CN115716741A - 一种利用固废物生产高强防火板的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用固废物生产高强防火板的方法，包括以下步骤：S1、制浆：按重量份数配比，首先将粉煤灰于搅拌机中，在低速搅拌的作用下，依次加入高岭土、钢铁渣、钾水玻璃溶液、碱性激发剂、水和稳泡剂，然后快速搅拌50～120s，然后将砂子和石子倒入，再次搅拌3‑5min得到均匀混合的混凝土浆体。本发明通过利用在高寒地区内较容易获取的粉煤灰、高岭土、钢铁渣等固废物为主材料制作的混凝土板，并以含有玻璃纤维的混凝土作为夹层粘连，结合而成双层结构的高强防火板，与常规防火板性能无较大差别，且更易制作，在高寒地区可以起到不燃烧、难升温、低损失的作用。
Description
技术领域
本发明涉及防火材料技术领域，具体为一种利用固废物生产高强防火板的方法。
背景技术
截止目前，国网电网公司建成投运“十四交十二直”26项特高压工程，核准、在建“两交三直”5项特高压工程，2020年底变电(换流)容量52.3亿千伏安。随着电网资源配置的不断提升，在保障电力供应、促进清洁能源发展的同时，提升电网运行安全变得更加重要。国网公司适时启动了全面的消防提升规划，对防火封堵材料提出了更高的要求。目前国内换流站大部分位于蒙东、东北等高寒区域，一旦送端出现电路故障，势必影响整条线路乃至整个特高压线路网运行。因此对于高寒环境的防火提升变得尤为重要。
随着电力需求的日益紧张，我国特高压换流站、变电站多高负荷运行。电力设备因发热问题出现各类超出预期的故障或失效，极易引发电力火灾。受高寒地区低温，多风等气候条件影响，灭火系统常因冻结或喷淋失位无法进行有效灭火。因此，高寒地区特高压换流站、变电站对防火分隔材料的耐火极限提出了更高的要求，同时为了保障电力设备的服役环境稳定，高寒地区用防火分隔材料还应具有较高的保温性能。然而，现役防火分隔材料存在防火性能和保温性能不匹配的短板。因此，开展高寒地区特高压换流站、变电站用低导热、高耐候防火分隔材料制备变得尤为重要，对于保障寒冷地区电力设备的安全运行具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用固废物生产高强防火板的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种利用固废物生产高强防火板的方法，包括以下步骤：
S1、制浆：按重量份数配比，首先将粉煤灰于搅拌机中，在低速搅拌的作用下，依次加入高岭土、钢铁渣、钾水玻璃溶液、碱性激发剂、水和稳泡剂，然后快速搅拌50～120s，然后将砂子和石子倒入，再次搅拌3-5min得到均匀混合的混凝土浆体；
S2、制块：将上述步骤S1中得到的浆体倒入槽型模具内，并通过振捣棒将混凝土浆体振捣密实，并抹平表面，然后持续浇水养护等待5-8d，得到聚合物混凝土板块；
S3、制胶:按重量份数配比，将氢氧化钠溶液、硅酸钠溶液、去离子水混合均匀,再与硅酸盐水泥和玻璃纤维混合并通过搅拌机低速搅拌25～30min，得到聚合胶浆；
S4、叠加成型，将S2中得到的混凝土板块，两两一组竖直放置于方槽模具中，混凝土板块与模具两侧贴合，两个混凝土板块之间留有40-60mm缝隙，然后倒入聚合胶浆，震荡模具，使聚合胶浆密实，并抹平表面使聚合胶浆与混凝土板块顶部持平，然后持续浇水3-5d，得到多层的高强防火板。
优选的，所述步骤S1中的组分包括以下重量份数比的原料：粉煤灰40～60重量份、高岭土35～55重量份、钢铁渣35～55重量份、钾水玻璃溶液35～55重量份、碱性激发剂10～15重量份、稳泡剂10～15重量份、砂子15～25重量份、石子15～25重量份。
