CN103833295A

CN103833295A - 发泡水泥保温板、用于制作其的组合物及其制作方法

Info

Publication number: CN103833295A
Application number: CN201310685333.8A
Authority: CN
Inventors: 顾大钊; 严春杰; 周俊; 范龙; 王永旺; 李印昌; 郭昭华; 董宏
Original assignee: China Shenhua Energy Co Ltd; Shenhua Zhunneng Resources Development and Utilisation Co Ltd
Current assignee: China Shenhua Energy Co Ltd; Shenhua Zhunneng Resources Development and Utilisation Co Ltd
Priority date: 2013-12-13
Filing date: 2013-12-13
Publication date: 2014-06-04
Anticipated expiration: 2033-12-13
Also published as: CN103833295B

Abstract

本发明提供了一种发泡水泥保温板、用于制作其的组合物及其制作方法。用于制作发泡水泥保温板的组合物，组合物包括以下重量份的：水泥59～74；粉煤灰提铝残渣25～40；粘结剂2～8；发泡剂5～7；稳泡剂0.5～2；以及水40～60。本发明的组合物的粉煤灰提铝残渣中氧化硅和氧化铝与水泥水化释放的氢氧化钙发生水化反应，形成水硬性材料；同时2～8重量份的粘结剂用以提高所制作的发泡水泥保温板的强度；其中稳泡剂和发泡剂能够在发泡水泥保温板的中形成大量的孔隙，以上述组合物制作的发泡水泥保温板可以达到苏JG/T041-2011《复合发泡水泥板外墙外保温***应用技术规程》中Ⅰ型发泡水泥保温板主要性能指标的要求。

Description

发泡水泥保温板、用于制作其的组合物及其制作方法

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，具体而言，涉及一种发泡水泥保温板、用于制作其的组合物及其制作方法。

背景技术

粉煤灰是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，是燃煤电厂排出的主要固体废物，如果大量的粉煤灰不加处理，就会产生扬尘，污染大气；若排入水系会造成河流淤塞，而其中的有毒化学物质还会对人体和生物造成危害。近年来，人们发现部分地区的粉煤灰中铝的含量较高，可作为新的铝矿资源。从粉煤灰中提铝可使粉煤灰变废为宝，具有良好的社会效益和经济效益，但提铝后剩余的大量残渣废弃仍会造成二次污染。

由于建筑节能环保的要求，需要墙体材料密度小、强度大、保温隔热、隔音，而发泡水泥可以较好地满足上述条件。发泡水泥经发泡后，保温隔热和隔音性能指标大大提高，干密度可达300kg/m³，市场上用以水泥、粉煤灰、憎水剂、减水剂、激发剂、抗裂纤维、发泡剂等为原料制作的发泡水泥保温板。

在现有的发泡水泥生产中，发泡水泥的强度一直都是个大问题，限制了发泡水泥的应用与发展。为了提高无机材料的强度及性能，可用具有更优性能的无机材料代替部分原料，以达到增强效果，中国专利CN103011732介绍了由质量百分比10～20%的硬硅钙石浆料、80～90%的发泡水泥混合制备的硬硅钙石增强发泡水泥，其抗压强度由原来的0.3MPa提高到0.4MPa，能提高30%的抗压强度。

发明内容

本发明旨在提供一种发泡水泥保温板、用于制作其的组合物及其制作方法，提高了以粉煤灰提铝残渣制作的发泡水泥保温板的强度。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种用于制作发泡水泥保温板的组合物，组合物包括以下重量份的：水泥59～74；粉煤灰提铝残渣25～40；粘结剂2～8；发泡剂5～7；稳泡剂0.5～2；以及水40～60。

