一种废料再生相变水泥发泡保温板及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于新型墙体材料技术领域，具体涉及一种废料再生相变水泥发泡保温材 料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 水泥发泡保温板采用化学发泡法，将双氧水加入由水泥、矿物掺和料、水、外加剂、 增韧纤维组成的浆料中，搅拌后迅速倒入模具中发泡成型，在自然条件下养护形成强度后 切割制成多孔轻质保温板材。
[0003] 多孔发泡材料的密度与其导热系数、蓄热能力均呈正相关性。若要使保温材料具 有较好的蓄热能力，会使得材料的密度增加，从而导致导热系数的增加。因此，超轻的保温 材料往往具有较低的导热系数但蓄能能力较差。传统水泥发泡保温板密度非常小，具有较 低的导热系数因而具有较好的隔热性能，但也存在蓄热能力不足的缺点，在我国寒冷地区 使用时具有非常良好的保温节能效果，但是在我国夏热冬冷地区的使用时，自身较低的蓄 热能力使得其在昼夜周期性温度变化环境下并不能很良好地维持室内温度的恒定，导致其 在这些地区使用时节能效果并不显著。
[0004] 同时，在传统的水泥发泡保温板的生产工艺中，多采用首先制备较大模胚，再使用 切割设备去除边角料并将大的模胚切割制成所需各种较小尺寸的保温板材。不可避免的， 在切割过程中，会产生粉状和块状废料（约占总质量的15~20wt% )。块状废料密度小、 体积大，堆放处置需占据大量空间；而粉状废料粒径小，颗粒质量很轻，很容易随风迀移，会 产生卫生处置和环境问题。因此，循环利用这些粉状和块状废料具有重要的实际应用意义。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种废料再生相变水泥发泡保温板，可充分利用水泥发泡保 温板废料，实现零固废排放；并有效解决水泥发泡保温板蓄热能力不足的问题，延迟周期性 温差下的温度变化时间，清洁生产，节能环保。
[0006] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种废料再生相变水泥发泡保温板， 它由以下重量份数的原料制备而成：水泥50~70份，相变块状废料25~35份，粉状废料 5~15份，粉煤灰5~25份，水30~45份，双氧水4~8份，防水稳泡剂4~8份，调节剂 0· 005~0· 025份，增韧纤维0· 2~0· 5份。
[0007] 上述方案中，所述相变块状废料由以下方法制备而成：
[0008] 1)将水泥发泡保温板废料进行破碎，得粒径为0. 3~IOmm的固体废料；
[0009] 2)将7~13重量份液体石蜡和7~13重量份固体石蜡加热至80~85°C熔融并 混合均匀，保温并加入9~11重量份的固体废料，搅拌均匀，自然冷却后，得所述的相变块 状废料。
[0010] 上述方案中，所述粉状废料为水泥发泡保温板废料粉末（如水泥发泡保温板生产 切割时或块状废料磨碎时产生的粉末），粒径小于〇. 3mm。
[0011] 上述方案中，所防水稳泡剂的主要成分为硬脂酸铵乳液，由以下重量份数的原料 制备而成：硬脂酸45~55份，氢氧化钾8~10份，纯碱2~4份，氨水29~31份，氟化钠 0. 06份，水900~916份，具体制备步骤如下：将占水总质量1/3~2/5的水置于搅拌容器 中，加热至60~65°C，然后加入氢氧化钾、纯碱、氟化钠，搅拌混匀后，加入硬脂酸并搅拌均 匀；然后加入剩余重量的水，当温度降至室温后，加入氨水，搅拌均匀得所述的防水稳泡剂。
[0012] 上述方案中，所述水泥为42. 5号普通硅酸盐水泥。
[0013] 上述方案中，所述调节剂为10万黏度纤维素醚。
[0014] 上述方案中，所述增韧纤维为聚丙烯纤维，粒径为9~12mm。
[0015] 上述方案中，所述双氧水为工业双氧水，其质量浓度为27. 5%。
[0016] 上述方案中，所述粉煤灰为II级粉煤灰。
[0017] 上述一种废料再生相变水泥发泡保温板的制备方法，包括以下步骤：
[0018] 1)原料的称取：按以下重量份数称取各原料，水泥50~70份，相变块状废料25~ 35份，粉状废料5~15份，粉煤灰5~25份，水30~45份，双氧水4~8份，防水稳泡剂 4~8份，调节剂0. 005~0. 025份，增韧纤维0. 2~0. 5份；
