一种铝灰加气砖及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种铝灰加气砖，其特征在于，由如下重量份数的各原料组成：铝灰55‑65份、纳米麦饭石粉3‑5份、伊利石粉3‑5份、聚乙烯醇纤维6‑10份、硅酸盐水泥3‑4份、外加剂2‑5份、水10‑15份、超支化聚氨酯0.5‑1份、三乙醇胺油酸皂0.1‑0.3份。本发明专利技术还公开了所述铝灰加气砖的制备方法。本发明专利技术公开的铝灰加气砖制备成本低廉、铝灰利用率高、综合性能优异，保温性能和抗压强度高，能有效地防止砖表面的开裂，空鼓，松散、脱落及渗水，能实现变废为宝，废弃资源回收再利用，符合节能减排的基本国策要求，具有较高的市场价值、社会价值和生态价值。

A kind of aluminum ash aerated brick and its preparation method

The invention discloses an aluminum ash aerated brick, which is characterized in that it is composed of the following raw materials with weight parts: 55 \u2011 65 parts of aluminum ash, 3 \u2011 5 parts of nano Maifanshi powder, 3 \u2011 5 parts of illite powder, 6 \u2011 10 parts of polyvinyl alcohol fiber, 3 \u2011 4 parts of Portland cement, 2 \u2011 5 parts of admixture, 10 \u2011 15 parts of water, 0.5 \u2011 1 part of hyperbranched polyurethane, 0.1 \u2011 0.3 parts of triethanolamine oleate soap. The invention also discloses a preparation method of the aluminum ash aerating brick. The invention has the advantages of low preparation cost, high utilization rate of aluminum ash, excellent comprehensive performance, high heat preservation performance and compressive strength, effectively preventing the crack, hollowing, looseness, falling off and water seepage of the brick surface, realizing the transformation of waste into treasure, recycling of waste resources, meeting the basic national policy requirements of energy conservation and emission reduction, and having high market value, social value and health State value.

