粉煤灰輕質(zhì)隔熱發(fā)泡陶瓷保溫板及其制法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種建筑外墻保溫材料，更具體地說，本發(fā)明涉及一種粉煤灰輕質(zhì)隔熱發(fā)泡陶瓷保溫板及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]墻體保溫是建筑節(jié)能中的關(guān)鍵，外墻保溫由于其施工比較方便而成為建筑行業(yè)的首選，尤其適合北方等寒冷地區(qū)。建筑外墻保溫材料是影響建筑節(jié)能一個(gè)重要的影響因素。目前有機(jī)保溫材料幾乎占領(lǐng)了國(guó)內(nèi)建筑保溫材料市場(chǎng)，有機(jī)類保溫材料主要包括發(fā)泡聚苯板(EPS)、擠塑聚苯板(XPS)、噴涂聚氨酯(SPU)、聚苯顆粒等。其優(yōu)點(diǎn)主要是質(zhì)輕、致密性高、保溫隔熱性好，但也存在許多缺點(diǎn)，如不耐老化、變形系數(shù)大、穩(wěn)定性差、安全穩(wěn)固性差、易燃燒、生態(tài)環(huán)保性很差、施工難度大、成本較高等。
[0003]2009年9月25日，國(guó)家公安部、國(guó)家建設(shè)部聯(lián)合發(fā)布了“關(guān)于印發(fā)《民用建筑外保溫系統(tǒng)及外墻裝飾防火暫行規(guī)定》”的通知，通知規(guī)定:民用建筑外保溫材料的燃燒性能宜為A級(jí)。這就意味著存在有防火等級(jí)低、穩(wěn)定性和耐久性差等固有缺陷的有機(jī)保溫材料已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)有政策對(duì)建筑保溫材料的規(guī)定。因此，目前急需開發(fā)可供選擇的與建筑同壽命的外墻結(jié)構(gòu)自保溫體系和耐久安全的外墻保溫材料，以利于建筑節(jié)能工作的開展。政府和市場(chǎng)都急需此類技術(shù)和產(chǎn)品。
[0004]研宄發(fā)現(xiàn)，屬于無機(jī)保溫材料的發(fā)泡陶瓷保溫板產(chǎn)品具有防火阻燃，變形系數(shù)小，抗老化，性能穩(wěn)定，生態(tài)環(huán)保性好，與墻基層和抹面層相容性好，安全穩(wěn)固性好，可與建筑物同壽命的優(yōu)點(diǎn)。更重要的是這種產(chǎn)品的防火等級(jí)為Al級(jí)，能夠克服有機(jī)材料怕明火，易老化的致命弱點(diǎn)，可作為理想的建筑保溫隔熱材料。
[0005]但是，現(xiàn)有的發(fā)泡陶瓷板大都采用價(jià)格昂貴的礦石和精細(xì)陶瓷作為主要原料，生產(chǎn)成本高昂且生產(chǎn)過程需要消耗大量資源，使得發(fā)泡陶瓷保溫板得不到廣泛的應(yīng)用。
[0006]粉煤灰是燃煤電廠排出的主要固體廢物，是我國(guó)當(dāng)前排量較大的工業(yè)廢渣之一。隨著電力工業(yè)的發(fā)展，燃煤電廠的粉煤灰排放量逐年增加，絕大多數(shù)灰渣堆積于灰場(chǎng)，這不僅嚴(yán)重污染環(huán)境，也耗費(fèi)了大量的土地資源。因此，粉煤灰的綜合利用一直都是環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的一個(gè)重要課題。
[0007]CN103833406A公開了一種發(fā)泡陶瓷保溫板及其制備方法，其是以粉煤灰提鋁殘?jiān)鼮橹饕?，輔助以滑石、煤矸石、助熔劑、穩(wěn)定劑、發(fā)泡劑、還原劑等，并在1150?1200°C氧化氣氛下燒結(jié)并保溫0.5?2h后隨爐冷卻得到發(fā)泡陶瓷保溫板。在該發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施例中，原料按重量百分含量計(jì)包含:粉煤灰提取氧化鋁殘?jiān)?0?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(fā)泡陶瓷保溫板具有更輕的性能和更強(qiáng)的抗拉強(qiáng)度。該發(fā)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?jiān)⒚喉肥?、滑石、助熔劑、穩(wěn)定劑、發(fā)泡劑以及還原劑按照重量百分為進(jìn)行混合后，導(dǎo)入球磨罐中，加入原料總量0.8倍的水量進(jìn)行濕法球磨，制得漿料；(2)采用電爐烘干干燥-粉碎工藝先對(duì)漿料進(jìn)行干燥，再將干燥后的固體研磨成粉末，烘干溫度優(yōu)選為在90?120°C的烘干溫度下烘干30?60min ； (3)燒結(jié)前驅(qū)體粉料，燒結(jié)的溫度為1150?1200°C，燒結(jié)時(shí)間為30?120min，冷卻后形成發(fā)泡陶瓷保溫板。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為了克服現(xiàn)有產(chǎn)品密度較大，保溫性能較差，成本高，原材料來源有限，制作設(shè)備多，制作工藝復(fù)雜，耗時(shí)耗能，并對(duì)環(huán)境造成污染等種種缺陷和不足，本發(fā)明提供一種方法簡(jiǎn)便、性能優(yōu)異、能降低生產(chǎn)成本的粉煤灰輕質(zhì)隔熱發(fā)泡陶瓷保溫板及其制備方法。
