一種輕質(zhì)粉煤灰基絕熱材料的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種輕質(zhì)粉煤灰基塊狀絕熱材料的制備方法，先將膨潤土、粉煤灰和水，球磨1～3h制成漿料；然后加入氧化鈣再次球磨0.5h～2h；最后加入水玻璃，攪拌均勻；將混合漿料倒入裝有模具的高壓反應(yīng)釜中，水熱反應(yīng)條件下反應(yīng)6～24h，脫模，在100～200℃烘干，即得到輕質(zhì)粉煤灰基塊狀絕熱制品。本發(fā)明專利的有益效果在于：1）本發(fā)明所制備的輕質(zhì)粉煤灰基塊狀絕熱制品具有很低的導(dǎo)熱系數(shù)；2）本發(fā)明所制備的輕質(zhì)粉煤灰基塊狀絕熱制品具有視密度低、有一定強度、可加工性能好、不燃等優(yōu)良性能；3）以固體廢棄物粉煤灰為主要原料，制備條件溫和、制備成型一步完成。
【專利說明】一種輕質(zhì)粉煤灰基絕熱材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于輕質(zhì)保溫絕熱綠色材料領(lǐng)域，具體涉及一種輕質(zhì)粉煤灰基塊狀絕熱材料的制備方法。
【背景技術(shù)】[0002]粉煤灰是燃煤電廠排出的主要固體廢物，屬于我國當(dāng)前排量較大的工業(yè)廢渣之一。隨著電力工業(yè)的發(fā)展，粉煤灰排放量逐年增加。粉煤灰一方面需要大量的場地堆放，另一方面由于顆粒小，易產(chǎn)生揚塵，造成嚴重的大氣污染，因此迫切需要研發(fā)粉煤灰利用技術(shù)，有效減少粉煤灰對環(huán)境的污染，變廢為寶。目前，國內(nèi)外粉煤灰主要用于制備建筑材料，歸納起來主要有以下幾種:粉煤灰混凝土輕質(zhì)隔墻板、粉煤灰混凝土空心砌塊、水泥粉煤灰膨脹珍珠巖混凝土保溫砌塊、粉煤灰磚、粉煤灰混凝土路面磚、粉煤灰混凝土路面磚、粉煤灰陶粒及混凝土制品、粉煤灰加氣混凝土等。如:中國專利CN102976778A涉及一種粉煤灰基莫來石隔熱磚及其制備方法，主要以粉煤灰、礬土為原料，加入膨脹劑、水以及減水劑經(jīng)攪拌、澆注成型，在室溫下干燥3~6h，脫模，在60~120°C條件下烘烤12~18h，最后在高溫1500~1550°C下保溫10~12h，即得粉煤灰基莫來石輕質(zhì)隔熱磚。該方法反應(yīng)溫度高，制備時間長、能源消耗大。盡管抗壓強度得到了很大的提高，但是導(dǎo)熱系數(shù)大(0.17~0.55W/ Cm.Κ))，作為保溫材料實際應(yīng)用效果較差。中國專利CN102795878A涉及一種輕質(zhì)絕熱發(fā)泡水泥及其制備方法，主要以水泥、粉煤灰、生石灰粉、發(fā)泡劑、空心玻璃微珠及氯化鐵按照一定比例混合制得漿料，入模具靜置發(fā)泡，自然養(yǎng)護成型。該制備工藝簡單，易于操作。制品的抗壓強度較高，導(dǎo)熱系數(shù)較低，但是粉煤灰的利用率相對較低，不能得到粉煤灰廢棄物的充分利用。中國專利CN101045642A涉及一種新型高摻量工業(yè)廢料建筑保溫隔熱材料,主要由膠凝材料和發(fā)泡材料混合構(gòu)成。膠凝材料包括水泥熟料、粉煤灰、硫酸鹽及熟石灰等；發(fā)泡材料包括十二烷基苯磺酸鈉、三乙醇胺。原料按配比進行混合發(fā)泡、注模、蒸壓養(yǎng)護制得產(chǎn)品。使用該方法制得的產(chǎn)品導(dǎo)熱系數(shù)在0.065至0.075W/ Cm-K)之間，粉煤灰利用率達到50%~70%。總體看來，雖然上述技術(shù)實現(xiàn)了粉煤灰的綜合利用，但所制成品性能有待提聞，成品附加值低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)而提供一種以固體廢棄物粉煤灰為主要原料，采用水熱合成法，得到視密度低、導(dǎo)熱系數(shù)很小、具有一定強度的輕質(zhì)粉煤灰基塊狀絕熱材料的制備方法。
[0004]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種輕質(zhì)粉煤灰基塊狀絕熱材料的制備方法，其特征在于，先將膨潤土、粉煤灰和水，球磨I~3h制成漿料；然后加入氧化鈣再次球磨0.5h~2h ;最后加入水玻璃，攪拌均勻；將混合漿料倒入裝有模具的高壓反應(yīng)釜中，水熱反應(yīng)條件下反應(yīng)6~24h，脫模，在100~200°C烘干，即得到輕質(zhì)粉煤灰基塊狀絕熱制品。[0005]按上述方案，所述的膨潤土為鈉基膨潤土，混合漿料中膨潤土的質(zhì)量百分含量為0.0% ~2.0%。
[0006]按上述方案，所述的粉煤灰在混合漿料中的質(zhì)量百分含量為1.0%~5.0%。
