一种建筑垃圾-泡沫玻璃基高强保温材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及轻质高强保温材料制备领域，具体涉及一种建筑垃圾‑泡沫玻璃基高强保温材料的制备方法。该材料原材料组成包括：废泡沫玻璃、建筑垃圾、P.O52.5水泥、发泡剂、玻璃纤维、水。该保温材料7天抗压强度高于7MPa，28天抗压强度高于12MPa，导热系数低于0.08W/(m•K)。由于其轻质高强及优异的保温性能，特别适用于墙体保温工程，本发明专利技术提供了废泡沫玻璃及建筑垃圾资源化利用新途径，并在一定程度上有力推进相关固废的综合资源化利用。

【技术实现步骤摘要】
一种建筑垃圾-泡沫玻璃基高强保温材料的制备方法
本专利技术涉及轻质高强保温材料制备领域，具体涉及一种综合利用废泡沫玻璃、建筑垃圾等城市固废复合制备轻质高强保温材料的制备方法。
技术介绍
建筑垃圾主要包括废混凝土、废砂浆、废砖、废瓦和渣土等，经分选、破碎、筛分加工后，作为再生材料重新利用。但是我国在建筑垃圾综合利用方面的有用技术少，已有技术的成熟度较低，难以大规模推广应用。目前，建筑垃圾中原生混凝土破碎、筛分后制得的再生粗、细骨料能够获得较好的再生利用，而对红砖含量大的城市建筑垃圾综合利用率较低，极易产生二次污染问题，影响了城市建筑垃圾的综合再生利用。受限于红砖骨料在强度方面的缺陷，其资源化利用路径相对有限，因而寻找新的资源化路径将会在很大程度上促进建筑垃圾资源化利用，本专利技术提出将红砖骨料进行活性激发制备活性微粉的技术方法。泡沫玻璃是利用废玻璃进行融化、发泡、切割等工序制备的一种轻质的保温隔热材料。然而，随着泡沫玻璃的广泛应用，泡沫玻璃废料的问题也越来越被人们所重视，因为泡沫玻璃性能稳定，很难通过自然循环和一般的物理化学方法加以分解处理。生产过程中，特别是在烧制和切割加工工序上，会产生一定数量的泡沫玻璃边角料，即泡沫玻璃轻骨料，造成很大的资源和能耗浪费。泡沫玻璃容重较轻，内部为闭口孔，废弃泡沫玻璃理论上可以作为骨料有效地降低混凝土的密度，同时改善其热工性能。
技术实现思路
本专利技术针对建筑垃圾中砖骨料以及废泡沫玻璃的特点，利用红砖自身具有一定的活性，采用热压的激发方式，将玻璃体中键和Al-O键破坏，提高砖粉中的活性氧化钙和氧化铝，从而加快矿物的结构转移和水化产物的形成。结合化学激发措施，掺入硫酸钠(化学纯)、氯化铁(化学纯)、三乙醇胺(化学纯)组成的复合激发剂，弥补砖粉缺陷，提高砖粉活性。针对废泡沫玻璃，采用裹浆工艺在其表面形成壳核结构，增强废泡沫玻璃骨料强度，解决其强度低的难题，并充分发挥其轻质多孔优势，提出环保型轻质高强保温材料的制备方案。本专利技术技术方案：一种建筑垃圾-泡沫玻璃基高强保温材料的制作方法，所述方法包括以下步骤：步骤一：将原料组分水泥或活性微粉或其组合、经裹浆处理后的泡沫玻璃骨料、玻璃纤维和水分别加入搅拌机中，搅拌得到拌合料，随后将发泡剂制作的闭孔泡沫加入拌合料，搅拌得到料浆；步骤二：将料浆倒入模具内静置成型，并放入养护室养护，完成建筑垃圾-泡沫玻璃基高强保温材料的制备。优选地，所述裹浆处理后的泡沫玻璃骨料制备方法为：将废泡沫玻璃破碎、筛分得到泡沫玻璃骨料，将泡沫玻璃骨料浸水至完全湿润，随后从水中取出并风干至表面饱水状态，采用裹浆工艺在其表面包裹一层厚1～5mm的水泥浆体，得到经裹浆处理后的泡沫玻璃骨料。进一步优选地，筛分得到泡沫玻璃骨料粒径大小为5～30mm，泡沫玻璃浸水24～36h，风干条件为在湿度≥90％的环境中风干5～6h至表面饱水状态。优选地，所述活性微粉制备方法包括以下步骤：1)将建筑垃圾分选、破碎、筛分得到比表面积为7000～9000cm2/g的砖粉；2)采用热压工艺对得到的砖粉进行活性激发处理，得到热压处理的砖粉；3)经步骤2)热压处理后的砖粉中按质量百分比0.06‰～0.09‰加入复合激发剂，进行机械粉磨30～40min，得到活性微粉。进一步优选地，所述步骤2)热压工艺为：在50～65MPa压力条件下，以5～7℃/min升温至650℃～750℃，并在650℃～750℃保温2～3h，随后以2～3℃/min降温至室温，得到热压处理的砖粉。更进一步优选地，所述步骤3)复合激发剂为硫酸钠、氯化铁、三乙醇胺按质量比为(5～6))：(1～1.5)：(3～4)混合得到复合激发剂。优选地，所述闭孔泡沫制备方法为：发泡剂与水按照1:30-40质量比加水稀释，并采用搅拌器进行搅拌，其转速为1000～1500r/min，搅拌时间3～5min，得到闭孔泡沫。进一步优选地，所述砖粉杂质含量小于0.1％。明显优于国家标准要求的1％。更进一步优选地，所述步骤二得到的建筑垃圾-泡沫玻璃基高强保温材料强度高于12MPa，导热系数为0.045～0.1W/(m·K)。优选地，所述步骤一原料组分包括按照重量份计的以下组分：水泥或活性微粉或其组合0.0001～105份，经裹浆处理后的泡沫玻璃骨料0.001～80份，玻璃纤维1～5份，水5份～35份，发泡剂1-3份。更进一步优选地，所述步骤一原料组分包括按照重量份计的以下组分：水泥0.001～65份，活性微粉0.001～40份，经裹浆处理后的泡沫玻璃骨料0.001～80份，玻璃纤维1～5份，水5份～35份，发泡剂1-3份。更进一步优选地，所述活性微粉的比表面积为7000～9000cm2/g，活性指数≥105％；所述发泡剂为双氧水。更进一步优选地，所述经裹浆处理后的泡沫玻璃骨料密度为140-170g/cm3，筒压强度8-11MPa。本专利技术有益效果：1、本专利技术利用多种固废材料的结构特性，设计制备环保型轻质高强保温材料，旨在响应国家环保要求，综合利用各种固体废弃物，极大地降低材料成本，同时探索开发一种新型节能墙体材料。由于其轻质高强及优异的保温性能，特别适用于墙体保温工程，本专利技术提供了废泡沫玻璃及建筑垃圾资源化利用新途径，并在一定程度上有力推进相关固废的综合资源化利用。2、本专利技术的优点在于：第一，可大规模的利用建筑垃圾中难以资源化利用的砖骨料以及泡沫玻璃边角料，降低建筑垃圾及废泡沫玻璃的堆积对环境的污染；第二，可用于实际大规模生产，工艺流程简单，实际操作性强；第三，通过对泡沫玻璃采用裹浆预处理工艺增加其筒压强度，再生砖骨料采用物理+化学复合活性激发工艺，制备的保温材料产品性能优异；第四，大量使用再生资源，可以极大程度降低复合材料的原材料成本，提高产品市场竞争力；第五，可根据实际施工要求，调节保温材料的强度及导热系数，满足实际生产需求。3、热力激发是在蒸养条件下将热能转化为内能的过程，在热外力作用下，玻璃体中键和Al-O键发生断裂更易被破坏，[SiO4]4-四面体聚合体解聚成单聚体和双聚体，而且温度越高，破坏作用越强，玻璃体中可溶出的活性氧化铝(Al2O3)和氧化硅(SiO2)更加容易溶出，从而加快了矿物的结构转移和水化产物的形成，同时采用机械粉磨的物理激发方式，将物料磨细至7000～9000cm2/g，提高砖粉中的活性氧化钙和氧化铝，同时提高砖粉的填充效应及堆积效应；掺加硫酸钠、氯化铁、三乙醇胺按:6～5：1～1.5：3～4的配合比配置制备的复合激发剂来作为化学激发剂，其中三乙醇胺属于极性分子，起到分散作用，可以提高水泥化学结合水量，对水泥表面活性作用使得水泥颗粒分散，从而增加水泥于水的接触，提高了水化效率，同时激发砖粉的二次水化反应生成更多的水化产物。通过物理+化学联合处理的方式，确保红砖骨料经活性激发后活性指数≥105％。4、经处理后的泡沫玻璃骨料，采用裹浆工艺在其表面包裹一层厚约1～5mm的水泥浆体，形成核/壳复合结构材料，此结构的中心核结构为轻质多孔的泡沫玻璃骨料，外表壳结构为高强水泥胶凝材料，这种结构材料具有低密度、高比表面积的特性，同时其核心的多孔结构泡沫玻璃，可以产生一些基于微观“包裹”效应的性质，具有保温隔热及轻质高强的双重特性。骨料密度为150g/本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种建筑垃圾‑泡沫玻璃基高强保温材料的制作方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤一：将原料组分水泥或活性微粉或其组合、经裹浆处理后的泡沫玻璃骨料、玻璃纤维和水分别加入搅拌机中，搅拌得到拌合料，随后将发泡剂制作的闭孔泡沫加入拌合料，搅拌得到料浆；步骤二：将料浆倒入模具内静置成型，并放入养护室养护，完成建筑垃圾‑泡沫玻璃基高强保温材料的制备。