[0019] 2)首先将称取的水、防水稳泡剂、调节剂和增韧纤维置于搅拌设备内搅拌，然后加 入水泥、粉煤灰、粉状废料和相变块状废料搅拌均匀，然后加入双氧水迅速搅拌，将所得浆 料倒入模具发泡成型，经自然养护、拆模、切割，得所述的废料再生相变水泥发泡保温板。
[0020] 本发明的原理为：
[0021] 水泥发泡保温板生产过程中所产生的固体废弃物（水泥发泡保温板废料）是水泥 胶凝材料的水化产物，能够与新拌水泥浆非常良好的粘结附着。生产过程中产生的块状废 料，与所需制备的发泡保温板材具有相同的结构，将其破碎成小颗粒后加入到新拌的水泥 浆料中，与其一起重新经双氧水发泡可以形成结构均匀的材料。同时，这些块状废料是一种 良好的多孔基体材料，可以很好的吸附石蜡相变材料，其吸附率高达300%，经新拌水泥浆 封口后可以自然形成相变材料微囊，将相变材料封装于其中。而粉状废料，则可以等质量的 替代一定比例的矿物掺和料，如粉煤灰。
[0022] 相变材料在其相变温度范围内，能够充分利用自身相变过程中吸收或释放出的潜 热，使其具有非常好的蓄热能力。石蜡是一种较为安全、稳定的相变材料，将固态石蜡按照 比例熔融制成的相变材料，其相变温度可调控至20~30°C范围内，对建筑物控温具有非常 良好的调节作用。在相变材料吸收或释放潜热过程中，相变材料发生相变化，保持温度变化 在一个很小的范围内，当温差较小时，可以实现自调节控温。即使在温差变化较大时，环境 昼夜温差周期性变化引起的潜热吸收、释放变化过程使得建筑物内部温度随外部变化具有 滞后性，从而可以减少采暖、制冷以达到环保节能的目的。
[0023] 将模胚切割过程中大块的块状废料，经简单破碎成0. 3~IOmm的块状废料，使得 其孔结构充分暴露，将配置好的熔融石蜡与其一起共同搅拌，使得石蜡充分填充其空隙后 自然冷却，得到相变块状废料。将相伴块状废料与新拌水泥胶料一起搅拌，并加入双氧水发 泡制成相变保温材料时，水泥浆会将相变块状废料空隙的缺口封住，使得石蜡处于多孔保 温材料的空隙内部，形成封装相变保温材料。使用主要有效成分为硬脂酸的防水稳泡剂，可 以使得水泥水化后的孔壁结构致密，既降低了水泥发泡产品的吸水率，又同时保证了封装 相变材料的密封性。将切割、块状固体废料破碎过程中的产生的〇. 3mm以下粉状废料经收 集后，作为填料加入到新拌水泥浆料中等质量替换水泥发泡制品的矿物掺合料。可实现生 产全程零废物排放，循环利用废料，实现清洁生产。
[0024] 本发明的有益效果为：
[0025] 1)解决了水泥发泡保温板蓄热能力不足的缺点，使其具有较高的蓄热能力，有效 延迟昼夜周期性温差下的温度变化时间，节能环保。
[0026] 2)本发明提出了一套零排放无污染的水泥发泡保温板生产方案，所有废料循环利 用，清洁生产。
【具体实施方式】
[0027] 为了更好的理解本发明，下面结合具体实施例进一步阐明本发明的内容，但本发 明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
[0028] 以下实施例中，如无具体说明，采用的试剂均为市售化学试剂。
[0029] 以下实施例中，所述水泥为42. 5号普通硅酸盐水泥；调节剂为10万黏度纤维素 醚；增韧纤维为聚丙烯纤维，粒径为9~12mm ;双氧水为质量浓度为27. 5%的工业双氧水； 粉煤灰为II级粉煤灰。
[0030] 以下实施例中，导热系数按照GB/T 10295-2008《绝热材料稳态热阻及有关特性的 测定热流计法》进行测试；表观密度按照GB/T 5486-2008《无机硬质绝热制品试验方法》进 行测试，烘箱加热温度为65±2°C;抗压强度按照GB/T 5486-2008《无机硬质绝热制品试验 方法》在实验室条件下养护3d后进行测试；燃烧性能等级按照GB8624-2012《建筑材料及 制品燃烧性能分级》进行评价。
[0031] 实施例1
[0032] 一种废料再生相变水泥发泡保温板，其制备方法包括以下步骤：
[0033] 1)将水泥发泡保温板切割时产生的大块边角料（水泥发泡保温板废料）进行简单 破碎，筛取粒径为0. 3~IOmm的颗粒作为固体废料备用，收集切割和破碎时产生的粒径小 于0. 3mm的水泥发泡保温板固体粉末作为粉状废料备用。
[0034] 2)相变块状废料的制备：将液体石蜡IOOkg和固体石蜡IOOkg加热至80°C融化并 搅拌均匀，加入步骤1)所得的固体废料90kg，恒温低速搅拌均匀后自然冷却，得相变块状 废料。
[0035] 3)防水稳泡剂的制备：将305kg加入搅拌容器中加