粉煤灰輕質隔熱發泡陶瓷保溫板及其制法和應用
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種建筑外墻保溫材料，更具體地說，本發明涉及一種粉煤灰輕質隔熱發泡陶瓷保溫板及其制備方法。
【背景技術】
[0002]墻體保溫是建筑節能中的關鍵，外墻保溫由于其施工比較方便而成為建筑行業的首選，尤其適合北方等寒冷地區。建筑外墻保溫材料是影響建筑節能一個重要的影響因素。目前有機保溫材料幾乎占領了國內建筑保溫材料市場，有機類保溫材料主要包括發泡聚苯板(EPS)、擠塑聚苯板(XPS)、噴涂聚氨酯(SPU)、聚苯顆粒等。其優點主要是質輕、致密性高、保溫隔熱性好，但也存在許多缺點，如不耐老化、變形系數大、穩定性差、安全穩固性差、易燃燒、生態環保性很差、施工難度大、成本較高等。
[0003]2009年9月25日，國家公安部、國家建設部聯合發布了“關于印發《民用建筑外保溫系統及外墻裝飾防火暫行規定》”的通知，通知規定:民用建筑外保溫材料的燃燒性能宜為A級。這就意味著存在有防火等級低、穩定性和耐久性差等固有缺陷的有機保溫材料已經不能適應現有政策對建筑保溫材料的規定。因此，目前急需開發可供選擇的與建筑同壽命的外墻結構自保溫體系和耐久安全的外墻保溫材料，以利于建筑節能工作的開展。政府和市場都急需此類技術和產品。
[0004]研宄發現，屬于無機保溫材料的發泡陶瓷保溫板產品具有防火阻燃，變形系數小，抗老化，性能穩定，生態環保性好，與墻基層和抹面層相容性好，安全穩固性好，可與建筑物同壽命的優點。更重要的是這種產品的防火等級為Al級，能夠克服有機材料怕明火，易老化的致命弱點，可作為理想的建筑保溫隔熱材料。
[0005]但是，現有的發泡陶瓷板大都采用價格昂貴的礦石和精細陶瓷作為主要原料，生產成本高昂且生產過程需要消耗大量資源，使得發泡陶瓷保溫板得不到廣泛的應用。
[0006]粉煤灰是燃煤電廠排出的主要固體廢物，是我國當前排量較大的工業廢渣之一。隨著電力工業的發展，燃煤電廠的粉煤灰排放量逐年增加，絕大多數灰渣堆積于灰場，這不僅嚴重污染環境，也耗費了大量的土地資源。因此，粉煤灰的綜合利用一直都是環境保護領域的一個重要課題。
[0007]CN103833406A公開了一種發泡陶瓷保溫板及其制備方法，其是以粉煤灰提鋁殘渣為主要原料，輔助以滑石、煤矸石、助熔劑、穩定劑、發泡劑、還原劑等，并在1150?1200°C氧化氣氛下燒結并保溫0.5?2h后隨爐冷卻得到發泡陶瓷保溫板。在該發明的一種優選實施例中，原料按重量百分含量計包含:粉煤灰提取氧化鋁殘渣30?50 %、滑石5?10 %、煤矸石5?10%、助熔劑35?50%、以及適量的輔料，制得的發泡陶瓷保溫板具有更輕的性能和更強的抗拉強度。該發泡陶瓷保溫板的制備方法包括以下步驟:(I)將粉煤灰提鋁殘渣、煤矸石、滑石、助熔劑、穩定劑、發泡劑以及還原劑按照重量百分為進行混合后，導入球磨罐中，加入原料總量0.8倍的水量進行濕法球磨，制得漿料；(2)采用電爐烘干干燥-粉碎工藝先對漿料進行干燥，再將干燥后的固體研磨成粉末，烘干溫度優選為在90?120°C的烘干溫度下烘干30?60min ； (3)燒結前驅體粉料，燒結的溫度為1150?1200°C，燒結時間為30?120min，冷卻后形成發泡陶瓷保溫板。
【發明內容】
[0008]為了克服現有產品密度較大，保溫性能較差，成本高，原材料來源有限，制作設備多，制作工藝復雜，耗時耗能，并對環境造成污染等種種缺陷和不足，本發明提供一種方法簡便、性能優異、能降低生產成本的粉煤灰輕質隔熱發泡陶瓷保溫板及其制備方法。
[0009]現有技術CN103833406A公開的發泡陶瓷保溫板雖然采用固體廢料粉煤灰為主要原料，但其最高添加量為70%，高嶺土等普通陶瓷行業原料的添加量幾乎占到了原料配方組成的一半，成本較高。此外，為了使制得的發泡陶瓷保溫板具有適用于建筑外墻保溫的性能，增強其防火阻燃、抗老化能力、穩定性以及降低其導熱性等性能，上述方法還額外添加了穩定劑及還原劑，不僅增加了原料成本，且采用燒結改性劑等物質使得制備過程中會出現很多技術問題，如:發泡不易控制，坯體容易產生夾層，在燒結中出現鼓泡、開裂等現象，同時成型過程比較復雜，需要壓機、干燥等設備，投資費用很大。
