[发明专利]一种多孔锰渣-玻化微珠复合保温砂浆

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，涉及一种以工业废渣-锰渣与玻化微珠复合制备的复合保温砂浆。

背景技术

随着社会的飞速发展和人民生活水平的不断提高，能源消耗日益严峻。伴随着能源短缺的环境恶化也日益凸显，能源问题和环境问题两者紧密联系，成为21世纪人类面临的两个重大考验。

我国拥有世界上最大的建筑市场，目前全国每年总能耗的30%是建筑能耗。我国第三阶段的节能目标是从2010年起到2020年，平均节能率要达到65%。提高建筑的保温隔热性能是降低建筑能耗的关键，建筑墙体保温材料是实现建筑节能的最基本的条件。建筑保温砂浆是在传统砂浆的基础上发展起来的一种绿色环保砂浆，作为新型墙体材料在降低建筑能耗中扮演着重要角色。

保温砂浆分为有机保温砂浆和无机保温砂浆。以发泡聚苯板（EPS）、挤塑聚苯板(XPS)为代表有机保温材料因保温性能好占据当前绝大部分外墙外保温市场，但是其安全性能不高，其不耐高温、易燃，近年来使用得已经越来越少。尤其是因有机外墙保温材料燃烧引起的央视附属楼大火、胶州湾教师公寓大火、沈阳皇朝万鑫大厦大火等几起典型火灾过后，社会对使用有机保温外墙材料持保留态度，其使用范围和使用量日渐式微，未来逐渐被其他保温材料取代成为必然。相对而言，以玻化微珠保温砂浆、硅酸铝保温砂浆、珍珠岩保温砂浆不燃无机保温砂浆相比之下安全得多，使用也较普遍。但是，现有无机保温砂浆无论是外墙内保温还是外墙外保温系统，都存在自重大、导热系数高、易开裂空鼓等缺陷，影响建筑整体美观和保温效果，有的甚至施工后饰面层脱落，导致人员伤亡。为解决自重大、导热系数高、易开裂等问题，有研究尝试采用多孔、轻质骨料如玻化微珠来替代现有骨料，制备玻化微珠保温砂浆。其核心材料为玻化微珠，它是一种由珍珠岩、松脂岩等经膨化处理，具有内部多孔、表面玻化的玻璃质无机矿物材料，具有防火、耐高温、质轻、抗老化、吸水率低等优良特点。使用玻化微珠部分解决了无机保温砂浆轻质、导热系数小的问题，但其强度低、体积稳定性能不良、干缩大和砂浆工作性能差的问题仍然存在。

我国锰矿资源分布广，产地多，截至2005 年底，全国保有查明矿石资源量 7.46 亿t，是世界上锰矿资源储藏丰富的国家之一。广西保有锰矿储量2．6亿吨，居全国第一。每生产 1 t 金属锰至少产生 3.5 t 左右的锰渣。锰渣的活性较低，需进行激发，激发后的锰渣可部分用于水泥混合材及混凝土掺合料，且掺量在30%比较适宜，然而一些活性很差的锰渣的利用一直是个问题。大量的锰渣一直未能得到妥善处理处置，锰渣尾矿坝占地面积大、对周边环境影响大，尤其是锰渣污染地表水、地下水及土壤，已造成了严重的环境污染。因此研究锰渣的利用势在必行。

锰渣是一种蜂窝状多孔结构的工业废渣，它是锰铁合金和硅锰合金冶炼过程中高温炉渣经水淬冷却而成，具有与玻化微珠相似的结构特征：质轻、多孔，玻璃质外壳，并含有大量封闭孔结构。传热学研究表明，材料导热系数与其孔尺寸、孔连通性直接相关：孔径越大、开口孔越多、连通程度越大，材料导热系数越大；孔径细小、封闭孔越多、互不连通程度越大，材料导热系数越小。孔结构表明锰渣理论上具有较低导热系数，在制备保温砂浆方面具有良好潜在应用前景。

目前还没有将锰渣作为轻质细骨料，与玻化微珠制备复合型的保温砂浆的相关研究报道。

发明内容

本发明的目的就是提供一种以工业废渣-锰渣与玻化微珠复合制备复合型保温砂浆。以锰渣颗粒和玻化微珠为保温骨料，将其与胶凝材料及改性外加剂混合，制备出一种具有强度高、导热系数小、干缩率低、防火、防生物噬蚀、绿色环保的复合型保温砂浆。

    为实现上述目的，本发明的解决方案是：

     多孔锰渣-玻化微珠复合无机保温砂浆是以轻质保温骨料（玻化微珠、多孔锰渣）、胶凝材料、改性外加剂为主要原料，以玻化微珠、多孔锰渣为保温主体，以水泥、钢渣微粉、粉煤灰、石灰石为胶结料，以可分散乳胶粉、羟丙基甲基纤维素、聚丙烯纤维、木质纤维、剑麻纤维为改性外加剂，经混合而形成的预拌干粉保温砂浆。

本发明多孔锰渣-玻化微珠复合无机保温砂浆原料的质量百分比为：玻化微珠20%~45%、无机胶凝材料35%~65%和锰渣颗粒15%~45%；外加剂总质量为无机胶凝材料质量的2.9%~4.8%。 

所述玻化微珠粒径0.15~2.36mm，比重80~120kg/m³；锰渣颗粒粒径0.15mm(100目)~2.36mm（8目），比重800~1200 kg/m³。