一種綠色高強(qiáng)無(wú)機(jī)絕熱材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種綠色高強(qiáng)無(wú)機(jī)絕熱材料及其制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在建筑上采用保溫隔熱材料，可以降低基本建筑材料的用量，減輕圍護(hù)結(jié)構(gòu)的重 量，大幅度節(jié)能降耗，對(duì)于促進(jìn)建筑業(yè)的發(fā)展、緩解能源危機(jī)以及提高人民的居住水平具有 重要意義。新型節(jié)能建筑材料是建筑節(jié)能的物質(zhì)基礎(chǔ)，不同于普通的建筑材料，它不僅要具 有輕質(zhì)高強(qiáng)的基本性能，而且要具有良好的保溫隔熱等熱工性能。另外，新型節(jié)能建筑材料 還要求在材料的生產(chǎn)中盡量減少或不使用不可再生資源，充分利用工業(yè)廢渣或廢棄物等材 料，在減少環(huán)境污染的同時(shí)降低生產(chǎn)成本。
[0003] 我國(guó)每年的粉煤灰和礦渣粉等工業(yè)廢渣的排放量非常大，不僅對(duì)環(huán)境造成了難以 估量的壓力，也是巨大的能源浪費(fèi)。粉煤灰是一種粘土類火山灰質(zhì)材料，具有潛在的水硬活 性;而磨細(xì)的礦粉具有很大的潛在活性，當(dāng)達(dá)到一定細(xì)度時(shí)，在堿性激發(fā)劑的作用下，在表 面能形成許多硅酸根離子。以粉煤灰和礦粉作為膠凝材料，通過(guò)堿性激發(fā)劑的活性激發(fā)，加 入雙氧水和聚丙烯纖維制備無(wú)機(jī)高強(qiáng)綠色絕熱材料，不僅能解決工業(yè)廢渣的處理問(wèn)題，變 廢為寶，同時(shí)作為一種新型建筑節(jié)能材料，有很好的應(yīng)用前景。
[0004] 申請(qǐng)?zhí)枮?01410145026.5的中國(guó)發(fā)明專利公布了一種輕質(zhì)粉煤灰基絕熱材料的 制備方法，先將膨潤(rùn)土、粉煤灰和水，球磨l_3h制成漿料;然后加入氧化鈣再次球磨0.5-2h; 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，即可，其中，所述的混合漿料中膨潤(rùn)土的質(zhì)量百分含量為 0.0-2.0%，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%，所述的氧化鈣在混 合漿料中的質(zhì)量百分含量為〇. 5-3.0 %，所述的水玻璃為鈉水玻璃，混合漿料中水玻璃的質(zhì) 量百分含量為〇. 5-3.0 %。上述專利公布的技術(shù)方案在制備過(guò)程中需要對(duì)原材料進(jìn)行球磨， 并且需要在高壓條件下進(jìn)行水熱反應(yīng)，制備過(guò)程較為復(fù)雜，必須嚴(yán)格控制反應(yīng)條件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種節(jié)能環(huán)保、抗壓 強(qiáng)度較高、導(dǎo)熱系數(shù)低且干燥收縮率低的綠色高強(qiáng)無(wú)機(jī)絕熱材料及其制備方法。
[0006] 本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：
[0007] -種綠色高強(qiáng)無(wú)機(jī)絕熱材料，該材料由包括以下組分及重量份含量的原料配制而 成:粉煤灰50-70份，礦粉30-50份，水玻璃4-6份及H 2O2 3.5-4份;所述的材料中還摻有樹(shù)脂 纖維，該樹(shù)脂纖維的摻加量為1.0-1.5kg/m3，并且所述的材料的液固比為0.52-0.6。
[0008] 優(yōu)選的，所述的材料由包括以下組分及重量份含量的原料配制而成:粉煤灰60份， 礦粉40份，水玻璃5份及H2O 2 3.75份;所述的材料中還摻有樹(shù)脂纖維，該樹(shù)脂纖維的摻加量 為1.2kg/m3,并且所述的材料的液固比為0.56。
[0009]所述的水玻璃的水玻璃模數(shù)為1.4-1.6,優(yōu)選1.5。
[0010]所述的水玻璃為鈉水玻璃。
[0011 ]所述的鈉水玻璃的初始模數(shù)為3.25，Na20含量為8.77 %，水玻璃模數(shù)由氫氧化鈉 調(diào)節(jié)。
[0012] 所述的樹(shù)脂纖維選自聚乙烯纖維、聚丙烯纖維、聚氯乙烯纖維、聚苯乙烯纖維、聚 酰胺纖維及聚碳酸酯纖維中的一種。
[0013] 所述的樹(shù)脂纖維為聚丙烯纖維。
[0014] 所述的聚丙烯纖維的長(zhǎng)度為8-15mm，密度為0.91g/cm3,斷裂伸長(zhǎng)率為15-20%。
[0015] 優(yōu)選的，所述的聚丙烯纖維的長(zhǎng)度為12mm，密度為0.91g/cm3,斷裂伸長(zhǎng)率為15-20% 〇
[0016] 所述的粉煤灰為二級(jí)粉煤灰。
[0017] -種綠色高強(qiáng)無(wú)機(jī)絕熱材料的制備方法，該方法具體包括以下步驟：
[0018] (1)將粉煤灰、礦粉、水、水玻璃及樹(shù)脂纖維，投入攪拌機(jī)中，于25-30°C下攪拌混合 均勻；
[0019] (2)在攪拌狀態(tài)下，將雙氧水加入攪拌機(jī)中，繼續(xù)攪拌10-15S后停止，得到漿體；