[0010]CN103833406A公開的發泡陶瓷保溫板的導熱系數較高，達到0.092W/ (m.K，200°C )，因此其保溫隔熱性能較差，例如在炎熱的夏天，室外溫度較高時，由于其隔熱性能差，會使熱量很快傳到室內，提高室內溫度；而在寒冷的冬天，由于其保溫性能差，會使室內熱量大量的傳到室外，不能起到很好的保溫效果。
[0011]為了克服上述現有技術的問題，根據本發明的一個方面，提供了一種粉煤灰輕質隔熱發泡陶瓷保溫板，其特征在于，所述發泡陶瓷保溫板按重量百分含量計含有如下原料:粉煤灰65?85%，除塵灰O?12%、優選4?10%，膨潤土 10?25%，電廠爐渣O?10%、優選5?9%，和發泡劑0.1-4% (外加)、優選0.2?3% (外加)，所述發泡劑的含量是指發泡劑相對于所述粉煤灰、除塵灰、膨潤土和電廠爐渣的混合料的總質量的添加比例。
[0012]根據上述的發泡陶瓷保溫板，其特征在于，粉煤灰的含量為70-80%。
[0013]根據上述的發泡陶瓷保溫板，其特征在于，膨潤土的含量為15-20%。
[0014]根據上述的發泡陶瓷保溫板，其特征在于，發泡劑是碳化硅和/或半焦。
[0015]根據上述的發泡陶瓷保溫板，其特征在于，發泡劑是碳化硅，其用量為0.3-0.6%。
[0016]根據上述的發泡陶瓷保溫板，其特征在于，發泡劑是半焦，其用量為1-2%。
[0017]根據上述的發泡陶瓷保溫板，其特征在于，發泡劑是碳化硅和半焦，碳化硅的用量為0.3-0.6%，半焦的用量為1-2%。
[0018]根據上述的發泡陶瓷保溫板，其特征在于，所述粉煤灰按重量百分含量計包含:Si0250?60%, Al20320?40%,Fe2033 ~ 10%, CaO 4?7%，其余鎂、鉀、鈉等元素的氧化物占5?15%。
[0019]根據上述的發泡陶瓷保溫板，其特征在于，所述膨潤土按重量百分含量計包含:Si0260?80%, Al2O31?20%, Fe2032 ~ 1%, CaO 2?5%，其余鎂、鉀、鈉等元素的氧化物占5?15%。
[0020]根據上述的發泡陶瓷保溫板，其特征在于，所述電廠爐渣的主要成分以重量含量計為Si0240?60%, Al20330?40%, Fe2033 ~ 8%, CaO 3?7%，其余鎂、鉀、鈉等元素的氧化物占5?15%。
[0021]根據上述的發泡陶瓷保溫板，其特征在于，碳化硅的細度為325目。
[0022]根據本發明的另一方面，提供了一種粉煤灰輕質隔熱發泡陶瓷保溫板的制備方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟:
[0023]步驟a，配料、球磨，先將各原料按比例混合得到混合料，再將混合料進行干磨得到混合粉料；
[0024]步驟b，裝匣，將混合粉料平鋪在底部鋪有氧化鋁粉的匣缽中；
[0025]步驟C，高溫燒結，在1150?1200°C的氧化氣氛下燒結，燒結完后保溫0.5?3h ;
[0026]步驟d，冷卻，即得到所述一種粉煤灰輕質隔熱發泡陶瓷保溫板。
[0027]根據上述的制備方法，其特征在于，所述膨潤土是先將膨潤土原礦初步粉碎后經過烘干至膨潤土的含水率<0.5%為止，再以氧化鋁球進行干磨6?12h后過200目篩網得到微粉。
[0028]根據上述的制備方法，其特征在于，在步驟a中，干磨工序是采用粒徑為0.5?2cm的氧化鋁球石作為研磨介質，按照混合料:研磨介質=1:1.5?2(質量比例)的比例干法球磨I?3h。
[0029]根據上述的制備方法，其特征在于，在步驟a中，混合料干磨后得到的混合粉料的粒度為200目以上。
[0030]根據上述的制備方法，其特征在于，在步驟b中，在匣缽的底部均勻平鋪氧化鋁粉體、在匣缽四壁涂覆氧化鋁漿料。
[0031]根據上述的制備方法，其特征在于，在步驟c中，燒結的加熱程序為:室溫?600°C之間加熱2?5h、優選3?4hr，在600?1000 °C之間加熱I?4h、優選1.5?3hr，在1000?最高溫度點(1150?12000C )之間加熱I?3h、優選2?2.5hr，在1150?1200°C保溫0.5?3h，、優選I?2.5hr。
[0032]根據本發明的另一方面，本發明提供上述的保溫板在作為建筑保溫材料中的應用。
[0033]根據上面所述的應用，其中所述建筑保溫材