CN107117875A - 一种地质聚合物建筑材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地质聚合物建筑材料，其组分按质量百分数配比为：地质聚合物30%～70%、轻骨料30%～70%、抗腐蚀抗氧化颜料10%～15%、相容剂3%‑5%、加工助剂3%‑5%、紫外线吸收剂1%‑3%、水10%～30%；其中，所述地质聚合物为粉末状，所述轻骨料为颗粒状。本发明契合了当前建筑节能保温领域的防火性能要求，其容重、抗压强度、防火等级（A1级）等指标均符合相关应用标准，完全可以满足建筑外墙防火隔离带的性能要求，不仅可以有效缓解当前节能防火领域材料匮乏的现状，促进建筑节能工作的稳步推进，还从源头上抑制了建筑火灾的发生，满足了实际使用要求。

Description

一种地质聚合物建筑材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种地质聚合物建筑材料及其制备方法，属于建筑材料技术领域。

背景技术

地质聚合物为非晶质至半晶质三维硅铝酸盐材料，具有火山灰活性的矿物质原料及工业固体废弃物均可用于制备地质聚合物。地质聚合物材料在矿物组成上完全不同于硅酸盐水泥，它是由无定形矿物组成，其主要原料为高活性偏高岭土、粉煤灰、矿渣等，加入碱性激发剂(苛性钾、苛性钠、水玻璃、硅酸钾等 )，经配料、混匀、加水搅拌成型，并在一定时间内通过水化聚合、脱水硬化形成的一类可替代硅酸盐水泥的无机非金属材料。地质聚合物因其制备在常温下完成，能耗和三废排放量都非常低，因此具有环境友好性，是一种可持续发展的绿色环保材料。

近年来，国内发生了多起高层建筑火灾，均系建筑外墙保温材料易燃造成的，给国民经济带来了巨大的损失。要求建筑外墙保温材料必须采用A类不燃材料，由于长期以来我国建筑外墙保温材料市场一直以苯板、挤塑板为主。因而，在国家对外墙保温材料防火等级要求的政策指引下，利用隔热材料制备技术，研发一种契合当前建筑节能保温领域的防火性能要求，其容重、抗压强度、防火等级（A1级）等指标均符合相关应用标准，完全可以满足建筑外墙防火隔离带的性能要求的建筑材料是迫在眉睫。

发明内容

本发明正是针对现有技术存在的不足，提供一种地质聚合物建筑材料及其制备方法，契合了当前建筑节能保温领域的防火性能要求，其容重、抗压强度、防火等级（A1级）等指标均符合相关应用标准，完全可以满足建筑外墙防火隔离带的性能要求，不仅可以有效缓解当前节能防火领域材料匮乏的现状，促进建筑节能工作的稳步推进，还从源头上抑制了建筑火灾的发生，满足了实际使用要求。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案如下：

一种地质聚合物建筑材料，其组分按质量百分数配比为：地质聚合物30%～70%、轻骨料30%～70%、抗腐蚀抗氧化颜料10%～15%、相容剂3%-5%、加工助剂3%-5%、紫外线吸收剂1%-3%、水10%～30%；

其中，所述地质聚合物为粉末状，所述轻骨料为颗粒状。

作为上述技术方案的改进，所述地质聚合物建筑材料还包括按质量百分数配比为20%～30%的泡沫剂。

作为上述技术方案的改进，所述轻骨料是通过河道淤泥、工业淤泥经过高温无害化处理而形成的轻骨料颗粒。

作为上述技术方案的改进，所述抗腐蚀抗氧化颜料主要包括2%～3%的耐磨基材、3%～5%的抗氧化颜料、3%～5%的固化剂、以及2%的其它耐氧化材料混合形成。

作为上述技术方案的改进，所述加工助剂为丙烯酸酯类聚合物P551，所述紫外吸收剂为巴斯夫UV-329。

具体地，所述地质聚合物建筑材料的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤一、混料搅拌：将通过河道淤泥，工业淤泥通过高温无害化处理而形成的轻骨料颗粒和地质聚合物（粉末状）及抗腐蚀抗氧化颜料倒入搅拌机进行搅拌至搅拌均匀为止；

