烧轻集料的生产过程无需煅烧，对环境无污染，成本低廉，所需成本仅为硅酸盐快硬水泥和铝酸盐高强水泥的二分之一或三分之一，但其耐久性能优于硅酸盐快硬水泥和铝酸盐高强水泥，利于实现大规模工业化生产，可应用于水土工程等领域；将所得废渣复合相变材料免烧轻集料作为轻骨料生产得到的各种相变储能建筑材料，可有效降低室内和农用大掤内气温波动，增加人体的舒适度，增强农作物生长，降低因建筑物和农用大掤制冷与取暖的能耗，具有广泛的应用前景。

具体实施方式

本发明中所有固体废渣可自火力发电厂、煤矿、化工厂、铝厂、乙炔气厂、聚氯乙烯厂、钢铁厂、铝矿厂、锰矿厂、磷矿厂、建筑工地等处购得，其它原料也均为市售产品。

制备废渣基无机矿物聚合胶凝材料所使用的建筑垃圾粉是将建筑工地或工厂排出的固体废渣中的废粘土砖块和废耐火砖块等磨成180目左右的细灰。煤矸石是煤矿采煤排出的经过自燃或低温煅烧的废渣，煤矸石中三氧化二铝的质量含量大于20%。磷石膏是磷化工厂排出的废渣，也可采用电厂排出的脱硫石膏以及废模型石膏、氟石膏或天然石膏代替。粉煤灰为燃烧锅炉排出的废灰渣，也可用铁尾矿粉、黄金尾矿粉、废石粉代替。电石渣为乙炔厂或聚氯乙烯厂排出的乳白色废渣，也可用石灰粉代替。高炉水淬矿渣为炼钢厂或炼铁厂高炉排出的经冷水急冷后的水淬矿渣。赤泥是铝矿厂用拜耳法或煅烧法选铝后的废渣。铝渣是铝厂排出的废渣。磷矿渣是磷化工企业排出的固体废渣，可用锰矿厂排出的锰矿渣废料代替。水泥熟料是生产水泥用的熟料。相变材料溶液所用化工原料均可市场购得。碳酸钾可用氢氧化钾或氢氧化钠代替。养护方式可采用自然养护、太阳能养护、饱和蒸汽常压养护、蒸压养护等常用的养护方式。

实施例1

（1）按比例称取含三氧化二铝22%以上的建筑垃圾粉60kg、电石渣8kg、高炉水淬矿渣25kg、粉煤灰8kg和水泥熟料8kg，烘干冷却后，用球磨机磨细，细度达350目~400目时制成废渣基无机矿物聚合胶凝材料。

（2）按如下比例称取物料：氢氧化钾1kg、聚丙稀酸2kg、丁二酸3kg、硬脂酸8kg、松香3kg、三乙醇胺0.02kg、碳酸钠0.4kg和洁净水100kg，先将一半水加入反应釜中加热到80℃，再加入聚丙稀酸、丁二酸、硬脂酸继续反应20分钟左右，使其全部溶化，再将碳酸钠、氢氧化钾加入并搅拌反应30分钟左右，使其全部溶化，再将松香加入并搅拌反应25分钟左右，使其全部溶化，加余下的一半冷水降温到25℃后，加入4kg氨水搅拌均匀，再加入三乙醇胺0.02kg搅拌均匀，制得高分子复合型防水稳泡增强剂。

（3）按如下比例制得复合型激发剂：称量碳酸钾10kg，溶于15kg的洁净水中，待水温在20℃时，加入水玻璃16kg搅拌均匀，制得废渣基无机矿物聚合胶凝材料复合型激发剂。

