一種利用粉煤灰製備輕質泡沫多孔磚的方法
2023-05-09 07:22:06
專利名稱：一種利用粉煤灰製備輕質泡沫多孔磚的方法
技術領域：
本發明屬於新型建築材料技術領域，涉及一種利用粉煤灰生產輕質泡沫多孔磚的方法。
技術背景粉煤灰是火力發電廠排出的工業廢渣，其排放量隨著經濟的快速發展而不斷增加。目前 ，我國粉煤灰年排放量近2.0億噸，而其利用率不足50%，不但佔用大量土地，而且還對空氣 、地下水產生惡劣影響。粉煤灰是一種顆粒非常細並能在空氣中流動的粉狀物質，其主要成 分為二氧化矽、氧化鋁、氧化鐵、氧化鈣等。現有的處理方法是(1)用於生產免燒磚， 其產品抗風化和抗腐蝕能力較差；(2)用於生產混凝土，生產周期較長、粉煤灰摻量很低 ;(3)用於生產燒結磚，粉煤灰摻量在30% 70%之間，粉煤灰利用率較低。針對以上問題 ，本專利成功研製出一種以粉煤灰為主要原料，用常溫發泡和坯體燒結強化方法製備泡沫多 孔磚的技術，製備的泡沫多孔磚是一種整體充滿微小均勻細孔的材料，具有高強度、抗風化 、抗腐蝕等優點，同時還具有保溫隔熱、吸聲隔音的特點，是一種綠色節能環保材料。該產 品符合目前建築以框架結構為主、非承重低容重牆體材料需求增加的發展趨勢，可以廣泛應 用在框架結構為主的建築物牆體材料、裝飾材料以及隔熱保溫材料等領域，在吸附過濾和催 化劑載體等領域也具有潛在應用價值。發明內容本發明要解決的技術問題是提供一種以粉煤灰為主要原料製備輕質泡沫多孔磚的技術， 不但可以實現粉煤灰資源化綜合利用，實現變廢為寶，還可以製備性能優異的新型節能保溫 材料。本發明的技術方案是按一定比例將粉煤灰、活化劑和助熔劑混合、研磨成生料；取一 定量自製發泡劑，溶於水，機械攪拌獲得泡沫；將生料、泡沫與水混合攪拌形成漿料；將漿 料澆注成型並乾燥固化；經坯體強化得到泡沫多孔磚。製備時生料、漿料中粉煤灰、活化劑、助熔劑和發泡劑的種類及配方比例如下生料由 粉煤灰、活化劑和助熔劑混合製得，粉煤灰為火力發電廠燃煤工業廢棄物；活化劑為鹼金屬 、鹼土金屬氧化物、氫氧化物、碳酸鹽，選取其中一種或兩種以上；助熔劑為硫酸鈉、碳酸 鈉、玻璃粉、硼砂、磷酸鈉，選取其中的一種或兩種以上。發泡劑由表面活性劑、穩泡劑和水反應製得，表面活性劑為吐溫類非離子表面活性劑(吐溫T， T = 20、 40、 60或80)、烷基 磺酸鹽、烷基苯磺酸鹽，選取其中一種或兩種以上；穩泡劑為明膠、松香、苯酚，選取其中 的一種或兩種以上。泡沫由發泡劑和水反應製得。漿料由生料、泡沫和水機械攪拌製得。生 料中粉煤灰、活化劑與助熔劑的重量比為75 95: 2 20: 3 5;發泡劑中表面活性劑、穩 泡劑與水的重量比例為1 5: 7 12: 45 70;製備發泡劑的溫度為30。C 8(TC;漿料 中生料、泡沫與水的重量比例為100: 10 15: 30 60。 具體的製備工藝流程如下步驟l:將粉煤灰與活化劑、助熔劑按比例混合，球磨後得到生料；步驟2:按比例取表面活性劑、穩泡劑與水在反應器中反應製得發泡劑，溶於定量水中 機械打泡得到泡沫；步驟3:將生料、泡沫與水按比例機械攪拌混勻得到漿料；步驟4:將漿料澆注到模具中，陳化0.5 2天，50 10(TC下乾燥0.5 2天，脫模得到坯體；步驟5:將坯體放入馬弗爐中按l l(TC/min的升溫速度加熱到1050士5(rC，保溫2 3小 時，自然降至室溫，得到粉煤灰泡沫多孔磚。本發明的優點和效果是，泡沫多孔磚是一種新型建築材料，具有高強度、抗風化、抗腐 蝕、保溫隔熱、吸聲保音等優點，採用粉煤灰為原料生產，不僅降低燒結磚成本，取代粘土 磚，而且還實現了粉煤灰資源化，消除了因其堆放而帶來的大量環境問題，進而實現經濟增 長和環境保護的共同發展，具有顯著的經濟效益和社會效益。整個製備過程沒有引進有害雜 質和產生廢棄物排放，屬於綠色環保性技術。本發明在製備成本、產品性能、工藝流程、環 境友好和經濟利潤等方面具有顯著優勢，原料易得，合成簡便，設備要求低，產品性能高， 適用於工業化生產。
