[发明专利]一种轻质钙长石基保温材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于应用于土建工程的保温材料技术领域，具体涉及一种轻质钙长石基保温材料的制备。

背景技术

粉煤灰是我国当前排放量较大的工业废渣之一。随着电力工业的迅速发展，燃煤热电厂每年所排放的粉煤灰总量逐年增加，1995年粉煤灰排放量达1.25亿吨，2000年约为1.5亿吨，到2010年达到3亿吨，给我国的国民经济建设及生态环境造成巨大的压力。然而，我国是一个人均占有资源储量有限的国家，粉煤灰的综合利用，变废为宝、变害为利，已成为我国经济建设中一项重要的技术经济政策，是解决我国电力生产环境污染，资源缺乏之间矛盾的重要手段，也是电力生产所面临解决的任务之一。经过研究开发，粉煤灰在建材领域得到了广泛的发展，但是大部分是水泥、混凝土方向，而且利用率也不是很高。因此，如何高效的利用粉煤灰仍是一个急需解决的问题。其中，将粉煤灰用于建筑保温方面是一个不错的选择。目前，我国墙体保温所采用的保温材料仍然是以有机保温材料为主。但是，南京中环国际广场、哈尔滨经纬360度双子星大厦、济南奥体中心、北京央视新址附属文化中心、上海胶州教师公寓、沈阳皇朝万鑫大厦等发生的建筑外墙保温材料火灾均造成了严重的人员伤亡和财产损失，产生了恶劣的影响。因此研究开发新的无机保温材料势在必行。粉煤灰作为一种来源广泛、价格低廉的原材料得到了广泛的关注。

发明内容

本发明的目的在于利用粉煤灰及其他廉价矿物材料制备出一种轻质钙长石基无机保温材料，该材料防火性能好，与建筑物同寿命，具有良好的机械强度、较低的导热系数；制备工艺简单，成本低，适合工业化生产。同时，该方法合理利用工业废弃物，变废为宝，保护环境。 

本发明的一种轻质钙长石基保温材料的制备方法，包括下述步骤：

（1）粉煤灰浆料配制：将粉煤灰72-92质量份、石膏或石灰石8-20质量份和废玻璃粉0-8质量份混合加水配制成固含量为30%～40%的浆料，并于球磨机中球磨；

（2）泡沫配制：采用高速搅拌器搅拌发泡剂水溶液，使产生大量泡沫；

（3）泡沫浆料配制：将步骤（1）球磨好的浆料与步骤（2）所得泡沫混合均匀，得泡沫浆料；

（4）保温材料制备：将所得泡沫浆料倒入模具中，常温放置待生坯与模具边缘脱离后取出，干燥，烧结得到轻质钙长石基保温材料。

步骤（1）配制浆料时，可加入固体原料总质量0.5 wt%～1.5 wt%的分散剂和固体原料总质量1.0 wt%～1.2 wt%的稳泡剂，所述分散剂为阿拉伯树胶和/或六偏磷酸钠，稳泡剂为水玻璃，模数2-4。所述固体原料为配制粉煤灰浆料的原料，包括粉煤灰、石膏或石灰石、废玻璃粉。

步骤（2）所述发泡剂可以为十二烷基硫酸钠或者十二烷基苯磺酸钠，其用量为固体原料总质量的0.8 wt%～1.2 wt%为佳。

步骤（2）中搅拌器转速优选为1300～1500 r/min，搅拌时间为3～5 min。

步骤（3）中，宜采用搅拌器将之混合均匀，搅拌器转速在800～1000 r/min。

步骤（4）取出生坯后，可先常温干燥12-36 h，再于95～105 ℃下干燥12-36 h得到坯体，然后将干燥好的坯体在1000-1200 ℃下烧结得到轻质钙长石基保温材料。

步骤（4）烧结时采用梯度烧结方式，首先以2-5 ℃/min的速率升温至500-600℃并保温1-2h，之后以5-8 ℃/min的速率升温至1000-1200℃，并保温2-3 h；最后以5-8℃/min的速率冷却至500-600℃，之后随炉冷却至室温。

本发明所用粉煤灰优选热电厂产生的CaO含量在10%以上的高钙粉煤灰，所述石膏可以为生石膏、熟石膏，也可以为普通石膏粉的废弃物。

本发明的具体优点为：

1.本发明制备的轻质保温材料以钙长石为主晶相，钙长石具有低的热导率、热稳定性好、具有良好的抗蠕变性和抗侵蚀性等特点，可以使得该保温材料与建筑物同寿命。

2.本发明采用泡沫与浆料混合的工艺使得样品孔隙率更高、体积密度更小、导热更低。整个工艺过程，操作简单，烧结过程中无废弃物排放，既节约成本也保护环境，适合工业化生产。

3.该工艺所用原料为粉煤灰、石膏、废玻璃粉等工业废弃物，有效地对废弃物进行再利用，具有很高的经济意义，并能够保护环境。

4.该方法可以通过调节发泡剂浓度、固含量等控制样品的导热系数和体积密度。