本发明属于保温材料制备技术领域，具体涉及一种利用赤泥、抛光砖废料等原料自发泡制备高强度低导热率建筑材料的方法。
背景技术：
绿色建筑能够在全寿命周期内，最大限度地节能、节地、节水、节材，保护环境和减少污染，与自然和谐共生的建筑。绿色建筑大面积采用低导热的建筑材料，减少传热耗热量，使得建筑接近零能耗。采用保温隔热性能优异的绿色建筑材料是降低建筑耗能，发展绿色建筑的重要基础。目前，我国大力发展的新型建筑材料主要有自保温与结构一体化墙体保温材料、超低导外墙保温材料和屋面材料等。
传统建筑墙体材料如粘土砖、混凝土等材料自重大，保温效果差，为提高墙体材料的保温性能，加气混凝土、空心砌块等产品被大量使用。同时为了提高其保温性能，不断开发出轻质多功能复合保温材料，有/无机材料复合实现互补，或保温/防火/装饰复合达到一体化，多功能复合型发展思路有可能成为保温行业发展的新途径。
传统的eps、xps有机墙体保温材料尽管保温性能好，但易燃烧，无法满足建筑防火规范；酚醛泡沫板加入阻燃剂制备的墙体材料其耐火等级为b级，仍达不到a级不燃的要求。多孔陶瓷材料轻质高强、气孔率高、隔热保温性能好、防火耐高温，在建筑墙体保温材料领域应用前景广阔。
赤泥是铝工业的废渣，处理方式主要是堆存，不仅浪费土地资源，而且会造成水体、土壤、空气的污染。抛光砖废料是建筑陶瓷生产过程中抛光工艺产生的废泥，据统计，每生产1平方米抛光砖产生的抛光废渣约达1.95kg,年产100万平米抛光砖生产线的建陶厂，每年产生约2000吨的抛光废渣，全国建陶废料的年产量估计在1000万吨以上。因此，减少赤泥的存放量，实现赤泥的资源化利用越来越受到人们重视。为使赤泥再利用，刘昌俊等人利用多种测试方法对烧结法赤泥的基本特性进行了研究（刘昌俊,李文成,周晓燕,等.烧结法赤泥基本特性的研究.环境工程学报,2009,3(4):739-742）。贺深阳等人研究了烧结温度对赤泥烧结砖的影响（贺深阳,蒋术兴.烧结温度对赤泥烧结砖的影响.砖瓦,2007,(9):35-36）。董颖等人制备了赤泥发泡砌块，并对发泡机理进行了研究（董颖,吴喜军.赤泥发泡砌块试验及反应机理研究.新型建筑材料,2009,(4):28-31）。l.pérez-villarejo等人通过赤泥的添加改善了陶瓷材料的强度，但作为墙体保温材料，不能解决自重大的问题（l.pérez-villarejo,f.a.corpas-iglesias,s.martinez-martinez,etal.manufacturingnewceramicmaterialsfromclayandredmudderivedfromthealuminiumindustry.constructionandbuildingmaterials,2012,35(2):656-665）。发明专利“防火保温装饰板及其制备方法（zl201410209864.4）”采用赤泥、炉渣、抛光砖废料、白粘土为原料，碳化硅微粉为发泡剂制备防火保温装饰板。目前利用固体废料制备保温材料都需要外加发泡剂来控制发泡工艺，发泡剂相对价格较高，增加了保温材料的成本，不利于保温建筑材料的推广使用。
本发明的目的就是以赤泥为主要原料，添加抛光砖废料、建筑垃圾、高岭土，利用赤泥、抛光砖原料中有关成分自发泡，制备高强度低导热率建筑材料，实现保温建筑材料的低成本化。该技术既能将工业废弃物赤泥、建筑垃圾、抛光砖废料等资源化利用，又可以通过调节原料的配比和烧结调节，实现原料的自发泡，不用添加价格相对较贵的有机或无机发泡剂，降低了保温建筑材料的制备成本，为该技术的实用化推广奠定基础。本发明制备的低成本轻质高强保温建筑材料在当前我国绿色建筑领域具有广阔的应用前景。
技术实现要素：
本发明采用的技术方案是：一种利用赤泥、抛光砖废料等原料自发泡制备高强度低导热率建筑材料的方法，本发明以赤泥、抛光砖废料、建筑垃圾和高岭土为原料，经过研磨、配料、混料、成型、烧成和后加工工艺过程，即可制得轻质高强保温建筑材料。包括以下步骤：
（1）将赤泥、抛光砖废料、建筑垃圾和高岭土原料研磨，要求全部过300目筛，然后按照一定质量比称量配料，加入一定量的水，混合均匀，困料48小时，得到坯料；
（2）将（1）制备的坯料在一定压力下成型；
（3）将（2）压制成型后的样品烘干后置于窑炉内在一定温度下发泡烧成；
（4）将（3）烧成的样品所需尺寸切割，得到保温建筑材料成品。
在优选实施方式中，所述原料配方为，赤泥为20%-25%，抛光砖废料为40%-45%，建筑垃圾为15%，高岭土为20%。
在优选实施方式中，所述加水量为混合原料的10%-15%。
在优选实施方式中，所述坯料的成型压力为5-7mpa。
在优选实施方式中，所述保温建筑材料的烧成温度为1120-1150℃，保温时间为1-5h。