[0007]按上述方案，所述的氧化鈣在混合漿料中的質(zhì)量百分含量為0.5%~3.0%。
[0008]按上述方案，所述的水玻璃為鈉水玻璃，混合漿料中水玻璃的質(zhì)量百分含量為0.5% ~3.0%。
[0009]按上述方案，所述的混合漿料水熱反應(yīng)溫度為120~260°C。
[0010]本發(fā)明專利的有益效果在于:
[0011]I)本發(fā)明所制備的輕質(zhì)粉煤灰基塊狀絕熱制品具有很低的導(dǎo)熱系數(shù)(0.039~0.053W/(m*K))，其優(yōu)異的隔熱性能，與價格昂貴、隔熱性能最好的無機氣凝膠相當(dāng)，為固體廢棄物粉煤灰的利用提供了一種 低成本、高性能、高附加值的有效方法，具有廣闊的應(yīng)用前
旦
牙、；
[0012]2)本發(fā)明所制備的輕質(zhì)粉煤灰基塊狀絕熱制品具有視密度低(83~152kg/m3)、有一定強度、可加工性能好、不燃等優(yōu)良性能；
[0013]3)本發(fā)明的輕質(zhì)粉煤灰基塊狀絕熱制品的制備方法，以固體廢棄物粉煤灰為主要原料，制備條件溫和、制備成型一步完成、無需高溫煅燒、工藝簡單、成本低廉、易于工業(yè)化。
【具體實施方式】
[0014]以下通過實施例來進一步描述本發(fā)明，應(yīng)該理解的是，這些實施例僅用于例證的目的，絕不限制本發(fā)明的范圍。
[0015]實施例1
[0016]按下述重量稱取各原料:0.5g鈉基膨潤土、1.75g粉煤灰和75ml水裝入球磨罐中，在260轉(zhuǎn)速下球磨2.5小時。向球磨罐中加入1.375g氧化鈣，在260轉(zhuǎn)速下再次球磨1.5小時制得漿料。往所述漿料中加入1.5g鈉水玻璃，攪拌均勻后得混合料。將混合料注入長方體不銹鋼磨具中，再將該不銹鋼磨具置于高溫反應(yīng)釜中，190°C反應(yīng)12小時。脫模，并在190°C下干燥12小時，即得到粉煤灰基塊狀絕熱制品。
[0017]本實施例所制得的輕質(zhì)粉煤灰基塊狀絕熱制品干燥前后無收縮，其視密度為83.2kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù)為 0.03997W/ (m.K)。
[0018]對比實例I
[0019]對比實例I的具體實驗步驟與實施例1基本相同，所不同的是，原料中不加入氧化鈣。
[0020]對比實例I制得的粉煤灰基塊狀絕熱制品在干燥前后收縮非常大，視密度高。
[0021]對比實例2
[0022]對比實例2的具體實驗步驟與實施例1基本相同，所不同的是，原料中不加鈉水玻
3? ο
[0023]對比實例2制得的粉煤灰基塊狀絕熱制品在干燥前后收縮相當(dāng)大，強度不高，易破碎。
[0024]對比實例3
[0025]對比實例3的具體實驗步驟與實施例1基本相同，所不同的是，所加膨潤土的質(zhì)量為 2.0go
[0026]對比實例3制得的粉煤灰基塊狀絕熱制品制在干燥前后收縮比較大，強度不高，易破碎，成型效果較差。
[0027]對比實例4
[0028]對比實例4的具體實驗步驟與實施例1基本相同，所不同的是，所加氧化鈣的質(zhì)量為 1.875g。
[0029]對比實例4制得的粉煤灰基塊狀絕熱制品在干燥前后收縮相當(dāng)大，成型效果較差。[0030]實施例2
[0031]按下述重量稱取各原料:1.75g粉煤灰和75ml水裝入球磨罐中，在260轉(zhuǎn)速下球磨2.5小時。向球磨罐中加入1.375g氧化鈣，在260轉(zhuǎn)速下再次球磨1.5小時制得漿料。往所述漿料中加入1.5g鈉水玻璃，攪拌均勻后得混合料。將混合料注入長方體不銹鋼磨具中，再將該不銹鋼磨具置于反應(yīng)釜中，190°C反應(yīng)12小時。脫模，并在190°C下干燥12小時，即得到粉煤灰基塊狀絕熱制品。
[0032]本實施例制得的輕質(zhì)粉煤灰基塊狀絕熱制品的視密度為147.8kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù)為0.05078W/(m.K)。
[0033]實施例3
[0034]按下述重量稱取各原料:1.0g鈉基膨潤土、1.75g粉煤灰和75ml水裝入球磨罐中，在260轉(zhuǎn)速下球磨2.5小時。向球磨罐中加入1.375g氧化鈣，在260轉(zhuǎn)速下再次球磨1.5小時制得漿料。往所述漿料中加入1.5g鈉水玻璃，攪拌均勻后得混合料。將混合料注入長方體不銹鋼磨具中，再將該不銹鋼磨具置于反應(yīng)爸中，190°C反應(yīng)12小時。脫模,并在190°C下干燥12小時，即得到粉煤灰基塊狀絕熱制品。
[0035]本實施例制得的輕質(zhì)粉煤灰基塊狀絕熱制品的視密度為133.lkg/m3，導(dǎo)熱系數(shù)為
