CN108658560A - 一种基于泡沫玻璃废料的发泡脱硫石膏保温板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于泡沫玻璃废料的发泡脱硫石膏保温板，由如下各个成分按重量份组成：脱硫石膏40、粉煤灰20、矿粉0～40、发泡剂0.25～0.5、泡沫玻璃边角料0～12、钢渣0～40、水70，石灰2以及减水剂0.5～1和早强剂2；本发明将废弃的泡沫玻璃经过破碎、筛分分级后成为不同颗粒大小的人工轻骨料，掺入脱硫石膏基泡沫混凝土胚体制成自保温板。本发明制得的发泡脱硫石膏保温板的导热系数在0.06～0.09w/m·k，抗压强度达到0.5Mpa以上，干表观密度在310～450kg/m3。本发明把废弃的泡沫玻璃以及火力发电厂的废弃物脱硫石膏、粉煤灰等变为有效资源并循环利用，且生产过程节能环保，减少其对环境的污染，同时丰富节能保温墙体材料种类，提高无机轻质材料的绿色度。
Description
技术领域
本发明涉及一种建筑保温材料，尤其涉及一种利用废弃泡沫玻璃的脱硫石膏基发泡保温板及其制备方法。
背景技术
目前，泡沫玻璃以其优异的保温隔热性能在国内外建筑上得到广泛应用。但是在生产过程中会因切割等原因产生大量废弃的泡沫玻璃边角料。据调查，就针对嘉兴市泡沫玻璃企业产生废弃泡沫玻璃已有70万m3，可想而知，我国泡沫玻璃企业产生的废弃量是巨大的，不仅造成极大的的环境污染和资源浪费，同时也给企业增加了成本。因此，目前对于回收废弃的泡沫玻璃边角料，以及如何再对这些废弃物进行利用，是目前急需解决的问题。本人曾经申请过名称为泡沫玻璃保温板的专利，所制得的泡沫玻璃保温板的导热系数在0.10～0.15w/m·k，抗压强度达到0.8Mpa以上，体积密度在600～700kg/m3。
发明内容
基于上述问题，本发明为解决现有泡沫玻璃边角料和火力发电厂脱硫石膏及粉煤灰的回收处理存在的问题，提供了一种基于泡沫玻璃废料的发泡脱硫石膏保温板，对泡沫玻璃边角料进行资源化处理利用，提高无机轻质材料的绿色度。泡沫玻璃价格昂贵，其生产过程中废料产生率为30％，造成极大的浪费和污染。泡沫玻璃边角料经过破碎、筛分分级后成为不同颗粒大小的人工轻骨料，将这些泡沫玻璃轻骨料用于制造轻质建材，不仅节能、环保，而且实现了废弃物高附加值的利用，提高了无机轻质材料的绿色度，对于循环经济的发展具有重大工程实践意义。将脱硫石膏基胶凝材料发泡后与泡沫玻璃边角料复合制备保温板，一定程度上降低保温板自重，改善导热系数，优化保温板性能，是一种新的解决方式。该保温板采用大量的固体废弃物、价格低廉，有助于推动建筑节能发展，是一种广义的节能减排。
本发明采用如下的技术方案实现：
一种基于泡沫玻璃废料的发泡脱硫石膏保温板，由如下各个成分按重量份组成：
脱硫石膏40、粉煤灰20、矿粉0～40、发泡剂0.25～0.5、泡沫玻璃边角料0～12、钢渣0～40、水70，石灰2以及减水剂0.5～1和早强剂2。
脱硫石膏为未经煅烧和处理的原状脱硫石膏。
发泡剂为含有稳泡剂的双组分物理发泡剂，如：北京亚设建材科技有限公司的YS-15型发泡剂。
泡沫玻璃为废弃的泡沫玻璃边角料，颗粒粒径为5～20mm。
减水剂为聚羧酸类减水剂。
早强剂为硫酸铝。
所使用的水，80～90％用于发泡剂中，剩下的10～20％用于减水剂。
一种基于泡沫玻璃废料的发泡脱硫石膏保温板的制备方法，包括以下步骤：