（4）将前述制备的废渣基无机矿物聚合胶凝材料、建筑垃圾粉、高分子复合型防水稳泡增强剂、双氧水发泡剂按如下重量份送入料浆搅拌机中搅拌：废渣基无机矿物聚合胶凝材料60kg、建筑垃圾粉40kg、复合型稳泡增强剂0.4kg、复合型激发剂0.5kg和洁净水，洁净水的重量是前述四种物料总重量的0.4，将上述物料搅拌均匀，再将双氧水发泡剂1.0kg加入正在搅拌的料浆搅拌机中，与料浆共同搅拌7~9秒钟制成发泡料浆。将发泡料浆迅速注入模具中，然后将模具一起送入净停室中发泡，净停3小时后脱模，4小时后切割，自然养护12天后，采用颚式破碎机进行破碎，用滚筒筛筛分成3~20毫米的颗粒即得非煅烧粉煤灰轻集料坯体。

（5）按如下比例制得相变溶液：称量十水硫酸钠82kg、硼砂2.8kg、氯化钾9.5kg、聚丙烯酰胺1.8kg、六偏磷酸钠0.08kg配制成相变材料，加入重量为相变材料两倍的洁净水，在45℃恒温溶器中全溶，配制成相变材料饱和溶液。

（6）将称量废渣复合相变免烧轻集料坯体96kg，放入相变材料饱和溶液中浸泡45分钟，捞起沥干相变材料饱和溶液，将己浸泡好的废渣复合相变免烧轻集料坯体用皮带输送机送入正在运转的成球机中。

（7）再按如下比例称取废渣基无机矿物聚合胶凝材料40kg，建筑垃圾粉30kg，硅灰3kg，配制成免烧粉煤灰轻集料的封面材料；再称量复合型防水稳泡增强剂0.5kg，与1kg洁净水混合至全溶，即制成免烧粉煤灰复合相变轻集料坯体的封面材料的外加剂。

（8）将上述封面材料和外加剂均匀加入正在运转的成球机中，全面将免烧粉煤灰复合相变轻集料坯体内的相变材料饱和溶液密封在免烧粉煤灰复合相变轻集料坯体内的小孔中。用皮带输送机将密封好的免烧粉煤灰复合相变轻集料坯体送入养护室自然养护，养护合格即制成废渣复合相变免烧轻集料，检测后入库即得成品。

将所得废渣复合相变材料免烧轻集料作为轻骨料生产得到相变储能建筑材料，并将其用于农用大棚，温室内一月中旬至二月中旬的月度平均气温为14.8℃，室外平均温度为-3.5℃，室内外平均温差为18.3℃。

实施例2

（1）按比例称取粉煤灰40kg、建筑垃圾中建筑垃圾粉15kg、电石渣12kg、高炉水淬矿渣30kg和水泥熟料16kg，烘干冷却后，用球磨机磨细，细度达350~400目时制成废渣基无机矿物聚合胶凝材料。

（2）按如下比例称取物料：氢氧化钾7kg、聚丙稀酸6kg、丁二酸7kg、硬脂酸15kg、松香5kg、三乙醇胺0.05kg、碳酸钠0.8kg和120kg洁净水，先将一半水加入反应釜中加热到80℃，再加入聚丙稀酸、丁二酸、硬脂酸继续反应20分钟左右，使其全部溶化，再将碳酸钠、氢氧化钾加入并搅拌反应30分钟左右，使其全部溶化，再将松香加入并搅拌反应25分钟左右，使其全部溶化，加余下的一半冷水降温到30℃后，加入9kg氨水搅拌均匀，再加入三乙醇胺0.05kg制得高分子复合型防水稳泡增强剂。

（3）按如下比例制得复合型激发剂：称量碳酸钾17kg，溶于23kg的洁净水中，待水温在20℃时，加入水玻璃25kg搅拌均匀，制得废渣基无机矿物聚合胶凝材料复合型激发剂。

（4）将前述制备的废渣基无机矿物聚合胶凝材料、粉煤灰、高分子复合型防水稳泡增强剂、双氧水发泡剂按如下重量份送入料浆搅拌机中搅拌：废渣基无机矿物聚合胶凝材料50kg、粉煤灰50kg、复合型稳泡增强剂1kg、复合型激发剂2kg和洁净水，洁净水的重量是前述四种物料总重量的0.43，将上述物料搅拌均匀，再将双氧水发泡剂1.6kg加入正在搅拌的料浆搅拌机中，与料浆共同搅拌7~9秒钟制成发泡料浆。将发泡料浆迅速注入模具中，然后将模具一起送入净停室中发泡，净停4小时后脱模，6小时后切割，太阳能养护12天后，采用对辊式破碎机进行破碎，用滚筒筛筛分成3~20毫米的颗粒即得非煅烧粉煤灰轻集料坯体。

