本发明公开了一种膨胀玻化微珠保温板的制备方法，属于建筑材料
技术领域：
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背景技术：
：建筑围护结构中墙体的节能设计归纳有两大类，即：传统单一材料墙体与复合节能墙体。其中复合节能墙体可按照保温层在墙体中位置的不同分为外墙外保温、外墙内保温及外墙夹也保温兰种结构方式。保温层粘贴固定在主体墙结构的外侧，称为外墙外保温若在主体墙的室内侧，称为外墙内保温；若设置在同一外墙两层密实结构墙体的中间，则称为外墙夹心保温。目前，建筑节能常用墙体保温材料从构成方式上可分为两类保温砂浆和保温板材。从材料主要成分上又可分为有机和无机两种保温材料。砂浆类保温材料导热系数相对较高，并且必需在施工现场进行揽拌，然后要进行两道涂抹工艺，施工工期较长。与砂浆类保温材料相比，板材类保温材料成本低、高强质轻、保温效果好，并且可预制，实现自动化生产；成品能在现场裁剪、拼装，施工效率得到提高，在保温材料市场上，保温板材是目前应用较为广泛的一类保温材料。玻化微珠保温板的出现弥补了诸多传统保温材料的不足其主体材料玻化微珠颗粒小且闭口，基本不吸水，克服了珍珠岩类保溫板吸水率大的缺点，具有a级不燃、保温隔性能好、轻质高强、与墙体结合寿命长等优点，适用于各种建筑、构件的节能保温。目前玻化微珠保温板包括下几种，有水泥为胶凝材料，玻化微珠为轻集料，加入增强纤维和一定量的外加剂，经揽拌、压制成型的制品，有以水泥、水玻璃等为胶凝材料，聚苯颗粒和玻化微珠按比例渗和，弥补各自缺点，同时添入外加剂制备而成的保温板，还有以玻化微珠颗粒或玻化微珠板为芯材，以水泥板或石膏板为面板，通过胶粘剂粘合成的复合保湿板。玻化微珠保温板保温性差、强度低，质量与性能仍需提高。而传统膨胀玻化微珠保温板还存在保温性能和力学性能无法进一步提高的问题。因此，如何改善传统膨胀玻化微珠保温板的缺点，以获取更高综合性能的提升，是其推广与应用于更广阔的领域，满足工业生产需求亟待解决的问题。技术实现要素：本发明主要解决的技术问题是：针对传统膨胀玻化微珠保温板存在保温性能和力学性能无法进一步提高的问题，提供了一种膨胀玻化微珠保温板的制备方法。为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种膨胀玻化微珠保温板的制备方法，具体制备步骤如下：（1）将膨胀玻化微珠与氢氟酸按质量比1：10～1：20搅拌混合，过滤，洗涤，得一次处理膨胀玻化微珠；（2）按重量份数计，将20～30份一次处理膨胀玻化微珠，2～3份巴氏芽孢杆菌菌液，0.3～0.5份尿素，40～50份水混合发酵，接着加入一次处理膨胀玻化微珠质量0.2～0.3倍的硝酸钙溶液，搅拌混合，过滤，得二次处理膨胀玻化微珠；（3）将二次处理膨胀玻化微珠与海藻酸钠液按质量比1：10～1：20搅拌混合，过滤，洗涤，干燥，炭化，得改性膨胀玻化微珠；（4）按重量份数计，将30～40份水泥，5～8份粉煤灰，10～20份改性膨胀玻化微珠，5～8份改性纤维，5～8份藤壶壳粉，3～5份减水剂，3～5份偶联剂，15～26份水搅拌混合，注模，静置，脱模，高温高压养护，自然养护，即得膨胀玻化微珠保温板。步骤（2）所述巴氏芽孢杆菌菌液是由以下重量份数的原料组成：2～3份巴氏芽孢杆菌，1～2份甘油，1～2份聚乙二醇，10～20份水。步骤（3）所述海藻酸钠液的制备过程为：将海藻酸钠与水按质量比1：50～1：100混合，静置溶胀后，加热搅拌溶解，即得海藻酸钠液。步骤（4）所述水泥为硅酸盐水泥，铝酸盐水泥或硫酸盐水泥中的任意一种。步骤（4）所述改性纤维的制备过程为：将剑麻纤维粉碎，过筛，得细化剑麻纤维，按重量份数计，将20～30份细化剑麻纤维，2～3份沼液，1～2份蔗糖，20～30份水混合发酵，过滤，发酵浆料，将所得发酵浆料均匀平铺于塑料水槽中，再向塑料水槽加入蚯蚓，将塑料水槽移入温室中养殖，养殖结束后，即得蚯蚓粪，即为改性纤维。