一种谷壳灰基复合调湿材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于建筑材料领域，具体涉及一种谷壳灰基复合调湿材料及其制备方法。所述调湿材料由谷壳灰、无机多孔矿物原料和无机改性掺合料按体积之比为(6～8)：(3～5)：1组成，所述无机改性掺合料，按重量百分比计包括：94％～96％钢铁厂矿渣、2％～3％陶瓷厂抛光渣和2％～3％无机添加剂。本发明专利技术提供的谷壳灰基复合调湿材料具有节能、生产成本低、调湿性能好、强度高、耐水性好等优点。

A Composite Moisture Regulating Material Based on Grain Hull Ash and Its Preparation Method

The invention belongs to the field of building materials, in particular to a grain husk ash-based composite humidity regulating material and a preparation method thereof. The humidity regulating material consists of husk ash, inorganic porous mineral raw materials and inorganic modified admixtures in volume ratio (6-8): (3-5):1. The inorganic modified admixtures include 94%-96% steel plant slag, 2%-3% ceramics plant polishing slag and 2%-3% inorganic additives in weight percentage. The grain husk ash-based composite humidity control material provided by the invention has the advantages of energy saving, low production cost, good humidity control performance, high strength and good water resistance.

【技术实现步骤摘要】
一种谷壳灰基复合调湿材料及其制备方法
本专利技术属于建筑材料领域，具体涉及一种谷壳灰基复合调湿材料及其制备方法。
技术介绍
合适的室内湿度是确保人类生活舒适和健康的重要因素之一。空气湿度是评价环境舒适度的重要指标，空气相对湿度在40％～60％人体感觉最舒适。目前，人们主要通过加湿器和空调等机械手段来调节室内空气的相对湿度。机械法调控湿度要消耗能源，而调湿材料利用材料的吸放湿特性来合理调控室内湿度，不需要借助任何人工资源和机械设备，依靠自身的吸放湿性能，感应所调空间湿度的变化，从而自动调节空气相对湿度，无需消耗电力等不可再生能源，是一种生态性调控方法。利用材料的吸放湿特性来控制调节湿度的研究，较早出现于日本。近十多年来，随着湿度在人居环境中的作用，对热舒适和空气质量的影响，人们对建筑调湿材料进行了较多研究，目前，国内外研究的调湿材料主要分为5种：特种硅胶、无机盐类、无机多孔矿物材料、有机高分子材料、复合调湿材料。针对无机多孔矿物材料，就有研究者以海泡石、沸石、硅藻土等无机矿物为主要材料，以热处理、焙烧等方法制备无机矿物基调湿材料；以氯化钙、氯化铵等无机盐改性硅藻土、沸石等无机矿物材料，制备复合调湿材料，但总体上，以矿物原料为主要原料制备的调湿材料成本高，且单一组成调湿材料的调湿性能、强度、耐水性等综合性能不够理想，从而使调湿材料的应用受到局限。本专利技术人申报的中国专利CN106045461A，公开了一种硅藻土生态调湿材料的制备方法，以天然硅藻土和钢铁厂矿渣、无机添加剂作为原料制备得到的调湿材料，其缺陷在于：最大吸放湿平衡含湿量只有16％和14％，对潮湿地区室内空气的调节范围不够大，而对于长江中下游的湿热地区，调湿材料的最大吸放湿平衡含湿量越大，调湿效果越好。
技术实现思路
针对现有技术的上述不足之处，本专利技术的目的是提出一种谷壳灰基复合调湿材料及其制备方法，该调湿材料以谷壳灰为主要原料，与无机多孔矿物原料及少量无机改性掺合料复合。本专利技术还提供该调湿材料的制备方法，该调湿材料成本低廉、调湿性能好、强度高且耐水性好，可以改善建筑室内环境和人体舒适度，降低建筑能耗。本专利技术的目的在于提供一种谷壳灰基复合调湿材料，包括以下原料：谷壳灰、无机多孔矿物原料、无机改性掺合料和水；所述谷壳灰、无机多孔矿物原料和无机改性掺合料的体积之比为(6～8)：(3～5)：1；所述无机改性掺合料，按重量百分比计，包括：94％～96％钢铁厂矿渣、2％～3％陶瓷厂抛光渣和2％～3％无机添加剂。在本专利技术中，谷壳灰是稻壳燃烧后的产物，其中有一定量的非晶体SiO2，具有较好的火山灰活性；谷壳灰颗粒呈不规则层状结构，具有大量的纳米级微孔，可吸蓄并放出空气中的水分。若采用合理的材料合成方法，可制备成调湿性能、强度、耐水性等综合性能良好的调湿材料。天然硅藻土、天然海泡石和天然沸石等无机多孔矿物原料具有孔结构较发达，比表面积大且吸附能力强的特点。无机多孔矿物原料特殊的孔道结构和较大的孔体积为其调节室内空气湿度提供了存储空间，因此无机多孔矿物具有调控相对湿度的功能。在本专利技术中，天然硅藻土、天然海泡石和天然沸石等无机多孔矿物原料均为多孔结构，比表面积大，对水分有强的吸附作用。而谷壳灰除含丰富的微孔隙外，还含有吸附能力更强的炭质微粒。因此，将谷壳灰与多孔矿物原料配合，可以大大提高材料的吸放湿能力。