优选的，所述步骤S3中的组分包括以下重量份数比的原料：氢氧化钠溶液5～15重量份、硅酸钠溶液5～15重量份、去离子水5～15重量份、硅酸盐水泥15～35重量份、玻璃纤维10～20重量份。
优选的，所述步骤S1中的碱性激发剂为氢氧化钠与水玻璃混合制备而成，所述水玻璃与氢氧化钠的质量比例为6.75～8.75∶1～1.25，所述S1中的稳泡剂为阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠的稀溶液。
优选的，所述步骤S1中高岭土粒径为0.017～0.021mm，所述粉煤灰的粒径为5～50μm，所述钢铁渣为5～10mm，所述砂子的粒径≤2mm，所述石子的粒径为5～20mm。
优选的，所述步骤S1中的钾水玻璃溶液通过工业硅酸钾溶液中加入一定量的片状氢氧化钾和水混合搅拌而得到，其浓度为38～42％。
优选的，所述步骤S3中的氢氧化钠溶液的浓度为50％，硅酸钠溶液的浓度为2mol/L。
优选的，所述步骤S1中搅拌机的搅拌速度为35-45r/min。
优选的，所述步骤S3中搅拌机的搅拌速度为15-20r/min。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤S5中搅拌速度为120-210r/min。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过利用在高寒地区内较容易获取的粉煤灰、高岭土、钢铁渣等固废物为主材料制作的混凝土板，并以含有玻璃纤维的混凝土作为夹层粘连，结合而成双层结构的高强防火板，经过测试后得知该高强防火板的防火性能优于国家标准，在高寒地区可以起到不燃烧、难升温、低损失的作用。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种技术方案：一种利用固废物生产高强防火板的方法，包括以下步骤：
S1、制浆：按重量份数配比，首先将粉煤灰于搅拌机中，在低速搅拌的作用下，依次加入高岭土、钢铁渣、钾水玻璃溶液、碱性激发剂、水和稳泡剂，然后快速搅拌50～120s，然后将砂子和石子倒入，再次搅拌3-5min得到均匀混合的混凝土浆体。
其中，搅拌机的搅拌速度为35-45r/min，钾水玻璃溶液通过工业硅酸钾溶液中加入一定量的片状氢氧化钾和水混合搅拌而得到，其浓度为38～42％，所述高岭土粒径为0.017～0.021mm，所述粉煤灰的粒径为5～50μm，所述钢铁渣为5～10mm，所述砂子的粒径≤2mm，所述石子的粒径为5～20mm。
进一步的，所述S1中的碱性激发剂为氢氧化钠与水玻璃混合制备而成，所述水玻璃与氢氧化钠的质量比例为6.75～8.75∶1～1.25，所述S1中的稳泡剂为阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠的稀溶液。
S2、制块：将上述步骤S1中得到的浆体倒入槽型模具内，并通过振捣棒将混凝土浆体振捣密实，并抹平表面，然后持续浇水养护等待5-8d，得到聚合物混凝土板块。
S3、制胶:按重量份数配比，将氢氧化钠溶液、硅酸钠溶液、去离子水混合均匀,再与硅酸盐水泥和玻璃纤维混合并通过搅拌机低速搅拌25～30min，得到聚合胶浆。
其中，搅拌机的搅拌速度为15-20r/min，氢氧化钠溶液的浓度为50％，硅酸钠溶液的浓度为2mol/L。
S4、叠加成型，将S2中得到的混凝土板块，两两一组竖直放置于方槽模具中，混凝土板块与模具两侧贴合，两个板之间留有40-60mm缝隙，然后倒入聚合胶浆，震荡模具，使聚合胶浆密实，并抹平表面使聚合胶浆与混凝土板块顶部持平，然后持续浇水3-5d，得到多层的高强防火板。