【技术特征摘要】
1.一种建筑垃圾-泡沫玻璃基高强保温材料的制作方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤一：将原料组分水泥或活性微粉或其组合、经裹浆处理后的泡沫玻璃骨料、玻璃纤维和水分别加入搅拌机中，搅拌得到拌合料，随后将发泡剂制作的闭孔泡沫加入拌合料，搅拌得到料浆；步骤二：将料浆倒入模具内静置成型，并放入养护室养护，完成建筑垃圾-泡沫玻璃基高强保温材料的制备。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述裹浆处理后的泡沫玻璃骨料制备方法为：将废泡沫玻璃破碎、筛分得到泡沫玻璃骨料，将泡沫玻璃骨料浸水至完全湿润，随后从水中取出并风干至表面饱水状态，采用裹浆工艺在其表面包裹一层厚1~5mm的水泥浆体，得到经裹浆处理后的泡沫玻璃骨料。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述活性微粉制备方法包括以下步骤：1）将建筑垃圾分选、破碎、筛分得到砖粉；2）采用热压工艺对步骤1）砖粉进行活性激发处理，得到热压处理的砖粉；3）经步骤2）得到的热压处理的砖粉中加入复合激发剂，机械粉磨，得到活性微粉。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤2）热压工艺为：在50~65MPa压力条件下，以5~7℃/min升温至650℃~750℃，并在650℃~750℃保温2~3h，随后以2~3℃/min降温至室温...

【专利技术属性】
技术研发人员：高乔，刘生超，邹兴芳，刘军，姚立红，
申请(专利权)人：中国葛洲坝集团水泥有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42