技术领域
[0001] 本
发明属于
建筑材料技术领域,具体涉及一种轻质高强发泡陶瓷板材及其制备方法。
背景技术
[0002] 墙体保温是建筑节能中的关键,外墙保温由于其施工比较方便而成为建筑 行业的首选,尤其适合北方等寒冷地区。建筑外墙保温材料是影响建筑节能一 个重要的影响因素。目前有机保温材料几乎占领了国内建筑保温材料市场,有 。机类保温材料主要包括发泡聚苯板(EPS)、挤塑聚苯板(XPS)、
喷涂聚
氨 酯(SPU)、聚苯颗粒等。其优点主要是质轻、致密性高、保温
隔热性好,但 也存在许多缺点,如不耐老化、
变形系数大、
稳定性差、安全稳固性差、易燃 烧、生态环保性很差、施工难度大、成本较高等发泡陶瓷是20世纪70年代发展起来的一种新
型材料,由于它具有气孔率高、热导率低、重量轻、硬度高、抗热震、耐高温、耐
腐蚀及良好的机械强度等优良性能,可作为理想的建筑保温隔热材料。目前,制备发泡陶瓷的方法主要有粉末坯体发泡法和浆料发泡法。粉末坯体发泡法是采用
碳酸
钙、氢
氧化钙、
硫酸铝和双氧
水等发泡剂,制得生坯,再
烧结获得发泡陶瓷的制备工艺;浆料发泡法是利用陶瓷悬浮液进行发泡,经干燥脱模再烧结的工艺。但是,现有的发泡陶瓷板大都采用价格昂贵的
矿石和精细陶瓷作为主要原 料,生产成本高昂且生产过程需要消耗大量资源,使得发泡陶瓷保温板得不 到广泛的应用。
[0003]
粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。我国是个产煤大国,以煤炭为电
力生产基本燃 料,随电力工业发展,燃煤电厂粉煤灰
排放量逐年增加,2000年粉煤灰排放量约为1.5亿吨, 2010年达到3亿吨。大量粉煤灰不加处理,就会产生扬尘,污染大气;若排入水系会造成河 流淤塞,而其中有毒化学物质还会对人体和
生物造成危害,大量粉煤灰的排放给我国国民经 济建设及生态环境造成巨大的压力。另一方面,我国又是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,是我国经济建设中一项重要技术经济政策,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。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于充分利用现有资源,选用轻质多孔工业废料作为生产原料,提供一种工艺简单,成本低廉,
密度低、强度高、导热系数低、
隔音效果好的轻质高强发泡陶瓷板材及其制备方法。
[0005] 为实现上述目的,本发明所采用的技术方案是:一种轻质高强发泡陶瓷板材,其特征在于,由以下重量份的组分制备得到:粉煤灰50-
60份、
膨润土10-20份、白
云石10-20份、
钾钠
长石6-12份、菱镁矿渣8-15份、废玻璃5-10份、阴离子
表面活性剂1-2份、
硅树脂聚醚乳液0.5-1.5份、发泡剂0.1-0.5份、分散剂0.1-0.5份、水200-250份。
[0006] 优选的,由以下重量份的组分制备得到:粉煤灰55份、膨润土15份、白云石15份、钾钠长石9份、菱镁矿渣12份、废玻璃8份、阴离子表面活性剂1.5份、硅树脂聚醚乳液1份、发泡剂0.3份、分散剂0.3份、水230份。
[0007] 进一步地,所述钾钠长石中氧化钾与氧化钠的
质量含量大于11%,且氧化钾与氧化钠的质量比大于3。
[0008] 进一步地,所述阴离子表面活性剂为对十二烷基硫酸钠,脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠,α-烯基磺酸钠。进一步优选的,所述阴离子表面活性剂为对十二烷基硫酸钠。
[0009] 进一步地,所述发泡剂为双氧水。所述分散剂为木质磺酸钠。
[0010] 一种上述轻质高强发泡陶瓷板材的制备方法,其特征在于包括以下步骤:(1)按比例称取原料,将除水、发泡剂以外的所有原料放入
球磨机中进行球磨混合,球磨至小于6mm颗粒料,加入水、发泡剂进行湿法球磨(;2)将球磨好的原料送入
喷雾干燥塔干燥,将干燥好的粉料倒入窑车并刮平;(3)在连续式
隧道窑中烧结,烧结
温度为1120-1160℃,保温0.5-2小时;(4)冷却,烧制所得的制品经切割加工成所需要的尺寸即可。
[0011] 优选的,上述步骤(3)中的烧
结温度为1140℃,保温时间为1小时。
[0012] 本发明具有的优点和积极效果是:(1)本发明的提供的轻质高强发泡陶瓷板材,作为轻质高强材料,可提高墙体强度、增加刚性、降低
建筑物重量,可作为高效保温隔热材料;可作为建筑防火材料,彻底杜绝由保温材料导致的火灾事故;可作为刚性防水保温材料,对提高建筑物防水防潮,维持建筑功能的长效性,具有显著地促进和保障作用;可作为隔音降噪材料,广泛应用于建筑内,外墙体隔音,地
铁隧道降噪