进一步地，上述粉煤灰提铝残渣中氯离子含量小于1wt%。

进一步地，上述粘结剂为水溶性环氧树脂乳液。

进一步地，上述水泥为普通硅酸盐水泥；发泡剂为30wt%的双氧水溶液；稳泡剂为硬脂酸钙。

进一步地，上述组合物还包括：0.4～0.7重量份的减水剂、0.3～1重量份的增强纤维。

进一步地，上述减水剂为聚羧酸型减水剂；优选增强纤维为玻璃纤维。

根据本发明的另一方面，提供了一种发泡水泥保温板，该发泡水泥保温采用上述的组合物为原料制作而成。

根据本发明的又一方面，提供了一种发泡水泥保温板的制作方法，该制作方法包括：步骤S1，将上述的组合物中各组分混合形成混合浆料；步骤S2，将混合浆料置于模具中发泡，放置7～10h后拆模，得到预成型保温板；步骤S3，将预成型保温板室温养护28天，得到发泡水泥保温板。

进一步地，上述步骤S1包括：步骤S11，将组合物中的粉煤灰提铝残渣、水泥、减水剂、稳泡剂混合，形成第一混合物；步骤S12，将第一混合物与组合物中的水、粘结剂混合，形成第二混合物；步骤S13，将第二混合物与组合物中的发泡剂混合，形成混合浆料。

进一步地，上述步骤S1包括：步骤S11’，将组合物中的粉煤灰提铝残渣、水泥、减水剂、增强纤维、稳泡剂混合，形成第一混合物；步骤S12’，将第一混合物与组合物中的水、粘结剂混合，形成第二混合物；步骤S13’，将第二混合物与组合物中的发泡剂混合，形成混合浆料。

进一步地，上述步骤S1还包括粉煤灰提铝残渣的预处理过程，预处理过程包括：将待处理粉煤灰提铝残渣依次进行水洗、过滤，得到滤饼；将滤饼依次进行干燥、研磨，得到氯离子含量小于1wt%的粉煤灰提铝残渣。

应用本发明的技术方案，粉煤灰提铝残渣中主要是非晶态氧化硅微粉及少量未提取的氧化铝，在以其作为发泡水泥保温板的组合物成分制作发泡水泥保温的过程中，其中的氧化硅和氧化铝与水泥水化释放的氢氧化钙发生水化反应，形成水硬性材料；同时向组合物中添加了2～8重量份的粘结剂用以提高所制作的发泡水泥保温板的强度，且粘结剂的量超过上述范围之后也不利于发泡水泥保温板的制作，过多会导致流动性变差，不利于发泡，还会提高成本；不足会导致强度偏低；其中稳泡剂和发泡剂的使用，能够在所形成的发泡水泥保温板的中形成大量的孔隙，以上述组合物制作的发泡水泥保温板可以达到苏JG/T041-2011《复合发泡水泥板外墙外保温***应用技术规程》中Ⅰ型发泡水泥保温板主要性能指标的要求。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照具体实施方式，对本发明作进一步详细的说明。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。

在本发明一种典型的实施方式中，提供了一种用于制作发泡水泥保温板的组合物，该组合物包括以下重量份的：水泥59～74；粉煤灰提铝残渣25～40；粘结剂2～8；发泡剂5～7；稳泡剂0.5～2；以及水40～60。

如背景技术所记载的，粉煤灰提铝残渣中主要是非晶态氧化硅微粉及少量未提取的氧化铝，在以其作为发泡水泥保温板的组合物成分制作发泡水泥保温的过程中，其中的氧化硅和氧化铝与水泥水化释放的氢氧化钙发生水化反应，形成水硬性材料；同时向组合物中添加了2～8重量份的粘结剂用以提高所制作的发泡水泥保温板的强度，且粘结剂的量超过上述范围之后也不利于发泡水泥保温板的制作，过多会导致流动性变差，不利于发泡，还会提高成本；不足会导致强度偏低；其中稳泡剂和发泡剂的使用，能够在所形成的发泡水泥保温板的中形成大量的孔隙，以上述组合物制作的发泡水泥保温板可以达到苏JG/T041-2011《复合发泡水泥板外墙外保温***应用技术规程》中Ⅰ型发泡水泥保温板主要性能指标的要求。