本发明所制备保温建筑材料体积密度为0.25-0.35kg/m3，孔隙率达到70-80%，抗压强度为5-10mpa，导热系数降为0.05-0.10w/(m·k)。
本发明利用赤泥、抛光砖废料等原料自发泡制备高强度低导热率建筑材料的优点是不用添加发泡剂，可以通过控制原料的配比，利用原料中的fe2o3、k2o、na2o、mgo等熔剂的作用和caco3、sic的发泡作用，控制烧成温度，实现自发泡工艺，本发明的技术不用外加价格相对较高的发泡剂，可以降低产品的成本，为轻质高强保温建筑材料的推广奠定基础。本发明技术的关键是要控制原料的配比，掌握原料中能够发泡的成分的含量，同时要准确控制发泡和烧成温度，使原料中的发泡剂能够发挥作用。另外材料的烧成保温时间也很重要，保温时间能够使发泡剂发泡充分。
本发明所使用各种原料的化学成分为：赤泥（sio218.48%，al2o39.87%，fe2o319.17%，tio23.18%，cao27.31%，mgo1.98%，k2o0.43%，na2o3.57%，烧失量15.81%），建筑垃圾（sio250.56%，al2o332.11%，fe2o32.09%，tio20.35%，cao9.51%，mgo2.85%，k2o0.69%，na2o1.13%，烧失量0.71%），抛光砖废料（sio266.32%，al2o318.50%，fe2o30.69%，tio20.36%，cao1.46%，mgo5.71%，k2o1.43%，na2o2.98%，sic1.50%，烧失量0.23%），高岭土（sio244.47%，al2o337.20%，fe2o30.65%，tio20.22%，cao0.03%，mgo0.09%，k2o0.53%，na2o0.68%，烧失量16.18%）。
本发明样品的体积密度（ρa）的测定方法为：将制备样品切割打磨成规则形状的块状试样，用游标卡尺精确测量其长宽高，计算出体积，用电子天平称其干燥时的质量，利用密度公式计算试样的体积密度。样品的孔隙率根据其体积密度（ρa）和真密度（ρt）测定，计算公式为：p=1-ρa/ρt。
利用煮水法测定试样的开气孔率，闭气孔率为孔隙率和开气孔率之差。依据gb/t2997-2000测定，采用美国instron5569电子万能材料试验机进行抗压强度测试。压头下降速度为0.5mm/min。导热系数根据gb/t10294-2008测定。
具体实施方式
实施例1
将赤泥、抛光砖废料、建筑垃圾和高岭土原料磨细，全部过300目筛，分别称量赤泥20kg、抛光砖废料45kg、建筑垃圾15kg和高岭土20kg，加入15kg水，混合均匀，困料48小时；将这些坯料置于钢制模具在5mpa的压力下成型；将样品烘干后置于窑炉内在1150℃温度下发泡烧成；烧成的材料切割为500mm×500mm×20mm的规格，得到保温建筑材料成品。制备保温建筑材料的体积密度为0.25kg/m3，孔隙率为80%，抗压强度为5mpa，导热系数降为0.05w/(m·k)。
实施例2
将赤泥、抛光砖废料、建筑垃圾和高岭土原料磨细，全部过300目筛，分别称量赤泥25kg、抛光砖废料40kg、建筑垃圾15kg和高岭土20kg，加入10kg水，混合均匀，困料48小时；将这些坯料置于钢制模具在7mpa的压力下成型；将样品烘干后置于窑炉内在1120℃温度下发泡烧成；烧成的材料切割为500mm×500mm×20mm的规格，得到保温建筑材料成品。制备保温建筑材料的体积密度为0.35kg/m3，孔隙率为70%，抗压强度为10mpa，导热系数降为0.10w/(m·k)。
实施例3
将赤泥、抛光砖废料、建筑垃圾和高岭土原料磨细，全部过300目筛，分别称量赤泥22.5kg、抛光砖废料42.5kg、建筑垃圾15kg和高岭土20kg，加入12.5kg水，混合均匀，困料48小时；将这些坯料置于钢制模具在6mpa的压力下成型；将样品烘干后置于窑炉内在1135℃温度下发泡烧成；烧成的材料切割为500mm×500mm×20mm的规格，得到保温建筑材料成品。制备保温建筑材料的体积密度为0.31kg/m3，孔隙率为73%，抗压强度为7.4mpa，导热系数降为0.08w/(m·k)。
实施例4
将赤泥、抛光砖废料、建筑垃圾和高岭土原料磨细，全部过300目筛，分别称量赤泥21kg、抛光砖废料44kg、建筑垃圾15kg和高岭土20kg，加入14kg水，混合均匀，困料48小时；将这些坯料置于钢制模具在6mpa的压力下成型；将样品烘干后置于窑炉内在1140℃温度下发泡烧成；烧成的材料切割为500mm×500mm×20mm的规格，得到保温建筑材料成品。制备保温建筑材料的体积密度为0.27kg/m3，孔隙率为78%，抗压强度为6.5mpa，导热系数降为0.06w/(m·k)。