本发明涉及一种建筑材料及其制备方法，尤其是一种用矿棉渣球制备免烧轻质保温砖及其制备方法。
背景技术：
熔融高炉渣是高炉的主要副产品之一，同时也是钢铁厂废渣的主要组成部分。通常，每吨熔融高炉渣含有(126～188)×104kj的显热，相当于30～40kg重油的能量，而且其具有较高的温度，约1450～1600℃，属于高品质的余热资源，具有很高的回收利用价值。回收这部分显热将为企业降低生产成本，创造经济效益。
目前，国内外高炉熔渣多以水淬法为主，虽然有少部分热量可通过余热水的形式进行回收，但大多数能量都无法实现回收，造成巨大的能源浪费。而将熔融态高炉渣直接生产为矿棉等高附加值产品是一个非常好的高炉熔渣综合利用方式，其不仅可实现高炉渣高质量余热的直接利用，而且可实现高炉渣的高附加值综合利用，是近年来我国冶金企业的一个重要发展热点。然而，高炉渣生产矿渣棉产品必然会产生部分成纤较差的短纤维飞屑，包括除尘系统回收的纤维粉和生产线附近被污染的纤维飞屑等，另外还有未成纤的渣球等，由于其均为无机轻质材料，打包压缩困难，运输困难，堆存或填埋后在自然环境中难以消解，造成明显的二次污染。而重新加入矿棉熔炉不仅操作难度大，而且明显影响矿棉生产效率和产品质量，处理成本明显增加。因此，矿棉生产废弃物的处理已成为矿棉产业的重大难题。由于矿棉纤维具有耐蚀、保温、抗拉强度高等特点，若将作为保温砖原料不仅可以消纳大量矿棉生产副产物，而且可实现矿棉废料的无害化处理，经济效益明显。
国内外与矿棉纤维飞屑制备保温砖的相关专利和文献并未查到，以高炉渣等废弃物制备保温砖相关的专利和文献相对较多，如中国专利申请号为201210542011.3、名为《一种矿渣微粉免烧砖及其生产方法》的发明专利，其主要内容为：它包括质量百分比为15～25％的矿渣微粉、35～45％的矿渣、8～15％的粉煤灰、20～25％的石灰石、10～15％的水，各成分质量百分比之和不大于100％。所述的生产方法包括配料、搅拌、制坯、养护工序。该发明以矿渣微粉代替传统免烧砖中的水泥作为胶结剂，降低了免烧砖生产成本，矿渣的加入减少了传统免烧砖骨料的使用等特点。又如中国专利申请号为200810014015.8、名为《一种钢渣免烧砖》的发明专利，其主要内容为：它的原料包括钢渣砂、钢渣粉、高炉渣、石灰。制作所述钢渣免烧砖的方法是，将称量好的原料加水搅拌，至压砖机压制成型，然后经养护、陈化后得到成品钢渣免烧砖。以上两种免烧砖均存在容重大、保温性能差等问题，难以在建筑物主体结构作为砌筑主材使用，明显限制了产品的应用范围，经济效益较差。
总之，现有技术中矿棉纤维制备免烧轻质保温砖的相关技术较少，而现有技术中保温砖均存在容重大、保温性能差、生产成本高等问题。
技术实现要素：
本发明提供一种免烧轻质保温砖及其制备方法，克服现有技术存在的不足，可将矿棉生产废料和短纤维制成免烧砖，投资少，工艺简单，容重小，保温性能好，吸声性好，生产成本低。
为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案：
一种免烧轻质保温砖，它包括质量百分比为30～70％的矿棉废料，10～35％的水泥，0～22％的粉煤灰，5～10％的水。
所述矿棉废料为含有一定渣球的矿渣棉纤维或岩棉纤维，其渣球含量≥50％。
所述矿棉废料经过破碎，纤维长度≤15mm，渣球粒径≤3mm。
所述水泥为32.5级矿渣硅酸盐水泥。
所述粉煤灰经过除杂过筛，以保证其中不含金属丝、草根等杂物，粒度为1mm以下。
一种免烧轻质保温砖的制备方法，包括配料、搅拌、制坯、养护工序，具体包括：
配料，按比例准备矿棉废料、水泥、粉煤灰、水；
搅拌，先放入矿棉废料和水泥、粉煤灰，然后按比例加入水进行搅拌10～20min得到混合料；
制坯，将混合料经震动成型得到砖坯；
养护，砖坯常温养护后得到免烧轻质保温砖。
在自然养护过程中，打水3～5次，养护5～18天即可出厂。
所述保温砖的导热系数为0.050～0.070w/m·k。
所述保温砖的吸声系数为2.10～2.50。
所述保温砖的容重为850～1150g/cm3。
