一种聚丙烯纤维增强绿色高强绝热材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于建筑材料技术领域，具体涉及一种聚丙烯纤维增强绿色高强绝热材料及其使用方法。由粉煤灰、矿粉、水玻璃、氢氧化钠、H2O2、聚丙烯纤维组成；其中，粉煤灰和矿粉作为胶凝体系，通过水玻璃的活性激发起胶结作用，水玻璃模数由氢氧化钠调节，H2O2分解产生气体在浆体内形成孔隙，聚丙烯纤维的加入改善该高强绝热材料的抗收缩开裂性能。不仅具有节能环保意义，并且其抗压强度较高、导热系数低、干燥收缩率低。本发明专利技术采用常规搅拌方式、常温养护工艺，充分利用工业废弃物本身的胶凝性，提高了其附加价值，提高社会效益；同时降低同类绝热材料的生产成本，提高经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种聚丙烯纤维增强绿色高强绝热材料及其制备方法
本专利技术属于建筑材料
，具体涉及一种聚丙烯纤维增强绿色高强绝热材料及其制备方法。
技术介绍
在建筑上采用保温隔热材料，可以降低基本建筑材料的用量、减轻围护结构的重量、大幅度节能降耗，对于促进建筑业的发展，缓解能源危机以及提高人民的居住水平具有重要意义。新型节能建筑材料是建筑节能的物质基础，不同于普通的建筑材料，它不仅要具有轻质高强的基本性能，而且要具有良好的保温隔热等热工性能。另外，新型节能建筑材料还要求在材料的生产中尽量减少或不使用不可再生资源，充分利用工业废渣、废弃物等材料，在减少环境污染的同时降低生产成本。我国每年的粉煤灰和矿渣粉等工业废渣的排放量非常大，不仅对环境造成了难以估量的压力，也是巨大的能源浪费。粉煤灰是一种粘土类火山灰质材料，具有潜在的水硬活性；而磨细的矿粉具有很大的潜在活性，当达到一定细度时，在碱性激发剂的作用下，在表面能形成许多硅酸根离子。以粉煤灰和矿粉作为胶凝材料，通过碱性激发剂的活性激发，加入双氧水和聚丙烯纤维制备无机高强绿色绝热材料，不仅能解决工业废渣的处理问题，变废为宝，并且作为一种新型建筑节能材料，有很大的应用前景。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有节能环保意义、抗压强度较高、导热系数低、干燥收缩率低的聚丙烯纤维增强绿色高强绝热材料及其制备方法。本专利技术提出的一种聚丙烯纤维增强绿色高强绝热材料，由粉煤灰、矿粉、水玻璃、H2O2和聚丙烯纤维组成，其中，粉煤灰：矿粉的质量比为7:3～5:5，水玻璃模数为1.4～1.6，以Na2O计，水玻璃的掺量为粉煤灰和矿粉总质量的4%～6.0%，H2O2的掺量为粉煤灰和矿粉总质量的3.5%～4.0%，每1m3的粉煤灰和矿粉总体积中，聚丙烯纤维的掺量为1.2kg/m3。本专利技术中，所述水玻璃与粉煤灰、矿粉、H2O2和聚丙烯纤维的液固比为0.52～0.60。本专利技术中，粉煤灰：矿粉的质量比为6:4，水玻璃模数为1.5，水玻璃的掺量为粉煤灰和矿粉总质量的5%，H2O2的掺量为粉煤灰和矿粉总质量的3.75%，每1m3的粉煤灰和矿粉总体积中，聚丙烯纤维的掺量为1.2kg/m3。本专利技术中，所述水玻璃与粉煤灰、矿粉、H2O2和聚丙烯纤维的液固比为0.56。本专利技术中，所述粉煤灰为二级粉煤灰。本专利技术中，所述水玻璃为钠水玻璃，初始模数为3.25，Na2O含量为8.77%，水玻璃模数通过氢氧化钠调节。本专利技术中，所述H2O2采用双氧水，双氧水中H2O2含量为30%。本专利技术中，所述聚丙烯纤维长度为12mm，密度为0.91kg/m3，断裂伸长率为15～20%。本专利技术提出的聚丙烯纤维增强绿色高强绝热材料的制备方法，具体步骤如下：施工成型时，按原料配比，先将粉煤灰、矿粉、水玻璃和聚丙烯纤维投入搅拌机中搅拌均匀，控制溶液温度为25～30℃，随着搅拌机叶片转动，加入双氧水，搅拌10～15s后停止，得到浆体，将所得浆体倒入模具中，待浆体高度不再变化后拆模，按尺寸需要进行切割，养护至一定龄期，即可施工。本专利技术提供的聚丙烯纤维增强绿色高强绝热材料中，各种原材料既具有不同作用，又相互作用，制备工艺设计也各具特色。本专利技术产品的3种功能通过3种途径实现：首先，力学性能依靠粉煤灰、矿粉和水玻璃的协同作用形成的致密结构；其次，传热性能依靠H2O2产生的气泡在体系中形成的大量孔隙；抗干燥收缩性能依靠聚丙烯纤维在体系的基体内搭接，阻止干缩裂纹扩散，同时增强材料的韧性。