摻鐵尾礦阻燃型輕質保溫牆體材料及製備方法
2023-05-22 20:07:16
專利名稱：摻鐵尾礦阻燃型輕質保溫牆體材料及製備方法
技術領域：
本發明涉及輕質保溫牆體材料及製備方法，具體是以鐵尾礦為原料生產的阻燃型輕質保溫牆體材料及製備方法。㈡
背景技術：
礦產資源的開採和利用所產生的尾礦已嚴重汙染了環境。堆存鐵尾礦不僅營運費用高，而且佔用了大量土地，對土壤、水體造成汙染，破壞生態環境，成為安全隱患。相關數據顯示，鐵尾礦的利用率很低，我國每年排出鐵尾礦近3億噸，綜合利用率卻不到20%，且高端產品很少。廢棄的PS泡沫化學性能穩定、不易降解，易造成眾所周知的「白色汙染」，但它又是保溫性能很好的輕質材料，把它作為填充集料而製成的材料，密度低、導熱係數小、保溫、隔聲。目前也有利用鐵尾礦和摻加PS泡沫製備牆體材料的，但由於組分設計不盡合理，未對鐵尾礦的活性進行有效激發，摻加PS泡沫時未考慮產品的阻燃性，且還需摻如江砂等材料，導致製備工藝複雜，鐵尾礦利用率不高，所製備的牆體材料不具有阻燃性，強度偏低，不能滿足當前建築物輕質保溫牆體材料的性能和安全需求。曰
發明內容
本發明的目的是提供以水泥為膠凝材料、鐵尾礦為主要原料、PS泡沫為填充材料生產的一種阻燃型輕質保溫牆體材料及製備方法；所製成的材料具有容重小、力學強度高、導熱係數低、保溫效果好等優異性能，可以廣泛應用在框架結構建築物的內牆及各類非承重牆、裝飾材料以及屋頂的隔熱保溫等建築部位。本發明製備的阻燃型輕質保溫牆體材料，由下述重量份數比的原料製成
水泥22-25;羧酸系高效減水劑0. 25-0.3;鹼性激發劑4. 5-5.5;水13. 2-17.5;聚磷酸銨(短鏈APP) 2. 6 3. 5 ； PS泡沫1. 1-1. 5 ；鐵尾礦45-55本發明的摻鐵尾礦阻燃型輕質保溫牆體材料的製備方法，包括下述步驟①按比例取水及羧酸系高效減水劑加入攪拌反應器中，然後加入水泥混合均勻後，攪拌1 :3min ；②將鹼性激發劑和鐵尾礦加入反應器中攪拌混合製得漿料，再將PS泡沫、聚磷酸銨加入反應器攪拌均勻後得到混合料；③將混合料注入模具中振實成型；④成型後的試模置於標準養護箱內養護8 12小時脫模，脫模後視養護條件養護5- 天至可碼垛、運輸後即完成產品製備過程。產品性能參數要求1)幹容重2. OMpa ；3)導熱係數32; 5)產品表面平整、均勻，無開裂。本發明與現有技術相比具有如下特點
1、針對鐵尾礦的組分特點，本發明通過摻加鹼性激發劑，提高了鐵尾礦的活性，並因此提高了產品的力學性能。2、較其它技術，本發明降低了 PS泡沫摻加量，同時，製備過程中摻入了阻燃劑聚磷酸銨，保證了產品的阻燃性能和使用安全。3、本發明利用鐵尾礦完全取代了江砂，且無需蒸養，既避免了江砂採購、運輸等相關成本，又因為簡化了工藝流程和生產過程，而減少了設備投入和運行費用。4、本發明在保證容重和導熱係數等關鍵指標的前提下，產品力學性能相對於其它利用鐵尾礦製備的輕質保溫材料而言，有很大的改善二8天抗壓強度可達3. 0-6. OMpa,是輕質保溫材料的理想抗壓強度。