【技术实现步骤摘要】
一种铝灰加气砖及其制备方法
本专利技术涉及建筑材料
，尤其涉及一种铝灰加气砖及其制备方法。
技术介绍
近年来，随着我国经济的迅猛发展，对铝的需求量持续增加。我国已经成为世界最大的铝生产国家。随着金属铝的广泛应用，铝灰的产生量也不断增加。铝灰是电解铝或铸造铝生产工艺中产生的熔渣经冷却加工后的产物，是可再生资源。铝灰主要由金属铝单质、氧化物和盐溶剂的混合物组成，其中含铝10％-30％、氧化铝20％-40％。如果不加以回收利用，不仅浪费资源，而且污染环境。目前，铝灰处理的回收率低，主要采用添加剂，如氯化锌，使铝灰的回收率大概保持在65％-70％左右，但是，这种方法一般能量消耗大、浪费大，对环境有害，只有部分金属铝能被有效地回收利用，剩余的废铝渣则堆积在厂区或填埋。因此大力研究铝灰回收利用的方法，利用铝灰合成各种材料，实现铝灰的高价值资源综合利用率是落实循环经济、节能减排政策的必然要求。中国专利CN101318787公开了一种铝工业工艺废渣全部转型为生态建筑材料的工艺与方法，利用铝工业在生产过程中所产出的固体废物—赤泥(烧结法、拜耳法)、锅炉炉渣、选矿尾矿、化灰渣、煤气发生炉渣、污泥六种废渣自身的物质属性，通过干燥、粉碎、合理配比、加工成型(碾压、挤压)或烧结工艺，转化为新型的路用材料和建筑墙体材料。该专利技术工艺流程复杂，成本高，能耗高。铝灰中单质铝含量较高，可以用铝灰中的有效成分代替铝粉用作加气砖的发泡剂，使得砖制作过程中游离的碱充分吸收，解决产品的泛碱问题，而且还可以解决发泡困难的问题。因此，开发铝灰加气砖可以废物利用，有利环保，真正变废为宝。然而，现有的铝灰加气砖制备过程中存在高成本、低利用率、环境负担重、综合性能有待进一步提高等问题。因此，业内亟需一种制备成本低廉、铝灰利用率高、综合性能优异、制备过程绿色环保的铝灰加气砖。
技术实现思路
为了克服现有技术中的缺陷，本专利技术提供一种铝灰加气砖及其制备方法，该制备方法简单易行，对设备和反应条件要求不高，制备原料来源丰富，制备效率和成品合格率高，适合大规模生产；制备得到的铝灰加气砖制备成本低廉、铝灰利用率高、综合性能优异，保温性能和抗压强度高，能有效地防止砖表面的开裂，空鼓，松散、脱落及渗水，能实现变废为宝，废弃资源回收再利用，符合节能减排的基本国策要求，具有较高的市场价值、社会价值和生态价值。为达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案是：一种铝灰加气砖，由如下重量份数的各原料组成：铝灰55-65份、纳米麦饭石粉3-5份、伊利石粉3-5份、聚乙烯醇纤维6-10份、硅酸盐水泥3-4份、外加剂2-5份、水10-15份、超支化聚氨酯0.5-1份、三乙醇胺油酸皂0.1-0.3份。进一步地，所述外加剂包括如下重量份的各组分：硒酸盐1-3份、4-(2-羧基乙烯基)苯硼酸/氯甲基三甲氧基硅烷离子化改性乙烯基磺酸二甲胺共聚物4-6份、(1-乙氨基)磷酸0.5-1.5份、甘草酸钠0.5-1.5份。优选地，所述4-(2-羧基乙烯基)苯硼酸/氯甲基三甲氧基硅烷离子化改性乙烯基磺酸二甲胺共聚物的制备方法，包括如下步骤：步骤S1：将乙烯基磺酸二甲胺、氯甲基三甲氧基硅烷加入到有机溶剂中，在25-35℃下搅拌反应6-8小时，后旋蒸除去溶剂，得到氯甲基三甲氧基硅烷离子化改性乙烯基磺酸二甲胺；步骤S2：将经过步骤S1制备得到的氯甲基三甲氧基硅烷离子化改性乙烯基磺酸二甲胺、4-(2-羧基乙烯基)苯硼酸、引发剂加入到高沸点溶剂中，在氮气或惰性气体氛围65-75℃下搅拌反应4-6小时，后在丙酮中沉出，再置于真空干燥箱75-90℃下干燥至恒重，得到4-(2-羧基乙烯基)苯硼酸/氯甲基三甲氧基硅烷离子化改性乙烯基磺酸二甲胺共聚物。进一步地，步骤S1中所述乙烯基磺酸二甲胺、氯甲基三甲氧基硅烷、有机溶剂的质量比为1.26:1:(8-12)。优选地，所述有机溶剂选自二氯甲烷、四氢呋喃、丙酮中的一种。进一步地，步骤S2中所述氯甲基三甲氧基硅烷离子化改性乙烯基磺酸二甲胺、4-(2-羧基乙烯基)苯硼酸、引发剂、高沸点溶剂的质量比为1:(2-3):(0.02-0.04):(10-15)。优选地，所述引发剂选自偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的至少一种。优选地，所述高沸点溶剂选自二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的至少一种。优选地，所述惰性气体选自氦气、氖气、氩气中的一种。进一步地，所述硒酸盐选自硒酸钠、硒酸钙中的至少一种。进一步地，所述铝灰的粒径微10-33mm。进一步地，所述铝灰加气砖的制备方法，包括如下步骤：Ⅰ、将铝灰、纳米麦饭石粉、伊利石粉、聚乙烯醇纤维、硅酸盐水泥和外加剂混合之后粉碎，过80目-150目筛，得到粉碎混料，混匀后放置15-24小时，得到混合物料；Ⅱ、将经过步骤Ⅰ制成的混合物料、三乙醇胺油酸皂、超支化聚氨酯和水混合，均匀搅拌10分钟-30分钟得到制铝灰加气砖混料；Ⅲ、将经过步骤Ⅱ制成的铝灰加气砖混料倒入模具中制成砖胚后放入蒸养釜后均匀通入蒸汽，温度上升后保持在165-185℃、压力11-15Mpa、持续时间为12-15h；后在1-2h内均匀放出蒸养釜内蒸汽，使蒸养釜缓慢降温至55-75℃后便取出砖胚，放置25-35天即得成品。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：(1)本专利技术提供的一种铝灰加气砖，该铝灰加气砖制备方法简单易行，对设备和反应条件要求不高，制备原料来源丰富，制备效率和成品合格率高，适合大规模生产，具有较高的经济价值、生态价值和社会价值。(2)本专利技术提供的一种铝灰加气砖，克服了现有的铝灰加气砖制备过程中存在高成本、低利用率、环境负担重、综合性能有待进一步提高等问题，具有制备成本低廉、铝灰利用率高、综合性能优异，保温性能和抗压强度高，能有效地防止砖表面的开裂，空鼓，松散、脱落及渗水，能实现变废为宝，废弃资源回收再利用，符合节能减排的基本国策要求的优点。(3)本专利技术提供的一种铝灰加气砖，采用铝灰为主要原料，实现了资源循环再利用，变废为宝，不仅节约了资源，又减少了环境污染；各成分协同作用，可以使得加气砖早起强度高，脱模时不易损伤；制备过程中免去了外加发泡剂的步骤，有效降低了生产成本，减少了铝灰堆积影响生态环境的问题，起到了资源的再生利用效果，具有重要的实用价值。(4)本专利技术提供的一种铝灰加气砖，各组分协同作用，使得原材料中铝组分的可溶出性能提高，最终材料具有较高的宏观强，提高了保温效果，增强了抗冻性能，改善了加气砖的韧性，增加了抗渗性能，通过加入聚乙烯醇纤维，增加了结构强度，使其干燥过程中受到的张力减少，起到明显的抗裂作用，降低了裂缝产生的可能性；另外，与超支化聚氨酯协同作用，还能增强内部材料的粘结强度。(5)本专利技术提供的一种铝灰加气砖，4-(2-羧基乙烯基)苯硼酸/氯甲基三甲氧基硅烷离子化改性乙烯基磺酸二甲胺共聚物引入季铵盐结构，能赋予加气砖抗菌性能；引入(1-乙氨基)磷酸、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铝灰加气砖，其特征在于，由如下重量份数的各原料组成：铝灰55-65份、纳米麦饭石粉3-5份、伊利石粉3-5份、聚乙烯醇纤维6-10份、硅酸盐水泥3-4份、外加剂2-5份、水10-15份、超支化聚氨酯0.5-1份、三乙醇胺油酸皂0.1-0.3份。/n