步骤（4）所述减水剂为木质素磺酸钠，th-928聚羧酸系减水剂或yz-1萘系高效减水剂中的任意一种。步骤（4）所述偶联剂为铝酸酯偶联剂，硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂中任意一种。本发明的有益效果是：（1）本发明通过添加改性膨胀玻化微珠，首先，在制备过程中，膨胀玻化微珠经过氢氟酸浸泡，使得膨胀玻化微珠表面出现大量的凹坑，接着，在发酵过程中，巴氏芽孢杆菌能够在凹坑中繁殖，巴氏芽孢杆菌在新陈代谢过程中产生脲酶，脲酶可将体系中的尿素分解生成碳酸根离子和铵根离子，由于巴氏芽孢杆菌细胞壁表面带负电荷，体系中的钙离子会被巴氏芽孢杆菌细胞壁吸附，从而以细胞为晶核，在细菌周围会生成碳酸钙，形成碳酸钙微球，生成的碳酸钙微球附着在膨胀玻化微珠表面的凹坑中，而剩余的硝酸根离子能够与铵根离子结合，形成硝酸铵，接着将二次处理膨胀玻化微珠与海藻酸钠液混合，二次处理膨胀玻化微珠中溶出的钙离子可使得海藻酸钠交联，形成三维网络，形成三维网络能够将碳酸钙微球固定在膨胀玻化微珠表面，接着经过炭化，硝酸铵受热分解，产生大量的气体，使得体系表面的海藻酸钠三维网络中形成大量的空隙，从而使得改性膨胀玻化微珠中的孔隙率得到提升，从而使得体系的孔隙率得到提升，进一步提升了体系的保温性能；（2）本发明通过添加改性纤维，在制备过程中，发酵浆料经过蚯蚓的消化处理，使其内部富含大量的有机酸，在使用过程中，随着水泥水化过程中进行，使得体系的ph上升，使得改性纤维中的内部的酸离子化，由于同种电荷间相互排斥，使得改性纤维能够在体系中良好的分散，从而使得体系的力学性能得到提升。具体实施方式将海藻酸钠与水按质量比1：50～1：100置于1号烧杯中，接着用玻璃棒搅拌10～20min，静置溶胀3～5h后，将1号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为80～90℃，转速为400～600r/min条件下，加热搅拌溶解40～60min，即得海藻酸钠液；将剑麻纤维置于粉碎机中粉碎，过160目的筛，得细化剑麻纤维，按重量份数计，将20～30份细化剑麻纤维，2～3份沼液，1～2份蔗糖，20～30份水置于发酵釜中，于温度为30～35℃，转速为300～500r/min条件下，混合发酵3～5天，得发酵混合液，再将发酵混合液过滤，发酵浆料，将发酵浆料均匀平铺于塑料水槽中，控制铺设厚度为20～25cm，再按养殖密度为1.2～1.4kg/m2向塑料水槽中加入蚯蚓，并将加入蚯蚓后的塑料水槽移入温室中，于温度为23～28℃条件下，进行蚯蚓养殖10～20天，在养殖期间，每隔5～6h向水槽中喷水，保持水槽中土壤湿度为65～75%，待蚯蚓养殖结束，收集蚯蚓粪，即为改性纤维；将膨胀玻化微珠与氢氟酸按质量比1：10～1：20置于混料釜中，于转速为400～600r/min条件下，搅拌混合40～60min，得混合浆液，再将混合浆液过滤，得滤饼，接着用冰醋酸将滤饼洗涤至洗涤液为中性，得一次处理膨胀玻化微珠；按重量份数计，将20～30份一次处理膨胀玻化微珠，2～3份巴氏芽孢杆菌菌液，0.3～0.5份尿素，40～50份水置于发酵釜中，于温度为30～35℃，转速为100～200r/min条件下，混合发酵3～5天，接着向发酵釜中加入一次处理膨胀玻化微珠质量0.2～0.3倍的硝酸钙溶液，于转速为300～500r/min条件下，搅拌混合40～60min后，过滤，得二次处理膨胀玻化微珠；将二次处理膨胀玻化微珠与海藻酸钠液按质量比1：10～1：20置于2号烧杯中，于转速为300～500r/min条件下，搅拌混合40～60min后，过滤，得滤渣，接着用去离子水将滤渣洗涤5～8次，接着将洗涤后的滤渣置