一種燒結防火保溫材料及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種燒結防火保溫材料及其制備方法，本發明的防火保溫材料的原料由粉體原料、堿性激發劑、發泡劑、穩泡劑和水等組成。各原料所占的質量百分比例是35～55％，30～55％，1～5％，0.01～0.1％和余量的水。礦物原料中粉煤灰占70～100wt.％，其他粉體原料含有礦渣、鋼渣、硅灰、偏高嶺土、循環硫化床底灰、赤泥、堿渣中的一種；堿性激發劑是水玻璃和NaOH/KOH的混合物，與粉體原料、發泡劑和穩泡劑混合攪拌，澆注成型，在50-90℃下，蒸養1～24h。空氣中養護7-28天后，在800-1200℃燒結1-10小時得到防火保溫材料。
【專利說明】一種燒結防火保溫材料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種燒結防火保溫材料及其制備方法。 技術背景
[0002] 建筑行業消耗大量資源、能源，也會產生固體廢棄物、污水、噪音等。綠色建筑節能 是減輕環境污染、解決能源危機的重要途徑之一，建筑能耗占社會總能耗30%左右。綠色建 筑一方面要使用節能、環保、保溫的材料，保證建筑的能耗降到最低；另一方面，建筑材料本 身需要綠色、節能，盡量多得利用固體廢棄物，盡量少的產生廢棄物。
[0003] 當前我國防火保溫材料使用的原材料種類繁多，有機類的，無機類的，有機無機復 合的，材料性能參差不齊。有機類的普遍存在易燃、不耐高溫的問題；無機類的普遍存在高 容重、低強度、低抗折的問題；有機無機復合類的又存在材料間的兼容性問題。因此，當前我 國迫切需要研發一種綠色、環保、高固體廢棄物利用率，低容重、高強度、高抗折的防火保溫 材料。
【發明內容】
[0004] 為了提高固體廢棄物在防火保溫材料生產中的摻量，本發明提供了一種制備工藝 簡單，性能穩定，低溫蒸養、高溫燒結的防火保溫材料及其制備方法。
[0005] 本發明是通過以下技術方案實現的：
[0006] 本發明的燒結防火保溫材料的原料，包括粉體原料、堿性激發劑、發泡劑、穩泡劑。
[0007] 所述粉體原料包括粉煤灰，所述粉煤灰占粉體原料的70?100wt. %，其他粉體原 料含有礦渣、鋼渣、硅灰、偏高嶺土、循環硫化床底灰、赤泥、堿渣的一種；所述發泡劑是雙氧 水；所述堿性激發劑包括水玻璃和NaOH或Κ0Η，所述穩泡劑是三乙醇胺、三異丙醇胺或十二 烷基苯磺酸鈉中的一種或多種。
[0008] 本發明的燒結防火保溫材料包括以下質量配比的原料：
[0009] 粉體原料、堿性激發劑、發泡劑、穩泡劑和水所占的質量百分比例是35?55%， 30?55%，1?5%，0· 01?0· 1%和余量的水；
[0010] 所述堿性激發劑：包括鈉/鉀水玻璃、NaOH/KOH、水；模數為1. 0?2. 0,質量濃度 為 15 ?40wt. % ;
[0011] 所述雙氧水：質量濃度為30wt. % ;
[0012] 所述粉煤灰達到國標II級粉煤灰要求，A1203質量含量彡20wt. % ;
[0013] 除粉煤灰外的其他粉體原料的粒徑為10 μ m彡D5(l彡100 μ m，顆粒細度0. 080mm篩 篩余彡12?25%，含碳量彡5%，燒失量彡10%，氯離子含量彡0· 2% ;
[0014] 所述堿性激發劑中包括鈉/鉀水玻璃、Na0H/K0H、水，模數為1. 0?2. 0,質量濃度 為 15 ?40wt. % ;
[0015] 原料混合后的漿體中，H20與Na20的摩爾比為10?20 ;
[0016] 成型坯體的蒸養溫度為50-90°C，養護濕度為70?99%，養護時間為1?24h ;
[0017] 常溫空氣中養護7-28d后，800-1200°C燒結l-10h ;
[0018] 制得的燒結防火保溫材料中，Si02與A1203的摩爾比為：2. 5?4. 5, Na20與A1203 的摩爾比為：〇. 5?2。
[0019] 本發明的上述燒結防火保溫材料的制備方法，包括步驟：
[0020] 1)將粉體原料、堿性激發劑、穩泡劑和水混合攪拌，再與發泡劑混合攪拌得到料 楽，共攪拌l-l〇min ;
