CN86103637A - 粉煤灰超轻体隔热材料 - Google Patents

Abstract

本发明以电厂废料粉煤灰、石灰膏、石棉为主要原料，加少量水玻璃和石膏可制成超轻体隔热材料。质量指标：抗压强度10—15公斤/cm³；导热系数0.038—0.060大卡/米、时、度；抗折强度3.8—5公斤/cm³。容量250—280公斤/m³。本发明原料易得，造价低廉。

Description

本发明是一种超轻体隔热材料。是主要由电厂废料粉煤灰和石灰膏制成的超轻体隔热材料。

随着高层建筑的日益增多，以及发电、油田开采、化工、船舶等工业的迅速发展，急需质轻、高强、导热系数小的隔热材料。质轻、高强的隔热材料、建筑材料不但可以大量减少能源的消耗，而且还可以减轻物体的重量，近年来的研究已有不少成效。如US4328034，US3957501，US4453978等。

本发明的目的在于选用电厂废料-粉煤灰和易得原料石灰作主要原料，制备超轻体隔热材料，既可消除污染，兴利除害，又能制成具有较高使用价值的廉价隔热材料。

这种隔热材料所选用的原料是磨细的含主要成份为SiO₂，Al₂O₃及CaO的粉煤灰和含主要成份是CaO的经消解后的石灰膏，还有水玻璃，耐火纤维和石膏粉等。这些原料在使用时要经慎重筛选，合理配料，然后混合升温，蒸汽发泡，蒸压养护，烘干之后才能制得合格的成品。

制成较好的超轻体隔热材料适宜的配料比是：

粉煤灰    50%～65%

石灰    32%～43%

耐火纤维    3%～7%

其中粉煤灰、石灰中的化学成份含量有时波动较大，故要求控制各有效成份的克分子比来调节实际投料量，现以A表示有效成份的克分子比，A值的计算式和限定范围是：

$\mathrm{A=}\frac{X_{\mathrm{c\; a\; o}}}{X_{{\mathrm{S\; i\; o}}_2}{\mathrm{+X}}_{{\mathrm{Al}}_2{O}_3}}\mathrm{=0.78～1.00}$

式中：X_CaO-制备物总量中含氧化钙克分子数。

$X_{{\mathrm{S\; iO}}_2}\mathrm{+X}{}_{{\mathrm{Al}}_{2}O{}_3}$ -制备物总量所需粉煤灰中含SiO₂和Al₂O₃克分子数之和。

在实际投料时，显然，总投料量确定后，原材料化学成份测定后，按上比值再计算出粉煤灰、石灰膏的用量一起投入凝胶缸中。

按上述比值，粉煤灰、石灰和耐火纤维用量确定后，再以此总量为准，按重量百分比计算硅酸钠（水玻璃）用量0.01～0.20%，石膏用量为2-5%，水是总量的4-8倍，以5-7倍为宜。值得说明的是：石灰膏中已含一定量的水，再加总水量时，石灰膏中的水量，也计入总水量之内。

制造该超轻体隔热材料的详细工艺过程是：

一、选料备料：

取CaO含量大于80%的生石灰，预先以5～10倍水量在罐中预消化，用80-120目筛过滤，并测定滤浆中CaO的含量，该含量作为上述料比计算的依据。

粉煤灰磨细至180目以上，烘干，使水份小于4%，并测定其二氧化硅、三氧化二铝及氧化钙等的含量，此含量也作为上述料比计算的依据。对粉煤灰质量要求应满足下述限定：

SiO₂50-70%

Al₂O₃15-30%

SiO₂+Al₂O₃大于75%

灼烧损失    小于8%

用料中的耐火纤维，一般选用石棉和矿棉较为廉价。

水玻璃和石膏粉一般即为市售工业品。

物料备齐预制，筛选，按料比计算完毕后，除水玻璃、石膏外，一并投入凝胶罐中。石灰膏的含水量远小于用水总量，不足之水量按计算补足之。

二、凝胶发泡：

将投料搅拌混合升温，待温度升至100℃时按料比量加入水玻璃、石膏粉，保温搅拌30分钟左右。

将上述产生胶凝之胶体排入发泡罐中继续发泡，发泡可形成中空结构，发泡必须保持2-4个饱和蒸汽压力，温度必须高于100℃，在3-8转/分缓慢搅拌下维持2-4小时，随即进入压缩成型工序。

三、压缩成型：

为使坯体平滑，模型上要加光滑的滤水罩，在30～50吨压力下压制成型。

四、蒸压养护：

为使坯体发生质变，具有强度，生成水化硫硅酸钙和水化硫铝酸钙，须对坯体在高温水热条件下进行蒸压养护。蒸压釜的压力越高，制品质量越好。蒸压养护升温时先缓慢升温5个小时升到6个大气压力，后加速升温一个小时到八个大气压以上。然后进行恒压阶段，时间为10～14小时，随之进行降压（降温），时间控制在5个小时，压力降至零时，须停留半个小时后开釜，出制品。

