一种轻质保温墙体材料的制备方法
【专利摘要】本发明提供一种轻质保温墙体材料的制备方法，该制备方法将50～90重量份的硅钙渣、10～50重量份的活性硅酸钙、10～25重量份的硅酸盐水泥、2～5重量份的脱硫石膏和50～100重量份的水混合、成型，随后在常压和80～100℃的蒸汽条件下进行蒸养养护。本发明的制备方法能够在常压和较低温度下进行，从而大大降低了硅酸钙保温材料的生产成本；此外，利用该方法制得的轻质保温墙体材料综合性能良好，能够较好地满足建筑材料的实际应用要求。
【专利说明】
一种轻质保温墙体材料的制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种墙体材料的制备方法，特别是涉及一种轻质保温墙体材料的制备 方法。
【背景技术】
[0002] 随着我国铝土矿资源的日益短缺，利用高铝粉煤灰、煤矸石等工业固体废弃物提 取氧化铝越来越受到人们的重视。粉煤灰提取氧化铝较为成熟的生产方法是碱法，而碱法 又分为石灰石烧结法和碱石灰烧结法，相比石灰石烧结法而言，碱石灰烧结法物料流量及 能耗物耗更低，因此更适合于工业化推广。然而，碱石灰烧结法在每生产1吨氧化铝的同时 将产生2~2.5吨硅钙渣和0.7~0.8吨活性硅酸钙，如此大量的硅钙渣和活性硅酸钙不仅占 用大量土地资源，而且会对环境产生二次污染，因此对其进行有效利用不仅有利于节约土 地资源，同时还可以提高经济效益。
[0003] 硅酸钙保温材料是一种由硅质材料（主要成份是Si02,如石英粉、粉煤灰、硅藻土 等）、钙质材料(主要成份是CaO,如石灰、电石泥、水泥等）、增强纤维材料、助剂等按一定比 例配合，经抄取或模压，随后在高温（150°C以上)及高压(O.SMPa以上)条件下蒸压养护制成 的一种新型的无机建筑材料。尽管经蒸压养护制成的硅酸钙保温材料具有较高的抗压强 度，然而高温高压条件所需的能耗较大，从而提高了硅酸钙保温材料的生产成本。
【发明内容】
[0004] 本发明提供一种轻质保温墙体材料的制备方法，其在常压和较低温度下对成型坯 体进行蒸养养护，从而大大降低了硅酸钙保温材料的生产成本。
[0005] 本发明提供一种轻质保温墙体材料的制备方法，将50~90重量份的硅钙渣、10~ 50重量份的活性硅酸钙、10~25重量份的硅酸盐水泥、2~5重量份的脱硫石膏和50~100重 量份的水混合、成型，随后在常压和80~100°C的蒸汽条件下进行蒸养养护。
[0006] 具体地，本发明的制备方法，包括如下步骤：
[0007] 按照重量份将所述硅钙渣、活性硅酸钙、硅酸盐水泥、脱硫石膏和水混合，制得混 合浆料；
[0008] 将所述混合浆料浇注入模，随后静停养护，制得成型坯体；
[0009] 在常压和80~100°C的蒸汽条件下对所述成型坯体进行蒸养养护，制得轻质保温 墙体材料。
[0010] 本发明对所采用的原料硅钙渣的来源不作严格限定，例如可以是利用粉煤灰碱石 灰烧结法提取氧化铝后得到的硅钙渣。在一实施方式中，采用公开号CN 102249253 A的发 明专利中形成的硅钙渣;该硅钙渣中各成份的质量含量为:CaO 50~58%，Si〇2 22~28%， AI2O3 2~7%，Fe2〇3 1.52~3%，Mg0 1 ~3%，（Na2〇+0.66K2〇)〈2.0%;特别是，该硅钙渣中 的矿物成分主要为硅酸二钙(f3_Ca2Si〇4,简称I3-C2S)，其质量含量>70%，此外还含有钙 铝榴石（3Ca0 · AI2O3 · xSi〇2)、方解石(CaC03)、铝酸三钙（3Ca0 · AI2O3 · nH2〇)等其它矿物 成分。
[0011] 本发明对所采用的原料活性硅酸钙的来源不作严格限定，在一实施方式中，采用 公开号CN 102249253 A的发明专利中形成的活性硅酸钙，该活性硅酸钙中各成份的质量含 量为：CaO 35~40%，Si〇2 35~40%，Al2〇3 1 ~3%，Fe2〇3 0.5~1.5%，Mg0 1 ~2%，Na20 1 ~2 % ;特别是，该活性硅酸钙呈球状，其粒径<40μπι，孔径为2~50nm，比表面积为150~ 200m2/g〇