另外，谷壳灰和无机多孔矿物原料含有一定量活性SiO2及Al2O3。这些活性SiO2、Al2O3与无机改性掺合料中的钙离子发生硬凝反应，生成不溶于水的硅酸钙和铝酸钙的水化物。此外，原料中的阳离子和无机改性掺合料中的钙离子之间发生离子交换和团粒化作用。经过一段时间的离子交换作用、团粒化作用和硬凝反应，生成的化合物逐渐增多，最终产生强度和耐水性。优选地，所述无机多孔矿物原料选自天然硅藻土、天然海泡石和天然沸石中的一种或多种。优选地，所述无机改性掺合料，按重量百分比计包括：95％钢铁厂矿渣、2％～3％陶瓷厂抛光渣和2％～3％无机添加剂。优选地，所述无机添加剂为CaO。优选地，所述谷壳灰的细度为180目～220目。优选地，所述无机多孔矿物原料的细度为180目～220目。本专利技术还提供一种谷壳灰基复合调湿材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将谷壳灰磨细至180目～220目；(2)将无机多孔矿物原料磨细至180目～220目；(3)按重量百分比计，将94％～96％钢铁厂矿渣、2％～3％陶瓷厂抛光渣和2％～3％无机添加剂混合均匀得到无机改性掺合料；(4)将步骤(1)中的谷壳灰、步骤(2)中的无机多孔矿物原料和步骤(3)中的无机改性掺合料按体积比为(6～8)：(3～5)：1均匀混合得到混合料，加水将混合料的含水率控制在26％～38％，混合均匀后装入模具抹压成制品，也可用挤出机挤出成制品或按抹压方式在内墙表面抹压成5mm～10mm厚度的抹面层；(5)在常温、相对湿度为40％～75％，养护14～21天。优选地，所述无机多孔矿物原料选自天然硅藻土、天然海泡石和天然沸石中的一种或多种。经实验验证，该方法制备得到的调湿材料最大吸放湿平衡含湿量分别为28％和26％、抗压强度≥7.5MPa，软化系数≥0.65。与现有技术相比，本专利技术具备的有益效果是：天然硅藻土、天然海泡石和天然沸石等无机多孔矿物原料的多孔结构，加之谷壳灰除含丰富的微孔隙外，还含有吸附能力更强的炭质微粒，使所制成的调湿材料与CN106045461A公开的调湿材料相比具有更好的吸放湿能力；而谷壳灰含有活性SiO2，因此在改性掺合料的作用下使所制成的调湿材料与现有技术CN106045461A公开的调湿材料相比具有更高的强度。本专利技术以谷壳灰为主要原料，将其与天然多孔原料硅藻土(或海泡石、沸石等)及少量无机改性掺合料复合，通过自然养护制备的复合调湿材料具有节能、生产成本低、调湿性能好、强度高、耐水性好等优点。所述制备方法具有生产成本低、制备方法简单可控适合工业化生产等优点。具体实施方式以下实施例进一步说明本专利技术的内容，但不应理解为对本专利技术的限制。在不背离本专利技术精神和实质的情况下，对本专利技术方法、步骤或条件所作的修改或替换，均属于本专利技术的范围，本专利技术实施例中的实验方法，如无特别说明，均为常规方法。本专利技术实施例涉及的原料若无特别说明，均为普通市售品，皆可通过市场购买获得，下面结合实施例对本专利技术作进一步详细描述：实施例1将谷壳灰、天然硅藻土磨细至200目。将95％的钢铁厂矿渣、2％陶瓷厂抛光渣和3％无机添加剂CaO混合均匀，即为无机改性掺合料。将谷壳灰、天然硅藻土和无机改性掺合料按体积比为8:4:1混合均匀，加水并将混合物的含水率控制在36％，混合均匀后用挤出机挤出片材。将该片材在常温、相对湿度为60％的条件西左右养护20天，即制得最大吸放湿平衡含湿量分别为27.5％和25.6％、抗压强度7.8MPa，软化系数0.67的复合调湿片材。实施例2将谷壳灰、天然海泡石磨细至220目。将95％的钢铁厂矿渣、2.5％陶瓷厂抛光渣和2.5％无机添加剂CaO混合均匀，即为无机改性掺合料。将谷壳灰、天然海泡石和无机改性掺合料按体积比为7:4:1混合均匀，并加水将混合物的含水率控制在32％，混合均匀后用抹压方式在内墙表面抹压成8mm厚度的抹面层。该抹面层在常温、相对湿本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种谷壳灰基复合调湿材料，其特征在于，包括以下原料：谷壳灰、无机多孔矿物原料、无机改性掺合料和水；所述谷壳灰、无机多孔矿物原料和无机改性掺合料的体积之比为(6～8)：(3～5)：1；所述无机改性掺合料，按重量百分比计，包括：94％～96％钢铁厂矿渣、2％～3％陶瓷厂抛光渣和2％～3％无机添加剂。

【技术特征摘要】
1.一种谷壳灰基复合调湿材料，其特征在于，包括以下原料：谷壳灰、无机多孔矿物原料、无机改性掺合料和水；所述谷壳灰、无机多孔矿物原料和无机改性掺合料的体积之比为(6～8)：(3～5)：1；所述无机改性掺合料，按重量百分比计，包括：94％～96％钢铁厂矿渣、2％～3％陶瓷厂抛光渣和2％～3％无机添加剂。2.根据权利要求1所述的一种谷壳灰基复合调湿材料，其特征在于，所述无机多孔矿物原料选自天然硅藻土、天然海泡石和天然沸石中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的一种谷壳灰基复合调湿材料，其特征在于，所述无机改性掺合料，按重量百分比计，包括：95％钢铁厂矿渣、2％～3％陶瓷厂抛光渣和2％～3％无机添加剂。4.根据权利要求1所述的一种谷壳灰基复合调湿材料，其特征在于，所述无机添加剂为CaO。5.根据权利要求1～4任一项所述的一种谷壳灰基复合调湿材料，其特征在于，所述谷壳灰的细度为180目～220目。6.根据权利要求1～4任一项所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡明玉，付超，刘章君，吴琼，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：发明
国别省市：江西,36