CN1145592C - 一种硅酸钙绝热制品及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种硅酸钙绝热制品及其制备方法，所述的制品包含：10-50%赤泥；25-61%膨润土；15-28%石灰；2-3.5%纤维；催化量的水玻璃；余量为水，所述的百分比为重量百分比。本发明的硅酸钙绝热制品的物理化学性能超过国家标准，同时由于采用制铝工业中产生的废料作为主要原料，一方面使其生产成本大大降低，也减轻了制铝工业中产生的废料对环境污染的问题。
Description
本发明涉及一种硅酸钙绝热制品及其制备方法，特别涉及一种利用金属铝的生产制造过程中产生的废料作为主要原料得到的硅酸钙绝热制品，及其制备方法。
硅酸钙绝热制品是一种广泛用于工业和建筑物的保温材料。以制品的使用温度为标准，所述的制品分为使用温度在650℃以下的托贝莫来石型产品和使用温度在1000℃以上的硬硅钙石高温型产品。目前，绝大多数硅酸钙绝热制品主要是以硅藻土、石灰、石棉和水作为原料来生产制备，制备过程中采用水玻璃作为催化剂。由于硅藻土是一种化学工业中广泛采用的原料，而石棉是一种对人体有很大危害的化工原料，因此，目前的硅酸钙绝热制品成本比较高，而且对人的健康有不利的影响。寻找成本比较低并且对人类健康不会造成影响的硅酸钙绝热制品，是目前保温材料领域的一项很重要的研究课题。本发明的发明人通过长期的研究，发现制铝工业中产生的废料-赤泥，用于替代硅酸钙绝热制品的硅藻土，生产出的硅酸钙绝热制品具有良好的物理化学性能，并且成本低，产品无污染，同时还解决了制铝工业中的废料，有利于环境保护。
本发明的目的是利用制铝工业中产生的肥料-赤泥作为主要原料，生产一种具有良好的物理化学性能、成本低并且无污染的硅酸钙绝热制品。
本发明的另一种目的是提供一种制备所述的硅酸钙绝热制品的方法。
本发明涉及一种硅酸钙绝热制品，该制品包含：
10-50％赤泥；
25-61％膨润土；
15-28％石灰；
2-3.5％纤维；
催化量的水玻璃；
余量为水，所述的百分比为重量百分比。
本发明还涉及制备所述的硅酸钙绝热制品的方法，该方法包括以下步骤：
(1)将石灰经过消解、过滤后制得石灰浆；
(2)将所制得的石灰浆与水玻璃、纤维、膨润土、赤泥以及水混合搅拌均匀；
(3)将搅拌均匀后的浆液在90-95℃加热保温8小时使其胶化；
(4)将胶化后的产物经加压成型、脱模蒸养和烘干得到硅酸钙绝热制品。
赤泥是制铝工业中产生的废料，其主要化学成分为二氧化硅、三氧化二铁、三氧化二铝和氧化钙以及少量的氧化钠。全国的各大铝厂每年要产生成百上千万吨的赤泥，由于无法再次进行加工利用，仅仅是简单地进行堆积处理，不仅占用空间，同时对环境造成污染。本发明的发明人经过长期的研究实践，发现用赤泥作为生产硅酸钙绝热制品的原料，制备出的产品具有良好的物理化学性能，同时可以解决制铝工业中的废料处理问题，有利于环境保护。
按照本发明的硅酸钙绝热制品，该制品包含：
10-50％赤泥；
25-61％膨润土；
15-28％石灰；
2-3.5％纤维；
催化量的水玻璃；
余量为水，所述的百分比为重量百分比。
按照本发明的硅酸钙绝热制品，其中该制品优选包含：
25-40％赤泥；
35-50％膨润土；
18-22％石灰；
2.9-3.3％纤维；
催化量的水玻璃；
余量为水，所述的百分比为重量百分比。
按照本发明的硅酸钙绝热制品，该制品更优选包含：
30-35％赤泥；
35-40％膨润土；
18-20％石灰；
3.0％纤维；
催化量的水玻璃；
余量为水，所述的百分比为重量百分比。
本发明的硅酸钙绝热制品中，所述的纤维为棉纤维。
制备本发明的硅酸钙绝热制品的组合物包含：
9-50％，优选为25-40％，特别优选为30-35％赤泥；
25-62％，优选为30-50％，特别优选为35-40％膨润土；
15-25％，优选为18-22％，特别优选为18-20％石灰；
2-3.5％，优选为2.8-3.2％，特别优选为3.0％纤维；
2.5-3.5％，优选为2.8-3.2％，特别优选为2.8％水玻璃；
余量为水，所述的百分比为重量百分比。
该组合物中，所述的纤维为棉纤维。
在本发明的制备硅酸钙绝热制品的组合物中，水玻璃的作用主要是起将所有的组分胶化的作用，即起催化剂的作用。由于水玻璃的主要成分为水，因此在成品硅酸钙绝热制品中，水玻璃已经与其他组分结合。
本发明还涉及制备所述的硅酸钙绝热制品的方法，该方法包括以下步骤：
(1)将石灰经过消解、过滤后制得石灰浆；
(2)将所制得的石灰浆与水玻璃、纤维、膨润土、赤泥以及水混合搅拌均匀；
(3)将搅拌均匀后的浆液在90-95℃加热保温8小时使其胶化；