以粉煤灰提铝残渣作为制作发泡水泥保温板的组合物的组分，降低了发泡水泥保温板的原料成本，为粉煤灰提铝残渣找到了新的应用途径，避免了将粉煤灰提铝残渣废弃导致的环境污染和资源浪费。本发明组合物中所采用的粘结剂和发泡剂采用本领域制作发泡水泥保温板常用的粘结剂和发泡剂即可。

在粉煤灰酸法提取氧化铝的工艺容易在粉煤灰提铝残渣中残留少量氯离子，如果所残留的氯离子量过多，则容易对发泡水泥保温板的制作和性能产生影响，为了尽可能避免这种影响，优选控制上述粉煤灰提铝残渣中氯离子含量小于1wt%。

如上所描述的，本发明的粘结剂可以为现有技术中常用的粘结剂，优选具有高分子网络结构的聚合物，进一步优选该粘结剂为水溶性环氧树脂乳液，该水溶性环氧树脂乳液的水溶性较好，能够与物料混合更均匀。此外，本发明的水泥和发泡剂均可采用本领域制作发泡水泥保温板常用的水泥和发泡剂，本发明优选上述水泥为普通硅酸盐水泥；发泡剂为30wt%的双氧水溶液。稳泡剂的加入主要是为了提高气泡的稳定性，延长泡沫破灭的时间，优选上述稳泡剂为硬脂酸钙。

在本发明的又一种优选的实施例中，上述组合物还包括：0.3～0.7重量份的减水剂、0.3～1重量份的增强纤维。上述减水剂的使用能够在一定程度上减少水的用量，并且使所制作的发泡水泥保温板的强度保持不变；上述增强纤维的使用能够进一步提高所制作的发泡水泥保温板的强度。

可用于本发明的减水剂、增强纤维和稳泡剂均可采用本领域制作发泡水泥保温板常用的减水剂和增强纤维，本发明优选上述减水剂为聚羧酸型减水剂；优选上述增强纤维为玻璃纤维。

在本发明另一种典型的实施方式中，提供了一种发泡水泥保温板，发泡水泥保温采用上述的组合物为原料制作而成。采用上述组合物制作的发泡水泥保温具有良好的强度性能和保温性能，甚至某些性能参数可以达到苏JG/T041-2011《复合发泡水泥板外墙外保温***应用技术规程》中I型发泡水泥保温板主要性能指标的要求。

在本发明另一种典型的实施方式中，提供了一种发泡水泥保温板的制作方法，该制作方法包括：步骤S1，将上述组合物中各组分混合形成混合浆料；步骤S2，将混合浆料置于模具中发泡，放置7～10h后拆模，得到预成型保温板；以及步骤S3，将预成型保温板室温养护28天，得到发泡水泥保温板。上述制作方法采用本发明的组合物为原料制作发泡水泥保温板，制作流程采用本领域制作发泡水泥保温板的常规流程即可；在静置预养护时间控制在7～10h，使浆料产生适当的强度从而利于脱模，使得所制作的发泡水泥保温板的密度、强度和导热性能满足目前发泡水泥保温板的使用要求。

本发明为了使粘结剂、发泡剂的作用充分发挥，优选上述步骤S1包括：步骤S11，将组合物中的粉煤灰提铝残渣、水泥、稳泡剂混合，形成第一混合物；步骤S12，将第一混合物与组合物中的水、粘结剂混合，形成第二混合物；步骤S13，将第二混合物与组合物中的发泡剂混合，形成混合浆料。上述过程中，步骤S11是为了让粉料混合得更均匀，粉料混合均匀有利于产品泡径的均匀以及产品强度的提高，步骤S12是为了形成均匀的浆料，浆料的搅拌时间会影响产品最终的质量；步骤S13是为了将双氧水混合均匀，因为双氧水在碱性条件下反应生成氧气速率较快，一般，步骤S13在5～10s内完成。

