CN109809790B - 一种以二氧化硅水凝胶为原料制备的保温砖及其制备方法 - Google Patents

一种以二氧化硅水凝胶为原料制备的保温砖及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种以二氧化硅水凝胶为原料制备的保温砖及其制备方法,所述保温砖包括以下重量份的组分:二氧化硅水凝胶25~150份,铁尾矿15~60份,水泥25~150份,膨胀珍珠岩5~40份,添加剂0.1~5份,树脂1~20份;通过本发明的方法可以大量处理铁尾矿这种固体废弃物,且制备条件简单,原料易得,易于工业化,制得的保温砖又有着广泛的应用。在本发明保温砖的制备方法中,以水泥作为骨架,铁尾矿代替部分水泥作为骨架的作用,减水剂增加混凝土流动性,胶粉、羧甲基纤维素以及树脂增加其组分之间的粘度,最终通过二氧化硅水凝减少水的用量从而减小膨胀珍珠岩的吸水率。通过二氧化硅水凝胶和膨胀珍珠岩的协同作用,保持最终保温砖产品的保温性和轻特性。

Description

一种以二氧化硅水凝胶为原料制备的保温砖及其制备方法
技术领域
本发明属于无机材料领域,具体涉及一种以二氧化硅水凝胶为原料制备的保温砖及其制备方法。
背景技术
我国矿产资源开发总规模居于世界前列,我国铁矿资源的突出特点是品位低、共生伴生矿多,导致在选矿过程中会产生大量的铁尾矿,每生产1t铁精矿要排出2.5-3.0t尾矿。堆存铁尾矿不仅占用了大量土地,还对土壤、水体、空气等造成污染,破坏生态环境,影响很大。
尾矿的堆存对环境有很大的负面影响,还需修建尾矿库,不仅占用了大量的土地,而且也要使用大量的人力资源和巨额的财力资源来
维护,大大增加了对于尾矿废弃物的资金投入。并且尾矿利用是大颗粒部分,用于建筑填充物。筛选后较细的尾矿利用的方面较为少。
发明内容
针对现有技术存在的上述技术问题,本发明的目的在于提供一种以二氧化硅水凝胶为原料制备的保温砖及其制备方法。通过本发明的方法可以大量处理铁尾矿这种固体废弃物,且制备条件简单,原料易得,易于工业化,制得的保温砖又有着广泛的应用。
所述的一种以二氧化硅水凝胶为原料制备的保温砖,其特征在于按重量分数计,包括以下组分:二氧化硅水凝胶25~150份,铁尾矿15~60份,水泥 25~150份,膨胀珍珠岩5~40份,添加剂 0.1~5份,树脂1~20份;所述添加剂由三聚氰胺减水剂、胶粉和羧甲基纤维素组成,所述三聚氰胺减水剂、胶粉和羧甲基纤维素的重量比为1 : 0.5~1.5 : 1~3,优选为1 :1 : 2。
所述的一种以二氧化硅水凝胶为原料制备的保温砖,其特征在于按重量分数计,包括以下组分:二氧化硅水凝胶90~120份,铁尾矿20~35份,水泥 90~120份,膨胀珍珠岩10~30份,添加剂1~4份,树脂5~15份。
所述的一种以二氧化硅水凝胶为原料制备的保温砖,其特征在于按重量分数计,包括以下组分:二氧化硅水凝胶100份,铁尾矿 30份,水泥 100份,膨胀珍珠岩15份,添加剂3份,树脂10份。
所述的一种以二氧化硅水凝胶为原料制备的保温砖,其特征在于所述树脂为苯丙乳液或环氧树脂。
所述的一种以二氧化硅水凝胶为原料制备的保温砖,其特征在于所述二氧化硅水凝胶的制备方法包括以下步骤:
1)水玻璃与水以1:1~3的体积比混合稀释后,向混合液中加酸调节pH至1~5之间,搅拌水解20~40min,随后加碱调节pH至6~10,静置直至完全凝固形成凝胶;
2)步骤1)形成的凝胶在40~50℃温度下加热老化22~26h,得到二氧化硅水凝胶产品。
