【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于垃圾焚烧飞灰回收再利用，具体地，涉及一种含飞灰的轻质保温材料及其制备方法。
技术介绍
1、随着国家城市化的快速推进和人们生活水平的不断提高，城市生活垃圾的产生量不断增加，巨量的城市垃圾急需处理。飞灰的处理技术主要有固化/稳固化技术、高温处理技术以及螯合剂稳定技术等，其中固化稳固化技术被认定为前景最好的垃圾飞灰处置技术。目前常用的固化/稳固化手段有水泥固化、沥青固化、地质聚合固化等，其中地聚合固化是利用垃圾焚烧飞灰作为原材料，在不煅烧的条件下铝硅酸盐矿物和激发剂发生凝胶缩聚反应，形成的非结晶态或准结晶态三维网状结构的铝硅酸盐无机聚合物。由于垃圾焚烧飞灰含有大量重金属等污染物质且活性物质含量较低，一般不能直接单独作为地聚合物的原料，而是与其他材料如偏高岭土、粉煤灰、高炉矿渣等混合使用来制备地聚合物复合材料。
2、与普通混凝土相比，地聚合物复合材料具有良好的抗弯性能，但抗压性能较低，为了提高地聚合物复合材料的抗压性能，常在其中加入碳纤维、钢纤维或聚合物纤维作为增强纤维来提高地聚合物复合材料的抗压强度，但是由于碳纤维、钢纤维或聚合物纤维与地聚合物复合材料的粘合强度较低，对抗压强度的提升效果不够明显。轻质保温材料具有良好的保温性能，通常通过在地聚合物复合材料中加入发泡剂或空心微珠填料来制得，所以，其力学性能与地聚合物复合材料的性能有关。因此亟需解决增强纤维与地聚合物复合材料的粘合强度较低，导致抗压强度提升效果不明显的问题，得到一种力学性能优异的轻质保温材料。
技术实现思路>
1、本专利技术的目的在于提供一种含飞灰的轻质保温材料及其制备方法，利用飞灰作为原料来制备矿物纤维，并在矿物纤维表面涂覆一层飞灰基地聚合物涂层来制得增强纤维，该增强纤维与地聚合物基体粘合强度高，可显著提高轻质保温材料的抗压性能。另外，该增强纤维是以飞灰为原料制得，提高了垃圾焚烧飞灰的处理效率，降低了生成成本。
2、本专利技术要解决的技术问题：与普通混凝土相比，地聚合物复合材料具有良好的抗弯性能，但抗压性能较低，为了提高地聚合物复合材料的抗压性能，常在其中加入碳纤维、钢纤维或聚合物纤维作为增强纤维来提高地聚合物复合材料的抗压强度，但是由于碳纤维、钢纤维或聚合物纤维与地聚合物复合材料的粘合强度较低，对抗压强度的提升效果不够明显。
3、本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
4、一种含飞灰的轻质保温材料，包括以下重量份数的组分：飞灰20-60份、偏高岭土40-80份、改性矿物纤维0.4-0.8份、粉煤灰漂珠23-27份、氢氧化钠12-15份、硅酸钠34-38份、去离子水65-72份。
5、进一步地，飞灰和偏高岭土的总重量份数为100％。
6、进一步地，改性矿物纤维的制备方法，包括以下步骤：
7、a1、将飞灰和废玻璃混合均匀，然后进行等离子熔融，得到熔融体，熔融体经离心成纤，得到矿物纤维；
8、进一步地，步骤a1中，飞灰和废玻璃的质量比为1：0.3-0.4。
9、进一步地，步骤a1中，等离子熔融温度为1450-1580℃，熔融时间为1-3h。
10、进一步地，步骤a1中，熔融体的酸度系数mk值为1.2-1.8，黏度为1.1-2pa·s。
11、进一步地，步骤a1中，矿物纤维的直径为19-23μm，长度为4-11mm。
12、进一步地，步骤a1中，废玻璃的sio2的含量大于87wt％。
13、a2、将水玻璃、氢氧化钠溶液和去离子水混合并陈化，制得碱激发剂；
14、进一步地，步骤a2中，氢氧化钠溶液的浓度为8-12mol/l，水玻璃的模量为2.2-4。
15、进一步地，步骤a2中，水玻璃、氢氧化钠溶液和去离子水的质量比为25-30：10-13：25-30。
16、a3、向飞灰中加入碱激发剂，搅拌均匀得地聚合物浆料；
17、进一步地，步骤a3中，飞灰和碱激发剂的质量比为1：0.65-0.75。
18、a4、将步骤a3制得的地聚合物浆料喷涂至步骤a1制得的矿物纤维表面，然后在烘箱中热处理12-18h，最后经研磨得到改性矿物纤维。
19、进一步地，步骤a4中，热处理温度为70-85℃。
20、进一步地，步骤a4中，研磨时间为5-10min。
21、上述制备过程中，首先将飞灰经等离子体熔融处理得矿物纤维，然后在矿物纤维表面涂覆一层飞灰基地聚合物涂层，因矿物纤维和该涂层的活性成分相似，又经研磨处理，使得矿物纤维和涂层的接触更加紧密、牢固。本专利技术以制备的改性矿物纤维作为增强纤维，加入含飞灰和偏高岭土的地聚合物浆料中，改性矿物纤维表面的飞灰基地聚合物涂层可参与聚合反应，增强了改性矿物纤维与地聚合物基体的粘合强度，从而进一步提高了轻质保温材料的力学性能。