1)按重量比，将脱硫石膏40、粉煤灰20、矿粉0～40、钢渣0～40、石灰2和早强剂2依次加入到行星式水泥胶砂搅拌机中，搅拌30s；
2)将废弃的泡沫玻璃，破碎成粒径为5～20mm的轻骨料，再置于水中浸泡1h,拿出来擦干表面水分，得到预湿泡沫玻璃轻骨料；
3)将发泡剂用水稀释后，加到行星式水泥胶砂搅拌机中，高速搅拌至产生大量乳白色细腻均匀气泡；
4)将步骤1所得的混合物，加入到步骤3中，低速搅拌3～6s；同时将减水剂溶解于水，加入搅拌机中，再高速搅拌25～30s，得到发泡脱硫石膏浆体；
5)采用分层浇筑法，在试模内的表面涂抹2～3mm厚步骤5所得的发泡脱硫石膏浆体，再铺15～20mm厚步骤2所得的预湿泡沫玻璃轻骨料，再浇筑一层4～6mm厚步骤5所得的发泡脱硫石膏浆体，再铺15～20mm厚步骤2所得的预湿泡沫玻璃轻骨料，再浇筑一层4～6mm厚步骤5所得的发泡脱硫石膏浆体，如此反复，直至填满试模，最后抹平表面成型，静置48h后拆模，即得基于泡沫玻璃废料的发泡脱硫石膏保温板。
利用一种基于泡沫玻璃废料的发泡脱硫石膏保温板的制备方法，所得发泡脱硫石膏保温板的导热系数在0.06～0.09w/m·k，抗压强度达到0.5Mpa以上，干表观密度在310～450kg/m3。
本发明技术方案实现的有益效果：
本发明加了钢渣成分，钢渣是炼钢工业的废渣，主要由Ca、Fe、Si、Mg和少量Al、Mn、P等多种氧化物组成，主要矿物相为硅酸三钙、硅酸二钙等，而硅酸三钙和硅酸二钙水化后生成的水化硅酸钙凝胶对保温板的强度起到关键作用，也就是可以提高胶凝材料强度；早强剂采用硫酸铝，硫酸铝对脱硫石膏的凝结硬化过程有更明显的促进作用，提高脱硫石膏基胶凝材料的早期强度；本发明将脱硫石膏发泡了，制得的保温板自重减轻了很多，保温性能也提高了，导热系数小了很多。
本发明得到的发泡脱硫石膏保温板不仅可以生产制品，也可以现场浇筑。发泡剂中包含有稳泡剂成分，可使泡沫稳定时间更长；泡沫玻璃进行预湿，且粒径大小控制在5～20mm，目的在于，防止发泡脱硫石膏中的气泡遇到干的轻骨料破泡，以利于骨料和浆体界面更好的粘结在一起。
本发明利用泡沫玻璃边角料和发泡脱硫石膏制备保温板，主要用于内外墙、屋面保温以及防火隔离带，主要用于内外墙、屋面保温以及防火隔离带。把废弃的泡沫玻璃以及火力发电厂的废弃物脱硫石膏、粉煤灰等变废为宝，不仅能解决建筑物节能减排的目标，还解决了废弃物品无处堆放等问题，减少其对环境的污染，符合可持续发展原则。其中，石灰和部分脱硫石膏作为碱激发材料对粉煤灰和矿粉的活性加以激发，使得混合材的活性充分得以发挥。本发明生产成本低，工艺简单，易推广。制得的泡沫玻璃保温板的导热系数在0.06～0.09w/m·k，抗压强度达到0.54Mpa以上，干表观密度在310～450kg/m3，各项指标，都优于以前专利的泡沫玻璃保温板各指标；辅以火力发电厂的废弃物脱硫石膏和粉煤灰等胶凝材料制作自保温板，不仅节能、环保，而且能避免碱骨料反应，从本质上做到防火、耐久和耐腐。该保温板的原材料价格低廉，这样建筑总体建设成本降低，是一种新型的绿色墙体材料。
具体实施方式
以下详细描述本发明的技术方案。
实施例1
按如下重量份配制制板原料，免煅烧脱硫石膏40份、粉煤灰20份、矿粉40份、发泡剂0.25、泡沫玻璃边角料6份、钢渣20份、水70份，石灰2w/w％以及减水剂0.5w/w％和早强剂2w/w％；发泡剂为YS-15型发泡剂，泡沫玻璃边角料，颗粒粒径为5～20mm，减水剂为聚羧酸类减水剂，早强剂为硫酸铝。