所述的一种以二氧化硅水凝胶为原料制备的保温砖,其特征在于步骤1)中,调节pH加入的酸是盐酸,所述盐酸浓度为3~5mol/L,优选为4mol/L;调节pH加入的碱是氨水,所述氨水的浓度为0.8~1.2mol/L,优选为1mol/L。
所述的一种以二氧化硅水凝胶为原料制备的保温砖,其特征在于步骤2)中,加热老化的温度为45℃,加热老化的时间为24h。
一种以二氧化硅水凝胶为原料制备如权利要求1所述的保温砖的方法,其特征在于按重量份计,包括以下步骤:
S1:将铁尾矿研磨粉碎并过筛,得到铁尾矿粉末;
S2:取步骤S1所得铁尾矿粉末15~60份、水泥25~150份、膨胀珍珠岩5~40份、添加剂0.1~5份、二氧化硅水凝胶25~150份和树脂1~20份混合,再加入100~300份水搅拌均匀,得到混凝土浆料;
S3:将步骤S2所得混凝土浆料倒入模具中,于4~6 MPa加压条件下保持6~15min,使混凝土浆料在模具中形成高度紧致状态,随后在20~35℃温度下常压干燥10~15h,混凝土浆料在模具中形成砖块固体;
S4:将步骤5)模具中的砖块固体进行脱模,放入湿度为75~95%的箱子中于20~45℃下养护7~21天,养护期间每隔12h洒水一次,保持砖块固体湿润,之后将砖块固体从箱子中取出,于室温条件下干燥硬化25~30天,使砖块固体中的水分挥发,制得所述保温板。
所述的一种以二氧化硅水凝胶为原料制备保温砖的方法,其特征在于步骤S1中,得到的铁尾矿粉末的目数在120目以上。
所述的一种以二氧化硅水凝胶为原料制备保温砖的方法,其特征在于步骤S3中,混凝土浆料倒入模具前,模具内表面进行抹油处理,以便于后期脱模。
通过采用上述技术,与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
1)二氧化硅水凝胶以二氧化硅为骨架形成三维网状结构,包裹着大量的水,它有一定的几何形状,因而显示出固体的某些性质,二氧化硅水凝胶干燥脱水后,体积急剧减小,因此它可以减少混凝土中水的用量并且降低最终保温砖产品的导热系数。而膨胀珍珠岩一种多孔的保温材料,具有较高的阻燃性,但膨胀珍珠岩较高的吸水率限制了其在建筑工程中的应用。本发明通过二氧化硅水凝减少水的用量从而减小膨胀珍珠岩的吸水率。通过二氧化硅水凝胶和膨胀珍珠岩的协同作用,保持最终保温砖产品的保温性和轻特性。其次由于二氧化硅水凝胶干燥脱水后体积急剧减小,二氧化硅水凝胶占据的体积变小,从而使得最终保温砖产品形成一部分的多孔空心结构,从而进一步提高保温砖产品的保温性能。
2)本发明采用铁尾矿等固体废弃物为原料,对其中粒径较小的尾矿进行了合理利用,通过利用二氧化硅水凝胶、膨胀珍珠岩为制备保温砖的原料,制备出水凝胶珍珠岩保温砖,从而实现大量处理细粒径铁尾矿的目的,一方面缓解了环境压力,降低了环境污染,同时提高了回收利用率,符合绿色环保要求;本发明在维持保温砖极高的保温隔热效果的同时,克服了其易碎裂的特点,使其机械强度大幅提升;
3)本发明的保温砖的制备时间较短,制备成本较低,比起常用的有机物保温砖成本较为价格低廉且具有较高防火性能。
4)在本发明保温砖的制备过程中,三聚氰胺减水剂可增加混凝土浆料的流动性,胶粉、羧甲基纤维素以及树脂增加各组分之间的粘度,使各组分容易粘结在一起。本发明保温砖产品中,由于膨胀珍珠岩的膨胀特性,膨胀珍珠岩颗粒之间有较高的空隙,水泥和铁尾矿粉末填充在膨胀珍珠岩颗粒之间的空隙内形成骨架结构。膨胀珍珠岩具有轻而脆的特性,一定程度上降低保温砖的密度,但是其添加量不易过多,以防降低保温的耐压强度。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明,但本发明的保护范围并不限于此。