[0012] 进一步地，所述活性硅酸钙可以通过如下方法制备得到：
[0013] 将高铝粉煤灰与氢氧化钠溶液进行脱硅反应，然后固液分离得到脱硅液；
[0014] 将所述脱硅液与石灰乳进行反应，然后过滤、脱碱、洗涤、干燥，得到活性硅酸钙。
[0015] 本发明对所采用的硅酸盐水泥不作严格限制，例如可以采用GB175-2007标准中的 普通硅酸盐水泥，该硅酸盐水泥中熟料与石膏的总质量含量2 80 %且<95 %。此外，本发明 对所采用的脱硫石膏不作严格限制，例如可以为火力发电厂除硫而得到的脱硫石膏，该脱 硫石膏中三氧化硫(S03)的质量含量> 38 %。
[0016] 进一步地，将所述硅钙渣、活性硅酸钙、硅酸盐水泥、脱硫石膏和水混合后搅拌5~ lOmin;可以采用本领域常规的搅拌装置实施所述搅拌。
[0017] 进一步地，可以控制所述静停养护的时间为2~6h;并且，可以控制所述蒸养养护 的时间为12~24h。特别是，进行所述蒸养养护后，再将成型坯体置于常温常压下养护5~7 天;该方式能够排除材料内部的水分，从而使材料的质量更加稳定。
[0018] 本发明的实施，至少具有以下优势：
[0019] 1、本发明对高铝粉煤灰、煤矸石等提取氧化铝所形成的硅钙渣和活性硅酸钙进行 有效利用，不仅有效解决了其存放和环境污染等问题，此外还有利于节约粘土、水泥、骨料 等墙体材料原料，极大地提高了经济效益。
[0020] 2、本发明轻质保温墙体材料的制备方法所采用的原料来源广泛、成本低廉，该制 备方法工艺简单、易于操作、无"三废"排放，特别是能够在常压和较低温度下进行，所需能 耗低，从而大大降低了硅酸钙保温材料的生产成本，具有良好的推广应用前景。
[0021] 3、本发明制备的轻质保温墙体材料的抗压强度可达8~20MPa，能够较好地满足建 筑材料的实际应用要求，并且其体积密度仅为0.6~l.Og/cm3,可使建筑物结构重量大为减 轻;此外，其导热系数为0.15~0.20W/(m · K)，符合目前新建建筑物50%的节能标准，综合 应用效果良好。
【附图说明】
[0022] 图1为本发明一实施例轻质保温墙体材料制备方法的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0023]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的实施例，对本 发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实 施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造 性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0024] 实施例1
[0025]本实施例所采用的硅钙渣和活性硅酸钙取自内蒙古呼和浩特地区一氧化铝厂，其 化学成分分别见表1和表2,脱硫石膏取自内蒙古呼和浩特地区一燃煤电厂，其化学成分见 表3;硅酸盐水泥为GB175-2007标准中的普通硅酸盐水泥。
[0026] 表1硅钙渣的化学成分
[0027]
[0028]表2活性硅酸钙的化学成分 [0029]
[0030]表3脱硫石膏的化学成分 [0031]
[0032]本实施例的轻质保温墙体材料的制备方法是将80重量份的上述硅钙渣、20重量份 的上述活性硅酸钙、15重量份的硅酸盐水泥、4重量份的脱硫石膏和85重量份的水混合、成 型，随后在常压和90°C的蒸汽条件下进行蒸养养护。
[0033]具体地，如图1所示，将上述重量份的水置于搅拌槽中，依次按照上述重量份加入 硅钙渣、活性硅酸钙、硅酸盐水泥和脱硫石膏，在搅拌槽中搅拌混合6分钟后得到混合浆料； 随后，将混合浆料直接浇注至模具中，静停养护6h，制得成型坯体;将成型坯体按照设计的 尺寸切割至所需形状，然后转移至蒸养养护室中，在2小时内将养护室升温至90°C，随后保 温20小时，从养护室中取出材料后，置于室温下放置7天，即制得轻质保温墙体材料。