（5）按如下比例制得相变溶液：称量十水硫酸钠88kg、硼砂3.2kg、氯化钾10.6kg、聚丙烯酰胺2.4kg、六偏磷酸钠0.12kg配制成相变材料，加入重量为相变材料两倍的洁净水，在45℃恒温溶器中全溶，配制成相变材料饱和溶液。

（6）将称量废渣复合相变免烧轻集料坯体100kg，放入相变材料饱和溶液中浸泡60分钟，捞起沥干相变材料饱和溶液，将已浸泡好的废渣复合相变免烧轻集料坯体用皮带输送机送入正在运转的成球机中。

（7）再按如下比例称取废渣基无机矿物聚合胶凝材料50kg，粉煤灰35kg，硅灰12kg，配制成免烧粉煤灰轻集料的封面材料；再称量复合型防水稳泡增强剂2.5kg，与5kg洁净水混合至全溶，即制成免烧粉煤灰复合相变轻集料坯体的封面材料的外加剂。

（8）将上述封面材料和外加剂均匀加入正在运转的成球机中，全面将免烧粉煤灰复合相变轻集料坯体内的相变材料饱和密封在免烧粉煤灰复合相变轻集料坯体内的小孔中。用皮带输送机将密封好的免烧粉煤灰复合相变轻集料坯体送入养护室太阳能养护，养护合格即制成废渣复合相变免烧轻集料，检测后入库即得成品。

将所得废渣复合相变材料免烧轻集料作为轻骨料生产得到相变储能建筑材料，并将其用于农用大棚，在二月上旬阴天条件下，室内最高温度为16.9℃，最低温度为5.4℃；室外最高温度3.9℃，最低温度为-14.3℃；温室内外最低温度差为19.7℃。

实施例3

（1）按比例称取磷石膏30kg、建筑垃圾粉30kg、粉煤灰10kg、电石渣10kg、高炉水淬矿渣45kg和水泥熟料5kg，烘干冷却后，用球磨机磨细，细度达350~400目时制成废渣基无机矿物聚合胶凝材料材料。

（2）按如下比例称取物料：氢氧化钾3kg、聚丙稀酸4kg、丁二酸5kg、硬脂酸10kg、松香4kg、三乙醇胺0.035kg、碳酸钠0.5kg和110kg洁净水，先将一半水加入反应釜中加热到80℃，再加入聚丙稀酸、丁二酸、硬脂酸继续反应20分钟左右，使其全部溶化，再将碳酸钠、氢氧化钾加入并搅拌反应30分钟左右，使其全部溶化，再将松香加入并搅拌反应25分钟左右，使其全部溶化，加余下的一半冷水降温到35℃后，加入7kg氨水搅拌均匀，再加入三乙醇胺0.035kg搅拌均匀，制得高分子复合型防水稳泡增强剂。

（3）按如下比例制得复合型激发剂：称量碳酸钾18kg，溶于25kg的洁净水中，待水温在20℃时，加入水玻璃28kg搅拌均匀，制得废渣基无机矿物聚合胶凝材料复合型激发剂。

（4）将前述制备的废渣基无机矿物聚合胶凝材料、磷石膏、高分子复合型防水稳泡增强剂、铝粉按如下重量份送入料浆搅拌机中搅拌：废渣基无机矿物聚合胶凝材料60kg、磷石膏60kg、复合型稳泡增强剂3kg、复合型激发剂5kg和洁净水，洁净水的重量是前述四种物料总重量的0.48，将上述物料搅拌均匀，再将铝粉6.8kg加入正在搅拌的料浆搅拌机中，与料浆共同搅拌7~9秒钟制成发泡料浆。将发泡料浆迅速注入模具中，然后将模具一起送入净停室中发泡，净停6小时后脱模，8小时后切割，饱和蒸汽常压养护12天后，采用对辊式破碎机进行破碎，用震动筛筛分成3~20毫米的颗粒即得非煅烧粉煤灰轻集料坯体。