于干燥箱中，于温度为105～110℃条件下，干燥至恒重，得干燥滤渣，接着将干燥滤渣置于管式炉中，并以60～90ml/min速率向炉内充入氮气，于温度为750～850℃条件下，炭化2～3h，得改性膨胀玻化微珠；按重量份数计，将30～40份水泥，5～8份粉煤灰，10～20份改性膨胀玻化微珠，5～8份改性纤维，5～8份藤壶壳粉，3～5份减水剂，3～5份偶联剂，15～26份水置于混料机中，于转速为100～200r/min条件下，搅拌混合40～60min，得混合浆料，接着向模具表面喷洒废弃机油，将混合浆料注入模具中，静置16～28h后，脱模，得坯板，接着将坯板置于蒸养釜中，于温度为160～180℃，压力为0.8～1.2mpa，高温高压养护6～8h后，于室温条件下养护6～8h，即得膨胀玻化微珠保温板。所述巴氏芽孢杆菌菌液是由以下重量份数的原料组成：2～3份巴氏芽孢杆菌，1～2份甘油，1～2份聚乙二醇，10～20份水。所述水泥为硅酸盐水泥，铝酸盐水泥或硫酸盐水泥中的任意一种。所述减水剂为木质素磺酸钠，th-928聚羧酸系减水剂或yz-1萘系高效减水剂中的任意一种。所述偶联剂为铝酸酯偶联剂，硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂中任意一种。将海藻酸钠与水按质量比1：100置于1号烧杯中，接着用玻璃棒搅拌20min，静置溶胀5h后，将1号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为90℃，转速为600r/min条件下，加热搅拌溶解60min，即得海藻酸钠液；将剑麻纤维置于粉碎机中粉碎，过160目的筛，得细化剑麻纤维，按重量份数计，将30份细化剑麻纤维，3份沼液，2份蔗糖，30份水置于发酵釜中，于温度为35℃，转速为500r/min条件下，混合发酵5天，得发酵混合液，再将发酵混合液过滤，发酵浆料，将发酵浆料均匀平铺于塑料水槽中，控制铺设厚度为25cm，再按养殖密度为1.4kg/m2向塑料水槽中加入蚯蚓，并将加入蚯蚓后的塑料水槽移入温室中，于温度为28℃条件下，进行蚯蚓养殖20天，在养殖期间，每隔6h向水槽中喷水，保持水槽中土壤湿度为75%，待蚯蚓养殖结束，收集蚯蚓粪，即为改性纤维；将膨胀玻化微珠与氢氟酸按质量比1：20置于混料釜中，于转速为600r/min条件下，搅拌混合60min，得混合浆液，再将混合浆液过滤，得滤饼，接着用冰醋酸将滤饼洗涤至洗涤液为中性，得一次处理膨胀玻化微珠；按重量份数计，将30份一次处理膨胀玻化微珠，3份巴氏芽孢杆菌菌液，0.5份尿素，50份水置于发酵釜中，于温度为35℃，转速为200r/min条件下，混合发酵5天，接着向发酵釜中加入一次处理膨胀玻化微珠质量0.3倍的硝酸钙溶液，于转速为500r/min条件下，搅拌混合60min后，过滤，得二次处理膨胀玻化微珠；将二次处理膨胀玻化微珠与海藻酸钠液按质量比1：20置于2号烧杯中，于转速为500r/min条件下，搅拌混合60min后，过滤，得滤渣，接着用去离子水将滤渣洗涤8次，接着将洗涤后的滤渣置于干燥箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，得干燥滤渣，接着将干燥滤渣置于管式炉中，并以90ml/min速率向炉内充入氮气，于温度为850℃条件下，炭化3h，得改性膨胀玻化微珠；按重量份数计，将40份水泥，8份粉煤灰，20份改性膨胀玻化微珠，8份改性纤维，8份藤壶壳粉，5份减水剂，5份偶联剂，26份水置于混料机中，于转速为200r/min条件下，搅拌混合60min，得混合浆料，接着向模具表面喷洒废弃机油，将混合浆料注入模具中，静置28h后，脱模，得坯板，接着将坯板置于蒸养釜中，于温度为180℃，压力为1.2mpa，高温高压养护8h后，于室温条件下养护8h，即得膨胀玻化微珠保温板。