CN113912311B - 保温砂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种保温砂，按质量百分比计，包括以下组分：45～65％珍珠岩尾矿粉、3～5％白云石、20～30％水泥、10～20％高炉粒化矿渣微粉、0.1～0.5％芒硝、0.1～0.5％减水剂以及余量的水，本发明还公开了该保温砂的制备方法，包括以下步骤：(1)将珍珠岩尾矿粉与白云石混合研磨后焙烧，冷却后粉磨，得混合粉末；(2)将芒硝、减水剂与水混合，得混合液；(3)将混合粉末与混合液混合，并加入水泥和高炉粒化矿渣微粉预湿搅拌，得混合料；(4)将混合料成球，得球胚；(5)将球胚抛圆，并喷洒聚醋酸乙烯酯，得保温砂胚；(6)对保温砂胚进行养护，得养护后的保温砂胚；(7)对养护后的保温砂胚进行干燥，得保温砂。本发明的保温砂具有良好的保温性能和抗压强度。

Description

保温砂及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及保温砂及其制备方法。
背景技术
随着社会的不断发展，居住城镇化增加，建筑能耗占总能耗的比重越来越大，因而建筑的节能具有十分重要的意义，目前，现有建筑物主要采用的保温体系为外墙外保温体系，传统的外墙外保温体系通过多层进行分层处理以提高墙体的保温性能，采用传统的外墙保温体系虽然可以满足墙体的保温需求，但是墙体内梁柱的冷热桥大多为具有高导热性的金属材料，由于金属材料的导热系数高，因此，需要在冷热桥的周围涂覆一层保温砂浆以降低冷热桥的导热性，目前，现有的保温砂浆大多以玻化微珠、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石等无机材料作为填充剂，由于这类多孔材料的内部存在孔隙，这导致保温砂浆虽然具有良好的保温性能，但形成的涂层力学性能差，难以涂覆在需要承重的冷热桥上。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种保温砂及其制备方法用于解决上述问题。
为实现上述目的，本发明的技术方案是:
一种保温砂，按质量百分比计，包括以下组分：45~65%珍珠岩尾矿粉、3~5%白云石、20~30%水泥、10~20%高炉粒化矿渣微粉、0.1~0.5%芒硝以及0.1~0.5%减水剂。
进一步地，所述珍珠岩尾矿粉的目数为60~80目。
进一步地，所述白云石的目数为80~120目。
进一步地，所述水泥为普通硅酸盐水泥以及白水泥中的至少一种。
进一步地，所述高炉粒化矿渣微粉的目数为270~325目。
进一步地，所述减水剂为木质素磺酸盐减水剂、萘磺酸盐减水剂、氨基磺酸盐减水剂以及脂肪酸减水剂中的至少一种。
进一步地，所述保温砂的制备方法，包括以下步骤：
（1）将珍珠岩尾矿粉与白云石混合后研磨，磨制180~200目后置于焙烧炉中在1080℃~1150℃的温度下焙烧2~4h，再冷却至室温后置于雷蒙机内粉磨至180~200目，得混合粉末；
（2）取一定量的水，将芒硝和减水剂加入水中进行混合，搅拌均匀，得混合液；
（3）将步骤（1）的混合粉末与步骤（2）的混合液混合，并加入水泥和高炉粒化矿渣微粉，采用双轴搅拌机进行预湿搅拌，得混合料；
（4）将步骤（3）的混合料输送至盘式成球机中成球，形成的球胚通过回转筛进行筛分，得粒径小于等于5mm的球胚；
（5）将步骤（4）的球胚置于抛丸机中进行抛圆，同时向抛圆后的球胚表面雾化喷洒聚醋酸乙烯酯，得保温砂胚；
（6）将步骤（5）的保温砂胚置于辊道窑中在55~65℃的温度下进行常压养护30~36h，得养护后的保温砂胚；
（7）将步骤（6）的养护后的保温砂胚置于热风炉中通热风干燥，冷却至室温，包装，即得保温砂。
进一步地，所述步骤（2）的芒硝、减水剂与水的质量比为1：1：150~200。
进一步地，所述步骤（5）的聚醋酸乙烯酯与球胚的质量比为1∶15~20。