[0009]現(xiàn)有技術(shù)CN103833406A公開的發(fā)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(yè)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(fā)泡陶瓷保溫板具有適用于建筑外墻保溫的性能，增強(qiáng)其防火阻燃、抗老化能力、穩(wěn)定性以及降低其導(dǎo)熱性等性能，上述方法還額外添加了穩(wěn)定劑及還原劑，不僅增加了原料成本，且采用燒結(jié)改性劑等物質(zhì)使得制備過程中會(huì)出現(xiàn)很多技術(shù)問題，如:發(fā)泡不易控制，坯體容易產(chǎn)生夾層，在燒結(jié)中出現(xiàn)鼓泡、開裂等現(xiàn)象，同時(shí)成型過程比較復(fù)雜，需要壓機(jī)、干燥等設(shè)備，投資費(fèi)用很大。
[0010]CN103833406A公開的發(fā)泡陶瓷保溫板的導(dǎo)熱系數(shù)較高，達(dá)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(shí)，由于其隔熱性能差，會(huì)使熱量很快傳到室內(nèi)，提高室內(nèi)溫度；而在寒冷的冬天，由于其保溫性能差，會(huì)使室內(nèi)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(xiàn)有技術(shù)的問題，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種粉煤灰輕質(zhì)隔熱發(fā)泡陶瓷保溫板，其特征在于，所述發(fā)泡陶瓷保溫板按重量百分含量計(jì)含有如下原料:粉煤灰65?85%，除塵灰O?12%、優(yōu)選4?10%，膨潤(rùn)土 10?25%，電廠爐渣O?10%、優(yōu)選5?9%，和發(fā)泡劑0.1-4% (外加)、優(yōu)選0.2?3% (外加)，所述發(fā)泡劑的含量是指發(fā)泡劑相對(duì)于所述粉煤灰、除塵灰、膨潤(rùn)土和電廠爐渣的混合料的總質(zhì)量的添加比例。
[0012]根據(jù)上述的發(fā)泡陶瓷保溫板，其特征在于，粉煤灰的含量為70-80%。
[0013]根據(jù)上述的發(fā)泡陶瓷保溫板，其特征在于，膨潤(rùn)土的含量為15-20%。
[0014]根據(jù)上述的發(fā)泡陶瓷保溫板，其特征在于，發(fā)泡劑是碳化硅和/或半焦。
[0015]根據(jù)上述的發(fā)泡陶瓷保溫板，其特征在于，發(fā)泡劑是碳化硅，其用量為0.3-0.6%。
[0016]根據(jù)上述的發(fā)泡陶瓷保溫板，其特征在于，發(fā)泡劑是半焦，其用量為1-2%。
[0017]根據(jù)上述的發(fā)泡陶瓷保溫板，其特征在于，發(fā)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(jù)上述的發(fā)泡陶瓷保溫板，其特征在于，所述粉煤灰按重量百分含量計(jì)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(jù)上述的發(fā)泡陶瓷保溫板，其特征在于，所述膨潤(rùn)土按重量百分含量計(jì)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(jù)上述的發(fā)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(jì)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(jù)上述的發(fā)泡陶瓷保溫板，其特征在于，碳化硅的細(xì)度為325目。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種粉煤灰輕質(zhì)隔熱發(fā)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(jìn)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?zé)Y(jié)，在1150?1200°C的氧化氣氛下燒結(jié)，燒結(jié)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(zhì)隔熱發(fā)泡陶瓷保溫板。
[0027]根據(jù)上述的制備方法，其特征在于，所述膨潤(rùn)土是先將膨潤(rùn)土原礦初步粉碎后經(jīng)過烘干至膨潤(rùn)土的含水率<0.5%為止，再以氧化鋁球進(jìn)行干磨6?12h后過200目篩網(wǎng)得到微粉。
[0028]根據(jù)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(zhì)，按照混合料:研磨介質(zhì)=1:1.5?2(質(zhì)量比例)的比例干法球磨I?3h。
[0029]根據(jù)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(jù)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(jù)上述的制備方法，其特征在于，在步驟c中，燒結(jié)的加熱程序?yàn)?室溫?600°C之間加熱2?5h、優(yōu)選3?4hr，在600?1000 °C之間加熱I?4h、優(yōu)選1.5?3hr，在1000?最高溫度點(diǎn)(1150?12000C )之間加熱I?3h、優(yōu)選2?2.5hr，在1150?1200°C保溫0.5?3h，、優(yōu)選I?2.5hr。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供上述的保溫板在作為建筑保溫材料中的應(yīng)用。
[0033]根據(jù)上面所述的應(yīng)用，其中所述建筑保溫材