一种轻质粉煤灰基硅铝酸钠板及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种轻质粉煤灰基硅铝酸钠板材料及其制备方法。 技术背景
[0002] 随着世界能源的不断消耗，各国日益重视节约能源，建筑节能也日趋成为各国政 府关注的焦点之一。建筑行业消耗大量资源、能源，也会产生固体废弃物、污水、噪音等。建 筑节能是减轻环境污染、解决能源危机的重要途径之一，建筑能耗占社会总能耗30%左右。 据估计2020年全国建筑面积将达到2000年的2倍。国内现有住宅面积约400亿m2,其中 达到建筑节能设计标准的不足2亿m2,约占0.5%，新建住宅也只有15%达到节能标准，城 镇符合建筑节能标准的建筑不足总数的3%。到2020年，全社会的建筑节能达到65%。
[0003] 当前我国硅酸钙板使用的原材料种类繁多，性能层次不齐。原材料中基本都要使 用石英粉、硅藻土等硅质材料及石灰、电石泥、水泥等钙质材料，高温（120~200°C )、高压 (0. 8~I. 2MPa)蒸汽养护，成本高、存在安全隐患、天然资源利用多、固体废弃物资源利用 少。近几年，由于石灰的乱采乱伐，对环境污染的影响，国家逐渐限制石灰的开采与使用。 当前，迫切需要一种低成本、环保、综合利用固体废弃物且能代替硅酸钙板的板材技术的诞 生。
【发明内容】
[0004] 为了降低硅铝酸钠板生产的能耗和减少石灰、水泥等天然和高耗能资源的使用， 本发明提供了一种制备工艺简单，性能稳定，常压、低温养护的轻质粉煤灰基硅铝酸钠板及 其制备方法。
[0005] 本发明是通过以下技术方案实现的：
[0006] 本发明的轻质粉煤灰基硅铝酸钠板的原料，包括硅铝质固体废弃物、纤维、碱性激 发剂、硬脂酸钙、高效减水剂。
[0007] 所述娃错质固体废弃物50~80wt. %，所述纤维占1~IOwt. %，所述碱性激发剂 占20~40wt. %，硬脂酸妈0. 1~Iwt. %，高效减水剂0. 1~Iwt. %。所述的碱性激发剂 包括水玻璃和NaOH或KOH。
[0008] 本发明的轻质粉煤灰基硅铝酸钠板包括以下质量配比的原料：
[0009] 所述硅铝质固体废弃物：粉煤灰占70~IOOwt. %，其他固体废弃物占0~30%， 包括矿渣、钢渣、赤泥、炉渣、镁渣、石棉尾矿酸浸渣、碱渣的一种或几种的混合。
[0010] 所述纤维：占总质量的1~IOwt. %，为聚丙烯纤维、聚酯纤维、木质素纤维、聚乙 烯纤维、玻璃纤维等易分散纤维。
[0011] 所述碱性激发剂：占总质量的20~40wt. %，包括钠/钾水玻璃、NaOH/KOH、水；模 数为L 0~2. 0,质量浓度为15~40wt. % ;
[0012] 在反应原料混合时，需外加一定量的水，使H2CVNa2O的摩尔比为10~20 ;
[0013] 所述粉煤灰SiO2的质量含量彡50wt. %，Al 203质量含量彡20wt. %，Fe 203质量含 量彡5wt. %，含碳量彡5wt. %，烧失量彡IOwt. % ;
[0014] 其他硅铝质固体废弃物的粒径为10 μπι彡D5tlS 100 μπι，颗粒细度为0.080mm筛 筛余< 12~25%，含碳量< 5%，烧失量< 10% ;
[0015] 养护温度为60~80°C，养护时间为1~24h ;
[0016] 本发明的上述轻质粉煤灰基硅铝酸钠板的制备方法，包括步骤：
[0017] ⑴混合搅拌
[0018] 将硅铝质固体废弃物、硬脂酸钙、碱性激发剂与水混合，再与纤维混合搅拌得到料 衆，搅拌时间为1~IOmin ;
[0019] ⑵浇注
[0020] 将所述料浆浇注到模具中，调节浇注扩散度，使其为15% ;
[0021] (3)真空干燥
[0022] 浇注完成后，将模具放入真空干燥箱，在30~40°C、0. 01~0.1 atm真空度下，所 述模具中的料浆排气、稠化、硬化形成强度彡〇. IMPa的坯体，坯体硬度达到0. 1~0. 2MPa 后结束真空干燥，干燥时间为1~4h ;
[0023] (4)低温干燥养护
[0024] 将干燥箱调至60~80°C温度环境下养护，养护时间为1~24h ;