在粉煤灰酸法提取氧化铝的工艺容易在粉煤灰提铝残渣中残留少量氯离子，如果所残留的氯离子量过多，则容易对发泡水泥保温板的制作和性能产生影响，为了尽可能避免这种影响，优选上述步骤S1还包括粉煤灰提铝残渣的预处理过程，预处理过程包括：将待处理粉煤灰提铝残渣依次进行水洗、过滤，得到滤饼；将滤饼依次进行干燥、研磨，得到氯离子含量小于1wt%的粉煤灰提铝残渣。

以下将结合实施例，进一步说明本发明的有益效果。

以下实施例和对比例中粉煤灰提铝残渣的氯离子含量为0.44%。

实施例1

按以下表1中的重量份数称取各组分，共计10kg。其中粘结剂采用粘度为800～1500的水性环氧树脂乳液。

将称量好的粉煤灰提铝残渣、水泥、稳泡剂、减水剂及增强纤维，放入搅拌机中并以800r/min的搅拌速度搅拌10min后，形成第一混合物；向上述搅拌机中加入水、粘结剂，搅拌4min后形成第二混合物；最后向搅拌机中加入发泡剂，搅拌5s后制成混合浆料。将混合浆料倒入模具中发泡，放置9h后拆模，室温养护至28天即得实施例1的发泡水泥保温板。

实施例2按以下表1中的重量份数称取各组分，共计10kg。其中粘结剂采用粘度为800-1500的水性环氧树脂乳液。

将称量好的粉煤灰提铝残渣、水泥、稳泡剂、减水剂及增强纤维，放入搅拌机中并以800r/min的搅拌速度搅拌10min后，形成第一混合物；向上述搅拌机中加入水、粘结剂，搅拌5min后形成第二混合物；最后向搅拌机中加入双氧水发泡剂，搅拌6s后制成混合浆料。将混合浆料倒入模具中发泡，放置10h后拆模，室温养护至28天即得实施例2的发泡水泥保温板。

实施例3

将称量好的粉煤灰提铝残渣、水泥、稳泡剂、减水剂及增强纤维，放入搅拌机中并以800r/min的搅拌速度搅拌10min后，形成第一混合物；向上述搅拌机中加入水、粘结剂，搅拌7min后形成第二混合物；最后向搅拌机中加入发泡剂，搅拌6s后制成混合浆料。将混合浆料倒入模具中发泡，放置8h后拆模，室温养护至28天即得实施例3的发泡水泥保温板。

实施例4

将称量好的粉煤灰提铝残渣、水泥、稳泡剂、减水剂及增强纤维，放入搅拌机中并以800r/min的搅拌速度搅拌10min后，形成第一混合物；向上述搅拌机中加入水、粘结剂，搅拌8min后形成第二混合物；最后向搅拌机中加入发泡剂，搅拌10s后制成混合浆料。将混合浆料倒入模具中发泡，放置7h后拆模，室温养护至28天即得实施例4的发泡水泥保温板。

实施例5

将称量好的粉煤灰提铝残渣、水泥、稳泡剂、减水剂及增强纤维，放入搅拌机中并以800r/min的搅拌速度搅拌10min后，形成第一混合物；向上述搅拌机中加入水、粘结剂，搅拌7min后形成第二混合物；最后向搅拌机中加入发泡剂，搅拌8s后制成混合浆料。将混合浆料倒入模具中发泡，放置10h后拆模，室温养护至28天即得实施例5的发泡水泥保温板。

对比例1

按以下表1中的重量份数称取各组分，共计10kg。将称量好的粉煤灰提铝残、水泥、稳泡剂、减水剂及增强纤维，放入搅拌机中并以800r/min的搅拌速度搅拌10min后，形成第一混合物；向上述搅拌机中加入水，搅拌8min后形成第二混合物；最后向搅拌机中加入发泡剂，搅拌10s后制成混合浆料。将混合浆料倒入模具中发泡，放置7h后拆模，室温养护至28天即得对比例1的发泡水泥保温板。