制备方法如下：
1)按重量比，将免煅烧脱硫石膏40份、粉煤灰20份、矿粉40份、钢渣20份、石灰2w/w％和早强剂2w/w％依次加入到行星式水泥胶砂搅拌机中，搅拌30s；
2)将废弃的泡沫玻璃，破碎成粒径为5～20mm的轻骨料，再置于水中浸泡1h,拿出来擦干表面水分，得到预湿泡沫玻璃轻骨料；
3)将发泡剂用水稀释后，加到行星式水泥胶砂搅拌机中，高速搅拌至产生大量乳白色细腻均匀气泡；
4)将步骤1所得的混合物，加入到步骤3中，低速搅拌3～6s；同时将减水剂溶解于水，加入到搅拌机中，再高速搅拌25～30s，得到发泡脱硫石膏浆体；
5)采用分层浇筑法，在试模内的表面涂抹2～3mm厚步骤5所得的发泡脱硫石膏浆体，再铺15～20mm厚步骤2所得的预湿泡沫玻璃轻骨料，再浇筑一层4～6mm厚步骤5所得的发泡脱硫石膏浆体，再铺15～20mm厚步骤2所得的预湿泡沫玻璃轻骨料，再浇筑一层4～6mm厚步骤5所得的发泡脱硫石膏浆体，如此反复，直至填满试模，最后抹平表面成型，静置48h后拆模，即得基于泡沫玻璃废料的发泡脱硫石膏保温板。
经测试，制得的发泡脱硫石膏保温板的导热系数为0.09w/m·k，抗压强度达到0.74Mpa，干表观密度为413kg/m3。
实施例2
按如下重量份配制制板原料，免煅烧脱硫石膏40份、粉煤灰20份、矿粉40份、发泡剂0.25、泡沫玻璃边角料12份、钢渣20份、水70份，石灰2w/w％以及减水剂0.5w/w％和早强剂2w/w％；发泡剂为YS-15型发泡剂，泡沫玻璃边角料，颗粒粒径为5～20mm，减水剂为聚羧酸类减水剂，早强剂为硫酸铝。
制备方法如下：
1)按重量比，将免煅烧脱硫石膏40份、粉煤灰20份、矿粉40份、钢渣20份、石灰2w/w％和早强剂2w/w％依次加入到行星式水泥胶砂搅拌机中，搅拌30s；
2)将废弃的泡沫玻璃，破碎成粒径为5～20mm的轻骨料，再置于水中浸泡1h,拿出来擦干表面水分，得到预湿泡沫玻璃轻骨料；
3)将发泡剂用水稀释后，加到行星式水泥胶砂搅拌机中，高速搅拌至产生大量乳白色细腻均匀气泡；
4)将步骤1所得的混合物，加入到步骤3中，低速搅拌3～6s；同时将减水剂溶解于水，加入到搅拌机中，再高速搅拌25～30s，得到发泡脱硫石膏浆体；
5)采用分层浇筑法，在试模内的表面涂抹2～3mm厚步骤5所得的发泡脱硫石膏浆体，再铺15～20mm厚步骤2所得的预湿泡沫玻璃轻骨料，再浇筑一层4～6mm厚步骤5所得的发泡脱硫石膏浆体，再铺15～20mm厚步骤2所得的预湿泡沫玻璃轻骨料，再浇筑一层4～6mm厚步骤5所得的发泡脱硫石膏浆体，如此反复，直至填满试模，最后抹平表面成型，静置48h后拆模，即得基于泡沫玻璃废料的发泡脱硫石膏保温板。
经测试，制得的发泡脱硫石膏保温板的导热系数为0.08w/m·k，抗压强度达到0.62Mpa，干表观密度为403kg/m3。
实施例3
按如下重量份配制制板原料，免煅烧脱硫石膏40份、粉煤灰20份、矿粉40份、发泡剂0.25、泡沫玻璃边角料12份、水70份，石灰2w/w％以及减水剂0.5w/w％和早强剂2w/w％；发泡剂为YS-15型发泡剂，泡沫玻璃边角料，颗粒粒径为5～20mm，减水剂为聚羧酸类减水剂，早强剂为硫酸铝。
制备方法如下：
1)按重量比，将免煅烧脱硫石膏40份、粉煤灰20份、矿粉40份、钢渣20份、石灰2w/w％和早强剂2w/w％依次加入到行星式水泥胶砂搅拌机中，搅拌30s；