所述巴氏芽孢杆菌菌液是由以下重量份数的原料组成：3份巴氏芽孢杆菌，2份甘油，2份聚乙二醇，20份水。所述水泥为硅酸盐水泥。所述减水剂为木质素磺酸钠。所述偶联剂为铝酸酯偶联剂。将海藻酸钠与水按质量比1：100置于1号烧杯中，接着用玻璃棒搅拌20min，静置溶胀5h后，将1号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为90℃，转速为600r/min条件下，加热搅拌溶解60min，即得海藻酸钠液；将剑麻纤维置于粉碎机中粉碎，过160目的筛，得细化剑麻纤维，按重量份数计，将30份细化剑麻纤维，3份沼液，2份蔗糖，30份水置于发酵釜中，于温度为35℃，转速为500r/min条件下，混合发酵5天，得发酵混合液，再将发酵混合液过滤，发酵浆料，将发酵浆料均匀平铺于塑料水槽中，控制铺设厚度为25cm，再按养殖密度为1.4kg/m2向塑料水槽中加入蚯蚓，并将加入蚯蚓后的塑料水槽移入温室中，于温度为28℃条件下，进行蚯蚓养殖20天，在养殖期间，每隔6h向水槽中喷水，保持水槽中土壤湿度为75%，待蚯蚓养殖结束，收集蚯蚓粪，即为改性纤维；按重量份数计，将40份水泥，8份粉煤灰，20份膨胀玻化微珠，8份改性纤维，8份藤壶壳粉，5份减水剂，5份偶联剂，26份水置于混料机中，于转速为200r/min条件下，搅拌混合60min，得混合浆料，接着向模具表面喷洒废弃机油，将混合浆料注入模具中，静置28h后，脱模，得坯板，接着将坯板置于蒸养釜中，于温度为180℃，压力为1.2mpa，高温高压养护8h后，于室温条件下养护8h，即得膨胀玻化微珠保温板。所述水泥为硅酸盐水泥。所述减水剂为木质素磺酸钠。所述偶联剂为铝酸酯偶联剂。将海藻酸钠与水按质量比1：100置于1号烧杯中，接着用玻璃棒搅拌20min，静置溶胀5h后，将1号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为90℃，转速为600r/min条件下，加热搅拌溶解60min，即得海藻酸钠液；将膨胀玻化微珠与氢氟酸按质量比1：20置于混料釜中，于转速为600r/min条件下，搅拌混合60min，得混合浆液，再将混合浆液过滤，得滤饼，接着用冰醋酸将滤饼洗涤至洗涤液为中性，得一次处理膨胀玻化微珠；按重量份数计，将30份一次处理膨胀玻化微珠，3份巴氏芽孢杆菌菌液，0.5份尿素，50份水置于发酵釜中，于温度为35℃，转速为200r/min条件下，混合发酵5天，接着向发酵釜中加入一次处理膨胀玻化微珠质量0.3倍的硝酸钙溶液，于转速为500r/min条件下，搅拌混合60min后，过滤，得二次处理膨胀玻化微珠；将二次处理膨胀玻化微珠与海藻酸钠液按质量比1：20置于2号烧杯中，于转速为500r/min条件下，搅拌混合60min后，过滤，得滤渣，接着用去离子水将滤渣洗涤8次，接着将洗涤后的滤渣置于干燥箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，得干燥滤渣，接着将干燥滤渣置于管式炉中，并以90ml/min速率向炉内充入氮气，于温度为850℃条件下，炭化3h，得改性膨胀玻化微珠；按重量份数计，将40份水泥，8份粉煤灰，20份改性膨胀玻化微珠，8份藤壶壳粉，5份减水剂，5份偶联剂，26份水置于混料机中，于转速为200r/min条件下，搅拌混合60min，得混合浆料，接着向模具表面喷洒废弃机油，将混合浆料注入模具中，静置28h后，脱模，得坯板，接着将坯板置于蒸养釜中，于温度为180℃，压力为1.2mpa，高温高压养护8h后，于室温条件下养护8h，即得膨胀玻化微珠保温板。所述巴氏芽孢杆菌菌液是由以下重量份数的原料组成：3份巴氏芽孢杆菌，2份甘油，2份聚乙二醇，20份水。所述水泥为硅酸盐水泥。所述减水剂为木质素磺酸钠。