[0021] 2)將所述料漿澆注成型，調節澆注擴散度，使其為15% ;
[0022] 3)澆注完成后，將坯體放入靜養室，在40?60°C環境下靜養，所述的料漿發泡、稠 化、硬化形成強度彡0. IMPa的坯體，坯體硬度達到0. 1?0. 2MPa后結束靜養，靜養時間為 30 ?90min ;
[0023] 4)將所述坯體翻轉脫模，使用切割機進行切割，去除多余底料和頂料；
[0024] 5)將切割好的半成品放入蒸養釜，在溫度50_90°C，濕度為70?99%的環境下養 護，養護時間為1?24h ;
[0025] 6)蒸養結束后在常溫空氣中養護7-28d，再在800-1200°C下燒結l-10h，得到所述 燒結防火保溫材料成品。
[0026] 本發明制備工藝簡單，性能優良、穩定，低溫蒸養、低溫燒結，成本較低。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027] 為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的方案，下面將對實施例中所需要 使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對于 本領域普通技術人員而言，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他 的附圖。
[0028] 圖1為本發明一實施例給出的燒結防火保溫材料的微觀形貌圖
[0029] 圖2為本發明一實施例給出的燒結防火保溫材料的宏觀形貌圖。
【具體實施方式】
[0030] 本發明一實施例給出了一種燒結防火保溫材料，包括粉煤灰基燒結防火保溫材 料，主要由以下原料制成：粉煤灰為主的硅鋁質粉體原料、堿性激發劑、發泡劑、穩泡劑和水 等，其中粉體原料主要是粉煤灰，其他粉體原料含有礦渣、鋼渣、硅灰、偏高嶺土、循環硫化 床底灰、赤泥、堿渣的一種。堿性激發劑由鈉（鉀）水玻璃和NaOH/KOH組成。發泡劑是雙 氧水。穩泡劑可以是三乙醇胺、三異丙醇胺或十二烷基苯磺酸鈉中的一種或多種。各種原 料的配比分別為：
[0031] 粉體原料、堿性激發劑、發泡劑、穩泡劑和水所占的質量百分比例是35?55%， 30?55%，1?5%，0· 01?0· 1%和余量的水。
[0032] 粉體原料：70?100wt. %粉煤灰，0?30%的礦渣、偏高嶺土、硅灰、鋼渣、循環硫 化床底灰、赤泥、喊漁等富含娃錯的原料的一種；
[0033] 堿性激發劑：激發劑中包括鈉（鉀）水玻璃、NaOH/KOH、水。激發劑的模數在1. 0? 2. 0,質量濃度在15?40wt. % ;
[0034] 發泡劑：雙氧水的質量濃度為30wt. % ;
[0035] 上述的各種原料的含量根據需要也可以是其他的配比。
[0036] 粉煤灰達到國標II級粉煤灰要求，A1203質量含量不小于20wt. % ;
[0037] 其他礦物原料的粒徑為10 μ m彡D5(l彡100 μ m，顆粒細度0. 080mm篩篩余彡12? 25%，含碳量彡5%，燒失量彡10%，氯離子含量彡0. 2% ;
[0038] 堿性激發劑包括鈉（鉀）水玻璃和NaOH/KOH，水玻璃的模數為2. 0?3. 5,水玻璃 與NaOH/KOH復合后的模數為1. 0?2. 0,或者其他模數。
[0039] 如圖1所示，為本實施例的燒結防火保溫材料的微觀形貌圖。
[0040] 如圖2所示，為本實施例的燒結防火保溫材料的宏觀形貌圖。
[0041] 本發明另一實施例給出了上述燒結防火保溫材料的制備方法，包括：
[0042] 1)選擇鈉（鉀）水玻璃和NaOH/KOH為原料，將NaOH/KOH溶解在水中，控制摩爾濃 度在5?15mol/L ;選擇鈉（鉀）水玻璃，控制模數為2?3. 5 ;將二者混合，控制混合物的 總體模數在1. 〇?2. 0 ;攪拌1?10min，置于塑料容器，靜置12?48h。
[0043] 2)將粉體原料、堿性激發劑、穩泡劑與水混合攪拌，再與發泡劑混合攪拌，攪拌時 間為l _l〇min，可以攪拌l、3、5、7、10min等，直至攪拌均勻；