[0034]按照GB 11968-2006标准中的方法对制得的轻质保温墙体材料的理化性能进行检 测，结果表明：该墙体材料的抗压强度为15.7MPa，体积密度为0.91g/cm3，吸水率为30.6%， 线收缩率为0.49%，导热系数为0.186W/(m · K)，符合11968-2006标准中蒸压加气混凝土砌 块B10级。
[0035] 实施例2
[0036] 本实施例所采用的硅钙渣和活性硅酸钙取自内蒙古呼和浩特地区一氧化铝厂，其 化学成分分别见表4和表5,脱硫石膏取自内蒙古呼和浩特地区一燃煤电厂，其化学成分见 表3;硅酸盐水泥为GB175-2007标准中的普通硅酸盐水泥。
[0037] 表4硅钙渣的化学成分
[0038]
[0039] 表5活性硅酸钙的化学成分
[0040]
[0041] 本实施例的轻质保温墙体材料的制备方法是将70重量份的上述硅钙渣、30重量份 的上述活性硅酸钙、20重量份的硅酸盐水泥、5重量份的脱硫石膏和100重量份的水混合、成 型，随后在常压和95°C的蒸汽条件下进行蒸养养护。
[0042] 具体地，将上述重量份的水置于搅拌槽中，依次按照上述重量份加入硅钙渣、活性 硅酸钙、硅酸盐水泥和脱硫石膏，在搅拌槽中搅拌混合10分钟后得到混合浆料;随后，将混 合浆料直接浇注至模具中，静停养护4h，制得成型坯体;将成型坯体按照设计的尺寸切割至 所需形状，然后转移至蒸养养护室中，在2小时内将养护室升温至95°C，随后保温12小时，从 养护室中取出材料后，置于室温下放置5天，即制得轻质保温墙体材料。
[0043]按照GB 11968-2006标准中的方法对制得的轻质保温墙体材料的理化性能进行检 测，结果表明：该墙体材料的抗压强度为11.4MPa，体积密度为0.76g/cm3，吸水率为34.7%， 线收缩率为0.52%，导热系数为0.162W/(m· K)，符合11968-2006标准中蒸压加气混凝土砌 块B10级。
[0044] 实施例3
[0045] 本实施例轻质保温墙体材料所采用的原料与实施例1相同，其制备方法是将90重 量份的硅钙渣、10重量份的活性硅酸钙、10重量份的硅酸盐水泥、3重量份的脱硫石膏和60 重量份的水混合、成型，随后在常压和80°C的蒸汽条件下进行蒸养养护。
[0046] 具体地，将上述重量份的水置于搅拌槽中，依次按照上述重量份加入硅钙渣、活性 硅酸钙、硅酸盐水泥和脱硫石膏，在搅拌槽中搅拌混合6分钟后得到混合浆料;随后，将混合 浆料直接浇注至模具中，静停养护3h，制得成型坯体;将成型坯体按照设计的尺寸切割至所 需形状，然后转移至蒸养养护室中，在2小时内将养护室升温至80°C，随后保温24小时，从养 护室中取出材料后，置于室温下放置6天，即制得轻质保温墙体材料。
[0047]按照GB 11968-2006标准中的方法对制得的轻质保温墙体材料的理化性能进行检 测，结果表明：该墙体材料的抗压强度为18.7MPa，体积密度为0.97g/cm3，吸水率为25.9%， 线收缩率为0.42%，导热系数为0.20W/(m · K)，符合11968-2006标准中蒸压加气混凝土砌 块B10级。
[0048] 实施例4
[0049] 本实施例轻质保温墙体材料所采用的原料与实施例2相同，其制备方法是将50重 量份的硅钙渣、50重量份的活性硅酸钙、25重量份的硅酸盐水泥、5重量份的脱硫石膏和100 重量份的水混合、成型，随后在常压和95°C的蒸汽条件下进行蒸养养护。
[0050] 具体地，将上述重量份的水置于搅拌槽中，依次按照上述重量份加入硅钙渣、活性 硅酸钙、硅酸盐水泥和脱硫石膏，在搅拌槽中搅拌混合10分钟后得到混合浆料;随后，将混 合浆料直接浇注至模具中，静停养护6h，制得成型坯体;将成型坯体按照设计的尺寸切割至 所需形状，然后转移至蒸养养护室中，在2小时内将养护室升温至95°C，随后保温24小时，从 养护室中取出材料后，置于室温下放置7天，即制得轻质保温墙体材料。