进一步的，所述步骤S1和S3中的组分包括以下重量份数比的原料：粉煤灰40～60重量份、高岭土35～55重量份、钢铁渣35～55重量份、钾水玻璃溶液35～55重量份、碱性激发剂10～15重量份、稳泡剂10～15重量份、砂子15～25重量份、石子15～25重量份、氢氧化钠溶液5～15重量份、硅酸钠溶液5～15重量份、去离子水5～15重量份、硅酸盐水泥15～35重量份、玻璃纤维10～20重量份。
在本实施例中，通过利用在高寒地区内较容易获取的粉煤灰、高岭土、钢铁渣等固废物为主材料制作的混凝土板，并以含有玻璃纤维的混凝土作为夹层粘连，结合而成双层结构的高强防火板，与常规防火板性能无较大差别，且更易制作，在高寒地区可以起到不燃烧、难升温、低损失的作用。
实施例1、准备以下重量份数比的原料：粉煤灰40重量份、高岭土35重量份、钢铁渣35重量份、钾水玻璃溶液35重量份、碱性激发剂10重量份、稳泡剂10重量份、砂子15重量份、石子15重量份、氢氧化钠溶液5重量份、硅酸钠溶液5重量份、去离子水5重量份、硅酸盐水泥15重量份、玻璃纤维10重量份。
一种利用固废物生产高强防火板的方法，包括以下步骤：
S1、制浆：按重量份数配比，首先将粉煤灰于搅拌机中，在低速搅拌的作用下，依次加入高岭土、钢铁渣、钾水玻璃溶液、碱性激发剂、水和稳泡剂，然后快速搅拌80s，然后将砂子和石子倒入，再次搅拌5min得到均匀混合的混凝土浆体；
S2、制块：将上述步骤S1中得到的浆体倒入槽型模具内，并通过振捣棒将混凝土浆体振捣密实，并抹平表面，然后持续浇水养护等待7d，得到聚合物混凝土板块；
S3、制胶:按重量份数配比，将氢氧化钠溶液、硅酸钠溶液、去离子水混合均匀,再与硅酸盐水泥和玻璃纤维混合并通过搅拌机低速搅拌30min，得到聚合胶浆；
S4、叠加成型，将S2中得到的混凝土板块，两两一组竖直放置于方槽模具中，混凝土板块与模具两侧贴合，两个板之间留有50mm缝隙，然后倒入聚合胶浆，震荡模具，使聚合胶浆密实，并抹平表面使聚合胶浆与混凝土板块顶部持平，然后持续浇水5d，得到多层的高强防火板。
实施例2、准备以下重量份数比的原料：粉煤灰50重量份、高岭土45重量份、钢铁渣45重量份、钾水玻璃溶液45重量份、碱性激发剂13重量份、稳泡剂12重量份、砂子20重量份、石子20重量份、氢氧化钠溶液10重量份、硅酸钠溶液10重量份、去离子水10重量份、硅酸盐水泥25重量份、玻璃纤维15重量份。
一种利用固废物生产高强防火板的方法，包括以下步骤：
S1、制浆：按重量份数配比，首先将粉煤灰于搅拌机中，在低速搅拌的作用下，依次加入高岭土、钢铁渣、钾水玻璃溶液、碱性激发剂、水和稳泡剂，然后快速搅拌80s，然后将砂子和石子倒入，再次搅拌5min得到均匀混合的混凝土浆体；
S2、制块：将上述步骤S1中得到的浆体倒入槽型模具内，并通过振捣棒将混凝土浆体振捣密实，并抹平表面，然后持续浇水养护等待7d，得到聚合物混凝土板块；
S3、制胶:按重量份数配比，将氢氧化钠溶液、硅酸钠溶液、去离子水混合均匀,再与硅酸盐水泥和玻璃纤维混合并通过搅拌机低速搅拌30min，得到聚合胶浆；
S4、叠加成型，将S2中得到的混凝土板块，两两一组竖直放置于方槽模具中，混凝土板块与模具两侧贴合，两个板之间留有50mm缝隙，然后倒入聚合胶浆，震荡模具，使聚合胶浆密实，并抹平表面使聚合胶浆与混凝土板块顶部持平，然后持续浇水5d，得到多层的高强防火板。
实施例3、准备以下重量份数比的原料：粉煤灰60重量份、高岭土55重量份、钢铁渣55重量份、钾水玻璃溶液55重量份、碱性激发剂15重量份、稳泡剂15重量份、砂子25重量份、石子25重量份、氢氧化钠溶液15重量份、硅酸钠溶液15重量份、去离子水15重量份、硅酸盐水泥35重量份、玻璃纤维20重量份。