步骤二、等离子电极：将步骤一混料置入等离子体装置的下电极介质上，电压28kV，电流2.4mA、间隙3mm的操作条件下照射1-3分钟；

步骤三、浇筑（挤压）成型：对步骤二处理后的混料加入水进行搅拌至均匀形成混合物，对混合物进行浇注形成地质聚合物的建筑材料；

步骤四、养护处理：对浇注成的地质聚合物的建筑材料通入蒸汽和自然空气对其进行养护，养护完成之后形成成品；

步骤五、成品包装：对成品进行切割，形成需要的不同规格的建筑材料，再对其进行包装储存。

本发明与现有技术相比较，本发明的实施效果如下：

本发明所述的一种地质聚合物建筑材料及其制备方法，采用原料绝大多数是工业固体废弃物，其中河道淤泥，工业淤泥掺量在30%-70%，通过本技术的开展生产的产品契合当前建筑节能保温领域的防火性能要求，完全可以替代当前建筑外墙保温领域使用的产品，不仅可以有效缓解当前节能防火领域材料匮乏的现状，促进建筑节能工作的稳步推进，还从根本上杜绝了因保温材料燃烧造成的火灾隐患（包括防静电作用）。同时，有效地解决了陶瓷产业集群抛光废渣排放对人居环境的污染问题，大大提高陶瓷产业的固体废弃物的资源化利用，真正体现了绿色循环经济的可持续发展特点。

此外，本发明的创新是采用干法混料方式，使生产工序大大简化，并采用陶瓷抛光废料为主要原料，既节省了相关原料处理设备的固定投入，同时也加大地降低了产品的生产成本，满足了实际使用要求。

具体实施方式

下面将结合具体的实施例来说明本发明的内容。

实施例1：

本实施例所述一种地质聚合物建筑材料，其组分按质量百分数配比为：地质聚合物30%、轻骨料30%、、抗腐蚀抗氧化颜料10%、相容剂3%、加工助剂3%、紫外线吸收剂1%、水10%；

其中，所述地质聚合物为粉末状，所述轻骨料为颗粒状。

具体地，所述地质聚合物建筑材料还包括按质量百分数配比为20%的泡沫剂；所述轻骨料是通过河道淤泥、工业淤泥经过高温无害化处理而形成的轻骨料颗粒；所述抗腐蚀抗氧化颜料主要包括2%的耐磨基材、3%的抗氧化颜料、3%的固化剂、及2%的其它耐氧化材料混合形成。

具体地，所述加工助剂为丙烯酸酯类聚合物P551，所述紫外吸收剂为巴斯夫UV-329。

更具体地，所述地质聚合物建筑材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、混料搅拌：将通过河道淤泥，工业淤泥通过高温无害化处理而形成的轻骨料颗粒和地质聚合物（粉末状）及抗腐蚀抗氧化颜料倒入搅拌机进行搅拌至搅拌均匀为止；

步骤二、等离子电极：将步骤一混料置入等离子体装置的下电极介质上，电压28kV，电流2.4mA、间隙3mm的操作条件下照射1分钟；

步骤三、浇筑（挤压）成型：对步骤二处理后的混料加入水进行搅拌至均匀形成混合物，对混合物进行浇注形成地质聚合物的建筑材料；

步骤四、养护处理：对浇注成的地质聚合物的建筑材料通入蒸汽和自然空气对其进行养护，养护完成之后形成成品；

步骤五、成品包装：对成品进行切割，形成需要的不同规格的新型建筑材料，再对其进行包装储存。

本实施例是将河道淤泥、工业淤泥通过高温无害化处理而形成的轻骨料颗粒和地质聚合物（粉末状）倒入搅拌机进行搅拌至搅拌均匀为止；再把轻骨料颗粒和地质聚合物（粉末状）以及水倒入搅拌机搅拌均匀之后的混合物进行浇注，形成地质聚合物的新型建筑材料，浇注成地质聚合物的新型建筑材料以后通过蒸汽和自然空气对其进行养护，养护完成之后，最后形成成品，然后对产品进行切割，最后形成我们需要的不同规格的新型建筑材料，对其进行包装储存。