本發明能使用密度較大、活性不高且佔用土地、汙染環境與生態的鐵尾礦，有效實現了工業尾礦的資源化，同時減輕了因鐵尾礦堆積而導致的一系列環境問題；使用不易降解的PS泡沫，可減輕白色汙染的壓力；通過激發，提高了鐵尾礦的活性，降低了膠凝劑用量；製備的產品容重小、重量輕、力學強度高、保溫效果好，屬新型建築節能保溫材料；對產品作的阻燃處理，有效提升了產品層次；因生產成本低而能大大提升生產企業競爭能力。另夕卜，本發明原料均可就地取材，因無需江砂等材料，生產工藝簡單，且無需蒸養，相關的性能指標通過配比進行調整，可滿足不同強度、保溫效果等使用要求，整個生產過程中沒有任何有毒、有害氣體和廢棄物產生，屬於環境友好技術。本產品具有容重小、導熱係數低、力學強度高、保溫效果好等特點。在生產輕質保溫材料的過程中使用了影響環境與生態的鐵尾礦和廢舊PS泡沫，並作了阻燃處理，既可變廢為寶，又可降低生產成本，同時符合國家推廣輕質保溫和建築節能的產業政策，提高了產品層次，不但能為企業帶來可觀的經濟效益，還有著重要的環保意義。具體實施例方式
實施例1
摻鐵尾礦阻燃型輕質保溫牆體材料，由下述重量份數比的原料製成 水泥23 ；羧酸系高效減水劑0.觀；鹼性激發劑5 ；水16;聚磷酸銨(APP) 3. 2; PS泡沫1.3 ；鐵尾礦50。①取水及羧酸系高效減水劑加入攪拌反應器中，然後加入華新水泥廠生產的強度等級為42. 5普通矽酸鹽水泥，混合均勻後，攪拌1 :3min ；②將鹼性激發劑熟石灰和鐵尾礦加入反應器中攪拌混合製得漿料，再將泡沫粒徑介於2. 36mm與0. 60mm之間的PS泡沫、 聚磷酸銨(APP)加入反應器攪拌均勻後得到混合料；③將混合料注入模具中振實成型；④ 成型後的試模置於標準養護箱內養護8 12小時脫模，脫模後視養護條件養護5- 天至可碼垛、運輸後即完成產品製備。檢測產品性能參數1)幹容重852Kg/m3 ；2) 28天抗壓強度3. 56Mpa ；3)導熱係數0. 158 ff/m. K ；4)氧指數>32 ；5)產品表面平整、均勻，無開裂，屬輕質保溫牆體材料。 實施例2
摻鐵尾礦阻燃型輕質保溫牆體材料，由下述重量份數比的原料製成 水泥23 ；羧酸系高效減水劑0. 28 ；鹼性激發劑5. 2 ；水13. 8 ；聚磷酸銨(APP) 2.8; PS 泡沫1.2;鐵尾礦52。①取水及羧酸系高效減水劑加入攪拌反應器中，然後加入華新水泥廠生產的強度等級為42. 5普通矽酸鹽水泥，混合均勻後，攪拌1 :3min ；②將鹼性激發劑熟石灰和鐵尾礦加入反應器中攪拌混合製得漿料，再將泡沫粒徑介於2. 36mm與0. 60mm之間的PS泡沫、 聚磷酸銨(APP)加入反應器攪拌均勻後得到混合料；③將混合料注入模具中振實成型；④ 成型後的試模置於標準養護箱內養護8 12小時脫模，脫模後視養護條件養護5- 天至可碼垛、運輸後即完成產品製備。檢測產品性能參數1)幹容重871 Kg/m3 ；2) 天抗壓強度3. 96 Mpa ；3)導熱係數0. 162 ff/m. K ；4)氧指數>32 ；5)產品表面平整、均勻，無開裂，屬輕質保溫牆體材料。 實施例3摻鐵尾礦阻燃型輕質保溫牆體材料，由下述重量份數比的原料製成 水泥25 ；羧酸系高效減水劑0. 3 ；鹼性激發劑4. 8 ；水17. 