五、烘干：

出釜后制品，必须进烘干室烘干，使水份在2%以下，然后包装出厂。

本发明所得制品的质量及技术指标可达：

抗压强度 10kg-15kg/cm³

抗折强度 3.8kg-5kg/cm³

导热系数    0.038大卡-0.060大卡/米·时·度

容量 250kg-280kg/m³

本发明所述超轻体隔热材料，可根据需要制成不同的型体，和粉状物。

这些隔热材料，可用于各工业部门，作为保温材料，或填充物。它们造价低廉并可兴利除害，具有经济和社会价值。

实例

先将含CaO为90%的生石灰975公斤，装入消化罐中，按消化操作加入5850公斤水进行消化、搅拌使之成为石灰膏。经100目筛网过滤后打入石灰膏储罐中待用。

根据总量计算所需的水量，扣除石灰膏中已带入的水量，将尚须补加的水量11650公斤水打入凝胶罐中，待用的石灰膏也打入凝胶罐中，同时放入SiO₂含量为50%，Al₂O₃含量为34%的粉煤灰1375公斤，石棉140公斤，在搅拌状态下升温至100℃。加入水玻璃0.45公斤，石膏粉50公斤，在100℃下保温搅拌30分钟左右，至产生凝胶为止。

将凝胶全部排入发泡罐中，保持3个饱和水汽压力，在动态下使之发泡成为泡粒状，这个阶段大约在2-4个小时完成。

根据需要的坯体型状，将完成发泡后的粒状胶体，填入坯模，开动油压机至30～50吨压力下压制成型。

将压制成型的坯体，送入蒸压釜，加高压养护使之生成水化硫硅酸钙和水化硫铝酸钙，蒸压养护先缓慢升温，5个小时升至6个大气压，后加速升温一个小时升到8个大气压以上。然后恒压12小时，降压（降温）5个小时，压力降至0时停半小时后开釜出制品。出釜制品进干燥室于75℃-130℃下烘干。制品水份在2%以下即包装出厂。

Claims (5)

1、一种超轻体隔热材料，其特征是该材料由磨细粉煤灰、石灰膏、水玻璃、耐火纤维、石膏等经消化、筛选配料，混合升温，蒸汽发泡，蒸压养护，烘干而制成，该材料适宜配比(W%)是：

粉煤灰    50%～65%

石灰      32%～43%

耐火纤维  3%～7%

依据粉煤灰和石灰中氧化钙、二氧化硅和三氧化二铝含量的不同，由克分子比A的数值限定范围，A的数值计算与其值的范围为：

$\mathrm{A=}\frac{X_{\mathrm{c\; a\; o}}}{X_{{\mathrm{S\; i\; o}}_2}{\mathrm{+X}}_{{\mathrm{Al}}_2{O}_3}}\mathrm{=0.78～1.00}$

粉煤灰、耐火纤维和石灰总量确定后，根据总量，再按重量百分比加入硅酸钠0.01%～0.2%、石膏2-5%、水5-8倍，以6倍为宜。

2、按照权利要求1所说的超轻体隔热材料其特定的制造工艺是：

一、选料备料：

取CaO含量大于80%的生石灰，预先以生石灰重量的5-8倍的水量在罐中预消化，用80-120目筛过滤，并测定滤浆中CaO的含量;粉煤灰磨细至180目以上，烘干，使水份小于4%，按照权利要求1所说的超轻体隔热材料适宜的配料比，计算实际配料量，除水玻璃、石膏外，将备好之含水料一并投入凝胶罐中，石灰膏中的含水量小于用水总量。不足之水按计算补足。

二、胶凝发泡：

将投料搅拌混合升温，待温度升至100℃时按料比量加入水玻璃、石膏粉保温搅拌30分钟。

将上述产生胶凝之胶体，排入发泡罐中继续发泡，发泡压力必须保持2-4个饱和蒸汽压力，温度必须高于100℃，在3-8转/分缓慢搅拌下维持2-4小时，随即进入压缩成型工序。

三、压缩成型：

为使坯体平滑，模型上要加光滑的滤水罩，在30-50吨压力下，压制成型。

四、蒸压养护：

蒸压养护时，先缓慢升温，5个小时升到6个大气压，后加速升温，再经1小时升到8个大气压以上，然后进入恒压阶段，时间为10～14小时，随之进行降压（降温），时间控制在5个小时，压力降至零后需停留半小时，开釜出制品。

五、烘干：

出釜后的制品，经进入烘干室烘干，水份在2%以下即包装出厂。

3、按照权利要求1、2所说超轻体隔热材料中所使用的细粉煤灰是火力发电厂烧燃后所得到的具有火山性质的细灰，要求其主要化学成份的重量百分含量指标是：

SiO₂50-70%

Al₂O₃15-30%

SiO₂+Al₂O₃大于75%

灼烧损失  小于8%

4、按照权利要求1、2所说的超轻体隔热材料中所使用的耐火纤维，可以是石棉，软化矿棉等耐火纤维。

5、按照权利要求1、2所说的超轻体隔热材料可以是根据需要的成型物，也可以是成品粉状物。