(4)将胶化后的产物经加压成型、脱模蒸养和烘干得到硅酸钙绝热制品。
按照本发明的方法，其中所使用的纤维为棉纤维。
下面结合实施例对本发明进行进一步的说明。应该理解的是，上述实施例仅仅是进一步说明本发明，而不是限制本发明。
实施例1
将块石灰加水进行消解，经过滤后得到含有26.18千克石灰的石灰浆，然后将其与9.71千克赤泥、58.7千克膨润土、2.52千克棉纤维和2.83千克水玻璃混合，加水搅拌均匀。将搅拌均匀后的浆液在90-95℃加热保温8小时使其胶化，将胶化后的产物经加压成型、脱模蒸养和烘干得到硅酸钙绝热制品。采用GB/T 10699-1998标准方法测定制品的物理化学性能，结果见表2。
实施例2-7
采用与实施例1相同的方法和步骤制备本发明的硅酸钙绝热制品，只是各组分的用量如表1所示。采用GB/T 10699-1998标准方法分别测定制品的物理化学性能，结果见下述各表。
表1
| 实施例 | 赤泥(千克) | 澎润土(千克) | 石灰(千克) | 棉纤维(千克) | 水玻璃(千克) | 物理化学性能 |
| 2 | 19.35 | 50.97 | 23.91 | 2.8 | 2.83 | 表3 |
| 3 | 29.14 | 43.44 | 21.7 | 2.81 | 2.83 | 表4 |
| 4 | 34 | 39.83 | 20.44 | 2.83 | 2.83 | - |
| 5 | 38.86 | 35.7 | 19.63 | 2.87 | 2.83 | 表5 |
| 6 | 43.72 | 31.78 | 18.5 | 3.11 | 2.83 | 表6 |
| 7 | 48.58 | 27.93 | 17.2 | 3.35 | 2.83 | 表7 |
表2实施例1制得的制品的物理化学性能
| 检验项目 | 计量单位 | 标准要求 | 检测值 | 单项结论 | |
| 密度 | Kg/m3 | ≤240 | 222 | 合格 | |
| 质量含水率 | ％ | ≤7.5 | 4.0 | 合格 | |
| 抗压强度 | 平均值 | MPa | ≥0.50 | 0.71 | 合格 |
| 单块值 | MPa | ≥0.40 | 0.66 | 合格 | |
| 抗折强度 | 平均值 | MPa | ≥0.30 | 0.31 | 合格 |
| 单块值 | MPa | ≥0.24 | 0.24 | 合格 | |
| 最高使用温度 | 匀温灼烧验温度923K(650℃) | ||||
| 线收缩率 | ％ | ≤2 | 1.6 | 合格 | |
| 裂缝 | / | 无贯穿裂缝 | 无贯穿裂缝 | 合格 | |
| 剩余抗压强度 | MPa | ≥0.40 | 0.58 | 合格 | |
表3实施例2制得的制品的物理化学性能
| 检验项目 | 计量单位 | 标准要求 | 检测值 | 单项结论 | |
| 密度 | Kg/m3 | ≤240 | 230 | 合格 | |
| 质量含水率 | ％ | ≤7.5 | 4.8 | 合格 | |
| 抗压强度 | 平均值 | MPa | ≥0.50 | 0.84 | 合格 |
| 单块值 | MPa | ≥0.40 | 0.72 | 合格 | |
| 抗折强度 | 平均值 | MPa | ≥0.30 | 0.30 | 合格 |
| 单块值 | MPa | ≥0.24 | 0.25 | 合格 | |
| 最高使用温度 | 匀温灼烧验温度923K(650℃) | ||||
| 线收缩率 | ％ | ≤2 | 1.5 | 合格 | |
| 裂缝 | / | 无贯穿裂缝 | 无贯穿裂缝 | 合格 | |
| 剩余抗压强度 | MPa | ≥0.40 | 0.64 | 合格 | |
表4实施例3制得的制品的物理化学性能
| 检验项目 | 计量单位 | 标准要求 | 检测值 | 单项结论 | |
| 密度 | Kg/m3 | ≤240 | 225 | 合格 | |
| 质量含水率 | ％ | ≤7.5 | 4.5 | 合格 | |
| 抗压强度 | 平均值 | MPa | ≥0.50 | 0.9 | 合格 |
| 单块值 | MPa | ≥0.40 | 0.85 | 合格 | |
| 抗折强度 | 平均值 | MPa | ≥0.30 | 0.31 | 合格 |
| 单块值 | MPa | ≥0.24 | 0.26 | 合格 | |
| 最高使用温度 | 匀温灼烧验温度923K(650℃) | ||||
| 线收缩率 | ％ | ≤2 | 1.2 | 合格 | |
| 裂缝 | / | 无贯穿裂缝 | 无贯穿裂缝 | 合格 | |
| 剩余抗压强度 | MPa | ≥0.40 | 0.72 | 合格 | |