5 ；聚磷酸銨(APP) 3. 5 ；PS泡沫1. 3 ；鐵尾礦48。①取水及羧酸系高效減水劑加入攪拌反應器中，然後加入華新水泥廠生產的強度等級為42. 5普通矽酸鹽水泥，混合均勻後，攪拌1 :3min ；②將鹼性激發劑熟石灰和鐵尾礦加入反應器中攪拌混合製得漿料，再將泡沫粒徑介於2. 36mm與0. 60mm之間的PS泡沫、 聚磷酸銨(APP)加入反應器攪拌均勻後得到混合料；③將混合料注入模具中振實成型；④ 成型後的試模置於標準養護箱內養護8 12小時脫模，脫模後視養護條件養護5- 天至可碼垛、運輸後即完成產品製備。檢測產品性能參數1)幹容重866 Kg/m3 ；2)觀天抗壓強度5. 26 Mpa ；3)導熱係數0. 159 ff/m. K ；4)氧指數>32 ；5)產品表面平整、均勻，無開裂，屬輕質保溫牆體材料。實施例4
摻鐵尾礦阻燃型輕質保溫牆體材料，由下述重量份數比的原料製成 水泥22 ；羧酸系高效減水劑0. 25 ；鹼性激發劑5.5 ；水13.2 ；聚磷酸銨(APP)2.6 ;PS泡沫1. 1 ；鐵尾礦55。①取水及羧酸系高效減水劑加入攪拌反應器中，然後加入華新水泥廠生產的強度等級為42. 5普通矽酸鹽水泥，混合均勻後，攪拌1 :3min ；②將鹼性激發劑熟石灰和鐵尾礦加入反應器中攪拌混合製得漿料，再將泡沫粒徑介於2. 36mm與0. 60mm之間的PS泡沫、 聚磷酸銨(APP)加入反應器攪拌均勻後得到混合料；③將混合料注入模具中振實成型；④ 成型後的試模置於標準養護箱內養護8 12小時脫模，脫模後視養護條件養護5- 天至可碼垛、運輸後即完成產品製備。檢測產品性能參數1)幹容重876Kg/m3 ；2) 28天抗壓強度
3. 32Mpa ；3)導熱係數0. 160ff/m. K ；4)氧指數>32 ；5)產品表面平整、均勻，無開裂，屬輕質保溫牆體材料。實施例5
摻鐵尾礦阻燃型輕質保溫牆體材料，由下述重量份數比的原料製成 水泥M ；羧酸系高效減水劑0. 29 ；鹼性激發劑5. 2 ；水15. 6 ；聚磷酸銨(APP)3. 1 ；PS泡沫1. 5 ；鐵尾礦52。①取水及羧酸系高效減水劑加入攪拌反應器中，然後加入華新水泥廠生產的強度等級為42. 5普通矽酸鹽水泥，混合均勻後，攪拌1 :3min ；②將鹼性激發劑熟石灰和鐵尾礦加入反應器中攪拌混合製得漿料，再將泡沫粒徑介於2. 36mm與0. 60mm之間的PS泡沫、 聚磷酸銨(APP)加入反應器攪拌均勻後得到混合料；③將混合料注入模具中振實成型；④ 成型後的試模置於標準養護箱內養護8 12小時脫模，脫模後視養護條件養護5- 天至可碼垛、運輸後即完成產品製備。檢測產品性能參數1)幹容重789Kg/m3 ；2) 28天抗壓強度
3. 05Mpa ；3)導熱係數0. 141ff/m. K ；4)氧指數>32 ；5)產品表面平整、均勻，無開裂，屬輕質保溫牆體材料。實施例6
摻鐵尾礦阻燃型輕質保溫牆體材料，由下述重量份數比的原料製成