[0025] (5)脱模切割
[0026] 脱模，使用切割机进行切割，去除多余底料和顶料，即得到所述轻质粉煤灰基硅铝 酸钠板成品。
[0027] 本发明制备工艺简单，性能优良、稳定，常压、低温养护，成本较低。
【具体实施方式】
[0028] 本发明一实施例给出了一种轻质粉煤灰基硅铝酸钠板，主要由以下原料制成：硅 铝质固体废弃物、纤维、碱性激发剂、硬脂酸钙、高效减水剂等，其中硅铝质固体废弃物占 50~80wt. %，纤维占1~IOwt. %，硬脂酸妈0· 1~Iwt. %，高效减水剂0· 1~Iwt. %。 所述硅铝质固体废弃物：粉煤灰占70~IOOwt. %，其他固体废弃物占0~30%，包括矿渣、 钢渣、赤泥、炉渣、镁渣、石棉尾矿酸浸渣、碱渣的一种或几种的混合。所述的碱性激发剂包 括水玻璃和NaOH或K0H，占20~40wt. %。各种原料的性能要求：
[0029] 碱性激发剂：水玻璃的模数为2. 0~3. 5,激发剂的模数在I. 0~2. 0,，或者其他 模数，质量浓度在15~40wt. % ;
[0030] 所述粉煤灰SiO2的质量含量彡50wt. %，Al 203质量含量彡20wt. %，Fe 203质量含 量彡5wt. %，含碳量彡5wt. %，烧失量彡IOwt. % ;
[0031] 其他硅铝质固体废弃物的粒径为10 μπι彡D5tlS 100 μπι，颗粒细度为0.080mm筛 筛余< 12~25%，含碳量< 5%，烧失量< 10% ;
[0032] 本发明另一实施例给出了上述轻质粉煤灰基硅铝酸钠板的制备方法，包括：
[0033] (1)碱性激发剂制备
[0034] 选择钠（钾）水玻璃和NaOH/KOH为原料，将NaOH/KOH溶解在水中，控制摩尔浓度 在5~15mol/L ;选择钠（钾）水玻璃，控制模数为2~3. 5 ;将二者混合，控制混合物的总 体模数在1. 〇~2. 0 ;搅拌1~10min，置于塑料容器，静置12~48h。
[0035] (2)混合搅拌
[0036] 将粉煤灰、硬脂酸钙、碱性激发剂与水混合，再与纤维混合搅拌得到料浆，搅拌时 间为1~l〇min，可以搅拌l、3、5、7、10min等，直至搅拌均勾；
[0037] ⑶浇注
[0038] 将料浆浇注到模具中，调节浇注扩散度在15%左右；
[0039] ⑷预养护
[0040] 模具放入干燥箱后，在30~40°C，可以是30、35、40°C ;0· 01~0· Iatm下，可以是 0. 01、0. 03、0. 05、0. 07、0.1 atm下；料浆排气、稠化、硬化形成强度彡0.1 MPa的坯体，坯体硬 度达到0. 1~0. 2MPa后结束干燥，干燥时间在1~4h，可以是l、2、3、4h等；
[0041] (5)常压低温养护
[0042] 将干燥箱调至温度60~80°C环境下，可以是60、70、80°C等；养护时间为1~24h， 可以是 l、4、8、12、16、20、24h ;
[0043] (6)脱模切割
[0044] 脱模，使用切割机进行切割，去除多余底料和顶料，即得到所述轻质粉煤灰基硅铝 酸钠板成品。
[0045] 本发明得到的轻质粉煤灰基硅铝酸钠板的性能参数是：
[0046]
[0047] 实施例一：
[0048] 量取钠水玻璃145g，模数为3. 21，密度为I. 38g/ml ;称取124g NaOH和502g水混 合均匀，放置24小时，作为液体碱性激发剂。
[0049] 称取粉煤灰1122g，纤维224g，硬脂酸钙11. 2g。
[0050] 将液体碱性激发剂与固体原料混合，搅拌均匀后加入纤维，搅拌5min。
[0051] 将混合后的物料浇注到钢制模具或塑料模具中，40°C，0.1 atm下，真空干燥4h。
[0052] 在70°C温度环境的烘干箱内，养护8h，
[0053] 脱模，使用切割机进行切割，去除多余底料和顶料。得到成品。
[0054] 所得样品在7天后测得的容重为900kg/m3，抗折强度5. 6MPa (7d)，导热系数为 0. 156ff/(m · K)
[0055] 实施例二：
[0056] 量取钠水