[0051 ]按照GB 11968-2006标准中的方法对制得的轻质保温墙体材料的理化性能进行检 测，结果表明：该墙体材料的抗压强度为9.2MPa，体积密度为0.62g/cm3，吸水率为36.8 %， 线收缩率为0.55%，导热系数为0.154W/(m· K)，符合11968-2006标准中蒸压加气混凝土砌 块B10级。
[0052]最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制;尽 管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依 然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进 行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术 方案的范围。
【主权项】
1. 一种轻质保温墙体材料的制备方法，其特征在于，将50~90重量份的硅钙渣、10~50 重量份的活性硅酸钙、10~25重量份的硅酸盐水泥、2~5重量份的脱硫石膏和50~100重量 份的水混合、成型，随后在常压和80~100°C的蒸汽条件下进行蒸养养护。2. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，包括如下步骤： 按照重量份将所述硅钙渣、活性硅酸钙、硅酸盐水泥、脱硫石膏和水混合，制得混合浆 料； 将所述混合浆料浇注入模，随后静停养护，制得成型坯体； 在常压和80~100°C的蒸汽条件下对所述成型坯体进行蒸养养护，制得轻质保温墙体 材料。3. 根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述硅钙渣中各成分的质量含量 为：CaO 50~58%，Si〇2 22~28%，Al2〇3 2~7%，Fe2〇3 1.52~3%，MgO 1 ~3%，（Na20+ 0·66Κ2〇)〈2·0%。4. 根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述活性硅酸钙中各成分的质量 含量为：CaO 35~40%，Si〇2 35~40%，Ah〇3 1 ~3%，Fe2〇3〇.5~1.5%，MgO 1 ~2%，Na20 1 ~2%〇5. 根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述硅酸盐水泥中熟料与石膏的 总质量含量2 80%且<95%。6. 根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述脱硫石膏中三氧化硫的质量 含量>38%。7. 根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，将所述硅钙渣、活性硅酸钙、硅酸 盐水泥、脱硫石膏和水混合后搅拌5~lOmin。8. 根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，控制所述静停养护的时间为2~6h。9. 根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，控制所述蒸养养护的时间为12~ Mlo10. 根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，进行所述蒸养养护后，再将成型 还体置于常温常压下养护5~7天。
【文档编号】C04B28/04GK105837116SQ201610189312
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月28日
【发明人】洪景南, 孙俊民, 高志军, 杨会宾, 王娜, 李运改, 许学斌
【申请人】大唐国际发电股份有限公司高铝煤炭资源开发利用研发中心