一种粉煤灰制发泡砌体及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种新型发泡砌体的工艺方法，具体说涉及以电厂粉煤灰为原料配以含卤化合物和碱金属氧化物添加化学成分自行发泡而成的发泡砌筑体。将原料按质量比计：粉煤灰：氧化镁：氯化镁：稳泡剂：水=10?15:7?12:2?6：1?5：42?80混合，按混合后的原料质量总量计加入5?10%的发泡剂，烘箱20?25°C恒温养护即可。本发明就是利用工业废淹一粉煤灰和氯氧镁水泥制成的一种集环保，保温，轻质，阻燃，隔音等一系列优点于一身的新型建材。
【专利说明】一种粉煤灰制发泡砌体及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种新型发泡砌体的工艺方法，具体说是以电厂粉煤灰为原料配以含 卤化合物和碱金属氧化物添加化学成分自行发泡而成的发泡砌筑体。
【背景技术】
[0002] 众所周知，传统的建筑材料之一，粘土砖由于高耗能，浪费土地而被禁止，取而代 之的是一些新兴的新型建筑材料如：泡沫混凝土、加气混凝土、水泥炉渣空心砖等，其中加 气混凝土和泡沫混凝土均以硅酸盐水泥为胶体材料在生产过程中或高温蒸汽压养护，或机 械造泡形成气孔，设备投资较大，耗能较高，且耗用粉煤灰量相对较少。而水泥炉渣空心砖 在轻质和保温方面没有什么优势可言。
[0003] 现在我国的电力供应还以火力发电为主，而近年来电力工业的迅速发展，带来了 粉煤灰排放量的急剧增加，现阶段我国燃煤热电厂每年所排放的粉煤灰总量已达3000万 吨。随着电力工业的发展，大量的粉煤灰不加处理，就会产生扬尘，污染大气；若排入水系会 造成河流淤塞，而其中的有毒化学物质还会对人体和生物造成危害，给我国的国民经济建 设及生态环境造成巨大的压力。另一方面，我国又是一个人均占有资源储量有限的国家，粉 煤灰的综合利用，变废为宝、变害为利，已成为我国经济建设中一项重要的技术经济政策， 是解决我国电力生产环境污染，资源缺乏之间矛盾的重要手段，也是电力生产所面临解决 的任务之一。
[0004] 氯氧镁水泥又称索瑞尔（Sorel)水泥或菱镁水泥，是Sorel于1867年发明的。与 其他水泥不同，此水泥是一种MgO · MgCl2 · H2O体系组成的镁质胶凝材料，其主要成分为碱 式氯化镁，可以用通式Mgx(OH) · Cl · ηΗ20表示。
【发明内容】
[0005] 针对上述问题本发明提出一种以大量粉煤灰为主要原料配以氯氧镁水泥为胶体 材料的发泡砌体。
[0006] -种粉煤灰制发泡砌体，按质量比计，原料组成包括，粉煤灰：氧化镁：六水氯 化镁：稳泡剂：水=20?40 : 20?35 : 10?25 : 5?10 : 10?25混合，按混合后 的原料质量总量计加入1?10%的发泡剂，混合后烘箱20?25°C恒温养护1?2小时，即 可得发泡砌体。
[0007] 所述发泡剂为：过氧化氢，溶液浓度为30-40%。
[0008] 所述稳泡剂具体制备方法为：60-80°C水中加聚乙烯醇，于温度90?95°C搅拌溶 解，其中水和聚乙烯醇的质量比例为：16?18 : 2?3;降温至70-85°C，按聚乙烯醇质量 计加6%?10%的质量分数为31%的盐酸，搅拌作用18-22分钟；
[0009] 按聚乙烯醇质量计加20%?35%的质量分数为35%的甲醛，温度70-85°C，反应 50-80分钟；降温至60°C以下，加氢氧化钠溶液，调pH=7?8,其中氢氧化钠溶液浓度为 12-18%。
[0010] 将原料：粉煤灰，氧化镁，六水氯化镁，稳泡剂，水按比例准确称量后搅拌研磨至无 颗粒，加入发泡剂，搅拌均匀，倒入模具中，放入烘箱内20?25°C发泡，1?2小时拆开模具 将发泡砌体取出。
