CN102167546A - 一种类沸石型轻质保温隔音板材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种应用于建筑物外墙或非承重墙墙体填充或建筑物顶层的类沸石型轻质保温隔音板材，该板材包括干粉浆料和轻骨料，干粉浆料是采用粉煤灰通过复合碱激发剂进行激发形成的类沸石型地聚合物，其组成包括重量配比为70-85％的粉煤灰、5-15％的磷渣、8-20％的复合碱激发剂和0.1-0.3％的抗裂纤维；轻骨料为EPS颗粒；干粉浆料和轻骨料的投料比为85-95∶5-15。本发明的类沸石型轻质保温隔音板材，容重低，抗压强度高，不仅具有良好的保温隔热性能，而且对声波各频段的吸音效果特别好。本发明还提供了一种上述类沸石型轻质保温隔音板材的制备方法，该方法工艺条件简单易实现。

Description

一种类沸石型轻质保温隔音板材及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种保温隔音板材，尤其涉及一种应用于建筑物外墙或非承重墙墙体填充或建筑物顶层的轻质保温隔音板材，更具体是涉及一种采用地聚合物作为胶凝材料的应用于建筑物外墙或非承重墙墙体填充或建筑物顶层的类沸石型轻质保温隔音板材。本发明还涉及这种类沸石型轻质保温隔音板材的制备方法。
背景技术
传统的保温板材是采用聚苯乙烯泡沫颗粒、水泥、起泡剂和稳定剂经搅拌成型后养护而制成。水泥是一种传统胶凝材料，由于其高资源，高能源消耗，高碳排放，越来越不符合当前可持续发展战略的要求。
地聚合物是利用粘土、粉煤灰、钢渣或矿渣等工业废渣(以铝硅酸盐为主要成分)与碱性硅酸盐溶液混合，在强碱激发下固化生成的一类新的、有高强度等级、无水泥熟料的高性能地聚合物材料，该材料具有和天然沸石相近的三维网格结构，这种地聚合物产物结构被称为类沸石结构。地聚合物是碱激活胶凝材料中最具前途的一类新型的高性能无机聚合材料，由于其特殊的无机缩聚三维氧化物网络结构，使得地聚合物在众多方面具有比高分子材料、水泥、陶瓷和金属更高的高温性能和机械性能；另一方面，地聚合物材料制造过程中的能耗和三废排放量都非常低，材料对环境友好并且可以很好地被回收利用，是一种可持续发展的“绿色环保材料”。
近年来EPS板在较多领域中得到使用，但大多数为一次性使用，因此每年大约有上千万立方米废弃的EPS板，由于处理与降解困难而成为危害环境的白色污染。发达国家出于环境保护与资源综合利用需要，将废弃EPS加工成颗粒作为轻骨料，配制轻混凝土和轻质砂浆，已在建筑工程中得到应用。利用大量工业废料聚乙烯泡沫作为改性EPS轻集料混凝土的轻骨料，不仅有环保、利废的作用，而且由于EPS颗粒的轻质保温性能，改性EPS轻集料混凝土相对于普通混凝土更具有轻质、隔热、节能等优越性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种以地聚合物粉煤灰为胶凝材料、以废弃聚苯乙烯泡沫塑料为轻骨料制成的类沸石型轻质保温隔音板材，该板材具有成本低、强度高、轻质、保温和隔音等优点。
本发明的另一个目的提供一种上述类沸石型轻质保温隔音板材的制备方法。
为实现以上第一个目的，本发明的类沸石型轻质保温隔音板材，包括干粉浆料和轻骨料，特点是，干粉浆料是采用粉煤灰通过复合碱激发剂进行激发形成的类沸石型地聚合物，其组成包括重量配比为70-85％的粉煤灰、5-15％的磷渣、8-20％的复合碱激发剂和0.1-0.3％的抗裂纤维；轻骨料为EPS颗粒；干粉浆料和轻骨料的重量配比为85-95∶5-15。
上述复合碱激发剂是由NaOH和水玻璃组成，复合碱激发剂的模数为0.8-1.5。