进一步地，所述步骤（7）的保温砂内的水分小于10%。
本发明的保温砂及其制备方法的有益效果在于：
本发明以珍珠岩尾矿粉为基料，并添加芒硝、白云石和高炉粒化矿渣微粉，制备保温砂，珍珠岩尾矿粉烧结后可形成具有良好保温性能的珍珠岩陶粒和陶砂，以珍珠岩尾矿粉可以保证制备的保温砂具有较低的导热系数以及良好的保温性能，芒硝为十水合硫酸钠，是一种无机水合盐材料，当芒硝吸收或释放热量时会发生物态变化产生相变，从而对热量进行储存或释放，由于芒硝的储热密度较大，单位能量存储较高，能量存储过程近似恒温，并且相变前后体积基本不变，因此，通过加入芒硝可以有效降低保温砂的导热系数，提高保温砂的保温性能，进一步提高能源的有效利用率；于白云石是一种碳酸盐矿物，其作为碱性耐火材料本身呈碱性，将白云石与水泥和高炉粒化矿渣微粉混合，高炉粒化矿渣微粉在白云石的碱性激发作用下，可表现出较高的水硬性，产生和水泥相近的强度，因此，通过加入白云石激发高炉粒化矿渣微粉的水硬性能可以有效提高保温砂的水泥胶砂抗压强度。
附图说明
图1为本发明的保温砂制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合说明书附图以及具体实例对本发明作详细说明，本发明的保护范围不限于此。
本发明提供了一种保温砂，用于添加至建筑材料中以提高建筑的保温隔热性能，该保温砂的配方按质量百分比计，包括以下组分：45~65%60~80目的珍珠岩尾矿粉、3~5%80~120目的白云石、20~30%水泥、10~20%270~325目的高炉粒化矿渣微粉、0.1~0.5%芒硝以及0.1~0.5%减水剂；其中，所述水泥为普通硅酸盐水泥以及白水泥中的至少一种；所述减水剂为木质素磺酸盐减水剂、萘磺酸盐减水剂、氨基磺酸盐减水剂以及脂肪酸减水剂中的至少一种。
本发明还提供了该保温砂的制备方法，包括以下步骤：
（1）将珍珠岩尾矿粉与白云石混合后研磨，磨制180~200目后置于焙烧炉中在1080℃~1150℃的温度下焙烧2~4h，再冷却至室温后置于雷蒙机内粉磨至180~200目，得混合粉末；
（2）取一定量的水，芒硝、减水剂与水的质量比为1：1：150~200，将芒硝和减水剂加入水中进行混合，搅拌均匀，得混合液；
（3）将步骤（1）的混合粉末与步骤（2）的混合液混合，并加入水泥和高炉粒化矿渣微粉，采用双轴搅拌机进行预湿搅拌，得混合料；
（4）将步骤（3）的混合料输送至盘式成球机中成球，形成的球胚通过回转筛进行筛分，得粒径小于等于5mm的球胚；
（5）将步骤（4）的球胚置于抛丸机中进行抛圆，同时向抛圆后的球胚表面雾化喷洒聚醋酸乙烯酯，其中，聚醋酸乙烯酯与球胚的质量比为1∶15~20，得保温砂胚；
（6）将步骤（5）的保温砂胚置于辊道窑中在55~65℃的温度下进行常压养护30~36h，得养护后的保温砂胚；
（7）将步骤（6）的养护后的保温砂胚置于热风炉中通热风干燥，冷却至室温，包装，即得水分小于10%的保温砂。
实施例1
本实施例的保温砂的配方按质量百分比计，包括以下组分：61.8%60目的珍珠岩尾矿粉、3%80目的白云石、20%普通硅酸盐水泥、15%270目的高炉粒化矿渣微粉、0.1%芒硝、0.1%木质素磺酸盐减水剂以及余量的水。
本实施例的保温砂的制备方法，包括以下步骤：
（1）将珍珠岩尾矿粉与白云石混合后研磨，磨制180目后置于焙烧炉中在1080℃的温度下焙烧2h，再冷却至室温后置于雷蒙机内粉磨至180目，得混合粉末；
（2）取一定量的水，芒硝、木质素磺酸盐减水剂与水的质量比为1：1：150，将芒硝和木质素磺酸盐减水剂加入水中进行混合，搅拌均匀，得混合液；
（3）将步骤（1）的混合粉末与步骤（2）的混合液混合，并加入普通硅酸盐水泥和高炉粒化矿渣微粉，采用双轴搅拌机进行预湿搅拌，得混合料；
（4）将步骤（3）的混合料输送至盘式成球机中成球，形成的球胚通过回转筛进行筛分，得粒径小于等于5mm的球胚；