所述偶联剂为铝酸酯偶联剂。将海藻酸钠与水按质量比1：100置于1号烧杯中，接着用玻璃棒搅拌20min，静置溶胀5h后，将1号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为90℃，转速为600r/min条件下，加热搅拌溶解60min，即得海藻酸钠液；将剑麻纤维置于粉碎机中粉碎，过160目的筛，得细化剑麻纤维，按重量份数计，将30份细化剑麻纤维，3份沼液，2份蔗糖，30份水置于发酵釜中，于温度为35℃，转速为500r/min条件下，混合发酵5天，得发酵混合液，再将发酵混合液过滤，发酵浆料，将发酵浆料均匀平铺于塑料水槽中，控制铺设厚度为25cm，再按养殖密度为1.4kg/m2向塑料水槽中加入蚯蚓，并将加入蚯蚓后的塑料水槽移入温室中，于温度为28℃条件下，进行蚯蚓养殖20天，在养殖期间，每隔6h向水槽中喷水，保持水槽中土壤湿度为75%，待蚯蚓养殖结束，收集蚯蚓粪，即为改性纤维；将膨胀玻化微珠与氢氟酸按质量比1：20置于混料釜中，于转速为600r/min条件下，搅拌混合60min，得混合浆液，再将混合浆液过滤，得滤饼，接着用冰醋酸将滤饼洗涤至洗涤液为中性，得一次处理膨胀玻化微珠；按重量份数计，将30份一次处理膨胀玻化微珠，3份巴氏芽孢杆菌菌液，0.5份尿素，50份水置于发酵釜中，于温度为35℃，转速为200r/min条件下，混合发酵5天，接着向发酵釜中加入一次处理膨胀玻化微珠质量0.3倍的硝酸钙溶液，于转速为500r/min条件下，搅拌混合60min后，过滤，得二次处理膨胀玻化微珠；将二次处理膨胀玻化微珠与海藻酸钠液按质量比1：20置于2号烧杯中，于转速为500r/min条件下，搅拌混合60min后，过滤，得滤渣，接着用去离子水将滤渣洗涤8次，接着将洗涤后的滤渣置于干燥箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，得干燥滤渣，接着将干燥滤渣置于管式炉中，并以90ml/min速率向炉内充入氮气，于温度为850℃条件下，炭化3h，得改性膨胀玻化微珠；按重量份数计，将40份水泥，8份粉煤灰，20份改性膨胀玻化微珠，8份改性纤维，5份减水剂，5份偶联剂，26份水置于混料机中，于转速为200r/min条件下，搅拌混合60min，得混合浆料，接着向模具表面喷洒废弃机油，将混合浆料注入模具中，静置28h后，脱模，得坯板，接着将坯板置于蒸养釜中，于温度为180℃，压力为1.2mpa，高温高压养护8h后，于室温条件下养护8h，即得膨胀玻化微珠保温板。所述巴氏芽孢杆菌菌液是由以下重量份数的原料组成：3份巴氏芽孢杆菌，2份甘油，2份聚乙二醇，20份水。所述水泥为硅酸盐水泥。所述减水剂为木质素磺酸钠。所述偶联剂为铝酸酯偶联剂。对比例：佛山某材料生产有限公司生产的膨胀玻化微珠保温板。将实例1至实例4所得的膨胀玻化微珠保温板及对比例产品进行性能检测，具体检测方法如下：抗折强度试验参照《无机硬质绝热制品试验方法》规范进行测试，试件尺寸为40mm×40mm×160mm，本次试验采用ydw－20型微机控制电子式抗折试验机，量程选用20kn加压至试件破坏记录破坏荷载p，精确至1n，测量试件宽度b和厚度h。所用公式为r=3pl÷2bh2，试验结果精确至化0.1mpa；采用cd-dr3030型导热系数测定仪测试试件导热系数。具体检测结果如表1所示：表1膨胀玻化微珠保温板具体检测结果检测项目实例1实例2实例3实例4实例5对比例抗折强度/mpa20.1718.3412.3510.8310.548.31导热系数（w/（m·k））0.0190.0210.0260.0290.0360.069由表1检测结果可知，本发明技术方案制备的膨胀玻化微珠保温板具有优异的保温性能和力学性能的特点，在建筑材料技术行业的发展中具有广阔的前景。当前第1页12