上述NaOH优选分析纯NaOH，水玻璃可以采用模数为3.2的工业水玻璃。
为了使干粉浆料的强度达到最高，上述复合激发剂的模数优选1.2。
上述干粉浆料各组分的重量配比优选75-80％、10-15％的磷渣、8-15％的复合激发剂和0.1-0.3％的抗裂纤维。
上述抗裂纤维优选聚丙烯纤维、聚酯纤维、聚丙烯腈纤维、木质素纤维的一种或两种以上混合物。
上述EPS颗粒是采用EPS板破碎而成，粒度优选2-4mm。
为实现以上第二个目的，本发明的类沸石型轻质保温隔音板材制备方法是将重量配比为70-85％的粉煤灰、5-15％的磷渣、8-20％的复合碱激发剂和0.1-0.3％的抗裂纤维混合均匀制成干粉浆料，再加入EPS颗粒，充分混合压入模具成型，脱模后蒸汽养护，干粉浆料与EPS颗粒的投料重量配比为85-95∶5-15。
上述的制备方法中，养护温度优选30-60℃，养护时间优选3-7天。
上述的制备方法中，复合碱激发剂是采用分析纯的NaOH溶液滴加到工业水玻璃溶液中，调整其模数为0.8-1.5。
本发明的类沸石型轻质保温隔音板材，干粉浆料是以粉煤灰作为主要原料的地聚合物，通过自制的复合碱激发剂进行激发，并用磷渣来调整干粉浆料的凝结时间，实现将工业废渣变废为宝、再次利用的目的；而将废弃的EPS破碎成颗粒作为轻质骨料使用，也有环保利废的作用；另外，本发明中的磷渣，既可代替部分粉煤灰，又可缓解溶胶形成和脱水反应的速度，延缓凝结时间，省去了缓凝剂的加入。本发明的轻质保温隔音板材，采用具有类沸石型结构的地聚合物作为胶凝材料和EPS颗粒作为轻质骨料，使制品具有轻质、保温、隔音等优势，制品的容重仅为500-700kg/m3，导热系数在0.087-0.113W/(m.K)，对1700-6300Hz频段有较强的吸声效果，在中频波段2500-4000Hz和高频波段5000-6300Hz的平均吸声系数大于0.2，不仅具有良好的保温隔热性能，而且对声波吸音效果特别好。
具体实施方式
实施例1
1、干粉浆料的配方及配制
粉煤灰                     79％
磷渣                       10％
复合碱性激发剂             10.7％
聚丙稀纤维                 0.3％
按上述重量比，将各组分搅拌均匀配制成干粉浆料，其中复合碱激发剂是采用分析纯的NaOH溶液滴加到模数为3.2的工业水玻璃溶液中，调整其模数为1.2，Na2O含量为9％；
2、轻质保温隔音板材的制备
取上述干粉浆料90份，EPS颗粒10份，充分混合后压入模具成型，成型1天后脱模，在60℃下养护3天；其中EPS颗粒是将废弃的EPS板破碎成粒度为3mm的颗粒。
3、板材性能
容重为500kg/m3，28d抗压强度为7.6Mpa，导热系数0.083W/(m·K)，在低频频段200-2000Hz的平均吸声系数为0.15、中频频段2500-4000Hz的平均吸声系数为0.20、高频频段5000-6300Hz的平均吸声系数为0.38。
实施例2
1、干粉浆料的配方及配制
粉煤灰                   79％
磷渣                     10％
复合碱性激发剂           10.7％
聚脂纤维                 0.3％
按上述重量比，将各组分搅拌均匀配制成干粉浆料，其中复合碱激发剂是采用分析纯的NaOH溶液滴加到模数为3.2的工业水玻璃溶液中，调整其模数为1.2，Na2O含量为9％；
2、轻质保温隔音板材的制备
取上述干粉浆料92份，EPS颗粒8份，充分混合后压入模具成型，成型1天后脱模，在60℃下养护4天；其中EPS颗粒是将废弃的EPS板破碎成粒度为2mm的颗粒。