具體實施方式
實施例l取粉煤灰100g， NaOH3.4g，玻璃粉5g攪拌混合，研磨得到生料；取2. 5g十二烷基苯磺酸 鈉，8g明膠，50g水混合反應得到發泡劑，溶於水中機械攪拌得到泡沫；往生料中加入40g水 ，攪拌打成漿料，加入13g泡沫充分攪拌；澆注成型，固化1天，放入烘箱進行乾燥至恆重， 乾燥溫度70 8(TC;進行燒結，燒結溫度在1050士5(TC，保溫時間3h，即可以得到產品。經 檢測產品抗壓強度可達到6. 2MPa，表觀密度750士50kg/m3，滿足空心砌塊和材料的抗壓要求 ，且遠小於其同等級抗壓強度所對應的密度要求。
權利要求
1.一種利用粉煤灰製備輕質泡沫多孔磚的方法，其特徵在於製備時生料、漿料中粉煤灰、活化劑、助熔劑和發泡劑的種類及配方比例如下(1)生料由粉煤灰、活化劑和助熔劑混合製得，粉煤灰為火力發電廠燃煤工業廢棄物；活化劑為鹼金屬、鹼土金屬氧化物、氫氧化物、碳酸鹽，選取其中一種或兩種以上；助熔劑為硫酸鈉、碳酸鈉、玻璃粉、硼砂、磷酸鈉，選取其中的一種或兩種以上；生料中粉煤灰、活化劑與助熔劑的重量比為75～95∶2～20∶3～5；(2)發泡劑由表面活性劑、穩泡劑和水反應製得，表面活性劑為吐溫類非離子表面活性劑(吐溫T＝20、40、60或80)、烷基磺酸鹽、烷基苯磺酸鹽，選取其中一種或兩種以上；穩泡劑為明膠、松香、苯酚，選取其中的一種或兩種以上；發泡劑中表面活性劑、穩泡劑與水的重量比例為1～5∶7～12∶45～70，製備發泡劑的溫度為30℃～80℃；泡沫由發泡劑和水反應製得；漿料由生料、泡沫和水機械攪拌製得，漿料中生料、泡沫與水的重量比例為100∶10～15∶30～60；具體的製備工藝流程如下步驟1將粉煤灰與活化劑、助熔劑按比例混合，球磨後得到生料；步驟2按比例取表面活性劑、穩泡劑與水在反應器中反應製得發泡劑，溶於定量水中機械打泡得到泡沫；步驟3將生料、泡沫與水按比例機械攪拌混勻得到漿料；步驟4將漿料澆注到模具中，陳化0.5～2天，50～100℃下乾燥0.5～2天，脫模得到坯體；步驟5將坯體放入馬弗爐中按1～10℃/min的升溫速度加熱到1050±50℃，保溫2～3小時，自然降至室溫，得到粉煤灰泡沫多孔磚。
全文摘要
本發明公開了一種以粉煤灰為主要原料製備輕質泡沫多孔磚的方法，屬於新型建築材料技術領域。本發明是按一定比例將粉煤灰、活化劑和助熔劑混合、研磨成生料，再將生料與自製的泡沫加水混合攪拌形成漿料，將漿料澆注成型並乾燥固化，經坯體強化得到泡沫多孔磚。通過控制發泡過程，可以分別獲得開孔和閉孔結構。本發明實現了粉煤灰資源化綜合利用，提供了一種製備性能優異的新型節能保溫材料的方法，且該多孔磚具有高強度、抗風化、抗腐蝕、保溫隔熱、吸聲隔音等特點。本發明在原料成本、產品性能、工藝流程、環境友好和經濟利潤等方面具有顯著優勢，適用於工業化生產，產品廣泛應用在建築牆體材料、裝飾材料、吸附過濾和催化劑載體等領域。
文檔編號C04B38/00GK101550021SQ20091030219
公開日2009年10月7日 申請日期2009年5月11日 優先權日2009年5月11日
發明者葉俊偉, 寧桂玲, 源 林, 趙葉龍, 鹿曉斌 申請人:大連理工大學