一种利用固废物生产高强防火板的方法，包括以下步骤：
S1、制浆：按重量份数配比，首先将粉煤灰于搅拌机中，在低速搅拌的作用下，依次加入高岭土、钢铁渣、钾水玻璃溶液、碱性激发剂、水和稳泡剂，然后快速搅拌80s，然后将砂子和石子倒入，再次搅拌5min得到均匀混合的混凝土浆体；
S2、制块：将上述步骤S1中得到的浆体倒入槽型模具内，并通过振捣棒将混凝土浆体振捣密实，并抹平表面，然后持续浇水养护等待7d，得到聚合物混凝土板块；
S3、制胶:按重量份数配比，将氢氧化钠溶液、硅酸钠溶液、去离子水混合均匀,再与硅酸盐水泥和玻璃纤维混合并通过搅拌机低速搅拌30min，得到聚合胶浆；
S4、叠加成型，将S2中得到的混凝土板块，两两一组竖直放置于方槽模具中，混凝土板块与模具两侧贴合，两个板之间留有50mm缝隙，然后倒入聚合胶浆，震荡模具，使聚合胶浆密实，并抹平表面使聚合胶浆与混凝土板块顶部持平，然后持续浇水5d，得到多层的高强防火板。
对比例1、一种高强轻质环保保温防火板的生产方法，包括以下步骤：
取干燥硅藻土20％、250号憎水膨胀珍珠岩40％、325目凹凸棒粉19％、石棉10％、液体硅酸钠10％再搅拌罐中充分搅拌，搅拌均匀后注入模板框中，中间铺入玻璃丝网，养生干燥7天，拆模，涂上含有425号耐火硅酸盐水泥1％的水泥浆，常温下干燥养生48小时。
对比例2、一种高强轻质环保保温防火板的生产方法，包括以下步骤：
取干燥硅藻土30％、250号憎水膨胀珍珠岩30％、325目凹凸棒粉15％、石棉13％、液体硅酸钠11％再搅拌罐中充分搅拌，搅拌均匀后注入模板框中，中间铺入玻璃丝网，养生干燥8天，拆模，涂上含有425号耐火硅酸盐水泥1％的水泥浆，常温下干燥养生48小时。
对比例3、一种高强轻质环保保温防火板的生产方法，包括以下步骤：
取干燥硅藻土25％、250号憎水膨胀珍珠岩35％、325目凹凸棒粉17％、石棉11％、液体硅酸钠10.5％再搅拌罐中充分搅拌，搅拌均匀后注入模板框中，中间铺入玻璃丝网，养生干燥9天，拆模，涂上含有425号耐火硅酸盐水泥1.5％的水泥浆，常温下干燥养生48小时。
耐火性能测试，利用GB8624-2006《建筑材料及制品燃烧性能分级》中记载的方法分别检测实施例1、实施例2、实施例3和对比例1、对比例2、对比例3的阻燃性，结果如下表所示：
| 分组 | 炉内温升值/℃ | 持续燃烧时间/S | 质量损失率％ | 样品等级 |
| 实施例1 | 12 | 0 | 31.15 | A2 |
| 实施例2 | 14 | 0 | 33.96 | A2 |
| 实施例3 | 15 | 0 | 34.13 | A2 |
| 对比例1 | 16 | 0 | 31.02 | A2 |
| 对比例2 | 15 | 0 | 29.52 | A2 |
| 对比例3 | 17 | 0 | 33.75 | A2 |
由上表中的检测结果数据可知，本发明利用固废物为主材料制作的高强防火板，在炉内温升值、持续燃烧时间、质量损失率三种判定指标方面上，均符合国家标准，且与常规珍珠岩为主材制作的防火板性能无较大差别，故达到了本发明的预期目的。
以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。
Claims (9)
1.一种利用固废物生产高强防火板的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、制浆：按重量份数配比，首先将粉煤灰于搅拌机中，在低速搅拌的作用下，依次加入高岭土、钢铁渣、钾水玻璃溶液、碱性激发剂、水和稳泡剂，然后快速搅拌50～120s，然后将砂子和石子倒入，再次搅拌3-5min得到均匀混合的混凝土浆体；