（5）按如下比例制得相变溶液：称量十水硫酸钠84kg、硼砂3kg、氯化钾9.8kg、聚丙烯酰胺2kg、六偏磷酸钠0.10kg配制成相变材料，加入重量为相变材料两倍的洁净水，在45℃恒温溶器中全溶，配制成相变材料饱和溶液。

（6）将称量废渣复合相变免烧轻集料坯体98kg，放入相变材料饱和溶液中浸泡30分钟，捞起沥干相变材料饱和溶液，将己浸泡好的废渣复合相变免烧轻集料坯体用皮带输送机送入正在运转的成球机中。

（7）按如下比例称取废渣基无机矿物聚合胶凝材料35kg，磷石膏32kg，硅灰5kg，配制成免烧粉煤灰轻集料的封面材料；再称量复合型防水稳泡增强剂1.0kg，与2kg洁净水混合至全溶，即制成免烧粉煤灰复合相变轻集料坯体的封面材料的外加剂。

（8）将上述封面材料和外加剂均匀加入正在运转的成球机中，全面将免烧粉煤灰复合相变轻集料坯体内的相变材料饱和溶液密封在免烧粉煤灰复合相变轻集料坯体内的小孔中。用皮带输送机将密封好的免烧粉煤灰复合相变轻集料坯体送入养护室饱和蒸汽常压养护，养护合格即制成废渣复合相变免烧轻集料，检测后入库即得成品。

将所得废渣复合相变材料免烧轻集料作为轻骨料生产得到相变储能建筑材料，并将其用于农用大棚，在二月上旬晴天条件下，室内最高温度为37℃，最低温度为5.1℃；室外最高温度-2.0℃，最低温度为-16.2℃；温室内外最低温度差为21.3℃。

实施例4

（1）按比例称取含三氧化二铝20％以上的自燃或煅烧煤矸石50kg、电石渣14kg、高炉水淬矿渣35kg、粉煤灰15kg和水泥熟料10kg，烘干冷却后，用球磨机磨细，细度达350~400目时制成废渣基无机矿物聚合胶凝材料。

（2）按如下比例称取物料：氢氧化钾5kg、聚丙稀酸4kg、丁二酸6kg、硬脂酸12kg、松香6kg、三乙醇胺0.04kg、碳酸钠0.7kg和洁净水115kg，先将一半水加入反应釜中加热到80℃，再加入聚丙稀酸、丁二酸、硬脂酸继续反应20分钟左右，使其全部溶化，再将碳酸钠、氢氧化钾加入并搅拌反应30分钟左右，使其全部溶化，再将松香加入并搅拌反应25分钟左右，使其全部溶化，加余下的一半冷水降温到25℃后，加入6kg氨水搅拌均匀，再加入三乙醇胺0.04kg制得高分子复合型防水稳泡增强剂。

（3）按如下比例制得复合型激发剂：称量碳酸钾12kg，溶于18kg的洁净水中，待水温在20℃时，加入水玻璃18kg搅拌均匀，制得废渣基无机矿物聚合胶凝材料复合型激发剂。

（4）将前述制备的废渣基无机矿物聚合胶凝材料、煤矸石粉、高分子复合型防水稳泡增强剂、双氧水发泡剂按如下重量份送入料浆搅拌机中搅拌：废渣基无机矿物聚合胶凝材料50kg、煤矸石粉50kg、复合型稳泡增强剂2kg、复合型激发剂4kg和洁净水，洁净水的重量是前述四种物料总重量的0.46，将上述物料搅拌均匀，再将双氧水发泡剂5.0kg加入正在搅拌的料浆搅拌机中，与料浆共同搅拌7~9秒钟制成发泡料浆。将发泡料浆迅速注入模具中，然后将模具一起送入净停室中发泡，净停5小时后脱模，6小时后切割，自然养护12天后，采用颚式破碎机进行破碎，用滚筒筛筛分成3~20毫米的颗粒即得非煅烧粉煤灰轻集料坯体。