对实施例1至5以及对比例1的发泡水泥保温板的密度、导热系数、抗压强度、吸水率和阻燃等级进行测试，其中采用GB/T5486规定的试验方法检测发泡水泥保温板的干密度，采用GB/T10294规定的试验方法检测发泡水泥保温板的导热系数，采用GB/T5486规定的试验方法检测发泡水泥保温板的抗压强度，采用江苏省工程建设推荐性技术规程（苏JG/T041-2011）中关于“复合发泡水泥板外墙外保温***应用技术规程”的附录A中规定的方法检测发泡水泥保温板的吸水率；采用GB8624-1997规定的试验方法检测发泡水泥保温板的阻燃等级，测试结果见表2。

表1

表2

	密度/(kg/m³)	导热系数/(w/(m².k))	抗压强度/MPa	吸水率/%	阻燃等级
						实施例1	240	0.063	0.79	5.3	A
实施例2	250	0.066	0.84	5.4	A
						实施例3	207	0.069	1.20	5.6	A
实施例4	189	0.069	0.88	6.9	A
						实施例5	267	0.062	0.96	5.4	A
对比例1	256	0.77	0.61	9.7	A
						Ⅰ型指标	≤300	≤0.08	≥0.50	≤10.0	--

由表2看出，实施例1至5的性能参数均明显优于对比例1的性能参数，且抗压强度相对对比例1有明显提升，满足苏JG/T041-2011《复合发泡水泥板外墙外保温***应用技术规程》中Ⅰ型发泡水泥保温板主要性能指标的要求。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种用于制作发泡水泥保温板的组合物，其特征在于，所述组合物包括以下重量份的：

2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述粉煤灰提铝残渣中氯离子含量小于1wt%。

3.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述粘结剂为水溶性环氧树脂乳液。

4.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述水泥为普通硅酸盐水泥；所述发泡剂为30wt%的双氧水溶液；所述稳泡剂为硬脂酸钙。

5.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述组合物还包括：0.4～0.7重量份的减水剂、0.3～1重量份的增强纤维。

6.根据权利要求5所述的组合物，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸型减水剂；优选所述增强纤维为玻璃纤维。

7.一种发泡水泥保温板，其特征在于，所述发泡水泥保温采用权利要求1至6中任一项所述的组合物为原料制作而成。

8.一种发泡水泥保温板的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：

步骤S1，将权利要求1至6中任一项所述的组合物中各组分混合形成混合浆料；

步骤S2，将所述混合浆料置于模具中发泡，放置7～10h后拆模，得到预成型保温板；

步骤S3，将所述预成型保温板室温养护28天，得到所述发泡水泥保温板。

9.根据权利要求8所述的制作方法，其特征在于，所述步骤S1包括：

步骤S11，将所述组合物中的粉煤灰提铝残渣、水泥、减水剂、稳泡剂混合，形成第一混合物；

步骤S12，将所述第一混合物与所述组合物中的水、粘结剂混合，形成第二混合物；

步骤S13，将所述第二混合物与所述组合物中的发泡剂混合，形成所述混合浆料。

10.根据权利要求9所述的制作方法，其特征在于，所述步骤S1包括：

步骤S11’，将所述组合物中的粉煤灰提铝残渣、水泥、减水剂、增强纤维、稳泡剂混合，形成第一混合物；

步骤S12’，将所述第一混合物与所述组合物中的水、粘结剂混合，形成第二混合物；步骤S13’，将所述第二混合物与所述组合物中的发泡剂混合，形成所述混合浆料。

11.根据权利要求8所述的制作方法，其特征在于，所述步骤S1还包括所述粉煤灰提铝残渣的预处理过程，所述预处理过程包括：

将待处理粉煤灰提铝残渣依次进行水洗、过滤，得到滤饼；

将所述滤饼依次进行干燥、研磨，得到所述氯离子含量小于1wt%的所述粉煤灰提铝残渣。