0.05176W/(m.K)。
[0036]實施例4
[0037]按下述重量稱取各原料:0.5g鈉基膨潤土、1.75g粉煤灰和75ml水裝入球磨罐中，在260轉(zhuǎn)速下球磨2.5小時。向球磨罐中加入0.875g氧化鈣，在260轉(zhuǎn)速下再次球磨1.5小時制得漿料。往所述漿料中加入1.5g鈉水玻璃，攪拌均勻后得混合料。將混合料注入長方體不銹鋼磨具中，再將該不銹鋼磨具置于反應(yīng)爸中，190°C反應(yīng)12小時。脫模,并在190°C下干燥12小時，即得到粉煤灰基塊狀絕熱制品。
[0038]本實施例制得的輕質(zhì)粉煤灰基塊狀絕熱制品的視密度為152.4kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù)為
0.04977W/(m.K)。
[0039]實施例5
[0040]按下述重量稱取各原料:0.5g鈉基膨潤土、1.75g粉煤灰和75ml水裝入球磨罐中，在260轉(zhuǎn)速下球磨2.5小時。向球磨罐中加入1.875g氧化鈣，在260轉(zhuǎn)速下再次球磨1.5小時制得漿料。往所述漿料中加入1.5g鈉水玻璃，攪拌均勻后得混合料。將混合料注入長方體不銹鋼磨具中，再將該不銹鋼磨具置于反應(yīng)爸中，160°C反應(yīng)12小時。脫模,并在160°C下干燥12小時，即得到粉煤灰基塊狀絕熱制品。
[0041]本實施例制得的輕質(zhì)粉煤灰基塊狀絕熱制品的視密度為132.7kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù)為0.05322W/ (m.K)。
[0042]實施例6
[0043]按下述重量稱取各原料:0.5g鈉基膨潤土、1.75g粉煤灰和75ml水裝入球磨罐中，在260轉(zhuǎn)速下球磨2.5小時。向球磨罐中加入1.875g氧化鈣，在260轉(zhuǎn)速下再次球磨1.5小時制得漿料。往所述漿料中加入1.5g鈉水玻璃，攪拌均勻后得混合料。將混合料注入長方體不銹鋼磨具中，再將該不銹鋼磨具置于反應(yīng)爸中，220°C反應(yīng)12小時。脫模,并在160°C下干燥12小時，即得到粉煤灰基塊狀絕熱制品。
[0044] 本實施例制得的輕質(zhì)粉煤灰基塊狀絕熱制品的視密度為90.9kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù)為
0.04176W/(m.K)。
【權(quán)利要求】
1.一種輕質(zhì)粉煤灰基塊狀絕熱材料的制備方法，其特征在于，先將膨潤土、粉煤灰和水，球磨I~3h制成漿料；然后加入氧化鈣再次球磨0.5h~2h ;最后加入水玻璃，攪拌均勻；將混合漿料倒入裝有模具的高壓反應(yīng)釜中，水熱反應(yīng)條件下反應(yīng)6~24h，脫模，在100~200°C烘干，即得到輕質(zhì)粉煤灰基塊狀絕熱制品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕質(zhì)粉煤灰基塊狀絕熱材料的制備方法，其特征在于:所述的膨潤土為鈉基膨潤土，混合漿料中膨潤土的質(zhì)量百分含量為0.0%~2.0%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的輕質(zhì)粉煤灰基塊狀絕熱材料的制備方法，其特征在于:所述的粉煤灰在混合漿料中的質(zhì)量百分含量為1.0%~5.0%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的輕質(zhì)粉煤灰基塊狀絕熱材料的制備方法，其特征在于:所述的氧化鈣在混合漿料中的質(zhì)量百分含量為0.5%~3.0%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的輕質(zhì)粉煤灰基塊狀絕熱材料的制備方法，其特征在于:所述的水玻璃為鈉水玻璃，混合漿料中水玻璃的質(zhì)量百分含量為0.5%~3.0%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的輕質(zhì)粉煤灰基塊狀絕熱材料的制備方法，其特征在于:所述的混合漿料水熱反 應(yīng)溫度為120~260°C。
【文檔編號】C04B28/26GK103936387SQ201410145026
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月11日
【發(fā)明者】李遠志, 白基霖, 向繼瑋, 趙修建 申請人:武漢理工大學(xué)