（5）按如下比例制得相变溶液：称量十水硫酸钠86kg、硼砂3kg、氯化钾10kg、聚丙烯酰胺2.0kg、六偏磷酸钠0.09kg配制成相变材料，加入重量为相变材料两倍的洁净水，在45℃恒温溶器中全溶，配制成相变材料饱和溶液。

（6）将称量废渣复合相变免烧轻集料坯体96kg，放入相变材料饱和溶液中浸泡5分钟，捞起沥干相变材料饱和溶液，将己浸泡好的废渣复合相变免烧轻集料坯体用皮带输送机送入正在运转的成球机中。

（7）按如下比例称取废渣基无机矿物聚合胶凝材料45kg，煤矸石粉33kg，硅灰8kg，配制成免烧粉煤灰轻集料的封面材料；再称量复合型防水稳泡增强剂2kg，与4kg洁净水混合至全溶，即制成免烧粉煤灰复合相变轻集料坯体的封面材料的外加剂。

（8）将上述封面材料和外加剂均匀加入正在运转的成球机中，全面将免烧粉煤灰复合相变轻集料坯体内的相变材料饱和溶液密封在免烧粉煤灰复合相变轻集料坯体内的小孔中。用皮带输送机将密封好的免烧粉煤灰复合相变轻集料坯体送入养护室自然养护，养护合格即制成废渣复合相变免烧轻集料，检测后入库即得成品。

实施例5

（1）按比例称取锻烧法赤泥20kg、建筑垃圾粉20kg、粉煤灰6kg、电石渣6kg、高炉水淬矿渣15kg和水泥熟料10kg，烘干冷却后，用球磨机磨细，细度达350~400目时制成废渣基无机矿物聚合胶凝材料材料。

（2）按如下比例称取物料：氢氧化钾6kg、聚丙稀酸5kg、丁二酸5kg、硬脂酸12kg、松香6kg、三乙醇胺0.04kg、碳酸钠0.4kg和洁净水120kg，先将一半水加入反应釜中加热到80℃，再加入聚丙稀酸、丁二酸、硬脂酸继续反应20分钟左右，使其全部溶化，再将碳酸钠、氢氧化钾加入并搅拌反应30分钟左右，使其全部溶化，再将松香加入并搅拌反应25分钟左右，使其全部溶化，加余下的一半冷水降温到25℃后，加入7kg氨水搅拌均匀，再加入三乙醇胺0.04kg制得高分子复合型防水稳泡增强剂。

（3）按如下比例制得复合型激发剂：称量碳酸钾14kg，溶于20kg的洁净水中，待水温在20℃时，加入水玻璃20kg搅拌均匀，制得废渣基无机矿物聚合胶凝材料复合型激发剂。

（4）将前述制备的废渣基无机矿物聚合胶凝材料、赤泥、高分子复合型防水稳泡增强剂、双氧水发泡剂按如下重量份送入料浆搅拌机中搅拌：废渣基无机矿物聚合胶凝材料50kg、赤泥45kg、复合型稳泡增强剂1.5kg、复合型激发剂3kg和洁净水，洁净水的重量是前述四种物料总重量的0.42，将上述物料搅拌均匀，再将双氧水发泡剂2.0kg加入正在搅拌的料浆搅拌机中，与料浆共同搅拌7~9秒钟制成发泡料浆。将发泡料浆迅速注入模具中，然后将模具一起送入净停室中发泡，净停5小时后脱模，5小时后切割，蒸压养护12天后，采用对辊式破碎机进行破碎，用振动筛筛分成3~20毫米的颗粒即得非煅烧粉煤灰轻集料坯体。