本发明所述的地质聚合物的建筑材料及其制备方法，采用原料绝大多数是工业固体废弃物，其中河道淤泥，工业淤泥掺量在30%-70%，通过本技术的开展生产的产品契合当前建筑节能保温领域的防火性能要求，完全可以替代当前建筑外墙保温领域使用的产品，不仅可以有效缓解当前节能防火领域材料匮乏的现状，促进建筑节能工作的稳步推进，还从根本上杜绝了因保温材料燃烧造成的火灾隐患。同时，有效地解决了陶瓷产业集群抛光废渣排放对人居环境的污染问题，大大提高陶瓷产业的固体废弃物的资源化利用，真正体现了绿色循环经济的可持续发展特点。

此外，本发明的创新是采用干法混料方式，使生产工序大大简化，并采用陶瓷抛光废料为主要原料，既节省了相关原料处理设备的固定投入，同时也加大地降低了产品的生产成本，满足了实际使用要求。

附注1：下述为本发明所述地质聚合物建筑材料实验数据相关性能指标参数：

技术指标

容重 kg.m-3 130-190

导热系数 w/（m.k） 0.042-0.068

抗压强度 MPa ≥0.9

吸水率 % ≤6

抗冻融性 优

附注2：步骤一中可以根据产品性能的要求不同来调整地质聚合物和轻骨料的比例。

附注3：本发明所述建筑材料可广泛用于建筑节能防火、工业防腐、外墙保温、防火防静电隔离带、防腐管材（砖）、防火门芯板和保温装饰一体化墙材等领域；且形成的产品可作为墙体材料，铺设道路桥梁，汽车发动隔热灶，用于绿化等。

实施例2：

本实施例所述一种地质聚合物建筑材料，其组分按质量百分数配比为：地质聚合物70%、轻骨料70%、抗腐蚀抗氧化颜料15%、相容剂5%、加工助剂5%、紫外线吸收剂3%、水30%；

其中，所述地质聚合物为粉末状，所述轻骨料为颗粒状。

具体地，所述地质聚合物建筑材料还包括按质量百分数配比为30%的泡沫剂；所述轻骨料是通过河道淤泥、工业淤泥经过高温无害化处理而形成的轻骨料颗粒；所述抗腐蚀抗氧化颜料主要包括3%的耐磨基材、5%的抗氧化颜料、5%的固化剂、及2%的其它耐氧化材料混合形成。

具体地，所述加工助剂为丙烯酸酯类聚合物P551，所述紫外吸收剂为巴斯夫UV-329。

更具体地，所述地质聚合物建筑材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、混料搅拌：将通过河道淤泥，工业淤泥通过高温无害化处理而形成的轻骨料颗粒和地质聚合物（粉末状）及抗腐蚀抗氧化颜料倒入搅拌机进行搅拌至搅拌均匀为止；

步骤二、等离子电极：将步骤一混料置入等离子体装置的下电极介质上，电压28kV，电流2.4mA、间隙3mm的操作条件下照射3分钟；

步骤三、浇筑（挤压）成型：对步骤二处理后的混料加入水进行搅拌至均匀形成混合物，对混合物进行浇注形成地质聚合物的建筑材料；

步骤四、养护处理：对浇注成的地质聚合物的建筑材料通入蒸汽和自然空气对其进行养护，养护完成之后形成成品；

步骤五、成品包装：对成品进行切割，形成需要的不同规格的新型建筑材料，再对其进行包装储存。

本实施例是将河道淤泥、工业淤泥通过高温无害化处理而形成的轻骨料颗粒和地质聚合物（粉末状）倒入搅拌机进行搅拌至搅拌均匀为止；再把轻骨料颗粒和地质聚合物（粉末状）以及水倒入搅拌机搅拌均匀之后的混合物进行浇注，形成地质聚合物的新型建筑材料，浇注成地质聚合物的新型建筑材料以后通过蒸汽和自然空气对其进行养护，养护完成之后，最后形成成品，然后对产品进行切割，最后形成我们需要的不同规格的新型建筑材料，对其进行包装储存。