以下实施例和对比例中:
铁尾矿来自于华北地区,铁尾矿的组分质量百分含量为:SiO2 45.43%、CaO13.81%、MgO 13.10%、Al2O3 11.35%、Fe2O3 10.13%,余量为杂质。
水泥型号是P.O 42.5。
水玻璃为硅酸钠的水溶液,硅酸钠标注的质量浓度为40~50%,购自于济南盛意隆化工科技有限公司。
三聚氰胺减水剂购自于上海臣启化工科技有限公司、胶粉购自于南昌雨思盾建筑材料公司、苯丙乳液购自于郑州吉星化工产品有限公司、环氧树脂购自于任丘市金誉化工有限公司、膨胀珍珠岩购自于信阳诚飞新材料科技有限公司。
实施例1:
一种以二氧化硅水凝胶为原料制备的保温砖,按重量分数计,包括以下组分:二氧化硅水凝胶 100份,铁尾矿 30份,水泥 100份,膨胀珍珠岩 15份,三聚氰胺减水剂1份、胶粉1份、羧甲基纤维素 1份,苯丙乳液 10份。
上述保温砖的制备方法包括以下步骤:
1)水玻璃与水以1:2的体积比混合稀释后,向混合液中加入4mol/L的盐酸调节pH至2~4之间,搅拌水解30min,随后加1mol/L的氨水调节pH至7~9,静置直至完全固化形成凝胶,目的在于使水凝胶内部孔道形成且充分吸水;
2)步骤1)形成的凝胶在45℃温度下加热老化24h,使内部孔道充分固化,得到二氧化硅水凝胶产品;
3)将铁尾矿研磨粉碎并过120目筛,得到目数大于120目的铁尾矿粉末;
4)取步骤3)所得铁尾矿粉末 30份、水泥 100份、膨胀珍珠岩 15份、三聚氰胺减水剂1份、胶粉1份、羧甲基纤维素 1份、步骤2)所得二氧化硅水凝胶 100份和苯丙乳液 10份混合,再加入200份水搅拌均匀,得到混凝土浆料;苯丙乳液用于增加混凝土粘结度。
5)将模具内表面预先进行抹油处理,以便于后期脱模。再将步骤4)所得混凝土浆料倒入模具中,于5MPa加压条件下保持10min,使混凝土浆料形成高度紧致状态,随后在25~30℃温度下常压干燥12h,混凝土浆料在模具中形成砖块固体;
6)将步骤5)模具中的砖块固体进行脱模,放入湿度为85~90%的箱子中于30±2℃温度下养护14天,养护期间每隔12h洒水一次,保持砖块固体湿润,之后将砖块固体从箱子中取出,于室温条件下干燥硬化28天,使砖块固体中的水分挥发,制得所述保温板。
对实施例1制得的保温板进行导热系数和耐压能力的性能参数测定,测定结果见表1。
实施例2:
一种以二氧化硅水凝胶为原料制备的保温砖,按重量分数计,包括以下组分:二氧化硅水凝胶 50份,铁尾矿 30份,水泥 50份,膨胀珍珠岩 15份,三聚氰胺减水剂 1份、胶粉1份、羧甲基纤维素 1份,苯丙乳液 10份。
上述保温砖的制备方法包括以下步骤:
1)水玻璃与水以1:2的体积比混合稀释后,向混合液中加入4mol/L的盐酸调节pH至2~4之间,搅拌水解30min,随后加1mol/L的氨水调节pH至7~9,静置直至完全固化形成凝胶,目的在于使水凝胶内部孔道形成且充分吸水;
2)步骤1)形成的凝胶在45℃温度下加热老化24h,使内部孔道充分固化,得到二氧化硅水凝胶产品;
3)将铁尾矿研磨粉碎并过120目筛,得到目数大于120目的铁尾矿粉末;
4)取步骤3)所得铁尾矿粉末 30份、水泥 50份、膨胀珍珠岩 15 份、三聚氰胺减水剂 1份、胶粉 1份、羧甲基纤维素 1份、步骤2)所得二氧化硅水凝胶 50份和苯丙乳液 10份混合,再加入100份水搅拌均匀,得到混凝土浆料;改变铁尾矿和水泥的比例,目的探究其强度变化。