2)将废弃的泡沫玻璃，破碎成粒径为5～20mm的轻骨料，再置于水中浸泡1h,拿出来擦干表面水分，得到预湿泡沫玻璃轻骨料；
3)将发泡剂用水稀释后，加到行星式水泥胶砂搅拌机中，高速搅拌至产生大量乳白色细腻均匀气泡；
4)将步骤1所得的混合物，加入到步骤3中，低速搅拌3～6s；同时将减水剂溶解于水，加入到搅拌机中，再高速搅拌25～30s，得到发泡脱硫石膏浆体；
5)采用分层浇筑法，在试模内的表面涂抹2～3mm厚步骤5所得的发泡脱硫石膏浆体，再铺15～20mm厚步骤2所得的预湿泡沫玻璃轻骨料，再浇筑一层4～6mm厚步骤5所得的发泡脱硫石膏浆体，再铺15～20mm厚步骤2所得的预湿泡沫玻璃轻骨料，再浇筑一层4～6mm厚步骤5所得的发泡脱硫石膏浆体，如此反复，直至填满试模，最后抹平表面成型，静置48h后拆模，即得基于泡沫玻璃废料的发泡脱硫石膏保温板。
经测试，制得的发泡脱硫石膏保温板的导热系数为0.07w/m·k，抗压强度达到0.53Mpa，干表观密度为315kg/m3。
实施例4
按如下重量份配制制板原料，免煅烧脱硫石膏40份、粉煤灰20份、发泡剂0.25、泡沫玻璃边角料12份、钢渣40份、水70份，石灰2w/w％以及减水剂0.5w/w％和早强剂2w/w％；发泡剂为YS-15型发泡剂，泡沫玻璃边角料，颗粒粒径为5～20mm，减水剂为聚羧酸类减水剂，早强剂为硫酸铝。
制备方法如下：
1)按重量比，将免煅烧脱硫石膏40份、粉煤灰20份、矿粉40份、钢渣20份、石灰2w/w％和早强剂2w/w％依次加入到行星式水泥胶砂搅拌机中，搅拌30s；
2)将废弃的泡沫玻璃，破碎成粒径为5～20mm的轻骨料，再置于水中浸泡1h,拿出来擦干表面水分，得到预湿泡沫玻璃轻骨料；
3)将发泡剂用水稀释后，加到行星式水泥胶砂搅拌机中，高速搅拌至产生大量乳白色细腻均匀气泡；
4)将步骤1所得的混合物，加入到步骤3中，低速搅拌3～6s；同时减水剂溶解于水，加入到搅拌机中，再高速搅拌25～30s，得到发泡脱硫石膏浆体；
5)采用分层浇筑法，在试模内的表面涂抹2～3mm厚步骤5所得的发泡脱硫石膏浆体，再铺15～20mm厚步骤2所得的预湿泡沫玻璃轻骨料，再浇筑一层4～6mm厚步骤5所得的发泡脱硫石膏浆体，再铺15～20mm厚步骤2所得的预湿泡沫玻璃轻骨料，再浇筑一层4～6mm厚步骤5所得的发泡脱硫石膏浆体，如此反复，直至填满试模，最后抹平表面成型，静置48h后拆模，即得基于泡沫玻璃废料的发泡脱硫石膏保温板。
经测试，制得的发泡脱硫石膏保温板的导热系数为0.09w/m·k，抗压强度达到0.66Mpa，干表观密度为447kg/m3。
实施例5
按如下重量份配制制板原料，免煅烧脱硫石膏40份、粉煤灰20份、矿粉40份、发泡剂0.25、泡沫玻璃边角料0份、钢渣20份、水70份，石灰2w/w％以及减水剂0.5w/w％和早强剂2w/w％；发泡剂为YS-15型发泡剂，泡沫玻璃边角料，颗粒粒径为5～20mm，减水剂为聚羧酸类减水剂，早强剂为硫酸铝。
其制备方法是：将发泡剂用水以一定比例稀释后在搅拌机中高速搅拌至产生大量乳白色细腻均匀气泡，将按比例称好的脱硫石膏、粉煤灰、矿粉、石灰、早强剂和一部分水加入搅拌机搅拌3～6s，再将溶有减水剂的剩余水全部加入，再高速搅拌25～30s，最后将拌合物浇注到模具中，静置48h后拆模。
经测试，制得的发泡脱硫石膏保温板的导热系数为0.07w/m·k，抗压强度达到0.78Mpa，干表观密度为391kg/m3。