【技术特征摘要】
1.一种铝灰加气砖，其特征在于，由如下重量份数的各原料组成：铝灰55-65份、纳米麦饭石粉3-5份、伊利石粉3-5份、聚乙烯醇纤维6-10份、硅酸盐水泥3-4份、外加剂2-5份、水10-15份、超支化聚氨酯0.5-1份、三乙醇胺油酸皂0.1-0.3份。


2.根据权利要求1所述的一种铝灰加气砖，其特征在于，所述外加剂包括如下重量份的各组分：硒酸盐1-3份、4-(2-羧基乙烯基)苯硼酸/氯甲基三甲氧基硅烷离子化改性乙烯基磺酸二甲胺共聚物4-6份、(1-乙氨基)磷酸0.5-1.5份、甘草酸钠0.5-1.5份。


3.根据权利要求2所述的一种铝灰加气砖，其特征在于，所述4-(2-羧基乙烯基)苯硼酸/氯甲基三甲氧基硅烷离子化改性乙烯基磺酸二甲胺共聚物的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1：将乙烯基磺酸二甲胺、氯甲基三甲氧基硅烷加入到有机溶剂中，在25-35℃下搅拌反应6-8小时，后旋蒸除去溶剂，得到氯甲基三甲氧基硅烷离子化改性乙烯基磺酸二甲胺；
步骤S2：将经过步骤S1制备得到的氯甲基三甲氧基硅烷离子化改性乙烯基磺酸二甲胺、4-(2-羧基乙烯基)苯硼酸、引发剂加入到高沸点溶剂中，在氮气或惰性气体氛围65-75℃下搅拌反应4-6小时，后在丙酮中沉出，再置于真空干燥箱75-90℃下干燥至恒重，得到4-(2-羧基乙烯基)苯硼酸/氯甲基三甲氧基硅烷离子化改性乙烯基磺酸二甲胺共聚物。


4.根据权利要求3所述的一种铝灰加气砖，其特征在于，步骤S1中所述乙烯基磺酸二甲胺、氯甲基三甲氧基硅烷、有机溶剂的质量比为1.26:1:(8-12)；所述有机溶剂选自二氯甲烷、四氢呋喃、丙酮中...

【专利技术属性】
技术研发人员：石旭艳，
申请(专利权)人：石旭艳，
类型：发明
国别省市：湖南;43