纳米改性废弃泡沫混凝土制备的保温材料及其制备方法 |
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| 申请号 | CN201610784389.2 | 申请日 | 2016-08-31 | 公开(公告)号 | CN106396733A | 公开(公告)日 | 2017-02-15 |
| 申请人 | 武汉轻工大学; | 发明人 | 龚静; 石鲜明; 李志鹏; 张荣堂; 李建芬; 吴建林; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了纳米改性废弃 泡沫 混凝土 制备的保温材料，所述纳米改性废弃 泡沫混凝土 制备的保温材料，按照 质量 百分比的原料包括： 粉 煤 灰 25-50％、425 水 泥10-30％、废弃泡沫混凝土粉末25-50％，发泡剂0.9-2％、纳米改性剂0.7-1％、 硼 酸钠1-2％、 萘 磺酸甲 醛 高聚物0.9-4％。本发明还公开了所述纳米改性废弃泡沫混凝土制备的保温材料的制备方法。本发明主要使用对环境造成严重污染的工业废料粉煤灰以及性能不达标的废弃泡沫混凝土生产市场紧缺的A级保温材料，具有良好的经济效益和环保效益，操作简便，容易实施，适用于制备房屋建筑墙体内、外保温A级保温板、 屋顶 保温层等，也可直接加工成装配式内、 外墙板 。 | ||||||
| 权利要求 | 1.纳米改性废弃泡沫混凝土制备的保温材料，其特征在于，按照质量百分比的原料包括：粉煤灰25-50％、425水泥10-30％、废弃泡沫混凝土粉末25-50％，发泡剂0.9-2％、纳米改性剂0.7-1％、硼酸钠1-2％、萘磺酸甲醛高聚物0.9-4％。 |
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| 说明书全文 | 纳米改性废弃泡沫混凝土制备的保温材料及其制备方法技术领域背景技术[0002] 我国的墙体保温材料以前大都使用发泡聚苯乙烯即EPS、挤塑聚苯乙烯即XPS和聚氨酯泡沫即PU等有机材料，虽然这些有机材料具有轻质、隔热、易加工等很多优势，但其致命缺点是易燃，发生火灾时火势会迅速蔓延，产生大量有毒浓烟，扑救困难。大规模的火灾充分暴露出此类建筑保温与建筑防火的巨大矛盾，公安部消防局明确规定“民用建筑外保温材料采用燃烧性能为A级的材料”。我国现有适用于建筑保温的A级保温材料目前产量只能满足0.2％。 [0003] 现在作为新型无机保温材料之一的粉煤灰泡沫混凝土，以其高强、轻质、不燃及价廉的特点，受到消费者的青睐及认可，但由于温度、湿度及原材料的影响，即使同一批次生产的泡沫混凝土，其品质也不尽相同，在产品抽检的过程中，强度及导热系数不符合标准的泡沫混凝土会被认定为残次品，通常这种残次品会被当作建筑垃圾拿去填埋甚至有的会被直接丢弃而对环境造成影响。通过对废弃粉煤灰泡沫混凝土，粉煤灰与水泥主要化学成分进行对比发现(见表1所示)，废弃粉煤灰泡沫混凝土的主要成分及含量介于粉煤灰与水泥之间。 [0004] 表1粉煤灰与水泥主要化学成分比较(％) [0005]化学成分 SiO2 A12O3 Fe2O3 CaO MgO 普通粉煤灰 40～60 17～35 2～5 l～10 0.5～2 废弃泡沫混凝土 30～50 10～25 3～15 10～40 1～2 水泥 21.7 4.9 5.3 62.4 3.1 [0006] 用粉煤灰与水泥通过发泡技术制备泡沫混凝土已经得到发展与推广，由于废弃泡沫混凝土成分与其相似，因此考虑通过纳米改性技术，利用纳米蒙脱土，粉煤灰，水泥对废弃泡沫混凝土进行再生利用，制备性能优异的A级保温材料。 发明内容[0007] 本发明的目的在于提供一种纳米改性废弃泡沫混凝土制备的保温材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。 [0008] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案： [0009] 纳米改性废弃泡沫混凝土制备的保温材料，按照质量百分比的原料包括：粉煤灰25-50％、425水泥10-30％、废弃泡沫混凝土粉末25-50％，发泡剂0.9-2％、纳米改性剂0.7- 1％、硼酸钠1-2％、萘磺酸甲醛高聚物0.9-4％。 [0010] 作为本发明进一步的方案：所述纳米改性剂为纳米蒙脱土。 [0011] 作为本发明再进一步的方案：所述发泡剂为AEO和AOS中的一种或两种组合。 [0012] 所述纳米改性废弃泡沫混凝土制备的保温材料的制备方法，步骤如下： [0013] 1)称取发泡剂、纳米改性剂和硼酸钠，将发泡剂、纳米改性剂和硼酸钠溶于水中，制成泡沫溶液； [0015] 3)将浆液倒入磨具中成型，在常温、常压、常湿的环境下养护3天，获得半成品； [0016] 4)将半成品按照尺寸要求切割成规定尺寸的板，并在步骤3)的环境下继续养护28天，即可。 [0017] 作为本发明进一步的方案：步骤1)中的加水量为全部原料总质量的18-25％，且所加入的水的水温为50-90℃。 [0018] 所述纳米改性废弃泡沫混凝土制备的保温材料能够用于制备房屋建筑墙体外保温A级保温板。 [0019] 所述纳米改性废弃泡沫混凝土制备的保温材料能够用于制备房屋建筑墙体内保温A级保温板。 [0020] 所述纳米改性废弃泡沫混凝土制备的保温材料能够用于制备房屋建筑屋顶保温层。 [0021] 所述纳米改性废弃泡沫混凝土制备的保温材料能够用于加工装配式内外墙板。 [0022] 所述纳米改性废弃泡沫混凝土制备的保温材料能够用于浇筑房屋建筑现浇自保温墙体。 [0023] 与现有技术相比，本发明的有益效果是： [0024] 1、本发明采用的主要材料为对环境造成严重污染的工业废料粉煤灰及废弃的泡沫混凝土，利用纳米蒙脱土对它们进行改性，通过AEO和AOS发泡，在常温、常压、常湿环境下生产市场紧缺的A级保温材料，既可以消耗大量的粉煤灰及废弃的泡沫混凝土，对改善生态环境、保护土地以及土地的合理利用起到巨大的作用；同时对缓解建筑市场紧缺的A级保温材料，实现国家节能减排国策及解决建筑保温技术有一定的作用，具有良好的经济效益和环保效益。 [0025] 2、本发明在生产过程中采用免蒸压技术，节约能源；材料强度可以通过添加不同剂量的纳米材料得到提高，发泡时间不稳定以及养护过程中局部开裂可通过纳米材料协同反应得到有效的改善，操作简便，容易实施。 [0026] 3、本发明适用于制备房屋建筑墙体内、外保温A级保温板、屋顶保温层、现浇自保温墙体与直接加工成装配式内、外墙板等，适用范围广。 具体实施方式[0027] 下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。 [0028] 实施例1 [0029] 本发明实施例中，一种纳米改性废弃泡沫混凝土制备的保温材料，以粉煤灰及废弃泡沫混凝土粉末为主料，以纳米蒙特土为改性剂，以AOS为发泡剂，以425水泥、硼酸钠、萘磺酸甲醛高聚物为外加剂。称取发泡剂、纳米改性剂和硼酸钠，将发泡剂、纳米改性剂和硼酸钠溶于水中，制成泡沫溶液，为了加快反应速度，水温控制在50℃；称取其余原料，并将其余原料依次送入搅拌机中，一边搅拌一边加入泡沫溶液，搅拌均匀后，获得浆液；将浆液倒入磨具中成型，为了免蒸压、节约能量、减少能耗，在常温、常压、常湿的环境下养护3天，获得半成品；将半成品按照尺寸要求切割成规定尺寸的板，并在上述环境下继续养护28天，即可。 [0030] 本发明实施例中各原料的质量如表2所示。 [0031] 表2实施例1原料配比表 [0032]材料名称 质量(g) 粉煤灰 400 纳米蒙脱土 8 废弃泡沫混凝土粉末 300 AOS 10 425水泥 300 硼酸钠 16 萘磺酸甲醛高聚物 10 水 250 [0033] 在常温、常压、常湿环境下养护，干燥后，参照JGJ114-2004《外墙外保温工程技术规程》标准进行技术性能测试，测试结果如表3所示。 [0034] 表3实施例1性能测试表 [0035]检测项目 单位 实测数据 干密度 kg/m3 285 导热系数 W/m.k 0.060 抗拉强度 MPa 0.18 抗压强度 MPa 0.59 隔声系数 dB 44 线性收缩率 ％ 0.12 吸水率(V/V) ％ 8.5 含水率 ％ 4.3 软化系数 -- 0.85 燃烧性能级别 -- A1 [0036] 实施例2 [0037] 本发明实施例中，一种纳米改性废弃泡沫混凝土制备的保温材料，以粉煤灰及废弃泡沫混凝土粉末为主料，以纳米蒙特土为改性剂，以AOS为发泡剂，以425水泥、硼酸钠、萘磺酸甲醛高聚物为外加剂。