5)将模具内表面预先进行抹油处理,以便于后期脱模。再将步骤4)所得混凝土浆料倒入模具中,于5MPa加压条件下保持10min,使混凝土浆料形成高度紧致状态,随后在25~30℃下常压干燥12h,混凝土浆料在模具中形成砖块固体;
6)将步骤5)模具中的砖块固体进行脱模,放入湿度为85~90%的箱子中于30±2℃温度下养护14天,养护期间每隔12h洒水一次,保持砖块固体湿润,之后将砖块固体从箱子中取出,于室温条件下干燥硬化28天,使砖块固体中的水分挥发,制得所述保温板。
对实施例2制得的保温板进行导热系数和耐压能力的性能参数测定,测定方法同实施例1,测定结果见表1。
实施例3:
一种以二氧化硅水凝胶为原料制备的保温砖,按重量分数计,包括以下组分:二氧化硅水凝胶 100 份,铁尾矿 30 份,水泥100 份,膨胀珍珠岩 15 份,三聚氰胺减水剂1份、胶粉1份、羧甲基纤维素 1份,环氧树脂 10 份。
上述保温砖的制备方法包括以下步骤:
1)水玻璃与水以1:2的体积比混合稀释后,向混合液中加入4mol/L的盐酸调节pH至2~4之间,搅拌水解30min,随后加1mol/L的氨水调节pH至7~9,静置直至形成凝胶;
2)步骤1)形成的凝胶在45℃温度下加热老化24h,得到二氧化硅水凝胶产品;
3)将铁尾矿研磨粉碎并过120目筛,得到目数大于120目的铁尾矿粉末;
4)取步骤3)所得铁尾矿粉末 30份、水泥 100份、膨胀珍珠岩15份、三聚氰胺减水剂1份、胶粉1份、羧甲基纤维素 1份、步骤2)所得二氧化硅水凝胶 100份和环氧树脂 10份混合,再加入200份水搅拌均匀,得到混凝土浆料;环氧树脂的粘结度远远大于丙苯乳液,目的在于增强其保温砖强度。
5)将模具内表面预先进行抹油处理,以便于后期脱模。再将步骤4)所得混凝土浆料倒入模具中,于5MPa加压条件下保持10min,使混凝土浆料形成高度紧致状态,随后在25~30℃下常压干燥12h,混凝土浆料在模具中形成砖块固体;
6)将步骤5)模具中的砖块固体进行脱模,放入湿度为85~90%的箱子中于30±2℃温度下养护14天,养护期间每隔12h洒水一次,保持砖块固体湿润,之后将砖块固体从箱子中取出,于室温条件下干燥硬化28天,使砖块固体中的水分挥发,制得所述保温板。
对实施例3制得的保温板进行导热系数和耐压能力的性能参数测定,测定方法同实施例1,测定结果见表1。
实施例4:
一种以二氧化硅水凝胶为原料制备的保温砖,按重量分数计,包括以下组分:二氧化硅水凝胶 100份,铁尾矿 30份,水泥100份,膨胀珍珠岩 30份,三聚氰胺减水剂1份、胶粉1份、羧甲基纤维素 1份,苯丙乳液 10份。
上述保温砖的制备方法包括以下步骤:
1)水玻璃与水以1:2的体积比混合稀释后,向混合液中加入4mol/L的盐酸调节pH至2~4之间,搅拌水解30min,随后加1mol/L的氨水调节pH至7~9,静置直至形成凝胶;
2)步骤1)形成的凝胶在45℃温度下加热老化24h,得到二氧化硅水凝胶产品;
3)将铁尾矿研磨粉碎并过120目筛,得到目数大于120目的铁尾矿粉末;
4)取步骤3)所得铁尾矿粉末 30份、水泥 100份、膨胀珍珠岩 30份、三聚氰胺减水剂1份、胶粉1份、羧甲基纤维素 1份、步骤2)所得二氧化硅水凝胶 100份和苯丙乳液 10份混合,再加入200份水搅拌均匀,得到混凝土浆料;改变保温砖中珍珠岩的含量,探究其对强度影响。