本发明所述的地质聚合物的建筑材料及其制备方法，采用原料绝大多数是工业固体废弃物，其中河道淤泥，工业淤泥掺量在30%-70%，通过本技术的开展生产的产品契合当前建筑节能保温领域的防火性能要求，完全可以替代当前建筑外墙保温领域使用的产品，不仅可以有效缓解当前节能防火领域材料匮乏的现状，促进建筑节能工作的稳步推进，还从根本上杜绝了因保温材料燃烧造成的火灾隐患。同时，有效地解决了陶瓷产业集群抛光废渣排放对人居环境的污染问题，大大提高陶瓷产业的固体废弃物的资源化利用，真正体现了绿色循环经济的可持续发展特点。

此外，本发明的创新是采用干法混料方式，使生产工序大大简化，并采用陶瓷抛光废料为主要原料，既节省了相关原料处理设备的固定投入，同时也加大地降低了产品的生产成本，满足了实际使用要求。

附注1：下述为本发明所述地质聚合物建筑材料实验数据相关性能指标参数：

技术指标

容重 kg.m-3 130-190

导热系数 w/（m.k） 0.042-0.068

抗压强度 MPa ≥0.9

吸水率 % ≤6

抗冻融性 优

附注2：步骤一中可以根据产品性能的要求不同来调整地质聚合物和轻骨料的比例。

附注3：本发明所述建筑材料可广泛用于建筑节能防火、工业防腐、外墙保温、防火防静电隔离带、防腐管材（砖）、防火门芯板和保温装饰一体化墙材等领域；且形成的产品可作为墙体材料，铺设道路桥梁，汽车发动隔热灶，用于绿化等。

以上内容是结合具体的实施例对本发明所作的详细说明，不能认定本发明具体实施仅限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明保护的范围。

Claims (6)

1.一种地质聚合物建筑材料，其特征在于：其组分按质量百分数配比为：地质聚合物30%～70%、轻骨料30%～70%、抗腐蚀抗氧化颜料10%～15%、相容剂3%-5%、加工助剂3%-5%、紫外线吸收剂1%-3%、水10%～30%；

其中，所述地质聚合物为粉末状，所述轻骨料为颗粒状。

2.根据权利要求1所述一种地质聚合物建筑材料，其特征在于：所述地质聚合物建筑材料还包括按质量百分数配比为20%～30%的泡沫剂。

3.根据权利要求1所述一种地质聚合物建筑材料，其特征在于：所述轻骨料是通过河道淤泥、工业淤泥经高温无害化处理而形成的轻骨料颗粒。

4.根据权利要求1所述一种地质聚合物建筑材料，其特征在于：所述抗腐蚀抗氧化颜料主要包括2%～3%的耐磨基材、3%～5%的抗氧化颜料、3%～5%的固化剂、以及2%的其它耐氧化材料混合形成。

5.根据权利要求1所述一种地质聚合物建筑材料，其特征在于：所述加工助剂为丙烯酸酯类聚合物P551，所述紫外吸收剂为巴斯夫UV-329。

6.根据权利要求1-5所述一种地质聚合物建筑材料的制备方法，其特征在于：所述制备方法如下：

步骤一、混料搅拌：将通过河道淤泥，工业淤泥通过高温无害化处理而形成的轻骨料颗粒和地质聚合物（粉末状）及抗腐蚀抗氧化颜料倒入搅拌机进行搅拌至搅拌均匀为止；

步骤二、等离子电极：将步骤一混料置入等离子体装置的下电极介质上，电压28kV，电流2.4mA、间隙3mm的操作条件下照射1-3分钟；

步骤三、浇筑（挤压）成型：对步骤二处理后的混料加入水进行搅拌至均匀形成混合物，对混合物进行浇注形成地质聚合物的新型建筑材料；

步骤四、养护处理：对浇注成的地质聚合物的新型建筑材料通入蒸汽和自然空气对其进行养护，养护完成之后形成成品；

步骤五、成品包装：对成品进行切割，形成需要的不同规格的新型建筑材料，再对其进行包装储存 。