[0011] 所述稳泡剂具体制备方法为：60-80°C水中加聚乙烯醇，于温度90?95°C搅拌溶 解，其中水和聚乙烯醇的质量比例为：80?90 : 10?15 ;降温至70-85°C，按聚乙烯醇质 量计加质量分数31%的盐酸6%?10%，搅拌作用18-22分钟；按聚乙烯醇质量计加质量分 数35%的甲醛20%?35%，温度70-85°C，反应50-80分钟；降温至60°C以下，加氢氧化钠溶 液调pH=7?8。
[0012] 所述拆开模具将发泡砌体取出，取出的发泡砌体自然干燥，25-30天。
[0013] 粉煤灰发泡砌体又称泡沫砌块、免蒸复合发泡新型墙体材料、泡沫砖等。
[0014] 氯氧镁水泥是由氧化镁与氯化镁,水所形成的胶体，
[0015] 本发明的优点在于：由于本发明的稳泡剂是针对发泡砌体工艺方法中的工艺要 求制备的，不仅合成工艺简单，而且产品质量稳定，比市售其它稳泡剂的性能优越。在发泡 砌体的工艺上，通过后面的实施例可以看出同等干容重的本发明砌体与市售发泡混凝土相 t匕，各项性能均优于发泡混凝土。
[0016] 抗压性：完全满足框架结构砌筑体要求（> 0. 5Mpa)，有较好的加工性能，不易缺 棱掉角。
[0017] 保温性：热阻约为普通混凝土的10?20倍，砌体内外气泡均匀一致且不连通，不 形成热桥有助于保温，用该砌体砌筑可省去外墙保温层，形成自保温墙，减少建筑投资。
[0018] 轻质性：干容重为300?800kg/m3,相当于普通水泥混凝土的1/5?1/8左右，可 减轻建筑物整体荷载。
[0019] 整体性：可现场浇注施工，与主体工程结合紧密。
[0020] 低弹减震性：粉煤灰发泡砌体的多孔性使其具有低的弹性模量，从而使其对冲击 载荷具有良好的吸收和分散作用。
[0021] 隔音性：粉煤灰发泡砌体中含有大量的独立气泡，且分布均匀，吸音能力是普通混 凝土的5倍，具备很好的隔音功能。
[0022] 耐水性：粉煤灰发泡砌体吸水率较低，相对独立的封闭气泡及良好的整体性，使其 具有一定的防水性能。
[0023] 耐火性：粉煤灰发泡砌体为无机材料，不燃烧，具有很好的的耐火性，可以提高建 筑物的防火性能。
[0024] 耐久性：与主体工程寿命相同。
[0025] 生产加工性：粉煤灰发泡砌体不但能在厂内生产成各种各样的制品，而且还能现 场施工，直接现浇成屋面、地面和墙体。
[0026] 环保性：粉煤灰发泡砌体所需原料不含苯、甲醛等有害物质，避免了环境污染和消 防隐患，大量使用粉煤灰，解决电厂粉煤灰处理难的问题。
[0027] 经济性：综合造价低设备投资很少，工艺简单容易操作。养护过程中是自然干燥， 即不破坏胶体材料的水和结构，又节省能源。
【具体实施方式】
[0028] 检测方法：本发明的检测方法参照下列的试验方法检测，按国家标准检测方 法，GB/T54886干容重试验方法；GB/T10294,导热系数试验方法；GB/T5486,抗压强度试 验方法；复合发泡水泥板吸水率试验方法；GB/T11969快速法，干燥收缩值试验方法；GB/ 111969，碳化系数实验法 ；；邗1，软化系数试验法；688624，燃烧性试验方法。
[0029] 本发明产品可达到以下指标：
[0030] 稳泡剂技术标准：外观：微黄色或无色透明胶体，含固量：> 9%，游离甲醛： < 2. 5%，pH :7?8,特性粘度：70· 5秒。
[0031] 实施例1
[0032] 稳泡剂的合成：将800mL水加热到70°C，加聚乙烯醇100g，T=90?95°C搅拌溶解； 降温至80°C，加质量分数31%盐酸7g，搅拌作用20分钟。加质量分数35%甲醛40g，T=80°C， 反应1小时。降温至60°C，加质量分数15%氢氧化钠溶液(溶液浓度为16%)调pH=7。