5)将模具内表面预先进行抹油处理,以便于后期脱模。再将步骤4)所得混凝土浆料倒入模具中,于5MPa加压条件下保持10min,使混凝土浆料形成高度紧致状态,随后在25~30℃下常压干燥12h,混凝土浆料在模具中形成砖块固体;
6)将步骤5)模具中的砖块固体进行脱模,放入湿度为85~90%的箱子中于30±2℃温度下养护14天,养护期间每隔12h洒水一次,保持砖块固体湿润,之后将砖块固体从箱子中取出,于室温条件下干燥硬化28天,使砖块固体中的水分挥发,制得所述保温板。
对实施例4制得的保温板进行导热系数和耐压能力的性能参数测定,测定方法同实施例1,测定结果见表1。
对比例1:
一种以二氧化硅水凝胶为原料制备的保温砖,按重量分数计,包括以下组分:二氧化硅水凝胶 0份,铁尾矿 30份,水泥100份,膨胀珍珠岩 15份,三聚氰胺减水剂1份、胶粉1份、羧甲基纤维素 1份,苯丙乳液10份。
上述保温砖的制备方法包括以下步骤:
1)将铁尾矿研磨粉碎并过120目筛,得到目数大于120目的铁尾矿粉末;
2)取步骤1)所得铁尾矿粉末 30份、水泥 100份、膨胀珍珠岩15份、三聚氰胺减水剂1份、胶粉1份、羧甲基纤维素 1份和苯丙乳液 10份混合,再加入200份水搅拌均匀,得到混凝土浆料;
3)将模具内表面预先进行抹油处理,以便于后期脱模。再将步骤2)所得混凝土浆料倒入模具中,于5MPa加压条件下保持10min,使混凝土浆料形成高度紧致状态,随后在25~30℃下常压干燥12h,混凝土浆料在模具中形成砖块固体;
4)将步骤3)模具中的砖块固体进行脱模,放入湿度为85~90%的箱子中于30±2℃下养护10天,养护期间每隔12h洒水一次,保持砖块固体湿润,之后将砖块固体从箱子中取出,于室温条件下干燥硬化28天,使砖块固体中的水分挥发,制得所述保温板。
对对比例1制得的保温板进行导热系数和耐压能力的性能参数测定,测定方法同实施例1,测定结果见表1。
对比例2:
一种以二氧化硅水凝胶为原料制备的保温砖,按重量分数计,包括以下组分:二氧化硅水凝胶 100份,铁尾矿 30份,水泥100份,膨胀珍珠岩 15份,三聚氰胺减水剂1份、胶粉1份、羧甲基纤维素 1份,环氧树脂10份。
上述保温砖的制备方法包括以下步骤:
1)水玻璃与水以1:2的体积比混合稀释后,向混合液中加入4mol/L的盐酸调节pH至2~4之间,搅拌水解30min,随后加1mol/L的氨水调节pH至7~9,静置直至形成凝胶;
2)步骤1)形成的凝胶在45℃温度下加热老化24h,得到二氧化硅水凝胶产品;
3)将铁尾矿研磨粉碎并过120目筛,得到目数大于120目的铁尾矿粉末;
4)取步骤3)所得铁尾矿粉末 30份、水泥 100份、膨胀珍珠岩 15份、三聚氰胺减水剂1份、胶粉1份、羧甲基纤维素 1份、步骤2)所得二氧化硅水凝胶 100份和环氧树脂 10份混合,再加入200份水搅拌均匀,得到混凝土浆料;
5)将模具内表面预先进行抹油处理,以便于后期脱模。再将步骤4)所得混凝土浆料倒入模具中,不进行加压,直接在25~30℃下常压干燥12h,混凝土浆料在模具中形成砖块固体;
6)将步骤5)模具中的砖块固体进行脱模,放入湿度为85~90%的箱子中于30±2℃下养护10天,养护期间每隔12h洒水一次,保持砖块固体湿润,之后将砖块固体从箱子中取出,于室温条件下干燥硬化28天,使砖块固体中的水分挥发,制得所述保温板。
对对比例2制得的保温板进行导热系数和耐压能力的性能参数测定,测定方法同实施例1,测定结果见表1。
对比例3:
一种以二氧化硅水凝胶为原料制备的保温砖,按重量分数计,包括以下组分:二氧化硅水凝胶 100份,铁尾矿 30份,水泥 100份,膨胀珍珠岩60份,三聚氰胺减水剂 1份、胶粉 1份、羧甲基纤维素 1份,苯丙乳液 10份。
上述保温砖的制备方法包括以下步骤:
1)水玻璃与水以1:2的体积比混合稀释后,向混合液中加入4mol/L的盐酸调节pH至2~4之间,搅拌水解30min,随后加1mol/L的氨水调节pH至7~9,静置直至完全固化形成凝胶,目的在于使水凝胶内部孔道形成且充分吸水;
2)步骤1)形成的凝胶在45℃温度下加热老化24h,使内部孔道充分固化,得到二氧化硅水凝胶产品;
3)将铁尾矿研磨粉碎并过120目筛,得到目数大于120目的铁尾矿粉末;
4)取步骤3)所得铁尾矿粉末30份、水泥100份、膨胀珍珠岩60份、三聚氰胺减水剂1份、胶粉 1份、羧甲基纤维素 1份、步骤2)所得二氧化硅水凝胶100份和苯丙乳液10份混合,再加入100份水搅拌均匀,得到混凝土浆料;改变铁尾矿和水泥的比例,目的探究其强度变化。
5)将模具内表面预先进行抹油处理,以便于后期脱模。再将步骤4)所得混凝土浆料倒入模具中,于5MPa加压条件下保持10min,使混凝土浆料形成高度紧致状态,随后在25~30℃下常压干燥12h,混凝土浆料在模具中形成砖块固体;
6)将步骤5)模具中的砖块固体进行脱模,放入湿度为85~90%的箱子中于30±2℃温度下养护14天,养护期间每隔12h洒水一次,保持砖块固体湿润,之后将砖块固体从箱子中取出,于室温条件下干燥硬化28天,使砖块固体中的水分挥发,制得所述保温板。
对对比例3制得的保温板进行导热系数和耐压能力的性能参数测定,测定方法同实施例1,测定结果见表1。
在表1中,耐压强度和导热系数的测定标准为JG T 266-2011。
表1
Figure DEST_PATH_IMAGE002
从表1可以看出,相对于实施例1~4制备的保温砖,对比例1和对比例2制备的保温砖的导热系数较大且耐压强度较低。这是因为对比例1在保温砖的制备过程中未使用二氧化硅水凝胶,最终制备得到的保温砖不能形成多孔空心的结构,导致其密度较大且保温性能较差,其次由于没有二氧化硅水凝胶和膨胀珍珠岩的协同作用,使得在保温砖的制备过程中吸水性较大,膨胀珍珠岩颗粒之间的间隙被水分填充,使得部分水泥和铁尾矿不能很好的填充到膨胀珍珠岩颗粒之间的间隙中形成骨架结构,使得最终保温砖产品的耐压强度有一定程度上的降低。而对比例2保温砖的制备过程中,倒入模具中的混凝土浆料没有进行加压处理,不能使混凝土浆料在模具中形成高度紧致的状态,由此膨胀珍珠岩和膨胀珍珠岩颗粒之间存在较大的间隙,膨胀系数较大导致不耐压。对比例3,加大了膨胀珍珠岩在整体中的质量,导致了保温砖强度非常低,这是由于膨胀珍珠岩较脆的特性,一定程度上降低保温砖整体结构上的耐压强度,增加珍珠岩能做到降低导热系数,但整体保温砖过于脆弱无法使用,由此膨胀珍珠岩的添加量需在合适的范围内。
由以上实施例和对比例可知,本发明提供了一种以铁尾矿、二氧化硅水凝胶、膨胀珍珠岩为原料制备保温砖的方法,包括:对颗粒较细铁尾矿资源进行回收;得到了一种快速制备二氧化硅水凝胶的方法;在进行一系列的原料筛选、原料配比、后处理之后,使制得的保温砖具有得较好的抗压性能和较低的导热系数;制得的保温砖也在保温、建筑等领域有着广泛应用。本发明提供的水凝胶铁尾矿保温砖的制备条件温和,制备周期短,大量处理固体废弃物,易于工业化。