[0044] 3)將料漿澆注成型，調節澆注擴散度，使其為15%左右；
[0045] 4)坯體放入靜養室后，在40?60°C環境下，可以是40、50、60°C，料漿發泡、稠化、 硬化形成強度彡〇. IMPa的坯體，坯體硬度達到0. 1?0. 2MPa后結束靜養，靜養時間在30? 90min，可以是 30、60、90min 等；
[0046] 5)坯體翻轉脫模，使用切割機進行切割，去除多余底料和頂料；
[0047] 6)將切割好的半成品放入蒸壓荃，在溫度50-90°C，可以是50、60、70、80、90°〇等； 養護濕度為70?99%，可以是70、80、90、99%等；養護時間為1?2411 ;
[0048] 7)蒸養結束后在常溫空氣中養護7-28d，可以是7d、14d、28d，再在800-1200°C下 燒結1-1011，可以是800、1000、12001：，保溫時間可以是1、3、5、7、1011，燒結結束后得到成 品。
[0049] 本發明得到的燒結防火保溫材料的性能參數是：
[0050]
【權利要求】
1. 一種燒結防火保溫材料，其特征在于，所述防火保溫材料包括粉體原料、堿性激發 齊U、發泡劑、穩泡劑和水。
2. 根據權利要求1所述的燒結防火保溫材料，其特征在于，所述粉體原料包括粉煤灰， 所述粉體原料還含有礦渣、鋼渣、硅灰、偏高嶺土、循環硫化床底灰、赤泥、堿渣中的一種，所 述粉煤灰占粉體原料的70?lOOwt. %;所述發泡劑是雙氧水；所述堿性激發劑包括水玻璃 和NaOH或K0H，所述穩泡劑是三乙醇胺、三異丙醇胺或十二烷基苯磺酸鈉中的一種或多種。
3. 根據權利要求2所述的燒結防火保溫材料，其特征在于，所述燒結防火保溫材料包 括以下質量配比的原料： 粉體原料、堿性激發劑、發泡劑、穩泡劑和水所占的質量百分比例分別是35?55%， 30?55%，1?5%，0· 01?0· 1%和余量的水； 所述堿性激發劑：包括鈉/鉀水玻璃、NaOH/KOH和水；模數為1. 0?2. 0,質量濃度為 15 ?40wt. % ; 所述雙氧水：質量濃度為30wt. %。
4. 根據權利要求2所述的燒結防火保溫材料，其特征在于，所述粉煤灰達到國標II級 粉煤灰要求，A120 3質量含量彡20wt. % ; 除粉煤灰外的粉體原料的粒徑為l〇ym彡D5Q彡ΙΟΟμπι，顆粒細度0.080mm篩篩余 彡12?25%，含碳量彡5%，燒失量彡10%，氯離子含量彡0· 2% ; 所述堿性激發劑中包括鈉/鉀水玻璃、NaOH/KOH、水，模數為1. 0?2. 0,質量濃度為 15 ?40wt. % ; 原料混合后的漿體中，H20與Na20的摩爾比為10?20 ; 成型坯體的蒸養溫度為50-90°C，養護濕度為70?99%，養護時間為1?24h ; 常溫空氣中養護7-28d后，800-1200°C燒結l-10h ; 制得的燒結防火保溫材料中，Si02與A1203的摩爾比為：2. 5?4. 5, Na20與A1203的摩 爾比為：〇. 5?2。
5. -種燒結防火保溫材料的制備方法，其特征在于，包括以下制備過程： 將粉體原料、堿性激發劑、穩泡劑和水混合攪拌，再與發泡劑混合攪拌得到料漿，共攪 拌 l-10min ; 將所述料漿澆注成型，調節澆注擴散度，使其為15% ; 澆注完成后，將坯體放入靜養室，在40?60°C環境下靜養，所述的料漿發泡、稠化、硬 化形成強度彡0. IMPa的坯體，坯體硬度達到0. 1?0. 2MPa后結束靜養，靜養時間為30? 90min ； 將所述坯體翻轉脫模，使用切割機進行切割，去除多余底料和頂料； 將切割好的半成品放入蒸養釜，在溫度50-90°C，濕度為70?99%的環境下養護，養護 時間為1?24h ; 蒸養結束后在常溫空氣中養護7-28d，再在800-1200°C下燒結l-10h，得到所述燒結防 火保溫材料成品。
【文檔編號】C04B38/02GK104150944SQ201410347250
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月21日 優先權日:2014年7月21日
【發明者】劉澤, 邵寧寧, 秦俊峰, 孔凡龍 申請人:中國礦業大學(北京)