S2、制块：将上述步骤S1中得到的浆体倒入槽型模具内，并通过振捣棒将混凝土浆体振捣密实，并抹平表面，然后持续浇水养护等待5-8d，得到聚合物混凝土板块；
S3、制胶:按重量份数配比，将氢氧化钠溶液、硅酸钠溶液、去离子水混合均匀，再与硅酸盐水泥和玻璃纤维混合并通过搅拌机低速搅拌25～30min，得到聚合胶浆；
S4、叠加成型，将S2中得到的混凝土板块，两两一组竖直放置于方槽模具中，混凝土板块与模具两侧贴合，两个混凝土板块之间留有40-60mm缝隙，然后倒入聚合胶浆，震荡模具，使聚合胶浆密实，并抹平表面使聚合胶浆与混凝土板块顶部持平，然后持续浇水3-5d，得到多层的高强防火板。
2.根据权利要求1所述的一种利用固废物生产高强防火板的方法，其特征在于：所述步骤S1中的组分包括以下重量份数比的原料：粉煤灰40～60重量份、高岭土35～55重量份、钢铁渣35～55重量份、钾水玻璃溶液35～55重量份、碱性激发剂10～15重量份、稳泡剂10～15重量份、砂子15～25重量份、石子15～25重量份。
3.根据权利要求1所述的一种利用固废物生产高强防火板的方法，其特征在于：所述步骤S3中的组分包括以下重量份数比的原料：氢氧化钠溶液5～15重量份、硅酸钠溶液5～15重量份、去离子水5～15重量份、硅酸盐水泥15～35重量份、玻璃纤维10～20重量份。
4.根据权利要求1所述的一种利用固废物生产高强防火板的方法，其特征在于：所述步骤S1中的碱性激发剂为氢氧化钠与水玻璃混合制备而成，所述水玻璃与氢氧化钠的质量比例为6.75～8.75∶1～1.25，所述步骤S1中的稳泡剂为阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠溶液，其CMC值为1.2mmol·L-1。
5.根据权利要求1所述的一种利用固废物生产高强防火板的方法，其特征在于：所述步骤S1中高岭土粒径为0.017～0.021mm，所述粉煤灰的粒径为5～50μm，所述钢铁渣为5～10mm，所述砂子的粒径≤2mm，所述石子的粒径为5～20mm。
6.根据权利要求1所述的一种利用固废物生产高强防火板的方法，其特征在于：所述S1中的钾水玻璃溶液通过工业硅酸钾溶液中加入一定量的片状氢氧化钾和水混合搅拌而得到，其浓度为38～42％。
7.根据权利要求1所述的一种利用固废物生产高强防火板的方法，其特征在于：所述步骤S3中的氢氧化钠溶液的浓度为50％，硅酸钠溶液的浓度为2mol/L。
8.根据权利要求1所述的一种利用固废物生产高强防火板的方法，其特征在于：所述步骤S1中搅拌机的搅拌速度为35-45r/min。
9.根据权利要求1所述的一种利用固废物生产高强防火板的方法，其特征在于：所述步骤S3中搅拌机的搅拌速度为15-20r/min。
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Citations (4)
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| CN102173717A (zh) * | 2011-01-05 | 2011-09-07 | 张彩云 | 一种高强轻质环保保温防火板的生产方法 |
| CN105776915A (zh) * | 2016-03-23 | 2016-07-20 | 华南理工大学 | 一种非水泥基快凝早强混凝土及其制备方法与应用 |
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2022
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