（5）按如下比例制得相变溶液：称量十水硫酸钠86kg、硼砂3.1kg、氯化钾10.4kg、聚丙烯酰胺2.2kg、六偏磷酸钠0.11kg配制成相变材料，加入重量为相变材料两倍的洁净水，在45℃恒温溶器中全溶，配制成相变材料饱和溶液。

（6）将称量废渣复合相变免烧轻集料坯体98kg，放入相变材料饱和溶液中浸泡20分钟，捞起沥干相变材料饱和溶液，将己浸泡好的废渣复合相变免烧轻集料坯体用皮带输送机送入正在运转的成球机中。

（7）按如下比例称取废渣基无机矿物聚合胶凝材料42kg，赤泥32.5kg，硅灰5kg，配制成免烧粉煤灰轻集料的封面材料；再称量复合型防水稳泡增强剂1.5kg，与3kg洁净水混合至全溶，即制成免烧粉煤灰复合相变轻集料坯体的封面材料的外加剂。

（8）将上述封面材料和外加剂均匀加入正在运转的成球机中，全面将免烧粉煤灰复合相变轻集料坯体内的相变材料饱和溶液密封在免烧粉煤灰复合相变轻集料坯体内的小孔中。用皮带输送机将密封好的免烧粉煤灰复合相变轻集料坯体送入养护室蒸压养护，养护合格即制成废渣复合相变免烧轻集料，检测后入库即得成品。

实施例6

（1）按比例称取磷矿渣35kg、建筑垃圾粉20kg、粉煤灰12kg、电石渣16kg、高炉水淬矿渣35kg和水泥熟料13kg，烘干冷却后，用球磨机磨细，细度达350至400目时制成废渣基无机矿物聚合胶凝材料。

（2）按如下比例称取物料：氢氧化钾4kg、聚丙稀酸3kg、丁二酸5kg、硬脂酸13kg、松香3.5kg、三乙醇胺0.03kg、碳酸钠0.6kg和洁净水120kg，先将一半水加入反应釜中加热到80℃，再加入聚丙稀酸、丁二酸、硬脂酸继续反应20分钟左右，使其全部溶化，再将碳酸钠、氢氧化钾加入并搅拌反应30分钟左右，使其全部溶化，再将松香加入并搅拌反应25分钟左右，使其全部溶化，加余下的一半冷水降温到25℃后，加入6kg氨水搅拌均匀，再加入三乙醇胺0.03kg制得高分子复合型防水稳泡增强剂。

（3）按如下比例制得复合型激发剂：称量氢氧化钠15kg，溶于18kg的洁净水中，待水温在20℃时，加入水玻璃22kg搅拌均匀，制得废渣基无机矿物聚合胶凝材料复合型激发剂。

（4）将前述制备的废渣基无机矿物聚合胶凝材料、磷矿渣粉、高分子复合型防水稳泡增强剂、双氧水发泡剂按如下重量份送入料浆搅拌机中搅拌：废渣基无机矿物聚合胶凝材料50kg、磷矿渣粉45kg、复合型稳泡增强剂1.5kg、复合型激发剂3kg和洁净水，洁净水的重量是前述四种物料总重量的0.42，将上述物料搅拌均匀，再将双氧水发泡剂2.0kg加入正在搅拌的料浆搅拌机中，与料浆共同搅拌7~9秒钟制成发泡料浆。将发泡料浆迅速注入模具中，然后将模具一起送入净停室中发泡，净停5小时后脱模，5小时后切割，蒸压养护12天后，采用对辊式破碎机进行破碎，用振动筛筛分成3~20毫米的颗粒即得非煅烧粉煤灰轻集料坯体。

（5）按如下比例制得相变溶液：称量十水硫酸钠87kg、硼砂3.1kg、氯化钾10.5kg、聚丙烯酰胺2.3kg、六偏磷酸钠0.11kg配制成相变材料，加入重量为相变材料两倍的洁净水，在45℃恒温溶器中全溶，配制成相变材料饱和溶液。