表5实施例4制得的制品的物理化学性能
| 检验项目 | 计量单位 | 标准要求 | 检测值 | 单项结论 | |
| 密度 | Kg/m3 | ≤240 | 225 | 合格 | |
| 质量含水率 | ％ | ≤7.5 | 5.0 | 合格 | |
| 抗压强度 | 平均值 | MPa | ≥0.50 | 0.85 | 合格 |
| 单块值 | MPa | ≥0.40 | 0.80 | 合格 | |
| 抗折强度 | 平均值 | MPa | ≥0.30 | 0.30 | 合格 |
| 单块值 | MPa | ≥0.24 | 0.28 | 合格 | |
| 最高使用温度 | 匀温灼烧验温度923K(650℃) | ||||
| 线收缩率 | ％ | ≤2 | 1.2 | 合格 | |
| 裂缝 | / | 无贯穿裂缝 | 无贯穿裂缝 | 合格 | |
| 剩余抗压强度 | MPa | ≥0.40 | 0.60 | 合格 | |
表6实施例5制得的制品的物理化学性能
| 检验项目 | 计量单位 | 标准要求 | 检测值 | 单项结论 | |
| 密度 | Kg/m3 | ≤240 | 232 | 合格 | |
| 质量含水率 | ％ | ≤7.5 | 4.8 | 合格 | |
| 抗压强度 | 平均值 | MPa | ≥0.50 | 0.60 | 合格 |
| 单块值 | MPa | ≥0.40 | 0.56 | 合格 | |
| 抗折强度 | 平均值 | MPa | ≥0.30 | 0.30 | 合格 |
| 单块值 | MPa | ≥0.24 | 0.25 | 合格 | |
| 最高使用温度 | 匀温灼烧验温度923K(650℃) | ||||
| 线收缩率 | ％ | ≤2 | 1.8 | 合格 | |
| 裂缝 | / | 无贯穿裂缝 | 无贯穿裂缝 | 合格 | |
| 剩余抗压强度 | MPa | ≥0.40 | 0.48 | 合格 | |
表7实施例6制得的制品的物理化学性能
| 检验项目 | 计量单位 | 标准要求 | 检测值 | 单项结论 | |||
| 密度 | Kg/m3 | ≤240 | 238 | 合格 | |||
| 质量含水率 | ％ | ≤7.5 | 5.3 | 合格 | |||
| 抗压强度 | 平均值 | MPa | ≥0.50 | 0.51 | 合格 | ||
| 单块值 | MPa | ≥0.40 | 0.42 | 合格 | |||
| 抗折强度 | 平均值 | MPa | ≥0.30 | 0.30 | 合格 | ||
| 单块值 | MPa | ≥0.24 | 0.24 | 合格 | |||
| 最高使用温度 | 匀温灼烧验温度923K(650℃) | ||||||
| 线收缩率 | ％ | ≤2 | 2.0 | 合格 | |||
| 裂缝 | / | 无贯穿裂缝 | 无贯穿裂缝 | 合格 | |||
| 剩余抗压强度 | MPa | ≥0.40 | 0.42 | 合格 | |||
由上述结果可以看出，本发明的硅酸钙绝热制品的物理化学性能超过国家标准，同时由于采用制铝工业中产生的废料作为主要原料，一方面使其生产成本大大降低，也减轻了制铝工业中产生的废料对环境污染的问题。
Claims (6)
1、一种硅酸钙绝热制品，包含：
10-50％赤泥；
25-61％膨润土；
15-28％石灰；
2-3.5％纤维；
2.5-3.5％水玻璃；
余量为水，所述的百分比为重量百分比。
2、如权利要求1所述的制品，其中该制品包含：
25-40％赤泥；
35-50％膨润土；
18-22％石灰；
2.9-3.3％纤维；
2.8-3.2％水玻璃；
余量为水，所述的百分比为重量百分比。
3、如权利要求2所述的制品，其中该制品包含：
30-35％赤泥；
35-40％膨润土；
18-20％石灰；
3.0％纤维；
2.8％水玻璃；
余量为水，所述的百分比为重量百分比。
4、如权利要求1、2或3所述的制品，其中所述的纤维为棉纤维。
5、一种制备硅酸钙绝热制品的方法，包括以下步骤：
(1)将15-28重量％的石灰经过消解、过滤后制得石灰浆；
(2)将所制得的石灰浆与2.5-3.5重量％的水玻璃、2-3.5重量％的纤维、25-61重量％的膨润土、10-50重量％的赤泥以及水混合搅拌均匀；
(3)将搅拌均匀后的浆液在90-95℃加热保温8小时使其胶化；
(4)将胶化后的产物经加压成型、脱模蒸养和烘干得到硅酸钙绝热制品。
6、如权利要求5所述的方法，其中所述的纤维为棉纤维。
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