3、板材性能
容重为800kg/m3，28d抗压强度为11.8Mpa，导热系数0.113W/(m·K)，在低频频段200-2000Hz的平均吸声系数为0.02、中频频段2500-4000Hz的平均吸声系数为0.22、高频频段5000-6300Hz的平均吸声系数为0.34。
实施例3：
1、干粉浆料的配方及配制
粉煤灰                75％
磷渣                  15％
碱性激发剂            9.7％
聚丙稀腈纤维          0.3％
按上述重量比，将各组分搅拌均匀配制成干粉浆料，其中复合碱激发剂是采用分析纯的NaOH溶液滴加到模数为3.2的工业水玻璃溶液中，调整其模数为1.2，Na2O含量为9％。
2、轻质保温隔音板材的制备
取上述干粉浆料90份，EPS颗粒10份，充分混合后压入模具成型，成型1天后脱模，在60℃下养护3天；其中EPS颗粒是将废弃的EPS板破碎成粒度为4mm的颗粒。
3、板材性能
容重为510kg/m3，28d抗压强度为7.1Mpa，导热系数0.087W/(m·K)，在低频频段200-2000Hz的平均吸声系数为0.16、中频频段2500-4000Hz的平均吸声系数为0.19、高频频段5000-6300Hz的平均吸声系数为0.37。
从以上实施例可以看出，本发明轻质保温隔音板材，容重低，导热好，对声波各频段都有较好的吸音性能。

Claims (10)

1.一种类沸石型轻质保温隔音板材，包括干粉浆料和轻骨料，其特征在于：所述干粉浆料是采用粉煤灰通过复合碱激发剂进行激发形成的类沸石型地聚合物，其组成包括重量配比为70-85％的粉煤灰、5-15％的磷渣、8-20％的复合碱激发剂和0.1-0.3％的抗裂纤维；所述轻骨料为EPS颗粒；干粉浆料和轻骨料的重量配比为85-95∶5-15。
2.根据权利要求1所述的类沸石型轻质保温隔音板材，其特征在于：所述复合碱激发剂是由NaOH和水玻璃组成，复合碱激发剂的模数为0.8-1.5。
3.根据权利要求2所述的类沸石型轻质保温隔音板材，其特征在于：所述NaOH为分析纯NaOH，水玻璃为模数3.2的工业水玻璃。
4.根据权利要求3所述的类沸石型轻质保温隔音板材，其特征在于：所述复合激发剂的模数优选1.2。
5.根据权利要求3或4所述的类沸石型轻质保温隔音板材，其特征在于：所述干粉浆料各组分的重量配比为75-80％、10-15％的磷渣、8-15％的复合激发剂和0.1-0.3％的抗裂纤维。
6.根据权利要求3或4所述的类沸石型轻质保温隔音板材，其特征在于：所述抗裂纤维为聚丙烯纤维、聚酯纤维、聚丙烯腈纤维、木质素纤维的一种或两种以上混合物。
7.根据权利要求3或4所述的类沸石型轻质保温隔音板材，其特征在于：所述EPS颗粒是采用EPS板破碎而成，粒度为2-4mm。
8.一种权利要求1所述的类沸石型轻质保温隔音板材制备方法，其特征在于：将重量配比为70-85％的粉煤灰、5-15％的磷渣、8-20％的复合碱激发剂和0.1-0.3％的抗裂纤维混合均匀制成干粉料，再加入EPS颗粒，充分混合压入模具成型，脱模后蒸汽养护，干粉料与EPS颗粒的投料重量配比为85-95∶5-15。
9.根据权利要求8所述的类沸石型轻质保温隔音板材制备方法，其特征在于：所述的养护温度为30-60℃，养护时间为3-7天。
10.根据权利要求8所述的类沸石型轻质保温隔音板材制备方法，其特征在于：所述的复合碱激发剂是采用分析纯的NaOH溶液滴加到工业水玻璃溶液中，调整其模数为0.8-1.5。
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