5水泥22 ；羧酸系高效減水劑0. 25 ；鹼性激發劑4. 5 ；水14. 3 ；聚磷酸銨(APP)2. 9 ；PS泡沫1. 1 ；鐵尾礦45。①取水及羧酸系高效減水劑加入攪拌反應器中，然後加入華新水泥廠生產的強度等級為42. 5普通矽酸鹽水泥，混合均勻後，攪拌1 :3min ；②將鹼性激發劑熟石灰和鐵尾礦加入反應器中攪拌混合製得漿料，再將泡沫粒徑介於2. 36mm與0. 60mm之間的PS泡沫、 聚磷酸銨(APP)加入反應器攪拌均勻後得到混合料；③將混合料注入模具中振實成型；④ 成型後的試模置於標準養護箱內養護8 12小時脫模，脫模後視養護條件養護5- 天至可碼垛、運輸後即完成產品製備。檢測產品性能參數1)幹容重873Kg/m3 ；2) 28天抗壓強度
3. 11 Mpa ；3)導熱係數0. 156ff/m. K ；4)氧指數>32 ；5)產品表面平整、均勻，無開裂， 屬輕質保溫牆體材料。上述實施例中所使用的鐵尾礦取自湖北省大冶市靈鄉選礦廠，堆積密度為 2000 2200 kg/m3，按《工業固體廢物採樣制樣技術規範》和《固體廢棄物試驗分析評價手冊》所述的方法採集，並乾燥處理；水泥使用華新水泥廠生產的強度等級為42. 5的普通矽酸鹽水泥，市售品；羧酸系高效減水劑、鹼性激發劑及阻燃劑聚磷酸銨(APP)均為市售品。 PS泡沫來源於廢品收購站。
權利要求
1.摻鐵尾礦阻燃型輕質保溫牆體材料，其特徵在於由下述重量份數比的原料製成 水泥22-25 ；羧酸系高效減水劑0. 25-0. 3 ；鹼性激發劑4. 5-5. 5 ；水13. 2-17. 5 ；聚磷酸銨(短鏈 APP) 2. 6 3. 5 ； PS 泡沫 1. 1-1. 5 ；鐵尾礦 45-55。
2.如權利要求1所述的摻鐵尾礦阻燃型輕質保溫牆體材料的製備方法，其特徵在於包括下述步驟①按比例取水及羧酸系高效減水劑加入攪拌反應器中，然後加入水泥混合均勻後，攪拌1 :3min ；②將鹼性激發劑和鐵尾礦加入反應器中混合攪拌製得料漿，再將PS 泡沫、聚磷酸銨(短鏈APP)加入反應器攪拌均勻後得到混合料；③將混合料注入模具中振實成型；④成型後的試模置於標準養護箱內養護8 12小時脫模，脫模後視養護條件養護5- 天至可碼垛、運輸後即完成產品製備過程；要求產品性能1)幹容重2. OMpa ；3)導熱係數32; 5)產品表面平整、 均勻，無開裂。
全文摘要
本發明公開了一種摻鐵尾礦阻燃型輕質保溫牆體材料及製備方法，首先將定量水泥、羧酸系高效減水劑和水混合後攪拌，再加入適量的鹼性激發劑和鐵尾礦攪拌成料漿，最後加入聚磷酸銨和PS泡沫攪拌製得混合料，混合料入模後振動成型，標準養護8～12小時脫模，脫模後視養護條件養護5-28天至可碼垛、運輸後即完成產品製備過程；所製備的牆體材料具有容重小、力學強度高、導熱係數低、保溫效果好等優異性能，可以廣泛應用在框架結構建築物的內牆及各類非承重牆、裝飾材料以及屋頂的隔熱保溫等建築部位。
文檔編號C04B28/00GK102503267SQ201110326060
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月25日 優先權日2011年10月25日
發明者劉美琴, 喻振賢, 姜玉鳳, 張如海, 李冰, 李宗明, 李匯, 汪飛, 陳敬堂, 陳躍, 雷雲 申請人:中國十五冶金建設集團有限公司, 黃石理工學院