[0020] (3)將步驟(2)制得的漿體倒入模具中，待漿體高度不再變化后，拆模，即制得所述 的無(wú)機(jī)絕熱材料。
[0021] 步驟(2)所述的雙氧水中H2O2的質(zhì)量含量為25-35%，優(yōu)選30%。
[0022] 本發(fā)明提供的綠色高強(qiáng)無(wú)機(jī)絕熱材料中，各種原材料既具有不同作用，又相互發(fā) 揮協(xié)同作用，制備工藝設(shè)計(jì)具有特色。其中，粉煤灰和礦粉作為膠凝體系，通過(guò)水玻璃的活 性激發(fā)起膠結(jié)作用，水玻璃模數(shù)由氫氧化鈉調(diào)節(jié)，H 2O2分解產(chǎn)生氣體在漿體內(nèi)形成孔隙，聚 丙烯纖維的加入改善該無(wú)機(jī)綠色高強(qiáng)絕熱材料的抗收縮開(kāi)裂性能。
[0023]本發(fā)明綠色高強(qiáng)無(wú)機(jī)絕熱材料的三種功能可通過(guò)三種途徑實(shí)現(xiàn):首先，力學(xué)性能 依靠粉煤灰、礦粉和水玻璃的協(xié)同作用形成致密結(jié)構(gòu);其次，傳熱性能依靠 H2O2產(chǎn)生的氣泡， 在體系中形成的大量孔隙;再者，抗干燥收縮性能依靠聚丙烯纖維在體系的基體內(nèi)搭接，阻 止干縮裂紋擴(kuò)散，同時(shí)增強(qiáng)材料的韌性。
[0024] 本發(fā)明不使用高耗能原材料，充分利用工業(yè)廢棄物--礦粉和粉煤灰作為原材 料，加入雙氧水和聚丙烯纖維制備出具有綠色節(jié)能意義且強(qiáng)度較高的絕熱材料，與相同絕 干密度的輕質(zhì)水泥基絕熱材料相比，不僅具有較高的抗壓強(qiáng)度和較低的導(dǎo)熱系數(shù)，同時(shí)干 燥收縮率也比較低，因而降低了成本，提高了產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
[0025] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下特點(diǎn)：
[0026] 1)原材料充足且環(huán)保:本發(fā)明所用礦粉和粉煤灰都是工業(yè)廢棄物，排放量巨大，而 沒(méi)有使用高能耗高污染的原材料，如水泥等，所以本發(fā)明產(chǎn)品可以節(jié)約資源，減少生產(chǎn)能 耗，更具市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力；
[0027] 2)工藝簡(jiǎn)單:本發(fā)明采用常規(guī)攪拌方式及常溫養(yǎng)護(hù)工藝，制備方法過(guò)程簡(jiǎn)單，適于 大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，進(jìn)而產(chǎn)生規(guī)模效益；
[0028] 3)強(qiáng)度高且絕熱性和抗干燥收縮性好:與傳統(tǒng)輕質(zhì)水泥基絕熱材料相比，本發(fā)明 產(chǎn)品不僅能滿足輕質(zhì)水泥基絕熱材料的力學(xué)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)要求，還具有優(yōu)異的保溫隔熱性能和 良好的抗收縮開(kāi)裂性；
[0029] 4)成本低:本發(fā)明以工業(yè)廢棄物為主要原料，充分利用工業(yè)廢棄物本身的膠凝性， 提高了其附加價(jià)值，且制備工藝簡(jiǎn)單，因而成本低廉，比傳統(tǒng)的類似技術(shù)方法更具有實(shí)用價(jià) 值。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0031] 實(shí)施例1:
[0032] -種綠色高強(qiáng)無(wú)機(jī)絕熱材料，按粉煤灰:礦粉為7:3，水玻璃模數(shù)1.6，液固比0.52， 水玻璃摻量4%，H 2〇2摻量3.5%，聚丙烯纖維摻量1.2kg/m3的配比配制而成。性能測(cè)試結(jié)果 見(jiàn)表1。
[0033] 實(shí)施例2:
[0034] 一種綠色高強(qiáng)無(wú)機(jī)絕熱材料，按粉煤灰:礦粉為6:4，水玻璃模數(shù)1.6，液固比0.52， 水玻璃摻量4%，H2O2摻量3.75%，聚丙烯纖維摻量1.2kg/m3的配比配制而成。性能測(cè)試結(jié)果 見(jiàn)表1。
[0035] 實(shí)施例3:
[0036] 一種綠色高強(qiáng)無(wú)機(jī)絕熱材料，按粉煤灰:礦粉為6:4，水玻璃模數(shù)1.5，液固比0.56， 水玻璃摻量5%，H2O2摻量3.75%，聚丙烯纖維摻量1.2kg/m3的配比配制而成。性能測(cè)試結(jié)果 見(jiàn)表1。
[0037]表1實(shí)施例性能測(cè)試結(jié)果
[0039] 實(shí)施例4:
[0040] 本實(shí)施例綠色高強(qiáng)無(wú)機(jī)絕熱材料，該材料由包括以下組分及重量份含量的原料配 制而成:粉煤灰60份，礦粉40份，水玻璃5份及H 2O2 3.75份;所述的材料中還摻有樹(shù)脂纖維， 該樹(shù)脂纖維的摻加量為1.2kg/m3,并且所述的材料的液固比為0.56。
[0041] 其中，所述的水玻璃的水玻璃模數(shù)為1.5,水玻璃為鈉水玻璃，該鈉水玻璃的初始 模數(shù)為3.25，Na2O含量為8.77 %，水玻璃模數(shù)由氫氧化鈉調(diào)節(jié)。
[0042] 所