一種綠色高強無機絕熱材料及其制備方法
【技術領域】
[0001 ]本發明屬于建筑材料技術領域，具體涉及一種綠色高強無機絕熱材料及其制備方 法。
【背景技術】
[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，減輕圍護結構的重 量，大幅度節能降耗，對于促進建筑業的發展、緩解能源危機以及提高人民的居住水平具有 重要意義。新型節能建筑材料是建筑節能的物質基礎，不同于普通的建筑材料，它不僅要具 有輕質高強的基本性能，而且要具有良好的保溫隔熱等熱工性能。另外，新型節能建筑材料 還要求在材料的生產中盡量減少或不使用不可再生資源，充分利用工業廢渣或廢棄物等材 料，在減少環境污染的同時降低生產成本。
[0003] 我國每年的粉煤灰和礦渣粉等工業廢渣的排放量非常大，不僅對環境造成了難以 估量的壓力，也是巨大的能源浪費。粉煤灰是一種粘土類火山灰質材料，具有潛在的水硬活 性;而磨細的礦粉具有很大的潛在活性，當達到一定細度時，在堿性激發劑的作用下，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，通過堿性激發劑的活性激發，加 入雙氧水和聚丙烯纖維制備無機高強綠色絕熱材料，不僅能解決工業廢渣的處理問題，變 廢為寶，同時作為一種新型建筑節能材料，有很好的應用前景。
[0004] 申請號為201410145026.5的中國發明專利公布了一種輕質粉煤灰基絕熱材料的 制備方法，先將膨潤土、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釜中，水熱反應條件下反 應6-24h，脫模，在100-200°C烘干，即可，其中，所述的混合漿料中膨潤土的質量百分含量為 0.0-2.0%，所述的粉煤灰在混合漿料中的質量百分含量為1.0-5.0%，所述的氧化鈣在混 合漿料中的質量百分含量為〇. 5-3.0 %，所述的水玻璃為鈉水玻璃，混合漿料中水玻璃的質 量百分含量為〇. 5-3.0 %。上述專利公布的技術方案在制備過程中需要對原材料進行球磨， 并且需要在高壓條件下進行水熱反應，制備過程較為復雜，必須嚴格控制反應條件。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種節能環保、抗壓 強度較高、導熱系數低且干燥收縮率低的綠色高強無機絕熱材料及其制備方法。
[0006] 本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：
[0007] -種綠色高強無機絕熱材料，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脂 纖維，該樹脂纖維的摻加量為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脂纖維，該樹脂纖維的摻加量 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為1.4-1.6,優選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為3.25，Na20含量為8.77 %，水玻璃模數由氫氧化鈉 調節。
[0012] 所述的樹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] 所述的樹脂纖維為聚丙烯纖維。
[0014] 所述的聚丙烯纖維的長度為8-15mm，密度為0.91g/cm3,斷裂伸長率為15-20%。
[0015] 優選的，所述的聚丙烯纖維的長度為12mm，密度為0.91g/cm3,斷裂伸長率為15-20% 〇
[0016] 所述的粉煤灰為二級粉煤灰。
[0017] -種綠色高強無機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、水玻璃及樹脂纖維，投入攪拌機中，于25-30°C下攪拌混合 均勻；
[0019] (2)在攪拌狀態下，將雙氧水加入攪拌機中，繼續攪拌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 的無機絕熱材料。
[0021] 步驟(2)所述的雙氧水中H2O2的質量含量為25-35%，優選30%。
[0022] 本發明提供的綠色高強無機絕熱材料中，各種原材料既具有不同作用，又相互發 揮協同作用，制備工藝設計具有特色。其中，粉煤灰和礦粉作為膠凝體系，通過水玻璃的活 性激發起膠結作用，水玻璃模數由氫氧化鈉調節，H 2O2分解產生氣體在漿體內形成孔隙，聚 丙烯纖維的加入改善該無機綠色高強絕熱材料的抗收縮開裂性能。
[0023]本發明綠色高強無機絕熱材料的三種功能可通過三種途徑實現:首先，力學性能 依靠粉煤灰、礦粉和水玻璃的協同作用形成致密結構;其次，傳熱性能依靠 H2O2產生的氣泡， 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搭接，阻 止干縮裂紋擴散，同時增強材料的韌性。
[0024] 本發明不使用高耗能原材料，充分利用工業廢棄物--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能意義且強度較高的絕熱材料，與相同絕 干密度的輕質水泥基絕熱材料相比，不僅具有較高的抗壓強度和較低的導熱系數，同時干 燥收縮率也比較低，因而降低了成本，提高了產品的市場競爭力。
[0025] 與現有技術相比，本發明具有以下特點：
[0026] 1)原材料充足且環保:本發明所用礦粉和粉煤灰都是工業廢棄物，排放量巨大，而 沒有使用高能耗高污染的原材料，如水泥等，所以本發明產品可以節約資源，減少生產能 耗，更具市場競爭力；
[0027] 2)工藝簡單:本發明采用常規攪拌方式及常溫養護工藝，制備方法過程簡單，適于 大規模工業化生產，進而產生規模效益；
[0028] 3)強度高且絕熱性和抗干燥收縮性好:與傳統輕質水泥基絕熱材料相比，本發明 產品不僅能滿足輕質水泥基絕熱材料的力學強度標準要求，還具有優異的保溫隔熱性能和 良好的抗收縮開裂性；
[0029] 4)成本低:本發明以工業廢棄物為主要原料，充分利用工業廢棄物本身的膠凝性， 提高了其附加價值，且制備工藝簡單，因而成本低廉，比傳統的類似技術方法更具有實用價 值。
【具體實施方式】
[0030] 下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。
[0031] 實施例1:
[0032] -種綠色高強無機絕熱材料，按粉煤灰:礦粉為7:3，水玻璃模數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。性能測試結果 見表1。
[0033] 實施例2:
[0034] 一種綠色高強無機絕熱材料，按粉煤灰:礦粉為6:4，水玻璃模數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。性能測試結果 見表1。
[0035] 實施例3:
[0036] 一種綠色高強無機絕熱材料，按粉煤灰:礦粉為6:4，水玻璃模數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。性能測試結果 見表1。
[0037]表1實施例性能測試結果
[0039] 實施例4:
[0040] 本實施例綠色高強無機絕熱材料，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脂纖維， 該樹脂纖維的摻加量為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為1.5,水玻璃為鈉水玻璃，該鈉水玻璃的初始 模數為3.25，Na2O含量為8.77 %，水玻璃模數由氫氧化鈉調節。
[0042] 所