以上技术方案仅是本发明的优选实施方案，应当指出：在不脱离本发明原理的前提下，本领域技术人员还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种基于泡沫玻璃废料的发泡脱硫石膏保温板，其特征是，由如下各个成分按重量份组成：脱硫石膏40、粉煤灰20、矿粉0～40、发泡剂0.25～0.5、泡沫玻璃边角料0～12、钢渣0～40、水70，石灰2以及减水剂0.5～1和早强剂2。
2.根据权利要求1所述的一种基于泡沫玻璃废料的发泡脱硫石膏保温板，其特征是所述脱硫石膏为未经煅烧和处理的原状脱硫石膏。
3.根据权利要求1所述的一种基于泡沫玻璃废料的发泡脱硫石膏保温板，其特征是所述的发泡剂为含有稳泡剂的双组分物理发泡剂，如：北京亚设建材科技有限公司的YS-15型发泡剂。
4.根据权利要求1所述的一种基于泡沫玻璃废料的发泡脱硫石膏保温板，其特征是所述的泡沫玻璃边角料，为废弃的泡沫玻璃，颗粒粒径为5～20mm。
5.根据权利要求1所述的一种基于泡沫玻璃废料的发泡脱硫石膏保温板，其特征是所述的减水剂为聚羧酸类减水剂。
6.根据权利要求1所述的一种基于泡沫玻璃废料的发泡脱硫石膏保温板，其特征在于所述的早强剂为硫酸铝。
7.根据权利要求1所述的一种基于泡沫玻璃废料的发泡脱硫石膏保温板，其特征在于所述的水，80～90％用于发泡剂中，10～20％用于减水剂。
8.一种基于泡沫玻璃废料的发泡脱硫石膏保温板的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)按重量比，将免煅烧脱硫石膏40、粉煤灰20、矿粉0～40、钢渣0～40、石灰2和早强剂2依次加入到行星式水泥胶砂搅拌机中，搅拌30s；
2)将废弃的泡沫玻璃，破碎成粒径为5～20mm的轻骨料，再置于水中浸泡1h,拿出来擦干表面水分，得到预湿泡沫玻璃轻骨料；
3)将发泡剂用水稀释，加到行星式水泥胶砂搅拌机中，高速搅拌至产生大量乳白色细腻均匀气泡；
4)将步骤1所得的混合物，加入到步骤3中，低速搅拌3～6s；同时将减水剂溶解于水，加入搅拌机中，再高速搅拌25～30s，得到发泡脱硫石膏浆体；
5)采用分层浇筑法，在试模内的表面涂抹2～3mm厚步骤4所得的发泡脱硫石膏浆体，再铺15～20mm厚步骤2所得的预湿泡沫玻璃轻骨料，再浇筑一层4～6mm厚步骤4所得的发泡脱硫石膏浆体，再铺15～20mm厚步骤2所得的预湿泡沫玻璃轻骨料，再浇筑一层4～6mm厚步骤4所得的发泡脱硫石膏浆体，如此反复，直至填满试模，最后抹平表面成型，静置48h后拆模，即得基于泡沫玻璃废料的发泡脱硫石膏保温板。
9.根据权利要求8一种基于泡沫玻璃废料的发泡脱硫石膏保温板的制备方法，其特征在于，所述发泡脱硫石膏保温板的导热系数在0.06～0.09w/m·k，抗压强度达到0.5Mpa以上，干表观密度在310～450kg/m3。
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| CN111718162A (zh) * | 2020-03-20 | 2020-09-29 | 郑州知淘信息科技有限责任公司 | 一种纤维增强发泡水泥复合保温板及其制备方法 |
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