[0033] 质量指标：外观为无色透明粘稠液体，含固量：> 9%，游离甲醛：< 2. 5%，pH :7,特 性粘度：70. 5。
[0034] 发泡砌体的合成：称取粉煤灰：55g，氧化镁：45g，稳泡剂：15g，氯化镁溶液：70mL (氯化镁水溶液配制方法为六水氯化镁与水1:1质量比混合配制成23?24%的水溶液，密 度为1. 21左右。）加入研钵中，研磨至没有颗粒，加发泡剂过氧化氢(溶液浓度为35%) 7mL， 搅拌均匀，倒入模具中。养护：固化成型拆模后，自然干燥，28天龄期后达到最大强度。
[0035] 实施例1生产的发泡砌体的气泡均匀，且气泡独立不连通，干容重：300kg/m3,抗 压强度：〇. 8Mpa，吸水率：12%，干燥收缩率：0. 6mm/m，导热系数：0. 06w(m · k)，燃烧性能：不 燃烧。对照例：同等干容重市售发泡混凝土，内部气泡不均匀且有连通，抗压强度：〇. 5Mpa， 吸水率：15%，干燥收缩率：0. 8mm/m，导热系数：0. 08w(m · k)，燃烧性能：不燃烧。
[0036] 实施例2
[0037] 稳泡剂的合成：四口瓶加入水800mL，搅拌升温到70°C，加聚乙烯醇100g，T=90? 95°C搅拌溶解；降温至80°C，加盐酸7g，搅拌作用20分钟。加甲醛40g，T=80°C，反应1小 时。降温至60°C以下，加氢氧化钠溶液(溶液浓度为18%)调pH=7?8。
[0038] 质量指标：外观为无色透明粘稠液体，含固量：> 9%，游离甲醛：< 2. 5%，pH :7? 8,特性粘度：70. 5。
[0039] 发泡砌体的合成：称取粉煤灰：110g，氧化镁：90g，稳泡剂：30g，氯化镁溶液： 120mL加入研钵中，研磨至没有颗粒，加发泡剂：I lmL，搅拌均匀，倒入模具中。
[0040] 养护：固化成型拆模后，自然干燥，28天龄期后达到最大强度。
[0041] 本发明方法生产的发泡砌体的气泡均匀，且气泡独立不连通，干容重：300kg/m3， 抗压强度：〇. 75Mpa，吸水率：13%，干燥收缩率：0. 7mm/m，导热系数：0. 06w(m ·!〇，燃烧性能： 不燃烧。
[0042] 对照例：同等干容重市售发泡混凝土，内部气泡不均匀且有连通，抗压强度： 0. 6Mpa，吸水率：14%，干燥收缩率：0. 9mm/m，导热系数：0. 09w(m · k)，燃烧性能：不燃烧。
[0043] 实施例3
[0044] 稳泡剂的合成：四口瓶加入水800mL，搅拌升温到70°C，加聚乙烯醇100g，T=90? 95°C搅拌溶解；降温至80°C，加盐酸7g，搅拌作用20分钟。加甲醛40g，T=80°C，反应1小 时。降温至60°C以下，加氢氧化钠溶液调pH=7?8。
[0045] 质量指标：外观为无色透明粘稠液体，含固量：> 9%，游离甲醛：< 2. 5%，pH :7? 8,特性粘度：70. 5。
[0046] 发泡砌体的合成：称取粉煤灰：165g，氧化镁：135g，稳泡剂：45g，氯化镁溶液： 150mL加入研钵中，研磨至没有颗粒，加发泡剂：10mL，搅拌均勻，倒入模具中。
[0047] 养护：固化成型拆模后，自然干燥，28天龄期后达到最大强度。
[0048] 本发明方法生产的发泡砌体的气泡均匀，且气泡独立不连通，干容重：450kg/m3， 抗压强度：2. 5Mpa，吸水率：11%，干燥收缩率：0. 4mm/m，导热系数：0. 12w(m · k)，燃烧性能： 不燃烧。
[0049] 对照例：同等干容重市售发泡混凝土，内部气泡不均匀且有连通，抗压强度： IMpa，吸水率：10%，干燥收缩率：0. 6mm/m，导热系数：0. 12w(m · k)，燃烧性能：不燃烧。