（5）将步骤（4）的球胚置于抛丸机中进行抛圆，同时向抛圆后的球胚表面雾化喷洒聚醋酸乙烯酯，其中，聚醋酸乙烯酯与球胚的质量比为1∶15，得保温砂胚；
（6）将步骤（5）的保温砂胚置于辊道窑中在55℃的温度下进行常压养护30~36h，得养护后的保温砂胚；
（7）将步骤（6）的养护后的保温砂胚置于热风炉中通热风干燥，冷却至室温，包装，即得水分小于10%的保温砂。
实施例2
本实施例的保温砂的配方按质量百分比计，包括以下组分：53.4%70目的珍珠岩尾矿粉、4%100目的白云石、25%白水泥、17%270~325目的高炉粒化矿渣微粉、0.3%芒硝以及0.3%萘磺酸盐减水剂。
本实施例的保温砂的制备方法，包括以下步骤：
（1）将珍珠岩尾矿粉与白云石混合后研磨，磨制200目后置于焙烧炉中在1100℃的温度下焙烧3h，再冷却至室温后置于雷蒙机内粉磨至180目，得混合粉末；
（2）取一定量的水，芒硝、萘磺酸盐减水剂与水的质量比为1：1：180，将芒硝和萘磺酸盐减水剂加入水中进行混合，搅拌均匀，得混合液；
（3）将步骤（1）的混合粉末与步骤（2）的混合液混合，并加入白水泥和高炉粒化矿渣微粉，采用双轴搅拌机进行预湿搅拌，得混合料；
（4）将步骤（3）的混合料输送至盘式成球机中成球，形成的球胚通过回转筛进行筛分，得粒径小于等于5mm的球胚；
（5）将步骤（4）的球胚置于抛丸机中进行抛圆，同时向抛圆后的球胚表面雾化喷洒聚醋酸乙烯酯，其中，聚醋酸乙烯酯与球胚的质量比为1∶17，得保温砂胚；
（6）将步骤（5）的保温砂胚置于辊道窑中在60℃的温度下进行常压养护30~36h，得养护后的保温砂胚；
（7）将步骤（6）的养护后的保温砂胚置于热风炉中通热风干燥，冷却至室温，包装，即得水分小于10%的保温砂。
实施例3
本实施例的保温砂的配方按质量百分比计，包括以下组分：50%80目的珍珠岩尾矿粉、5%120目的白云石、12%普通硅酸盐水泥、12%白水泥、20%325目的高炉粒化矿渣微粉、0.5%芒硝以及0.5%氨基磺酸盐减水剂。
本实施例的保温砂的制备方法，包括以下步骤：
（1）将珍珠岩尾矿粉与白云石混合后研磨，磨制200目后置于焙烧炉中在1150℃的温度下焙烧4h，再冷却至室温后置于雷蒙机内粉磨至200目，得混合粉末；
（2）取一定量的水，芒硝、减水剂与水的质量比为1：1：200，将芒硝和减水剂加入水中进行混合，搅拌均匀，得混合液；
（3）将步骤（1）的混合粉末与步骤（2）的混合液混合，并加入水泥和高炉粒化矿渣微粉，采用双轴搅拌机进行预湿搅拌，得混合料；
（4）将步骤（3）的混合料输送至盘式成球机中成球，形成的球胚通过回转筛进行筛分，得粒径小于等于5mm的球胚；
（5）将步骤（4）的球胚置于抛丸机中进行抛圆，同时向抛圆后的球胚表面雾化喷洒聚醋酸乙烯酯，其中，聚醋酸乙烯酯与球胚的质量比为1∶20，得保温砂胚；
（6）将步骤（5）的保温砂胚置于辊道窑中在65℃的温度下进行常压养护30~36h，得养护后的保温砂胚；
（7）将步骤（6）的养护后的保温砂胚置于热风炉中通热风干燥，冷却至室温，包装，即得水分小于10%的保温砂。
对比例1
本对比例的保温砂与实施例1的保温砂大致相同，其区别在于，本对比例的保温砂未添加芒硝。
对比例2
本对比例的保温砂与实施例1的保温砂大致相同，其区别在于，本对比例的保温砂未添加白云石。
实验例
将实施例1~3制备的保温砂以及对比例1和对比例2制备的保温砂进行检测，采用导热系数测定仪对实施例1~3的保温砂以及对比例1和对比例2的保温砂的导热系数进行测定，并根据GBT 17671-1999《水泥胶砂强度检验方法》对实施例1~3的保温砂以及对比例1和对比例2的保温砂的水泥胶砂抗压强度进行测定，具体检测结构见表1：
表1：实施例1~3以及对比例1和2的保温砂的性能数据表
性能 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2