（6）将称量废渣复合相变免烧轻集料坯体99kg，放入相变材料饱和溶液中浸泡50分钟，捞起沥干相变材料饱和溶液，将己浸泡好的废渣复合相变免烧轻集料坯体用皮带输送机送入正在运转的成球机中。

（7）按如下比例称取废渣基无机矿物聚合胶凝材料48kg，磷矿渣粉34kg，硅灰9kg，配制成免烧粉煤灰轻集料的封面材料；再称量复合型防水稳泡增强剂2.2kg，与4.4kg洁净水混合至全溶，即制成免烧粉煤灰复合相变轻集料坯体的封面材料的外加剂。

（8）将上述封面材料和外加剂均匀加入正在运转的成球机中，全面将免烧粉煤灰复合相变轻集料坯体内的相变材料饱和溶液密封在免烧粉煤灰复合相变轻集料坯体内的小孔中。用皮带输送机将密封好的免烧废渣复合相变轻集料坯体送入养护室蒸压养护，养护合格即制成废渣复合相变免烧轻集料，检测后入库即得成品。

实施例7

（1）按比例称取铝渣30kg、建筑垃圾粉25kg、废石粉14kg、石灰粉10kg、高炉水淬矿渣30kg和水泥熟料8kg，烘干冷却后，用球磨机磨细，细度达350至400目时制成废渣基无机矿物聚合胶凝材料。

（2）按如下比例称取物料：氢氧化钾3kg、聚丙稀酸3kg、丁二酸4kg、硬脂酸10kg、松香4kg、三乙醇胺0.03kg、碳酸钠0.6kg和洁净水110kg，先将一半水加入反应釜中加热到80℃，再加入聚丙稀酸、丁二酸、硬脂酸继续反应20分钟左右，使其全部溶化，再将碳酸钠、氢氧化钾加入并搅拌反应30分钟左右，使其全部溶化，再将松香加入并搅拌反应25分钟左右，使其全部溶化，加余下的一半冷水降温到25℃后，加入5kg氨水搅拌均匀，再加入三乙醇胺0.03kg制得高分子复合型防水稳泡增强剂。

（3）按如下比例制得复合型激发剂：称量氢氧化钾13kg，溶于18kg的洁净水中，待水温在20℃时，加入水玻璃19kg搅拌均匀，制得废渣基无机矿物聚合胶凝材料复合型激发剂。

（4）将前述制备的废渣基无机矿物聚合胶凝材料、铝渣、高分子复合型防水稳泡增强剂、双氧水发泡剂按如下重量份送入料浆搅拌机中搅拌：废渣基无机矿物聚合胶凝材料45kg、磷铝渣50kg、复合型稳泡增强剂2kg、复合型激发剂2.5kg和洁净水，洁净水的重量是前述四种物料总重量的0.45，将上述物料搅拌均匀，再将铝粉4.5kg加入正在搅拌的料浆搅拌机中，与料浆共同搅拌7~9秒钟制成发泡料浆。将发泡料浆迅速注入模具中，然后将模具一起送入净停室中发泡，净停5小时后脱模，5小时后切割，自然养护12天后，采用对辊式破碎机进行破碎，用滚筒筛筛分成3~20毫米的颗粒即得非煅烧粉煤灰轻集料坯体。

（5）按如下比例制得相变溶液：称量十水硫酸钠86kg、硼砂2.9kg、氯化钾10.1kg、聚丙烯酰胺2.1kg、六偏磷酸钠0.10kg配制成相变材料，加入重量为相变材料两倍的洁净水，在45℃恒温溶器中全溶，配制成相变材料饱和溶液。

（6）将称量废渣复合相变免烧轻集料坯体97kg，放入相变材料饱和溶液中浸泡35分钟，捞起沥干相变材料饱和溶液，将己浸泡好的废渣复合相变免烧轻集料坯体用皮带输送机送入正在运转的成球机中。