[0050] 实施例4
[0051] 稳泡剂的合成：四口瓶加入水800mL，搅拌升温到70°C，加聚乙烯醇100g，T=90? 95°C搅拌溶解；降温至80°C，加盐酸7g，搅拌作用20分钟。加甲醛40g，T=80°C，反应1小 时。降温至60°C以下，加氢氧化钠溶液调pH=7?8。
[0052] 质量指标：外观为无色透明粘稠液体，含固量：> 9%，游离甲醛：< 2. 5%，pH :7? 8,特性粘度：70. 5。
[0053] 发泡砌体的合成：称取粉煤灰：275g，氧化镁：225g，稳泡剂：37. 5g，氯化镁溶液： 152mL加入研钵中，研磨至没有颗粒，加发泡剂：8mL，搅拌均匀，倒入模具中。
[0054] 养护：固化成型拆模后，自然干燥，28天龄期后达到最大强度。
[0055] 本发明方法生产的发泡砌体的气泡均匀，且气泡独立不连通，干容重：800kg/m3， 抗压强度：9. 5Mpa，吸水率：9%，干燥收缩率：0. 2mm/m，导热系数：0. 18w(m · k)，燃烧性能： 不燃烧。
[0056] 对照例：同等干容重市售发泡混凝土，内部气泡不均匀且有连通，抗压强度： 7. 2Mpa，吸水率：9%，干燥收缩率：0. 4mm/m，导热系数：0. 22w(m · k)，燃烧性能：不燃烧。
【权利要求】
1. 一种粉煤灰制发泡砌体，其特征在于： 按质量比计，原料组成包括， 粉煤灰：氧化镁：六水氯化镁：稳泡剂：水=20?40 : 20?35 : 10?25 : 5? 10 : 10?25混合，按混合后的原料质量总量计加入1?10%的发泡剂，混合后烘箱20? 25°C恒温养护1?2小时，即可得发泡砌体。
2. 按权利要求1所述粉煤灰制发泡砌体，其特征在于：所述发泡剂为：过氧化氢，溶液 浓度为30-40%。
3. 按权利要求1所述粉煤灰制发泡砌体，其特征在于：所述稳泡剂具体制备方法为： 60-80°C水中加聚乙烯醇，于温度90?95°C搅拌溶解，其中水和聚乙烯醇的质量比例为： 16?18 : 2?3 ;降温至70-85°C，按聚乙烯醇质量计加6%?10%的质量分数为31%的盐 酸，搅拌作用18-22分钟； 按聚乙烯醇质量计加20%?35%的质量分数为35%的甲醛，温度70-85°C，反应50-80 分钟；降温至60°C以下，加氢氧化钠溶液，调pH=7?8,其中氢氧化钠溶液浓度为12-18%。
4. 一种按权利要求1所述粉煤灰制发泡砌体的方法，其特征在于：将原料：粉煤灰， 氧化镁，六水氯化镁，稳泡剂，水按比例准确称量后搅拌研磨至无颗粒，加入发泡剂，搅拌均 匀，倒入模具中，放入烘箱内20?25°C发泡，1?2小时拆开模具将发泡砌体取出。
5. 按权利要求4所述粉煤灰制发泡砌体的方法，其特征在于：所述稳泡剂具体制备 方法为：60-80°C水中加聚乙烯醇，于温度90?95°C搅拌溶解，其中水和聚乙烯醇的质量 比例为：80?90 : 10?15 ;降温至70-85°C，按聚乙烯醇质量计加质量分数31%的盐酸 6%?10%，搅拌作用18-22分钟；按聚乙烯醇质量计加质量分数35%的甲醛20%?35%，温 度70-85°C，反应50-80分钟；降温至60°C以下，加氢氧化钠溶液调pH=7?8。
6. 按权利要求4所述粉煤灰制发泡砌体的方法，其特征在于：所述拆开模具将发泡砌 体取出，取出的发泡砌体自然干燥，25-30天。
【文档编号】C04B28/32GK104211428SQ201310210498
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2013年5月30日 优先权日:2013年5月30日
【发明者】于永波, 王维义, 王瑾 申请人:辽宁精化科技有限公司