导热系数/W/（m.k） 0.07 0.06 0.08 0.16 0.12
水泥胶砂抗压强度/MPa 13.7 14.2 13.9 12.8 10.4
由表1可知，实施例1~3制备的保温砂的导热系数均小于0.1W/（m.k），对比例1制备的保温砂由于没有添加芒硝，导致其导热系数大于0.1W/（m.k），这是由于芒硝为十水合硫酸钠，是一种无机水合盐材料，当芒硝吸收或释放热量时会发生物态变化产生相变，从而对热量进行储存或释放，由于芒硝的储热密度较大，单位能量存储较高，能量存储过程近似恒温，并且相变前后体积基本不变，因此，实施例1~3制备的保温砂通过加入芒硝可以有效降低保温砂的导热系数，提高保温砂的保温性能，进一步提高能源的有效利用率；同时，由表1可知，实施例1~3制备的保温砂的水泥胶砂抗压强度均大于13MPa，而对比例2制备的保温砂由于没有添加白云石，导致其水泥胶砂抗压强度为10MPa左右，这是由于白云石是一种碳酸盐矿物，其作为碱性耐火材料本身呈碱性，将白云石与水泥和高炉粒化矿渣微粉混合，高炉粒化矿渣微粉在白云石的碱性激发作用下，可表现出较高的水硬性，产生和水泥相近的强度，因此，实施例1~3制备的保温砂通过加入白云石激发高炉粒化矿渣微粉的水硬性能可以有效提高保温砂的水泥胶砂抗压强度。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种保温砂，其特征在于，按质量百分比计，包括以下组分：45~65%珍珠岩尾矿粉、3~5%白云石、20~30%水泥、10~20%高炉粒化矿渣微粉、0.1~0.5%芒硝以及0.1~0.5%减水剂；所述保温砂的制备方法，包括以下步骤：
（1）将珍珠岩尾矿粉与白云石混合后研磨，磨制180~200目后置于焙烧炉中在1080℃~1150℃的温度下焙烧2~4h，再冷却至室温后置于雷蒙机内粉磨至180~200目，得混合粉末；
（2）取一定量的水，将芒硝和减水剂加入水中进行混合，搅拌均匀，得混合液；
（3）将步骤（1）的混合粉末与步骤（2）的混合液混合，并加入水泥和高炉粒化矿渣微粉，采用双轴搅拌机进行预湿搅拌，得混合料；
（4）将步骤（3）的混合料输送至盘式成球机中成球，形成的球胚通过回转筛进行筛分，得粒径小于等于5mm的球胚；
（5）将步骤（4）的球胚置于抛丸机中进行抛圆，同时向抛圆后的球胚表面雾化喷洒聚醋酸乙烯酯，得保温砂胚；
（6）将步骤（5）的保温砂胚置于辊道窑中在55~65℃的温度下进行常压养护30~36h，得养护后的保温砂胚；
（7）将步骤（6）的养护后的保温砂胚置于热风炉中通热风干燥，冷却至室温，包装，即得保温砂。
2.根据权利要求1所述的保温砂，其特征在于，所述珍珠岩尾矿粉的目数为60~80目。
3.根据权利要求1所述的保温砂，其特征在于，所述白云石的目数为80~120目。
4.根据权利要求1所述的保温砂，其特征在于，所述水泥为普通硅酸盐水泥以及白水泥中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的保温砂，其特征在于，所述高炉粒化矿渣微粉的目数为270~325目。
6.根据权利要求1所述的保温砂，其特征在于，所述减水剂为木质素磺酸盐减水剂、萘磺酸盐减水剂、氨基磺酸盐减水剂以及脂肪酸减水剂中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的保温砂，其特征在于，所述步骤（2）的芒硝、减水剂与水的质量比为1：1：150~200。
8.根据权利要求1所述的保温砂，其特征在于，所述步骤（5）的聚醋酸乙烯酯与球胚的质量比为1∶15~20。
9.根据权利要求1所述的保温砂，其特征在于，所述步骤（7）的保温砂内的水分小于10%。
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