内衬、 噪音源隔音屏障等众多场合;作为绿色生态建筑材料,本发明选用了粉煤灰、废玻璃、菱镁矿渣等
工业废弃物,充分发挥不同固体废物之间的协同作用,生产得到符合国家标准的建筑材料,不仅可实现工业固体废物的综合利用,还能减少固废排放对环境的污染;
(2)本发明选用膨润土可以改善浆体悬浮性,有较好的粘结性及烧结性能;白云石是碳酸钙和碳酸镁的复盐,在发泡陶瓷板的制备过程中起熔剂作用,能降低烧结温度,促进
莫来石的生成,还能起到发泡剂的作用;废玻璃熔点低,降低了发泡陶瓷板材的烧结温度,节能降耗;分散剂降低物料团聚现象,减少湿法球磨用水量;菱镁矿主要成分是碳酸镁,在烧结过程中分解形成二氧化碳和氧化镁(也可起到发泡剂的作用),并形成
尖晶石,提高板材强度;节省了大量
能源,
(3)本发明所用阴离子表面活性剂不仅能够作为发泡剂使用,还能够降低气-液界面
张力,使
泡沫体系相对稳定,阻碍了泡沫的接近和聚集;本发明选用硅树脂聚醚乳液,通过改变分子内部排列顺序,使表面活性剂泡与泡之间排列紧密整齐,从而形成致密的内层膜,使得抗压能力特别强,能够控制气泡液膜的结构稳定性,使表面活性剂分子在气泡的液膜有秩序的分布,赋予泡沫良好的弹性和自修复能力,从而达到特别理想的稳泡作用,进而得到孔隙分布均匀的板材;
(4)本发明将化学发泡剂、物理发泡剂和表面活性剂三种发泡剂复合使用,发泡能力特别强,单位体积产泡量大,泡沫非常稳定,可长时间不消泡,泡沫细腻,和使用介质的相容性好等。
[0013]下面通过
实施例对本发明进行具体描述和说明:
实施例1
一种轻质高强发泡陶瓷板材,由以下重量份的组分制备得到:粉煤灰50份、膨润土10份、白云石10份、钾钠长石6份、菱镁矿渣8份、废玻璃5份、阴离子表面活性剂1份、硅树脂聚醚乳液0.5份、发泡剂0.1份、分散剂0.1份、水200份。
[0014] 实施例2一种轻质高强发泡陶瓷板材,由以下重量份的组分制备得到:粉煤灰60份、膨润土20份、白云石20份、钾钠长石12份、菱镁矿渣15份、废玻璃10份、阴离子表面活性剂2份、硅树脂聚醚乳液1.5份、发泡剂0.5份、分散剂0.5份、水250份。
[0015] 实施例3一种轻质高强发泡陶瓷板材,由以下重量份的组分制备得到:粉煤灰55份、膨润土15份、白云石15份、钾钠长石9份、菱镁矿渣12份、废玻璃8份、阴离子表面活性剂1.5份、硅树脂聚醚乳液1份、发泡剂0.3份、分散剂0.3份、水230份。其中,钾钠长石中氧化钾与氧化钠的质量含量大于11%,且氧化钾与氧化钠的质量比大于3,阴离子表面活性剂为对十二烷基硫酸钠,发泡剂为双氧水,分散剂为木质磺酸钠。
[0016] 实施例4一种轻质高强发泡陶瓷板材,由以下重量份的组分制备得到:粉煤灰55份、膨润土13份、白云石17份、钾钠长石8份、菱镁矿渣13份、废玻璃8份、阴离子表面活性剂1.5份、硅树脂聚醚乳液1份、发泡剂0.3份、分散剂0.3份、水230份。其中,钾钠长石中氧化钾与氧化钠的质量含量大于11%,且氧化钾与氧化钠的质量比大于3,阴离子表面活性剂为脂肪醇α-烯基磺酸钠,发泡剂为双氧水,分散剂为木质磺酸钠。
[0017] 实施例5一种轻质高强发泡陶瓷板材,由以下重量份的组分制备得到:粉煤灰55份、膨润土17份、白云石13份、钾钠长石10份、菱镁矿渣11份、废玻璃8份、阴离子表面活性剂1.5份、硅树脂聚醚乳液1份、发泡剂0.3份、分散剂0.3份、水230份。其中,钾钠长石中氧化钾与氧化钠的质量含量大于11%,且氧化钾与氧化钠的质量比大于3,阴离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠,发泡剂为双氧水,分散剂为木质磺酸钠。
[0018] 实施例6一种轻质高强发泡陶瓷板材,由以下重量份的组分制备得到:粉煤灰52份、膨润土13份、白云石12份、钾钠长石8份、菱镁矿渣10份、废玻璃7份、阴离子表面活性剂1.3份、硅树脂聚醚乳液0.8份、发泡剂0.2份、分散剂0.2份、水215份。其中,钾钠长石中氧化钾与氧化钠的质量含量大于11%,且氧化钾与氧化钠的质量比大于3,阴离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠,发泡剂为双氧水,分散剂为木质磺酸钠。
[0019] 实施例7一种轻质高强发泡陶瓷板材,由以下重量份的组分制备得到:粉煤灰58份、膨润土17份、白云石19份、钾钠长石11份、菱镁矿渣14份、废玻璃9份、阴离子表面活性剂1.8份、硅树脂聚醚乳液1.2份、发泡剂0.4份、分散剂0.4份、水240份。其中,钾钠长石中氧化钾与氧化钠的质量含量大于11%,且氧化钾与氧化钠的质量比大于3,阴离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠,发泡剂为双氧水,分散剂为木质磺酸钠。
[0020] 上述实施例中没有特别说明的,所用阴离子表面活性剂、发泡剂、分散剂均为建筑