本说明书所述的内容仅仅是对发明构思实现形式的列举,本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式。

Claims (9)

1.一种以二氧化硅水凝胶为原料制备的保温砖,其特征在于按重量分数计,包括以下组分:二氧化硅水凝胶25~150份,铁尾矿15~60份,水泥 25~150份,膨胀珍珠岩5~40份,添加剂 0.1~5份,树脂1~20份;所述添加剂由三聚氰胺减水剂、胶粉和羧甲基纤维素组成,所述三聚氰胺减水剂、胶粉和羧甲基纤维素的重量比为1 : 0.5~1.5 : 1~3;
所述树脂为苯丙乳液或环氧树脂;
所述二氧化硅水凝胶的制备方法包括以下步骤:
1)水玻璃与水以1:1~3的体积比混合稀释后,向混合液中加酸调节pH至1~5之间,搅拌水解20~40min,随后加碱调节pH至6~10,静置直至完全凝固形成凝胶;
2)步骤1)形成的凝胶在40~50℃温度下加热老化22~26h,得到二氧化硅水凝胶产品;
所述的保温砖的制备方法,按重量份计,包括以下步骤:
S1:将铁尾矿研磨粉碎并过筛,得到铁尾矿粉末;
S2:取步骤S1所得铁尾矿粉末15~60份、水泥25~150份、膨胀珍珠岩5~40份、添加剂0.1~5份、二氧化硅水凝胶25~150份和树脂1~20份混合,再加入100~300份水搅拌均匀,得到混凝土浆料;
S3:将步骤S2所得混凝土浆料倒入模具中,于4~6 MPa加压条件下保持6~15min,使混凝土浆料在模具中形成高度紧致状态,随后在20~35℃温度下常压干燥10~15h,混凝土浆料在模具中形成砖块固体;
S4:将步骤5)模具中的砖块固体进行脱模,放入湿度为75~95%的箱子中于20~45℃下养护7~21天,养护期间每隔12h洒水一次,保持砖块固体湿润,之后将砖块固体从箱子中取出,于室温条件下干燥硬化25~30天,使砖块固体中的水分挥发,制得所述保温板。
2.如权利要求1所述的一种以二氧化硅水凝胶为原料制备的保温砖,其特征在于所述三聚氰胺减水剂、胶粉和羧甲基纤维素的重量比为1 : 1 : 2。
3.如权利要求1所述的一种以二氧化硅水凝胶为原料制备的保温砖,其特征在于按重量分数计,包括以下组分:二氧化硅水凝胶90~120份,铁尾矿20~35份,水泥 90~120份,膨胀珍珠岩10~30份,添加剂1~4份,树脂5~15份。
4.如权利要求3所述的一种以二氧化硅水凝胶为原料制备的保温砖,其特征在于按重量分数计,包括以下组分:二氧化硅水凝胶100份,铁尾矿 30份,水泥 100份,膨胀珍珠岩15份,添加剂3份,树脂10份。
5.如权利要求1所述的一种以二氧化硅水凝胶为原料制备的保温砖,其特征在于步骤1)中,调节pH加入的酸是盐酸,所述盐酸浓度为3~5mol/L;调节pH加入的碱是氨水,所述氨水的浓度为0.8~1.2mol/L。
6.如权利要求5所述的一种以二氧化硅水凝胶为原料制备的保温砖,其特征在于所述盐酸浓度为4mol/L,所述氨水的浓度为1mol/L。
7.如权利要求1所述的一种以二氧化硅水凝胶为原料制备的保温砖,其特征在于步骤2)中,加热老化的温度为45℃,加热老化的时间为24h。
8.如权利要求1所述的一种以二氧化硅水凝胶为原料制备保温砖,其特征在于步骤S1中,得到的铁尾矿粉末的目数在120目以上。
9.如权利要求1所述的一种以二氧化硅水凝胶为原料制备保温砖,其特征在于步骤S3中,混凝土浆料倒入模具前,模具内表面进行抹油处理,以便于后期脱模。
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