一种利用粉煤灰制备轻质泡沫多孔砖的方法

摘要

本发明公开了一种以粉煤灰为主要原料制备轻质泡沫多孔砖的方法，属于新型建筑材料技术领域。本发明是按一定比例将粉煤灰、活化剂和助熔剂混合、研磨成生料，再将生料与自制的泡沫加水混合搅拌形成浆料，将浆料浇注成型并干燥固化，经坯体强化得到泡沫多孔砖。通过控制发泡过程，可以分别获得开孔和闭孔结构。本发明实现了粉煤灰资源化综合利用，提供了一种制备性能优异的新型节能保温材料的方法，且该多孔砖具有高强度、抗风化、抗腐蚀、保温隔热、吸声隔音等特点。本发明在原料成本、产品性能、工艺流程、环境友好和经济利润等方面具有显著优势，适用于工业化生产，产品广泛应用在建筑墙体材料、装饰材料、吸附过滤和催化剂载体等领域。

说明书

技术领域

本发明属于新型建筑材料技术领域，涉及一种利用粉煤灰生产轻质泡沫多孔砖的方法。

背景技术

粉煤灰是火力发电厂排出的工业废渣，其排放量随着经济的快速发展而不断增加。目前，我国粉煤灰年排放量近2.0亿吨，而其利用率不足50％，不但占用大量土地，而且还对空气、地下水产生恶劣影响。粉煤灰是一种颗粒非常细并能在空气中流动的粉状物质，其主要成分为二氧化硅、氧化铝、氧化铁、氧化钙等。现有的处理方法是：(1)用于生产免烧砖，其产品抗风化和抗腐蚀能力较差；(2)用于生产混凝土，生产周期较长、粉煤灰掺量很低；(3)用于生产烧结砖，粉煤灰掺量在30％～70％之间，粉煤灰利用率较低。针对以上问题，本专利成功研制出一种以粉煤灰为主要原料，用常温发泡和坯体烧结强化方法制备泡沫多孔砖的技术，制备的泡沫多孔砖是一种整体充满微小均匀细孔的材料，具有高强度、抗风化、抗腐蚀等优点，同时还具有保温隔热、吸声隔音的特点，是一种绿色节能环保材料。该产品符合目前建筑以框架结构为主、非承重低容重墙体材料需求增加的发展趋势，可以广泛应用在框架结构为主的建筑物墙体材料、装饰材料以及隔热保温材料等领域，在吸附过滤和催化剂载体等领域也具有潜在应用价值。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种以粉煤灰为主要原料制备轻质泡沫多孔砖的技术，不但可以实现粉煤灰资源化综合利用，实现变废为宝，还可以制备性能优异的新型节能保温材料。

本发明的技术方案是：按一定比例将粉煤灰、活化剂和助熔剂混合、研磨成生料；取一定量自制发泡剂，溶于水，机械搅拌获得泡沫；将生料、泡沫与水混合搅拌形成浆料；将浆料浇注成型并干燥固化；经坯体强化得到泡沫多孔砖。

制备时生料、浆料中粉煤灰、活化剂、助熔剂和发泡剂的种类及配方比例如下：生料由粉煤灰、活化剂和助熔剂混合制得，粉煤灰为火力发电厂燃煤工业废弃物；活化剂为碱金属、碱土金属氧化物、氢氧化物、碳酸盐，选取其中一种或两种以上；助熔剂为硫酸钠、碳酸钠、玻璃粉、硼砂、磷酸钠，选取其中的一种或两种以上。发泡剂由表面活性剂、稳泡剂和水反应制得，表面活性剂为吐温类非离子表面活性剂(吐温T，T＝20、40、60或80)、烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐，选取其中一种或两种以上；稳泡剂为明胶、松香、苯酚，选取其中的一种或两种以上。泡沫由发泡剂和水反应制得。浆料由生料、泡沫和水机械搅拌制得。生料中粉煤灰、活化剂与助熔剂的重量比为75～95∶2～20∶3～5；发泡剂中表面活性剂、稳泡剂与水的重量比例为：1～5∶7～12∶45～70；制备发泡剂的温度为：30℃～80℃；浆料中生料、泡沫与水的重量比例为：100∶10～15∶30～60。

具体的制备工艺流程如下：

步骤1：将粉煤灰与活化剂、助熔剂按比例混合，球磨后得到生料；

步骤2：按比例取表面活性剂、稳泡剂与水在反应器中反应制得发泡剂，溶于定量水中机械打泡得到泡沫；

步骤3：将生料、泡沫与水按比例机械搅拌混匀得到浆料；

步骤4：将浆料浇注到模具中，陈化0.5～2天，50～100℃下干燥0.5～2天，脱模得到坯体；

步骤5：将坯体放入马弗炉中按1～10℃/min的升温速度加热到1050±50℃，保温2～3小时，自然降至室温，得到粉煤灰泡沫多孔砖。

本发明的优点和效果是，泡沫多孔砖是一种新型建筑材料，具有高强度、抗风化、抗腐蚀、保温隔热、吸声保音等优点，采用粉煤灰为原料生产，不仅降低烧结砖成本，取代粘土砖，而且还实现了粉煤灰资源化，消除了因其堆放而带来的大量环境问题，进而实现经济增长和环境保护的共同发展，具有显著的经济效益和社会效益。整个制备过程没有引进有害杂质和产生废弃物排放，属于绿色环保性技术。本发明在制备成本、产品性能、工艺流程、环境友好和经济利润等方面具有显著优势，原料易得，合成简便，设备要求低，产品性能高，适用于工业化生产。

具体实施方式

实施例1

取粉煤灰100g，NaOH3.4g，玻璃粉5g搅拌混合，研磨得到生料；取2.5g十二烷基苯磺酸钠，8g明胶，50g水混合反应得到发泡剂，溶于水中机械搅拌得到泡沫；往生料中加入40g水，搅拌打成浆料，加入13g泡沫充分搅拌；浇注成型，固化1天，放入烘箱进行干燥至恒重，干燥温度70～80℃；进行烧结，烧结温度在1050±50℃，保温时间3h，即可以得到产品。经检测产品抗压强度可达到6.2MPa，表观密度750±50kg/m³，满足空心砌块和材料的抗压要求，且远小于其同等级抗压强度所对应的密度要求。