本专利技术不使用高耗能原材料，充分利用工业废弃物—矿粉和粉煤灰作为原材料，加入双氧水和聚丙烯纤维制备出具有绿色节能意义，强度较高的绝热材料，与相同绝干密度的轻质水泥基绝热材料相比，不仅具有较高的抗压强度和较低的导热系数，同时干燥收缩率也比较低，这样相对降低了成本，提高了产品的市场竞争力。本专利技术与现有类似技术相比，具有如下主要优点：1.原材料选择的多样性。本专利技术产品所用矿粉和粉煤灰都是工业废弃物，没有使用高能耗高污染的原材料，如水泥等，所以本专利技术产品可以减少生产能耗，节约资源，更具市场竞争力。2.规模化。本专利技术制备方法简单，不需要特殊的工艺，适于大规模工业化生产，容易产生规模效益。3.高强绝热性能和抗干燥收缩性。与传统轻质水泥基绝热材料相比，本专利技术产品不仅能满足轻质水泥基绝热材料的力学强度标准要求，还具有优异的保温隔热性能和良好的抗收缩开裂性。4.低成本。本专利技术产品制备工艺简单，并大量利用工业废弃物，成本低廉。所以，本专利技术提供的技术方法比传统的类似技术方法更具有实用价值。具体实施方式下面通过实施例进一步说明本专利技术。实施例1，一种聚丙烯纤维增强绿色高强绝热材料，按粉煤灰：矿粉的质量比为7:3，用氢氧化钠调节水玻璃模数为1.6，液固比0.52，水玻璃掺量为粉煤灰和矿粉总质量的4%，H2O2掺量为粉煤灰和矿粉总质量的3.5%，聚丙烯纤维掺量1.2kg/m3的配合比配制而成。性能测试结果见表1。施工成型时，先将粉煤灰、矿粉、水玻璃和聚丙烯纤维投入搅拌机中搅拌均匀，控制溶液温度为25～30℃，随着搅拌机叶片转动，加入双氧水，搅拌10～15s后停止，得到浆体，将所得浆体倒入模具中，待浆体高度不再变化后拆模，按尺寸需要进行切割，养护至一定龄期，即可施工。实施例2，一种聚丙烯纤维增强绿色高强绝热材料，按粉煤灰：矿粉的质量比为6:4，用氢氧化钠调节水玻璃模数为1.6，液固比0.52，水玻璃掺量为粉煤灰和矿粉总质量的4%，H2O2掺量为粉煤灰和矿粉总质量的3.75%，聚丙烯纤维掺量1.2kg/m3的配合比配制而成。性能测试结果见表1。实施例3，一种聚丙烯纤维增强绿色高强绝热材料，按粉煤灰：矿粉的质量比为6:4，用氢氧化钠调节水玻璃模数为1.5，液固比0.56，水玻璃掺为粉煤灰和矿粉总质量的量5%，H2O2掺量为粉煤灰和矿粉总质量的3.75%，聚丙烯纤维掺量1.2kg/m3的配合比配制而成。性能测试结果见表1。表1实施例性能测试结果性能指标实施例1实施例2实施例3绝干密度（kg/m3）32028024028d抗压强度（MPa）2.071.821.62导热系数（W/(m·K)）0.0750.0620.04928d干燥收缩率（×10-6）2896.83140.53235.6本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚丙烯纤维增强绿色高强绝热材料，其特征在于：由粉煤灰、矿粉、水玻璃、H2O2和聚丙烯纤维组成，其中，粉煤灰：矿粉的质量比为7:3～5:5，水玻璃模数为1.4～1.6，以Na2O计，水玻璃的掺量为粉煤灰和矿粉总质量的4%～6.0%，H2O2的掺量为粉煤灰和矿粉总质量的3.5%～4.0%，每1m3的粉煤灰和矿粉总体积中，聚丙烯纤维的掺量为1.2kg/m3。

【技术特征摘要】
1.一种聚丙烯纤维增强绿色高强绝热材料，其特征在于：由粉煤灰、矿粉、水玻璃、H2O2和聚丙烯纤维组成，其中，粉煤灰：矿粉的质量比为7:3～5:5，水玻璃模数为1.4～1.6，以Na2O计，水玻璃的掺量为粉煤灰和矿粉总质量的4%～6.0%，H2O2的掺量为粉煤灰和矿粉总质量的3.5%～4.0%，每1m3的粉煤灰和矿粉总体积中，聚丙烯纤维的掺量为1.2kg/m3。2.根据权利要求1所述的聚丙烯纤维增强绿色高强绝热材料，其特征在于：所述水玻璃与粉煤灰、矿粉、H2O2和聚丙烯纤维的液固比为0.52～0.60。3.根据权利要求1所述的聚丙烯纤维增强绿色高强绝热材料，其特征在于：粉煤灰：矿粉的质量比为6:4，水玻璃模数为1.5，水玻璃的掺量为粉煤灰和矿粉总质量的5%，H2O2的掺量为粉煤灰和矿粉总质量的3.75%，每1m3的粉煤灰和矿粉总体积中，聚丙烯纤维的掺量为1.2kg/m3。4.根据权利要求２所述的聚丙烯纤维增强绿色高强绝热材料，其特征在于：所述水玻璃与粉煤灰、矿粉、H2O2和聚丙烯纤维的液固比...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘斯凤，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海,31