本发明相比现有技术具有以下有益效果：一是实现了矿棉废渣、废纤维的无害化处理，解决了矿棉废料的二次污染问题；二是矿棉废渣、废纤维制取的保温砖工艺简单，投资少，成本低，应用范围广阔；三是保温砖的保温性能好，吸声性好，容重小，使用寿命长等。因此，本发明具有明显的经济效益和环境效益，在行业内熔渣直接生产矿棉产品使用领域有明显的经济效益和推广使用价值。
具体实施方式
实施例1
一种免烧轻质保温砖，它包括质量百分比为65％的矿棉废料(其中包括35％的渣球，30％的矿渣棉纤维)，15％的矿渣硅酸盐水泥，14％的粉煤灰，6％的水。所述矿棉废料经过破碎，纤维平均长度14mm，渣球粒径3mm。所述水泥为32.5级矿渣硅酸盐水泥。所述粉煤灰原料经过除杂工艺，粒度为100μm。
保温砖的制备方法包括配料、搅拌、制坯、养护工序，具体包括：1)配料，按比例准备矿渣棉废料、水泥、粉煤灰、水；2)搅拌，先放入矿渣棉废料和水泥、粉煤灰，然后按比例加入水进行搅拌14min得到混合料；3)制坯，将混合料经震动成型得到砖坯；4)养护，砖坯常温养护后得到免烧轻质保温砖。
在自然养护过程中，打水4次，养护12天即可得到成品。
经检测，该保温砖的性能如下：
实施例2
一种免烧轻质保温砖，它包括质量百分比为55％的矿棉废料(包括32％的渣球，23％的矿渣棉纤维)，15.5％的矿渣硅酸盐水泥，20％的粉煤灰，9.5％的水。所述矿棉废料经过破碎，纤维平均长度12mm，渣球粒径2.8mm。所述水泥为32.5级矿渣硅酸盐水泥。所述粉煤灰原料经过除杂工艺，粒度为80μm。
保温砖的制备方法包括配料、搅拌、制坯、养护工序，具体包括：1)配料，按比例准备矿渣棉废料废料、水泥、粉煤灰、水；2)搅拌，先放入矿渣棉废料和水泥、粉煤灰，然后按比例加入水进行搅拌15min得到混合料；3)制坯，将混合料经震动成型得到砖坯；4)养护，砖坯常温养护后得到免烧轻质保温砖。
在自然养护过程中，打水5次，养护14天即可得到成品。
经检测，该保温砖的性能如下：
实施例3
一种免烧轻质保温砖，它包括质量百分比为59％的矿棉废料(包括34％的渣球，25％的岩棉纤维)，16.2％的矿渣硅酸盐水泥，15％的粉煤灰，9.8％的水。所述岩棉废料经过破碎，纤维平均长度11.5mm，渣球粒径2.6mm。所述水泥为32.5级矿渣硅酸盐水泥。所述粉煤灰原料经过除杂工艺，粒度为75μm。
保温砖的制备方法包括配料、搅拌、制坯、养护工序，具体包括：1)配料，按比例准备岩棉废料、水泥、粉煤灰、水；2)搅拌，先放入岩棉废料和水泥、粉煤灰，然后按比例加入水进行搅拌18min得到混合料；3)制坯，将混合料经震动成型得到砖坯；4)养护，砖坯常温养护后得到免烧轻质保温砖。
在自然养护过程中，打水5次，养护15天即可得到成品。
经检测，该保温砖的性能如下：
实施例4
一种免烧轻质保温砖，它包括质量百分比为52％的矿棉废料(包括31％的渣球，21％的岩棉纤维)，20.6％的矿渣硅酸盐水泥，18％的粉煤灰，9.4％的水。所述岩棉废料经过破碎，纤维平均长度11.9mm，渣球粒径2.0mm。所述水泥为32.5级矿渣硅酸盐水泥。所述粉煤灰原料经过除杂工艺，粒度为79μm。
保温砖的制备方法包括配料、搅拌、制坯、养护工序，具体包括：1)配料，按比例准备岩棉废料、水泥、粉煤灰、水；2)搅拌，先放入岩棉废料和水泥、粉煤灰，然后按比例加入水进行搅拌19min得到混合料；3)制坯，将混合料经震动成型得到砖坯；4)养护，砖坯常温养护后得到免烧轻质保温砖。
在自然养护过程中，打水4次，养护16天即可得到成品。
经检测，该保温砖的性能如下：
实施例5
一种免烧轻质保温砖，它包括质量百分比为55％的矿棉废料(包括33％的渣球，22％的岩棉纤维)，35％的矿渣硅酸盐水泥，10％的水。所述岩棉废料经过破碎，纤维平均长度11.5mm，渣球粒径2.6mm。所述水泥为32.5级矿渣硅酸盐水泥。所述粉煤灰原料经过除杂工艺，粒度为77μm。
保温砖的制备方法包括配料、搅拌、制坯、养护工序，具体包括：1)配料，按比例准备岩棉废料、水泥、水；2)搅拌，先放入岩棉废料和水泥，然后按比例加入水进行搅拌20min得到混合料；3)制坯，将混合料经震动成型得到砖坯；4)养护，砖坯常温养护后得到免烧轻质保温砖。
在自然养护过程中，打水5次，养护15天即可得到成品。
经检测，该保温砖的性能如下：