（7）按如下比例称取废渣基无机矿物聚合胶凝材料38kg，铝渣31kg，硅灰4kg，配制成免烧粉煤灰轻集料的封面材料；再称量复合型防水稳泡增强剂1.2kg，与2.4kg洁净水混合至全溶，即制成免烧粉煤灰复合相变轻集料坯体的封面材料的外加剂。

（8）将上述封面材料和外加剂均匀加入正在运转的成球机中，全面将免烧粉煤灰复合相变轻集料坯体内的相变材料饱和溶液密封在免烧粉煤灰复合相变轻集料坯体内的小孔中。用皮带输送机将密封好的免烧粉煤灰复合相变轻集料坯体送入养护室自然养护，养护合格即制成废渣复合相变免烧轻集料，检测后入库即得成品。

Claims (5)

1.一种废渣复合相变材料免烧轻集料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）采用基料和骨料制备废渣基无机矿物聚合凝胶材料，具体是：按比例称取基料和骨料，所述基料包括废石粉6~15重量份，石灰粉5~16重量份，高炉水淬矿渣15~45重量份和水泥熟料5~16重量份；所述骨料选择铝渣15~45重量份；将基料和骨料烘干冷却后，混匀并磨至细度为350~400目，制成废渣基无机矿物聚合凝胶材料；

将所述废渣基无机矿物聚合凝胶材料制成废渣复合相变免烧轻集料坯体，具体是：按比例称取废渣基无机矿物聚合凝胶材料40~60重量份、填充材料40~60重量份、复合型防水稳泡增强剂0.4~3.0重量份、复合型激发剂0.5~5.0重量份和洁净水，洁净水与前述四种物料的总质量比为0.40~0.48，将上述物料搅匀后，再加入铝粉或双氧水发泡剂1.0~6.8重量份，制得发泡料浆；将所得发泡料浆注入模具中，经后处理即可制得废渣复合相变免烧轻集料坯体；

所述复合型防水稳泡增强剂是按如下方法制得的：按比例称取氢氧化钾 1~7重量份、聚丙稀酸2~6重量份、丁二酸3~7重量份、硬脂酸8~15重量份、松香3~5重量份、碳酸钠0.4~0.8重量份和100~120重量份洁净水，全部溶化后，加入4~9重量份氨水搅匀，再加入三乙醇胺0.02~0.05重量份搅匀即得；

（2）采用相变材料溶液对步骤（1）所得的废渣复合相变免烧轻集料坯体进行处理，并将其制成具有所需形状的颗粒；

所述相变材料溶液的制备包括如下步骤：称量十水硫酸钠82~88重量份、硼砂2.8~3.2重量份、氯化钾9.5~10.6重量份、聚丙烯酰胺1.8~2.4重量份和六偏磷酸钠0.08~0.12重量份，混匀后再加入洁净水，在恒温溶器中全溶即得；

采用相变材料溶液对废渣复合相变免烧轻集料坯体进行处理是称量所制备的废渣复合相变免烧轻集料坯体96~100重量份，放入所制备的相变材料溶液中浸泡，然后将浸泡后的废渣复合相变免烧轻集料坯体捞起并沥干，送入成球机中；

（3）按比例称量废渣基无机矿物聚合胶凝材料30~50重量份、填充材料30~35重量份和硅灰3~12重量份，混匀后配制得到封面材料；再称量复合型防水稳泡增强剂0.5~2.5重量份和洁净水，混合至全溶，制成外加剂；然后将所制备的封面材料和外加剂加入成球机中，将相变材料封装在废渣复合相变免烧轻集料坯体内的孔隙中，经养护后得到废渣复合相变免烧轻集料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述基料还包括建筑垃圾粉5~30质量份。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述填充材料为建筑垃圾粉、粉煤灰、磷石膏、煤矸石、赤泥、磷矿渣或铝渣。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述复合型激发剂是按如下方法制得的：称量碳酸钾、氢氧化钾或氢氧化钠10~18重量份，将其溶于15~25重量份的洁净水中，并加入水玻璃16~28重量份搅匀即得。

5.采用如权利要求1~4中任一种制备方法所制备的废渣复合相变材料免烧轻集料。