22、一种含飞灰的轻质保温材料的制备方法，包括以下步骤：
23、b1、将氢氧化钠和硅酸钠溶于去离子水中，用聚乙烯薄膜密封陈化，得碱激发剂；
24、进一步地，步骤b1中，陈化时间为12-24h。
25、b2、将飞灰和偏高岭土混合搅拌，然后加入碱激发剂继续搅拌，得到地聚合物浆料；
26、进一步地，步骤b2中，飞灰和偏高岭土混合搅拌时间为2-5min，加入碱激发剂后搅拌时间为10-17min。
27、b3、向地聚合物浆料中加入改性矿物纤维，搅拌均匀后，加入粉煤灰漂珠再混合均匀，然后倒入模具中，放在振动台上振动2min，带模养护24h后拆模，并在一定温度下养护7-28天，即得含飞灰的轻质保温材料。
28、进一步地，步骤b3中，养护温度为40-70℃。
29、上述制备过程中，在地聚合物浆料中加入改性矿物纤维，减少了裂缝的产生，提高了轻质保温材料的抗压强度，粉煤灰漂珠的加入提高了轻质保温材料的保温性能。
30、本专利技术的有益效果：
31、(1)本专利技术技术方案中，利用飞灰作为原料来制备矿物纤维，并在矿物纤维表面涂覆一层飞灰基地聚合物涂层来制得增强纤维，该增强纤维表面的飞灰基地聚合物涂层可参与聚合反应，提高了增强纤维与地聚合物基体的粘合强度，从而进一步提高了轻质保温材料的力学性能。
32、(2)本专利技术技术方案中，使用的原料除碱激发剂外均为固体废弃物，实现了固体废弃物的最大化资源利用，减少了环境污染。
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1.一种含飞灰的轻质保温材料，其特征在于：包括以下重量份数的组分：飞灰20-60份、偏高岭土40-80份、改性矿物纤维0.4-0.8份、粉煤灰漂珠23-27份、氢氧化钠12-15份、硅酸钠34-38份、去离子水65-72份；
2.根据权利要求1所述的一种含飞灰的轻质保温材料，其特征在于：所述步骤A1中，飞灰和废玻璃的质量比为1：0.3-0.4。
3.根据权利要求1所述的一种含飞灰的轻质保温材料，其特征在于：所述步骤A1中，等离子熔融温度为1450-1580℃，熔融时间为1-3h。
4.根据权利要求1所述的一种含飞灰的轻质保温材料，其特征在于：所述步骤A1中，矿物纤维的直径为19-23μm，长度为4-11mm。
5.根据权利要求1所述的一种含飞灰的轻质保温材料，其特征在于：所述步骤A2中，氢氧化钠溶液的浓度为8-12mol/L，水玻璃的模量为2.2-4。
6.根据权利要求1所述的一种含飞灰的轻质保温材料，其特征在于：所述步骤A2中，水玻璃、氢氧化钠溶液和去离子水的质量比为25-30：10-13：25-30。
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8.根据权利要求1所述的一种含飞灰的轻质保温材料，其特征在于：所述步骤A4中，热处理温度为70-85℃。
9.根据权利要求1所述的一种含飞灰的轻质保温材料，其特征在于：所述步骤A4中，研磨时间为5-10min。
10.一种根据权利要求1-9任一项所述的含飞灰的轻质保温材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种含飞灰的轻质保温材料，其特征在于：包括以下重量份数的组分：飞灰20-60份、偏高岭土40-80份、改性矿物纤维0.4-0.8份、粉煤灰漂珠23-27份、氢氧化钠12-15份、硅酸钠34-38份、去离子水65-72份；
2.根据权利要求1所述的一种含飞灰的轻质保温材料，其特征在于：所述步骤a1中，飞灰和废玻璃的质量比为1：0.3-0.4。
3.根据权利要求1所述的一种含飞灰的轻质保温材料，其特征在于：所述步骤a1中，等离子熔融温度为1450-1580℃，熔融时间为1-3h。
4.根据权利要求1所述的一种含飞灰的轻质保温材料，其特征在于：所述步骤a1中，矿物纤维的直径为19-23μm，长度为4-11mm。
5.根据权利要求1所述的一种含飞灰的轻质保温材料，其特征在于：所述步...
【专利技术属性】
技术研发人员：张锦彬，陈黎东，张嘉梁，
申请(专利权)人：广西中玻新材料科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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