称取发泡剂、纳米改性剂和硼酸钠，将发泡剂、纳米改性剂和硼酸钠溶于水中，制成泡沫溶液，为了加快反应速度，水温控制在60℃；称取其余原料，并将其余原料依次送入搅拌机中，一边搅拌一边加入泡沫溶液，搅拌均匀后，获得浆液；将浆液倒入磨具中成型，为了免蒸压、节约能量、减少能耗，在常温、常压、常湿的环境下养护3天，获得半成品；将半成品按照尺寸要求切割成规定尺寸的板，并在上述环境下继续养护28天，即可。 [0038] 本发明实施例中各原料的质量如表4所示。 [0039] 表4实施例2原料配比表 [0040]材料名称 质量(g) 废弃泡沫混凝土粉末 520 纳米蒙脱土 9 粉煤灰 300 AOS 10 425水泥 180 硼酸钠 16 萘磺酸甲醛高聚物 14 水 250 [0041] 在常温、常压、常湿环境下养护，干燥后，参照JGJ114-2004《外墙外保温工程技术规程》标准进行技术性能测试，测试结果如表5所示。 [0042] 表5实施例2性能测试表 [0043]检测项目 单位 实测数据 干密度 kg/m3 267 导热系数 W/m.k 0.056 抗拉强度 MPa 0.16 抗压强度 MPa 0.57 隔声系数 dB 46 线性收缩率 ％ 0.10 吸水率(V/V) ％ 8.8 含水率 ％ 5.4 软化系数 -- 0.83 燃烧性能级别 -- A1 [0044] 实施例3 [0045] 本发明实施例中，一种纳米改性废弃泡沫混凝土制备的保温材料，以粉煤灰及废弃泡沫混凝土粉末为主料，以纳米蒙特土为改性剂，以AOS为发泡剂，以425水泥、硼酸钠、萘磺酸甲醛高聚物为外加剂。称取发泡剂、纳米改性剂和硼酸钠，将发泡剂、纳米改性剂和硼酸钠溶于水中，制成泡沫溶液，为了加快反应速度，水温控制在70℃；称取其余原料，并将其余原料依次送入搅拌机中，一边搅拌一边加入泡沫溶液，搅拌均匀后，获得浆液；将浆液倒入磨具中成型，为了免蒸压、节约能量、减少能耗，在常温、常压、常湿的环境下养护3天，获得半成品；将半成品按照尺寸要求切割成规定尺寸的板，并在上述环境下继续养护28天，即可。 [0046] 本发明实施例中各原料的质量如表6所示。 [0047] 表6实施例3原料配比表 [0048]材料名称 质量(g) 粉煤灰 510 纳米蒙脱土 10 废弃泡沫混凝土粉末 370 AOS 11 425水泥 120 硼酸钠 16 萘磺酸甲醛高聚物 32 水 250 [0049] 在常温、常压、常湿环境下养护，干燥后，参照JGJ114-2004《外墙外保温工程技术规程》标准进行技术性能测试，测试结果如表7所示。 [0050] 表7实施例3性能测试表 [0051]检测项目 单位 实测数据 干密度 kg/m3 255 导热系数 W/m.k 0.053 抗拉强度 MPa 0.15 抗压强度 MPa 0.51 隔声系数 dB 48 线性收缩率 ％ 0.13 吸水率(V/V) ％ 9.2 含水率 ％ 5.8 软化系数 -- 0.81 燃烧性能级别 -- A1 [0052] 本发明采用的主要材料为对环境造成严重污染的工业废料粉煤灰及废弃的泡沫混凝土，利用纳米蒙脱土对它们进行改性，通过AEO和AOS发泡，在常温、常压、常湿环境下生产市场紧缺的A级保温材料，既可以消耗大量的粉煤灰及废弃的泡沫混凝土，对改善生态环境、保护土地以及土地的合理利用起到巨大的作用；同时对缓解建筑市场紧缺的A级保温材料，实现国家节能减排国策及解决建筑保温技术有一定的作用，具有良好的经济效益和环保效益。本发明在生产过程中采用免蒸压技术，节约能源；材料强度可以通过添加不同剂量的纳米材料得到提高，发泡时间不稳定以及养护过程中局部开裂可通过纳米材料协同反应得到有效的改善，操作简便，容易实施。本发明适用于制备房屋建筑墙体内、外保温A级保温板、屋顶保温层、现浇自保温墙体与直接加工成装配式内、外墙板等，适用范围广。 [0053] 上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。 |
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