[发明专利]一种钢渣-水泥-石膏-矿渣棉复合的泡沫型隔热材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及建筑物外墙的隔热保温材料，特别涉及一种钢渣-水泥-石膏-矿渣棉复合的泡沫型隔热材料及制备方法。

背景技术

建筑物外墙的隔热保温材料不仅要具有隔热保温功能，还要具备好的防火性能；就隔热保温材料而言，主要有两种，一种是有机材质，如聚氨酯、酚醛树脂等，另一类是无机材质，如岩棉、矿棉纤维板等；有机材质的材料保温隔热性能好，但是耐火性差，特别是大型公共场合发生的几起损失惨重的火灾，都与材料耐火性差、不阻燃有关，所以，对于大型建筑物外墙，国家已经基本禁止采用有机材质的隔热保温材料；对于无机材质的隔热材料，石棉类隔热和耐火性好，但无强度，不易安装，而纤维水泥板，存在的问题是导热系数高，隔热性差，另外，材料的密度大，强度低，导致使用寿命短，效果不好；针对无机材质的隔热材料存在的问题，将无机纤维水泥板在制板时采用泡沫化的方法制成泡沫板，利用泡沫提高隔热板的隔热效果，降低导热系数，将是一个值得尝试的方法，目前，无机材质的隔热板泡沫化，存在的技术难题是材料的强度、硬度降低，另外，泡沫在水泥等无机材质中的稳定性降低，导致泡沫分布不均匀，容易出现塌模，开裂等问题，这需要对材料进行整体的设计，开发一种新的无机材质的泡沫隔热材料。

发明内容

本发明的目的是：发明一种利用钢渣-水泥-石膏-矿渣棉等复合的泡沫型隔热材料及制备方法，通过设计钢渣-水泥-石膏的配加比例，获得活性好的基料并引入矿渣棉进行强化，通过发泡剂和稳定剂，促进活性的基料发泡并保持相对稳定的状态下浇注成型，烘干后制得强度高、隔热效果好、密度低、抗火耐水性好的隔热保温材料。

实现本发明的技术方案是：

一种钢渣-水泥-石膏-矿渣棉复合的泡沫型隔热材料，由骨料和高效发泡剂制得，其特征在于：材料的骨料由质量分数为10%-30%的钢渣细粉、21%-40%的P.O.型普通硅酸盐水泥、10%-30%的脱硫石膏和20%-29%的矿渣棉组成；所用高效发泡剂为质量百分浓度为0.1%的茶皂素发泡剂与0.5%的甲基硅油稳定剂的混合水溶液。

发泡剂的配加量为1000-2000 ml/kg，即每1kg骨料需加高效发泡剂1000-2000ml。

本发明的一种钢渣-水泥-石膏-矿渣棉复合的泡沫型隔热材料及制备方法，其制备方法包括如下步骤：

（1）按质量分数配比，将研磨后的钢渣粉与P.O.型普通硅酸盐水泥粉及脱硫石膏粉混合均匀；

（2）矿渣棉按上述的质量分数以干棉称重，矿渣棉使用前需与水混合，用螺旋搅拌器打成渣棉浆，将步骤（1）混合均匀的钢渣细粉、P.O.型普通硅酸盐水泥及脱硫石膏的混合物与渣棉浆混匀成粘稠粥状；

（3）然后加入高效发泡剂，充分搅拌发泡，浇注成型，经定尺切割后再烘干，制得成品。

所述步骤（1）中，钢渣粉需要磨到200目以下。

所述步骤（2）中，矿渣棉与水混合的质量比为1:5。

所述步骤（3）中，烘干的温度为100-200℃，时间为3-5小时。

本发明制备的一种钢渣-水泥-石膏-矿渣棉复合的泡沫型隔热材料，干密度6.25~6.85kg/m3，抗折强度4.0~4.5MPa，抗压强度29.0~32.5MPa，导热系数0.020~0.022W/mK，不燃性能为A。

与现有技术相比本发明的主要优点如下：

1）采用茶皂素发泡剂和甲基硅油稳定剂组合制成的高性能发泡剂，可以使泡沫均匀、稳定，降低隔热板的体积密度40-50%，避免塌模、裂纹及封闭气孔率低等质量问题；

2）通过加入钢渣、脱硫石膏并选用P.O.型普通硅酸盐水泥，根据各自组分的性能特别是活性，优化配比，提高了泡沫板的硬度和强度，特别是加入矿渣棉，也有利于提高泡沫板的强度特别是提高泡沫板的抗剥落性能；

3）泡沫率高，有效降低了材料的导热系数，提高材料的抗火性能及稳定性；

4）实现了废弃钢渣的再利用，降低了泡沫板的原料成本，具有显著的经济效益和社会效益，值得推广。

具体实施方式

实施实例1：

一种钢渣-水泥-石膏-矿渣棉复合的泡沫型隔热材料，材料的骨料由质量分数为：25%的矿渣棉、25%的钢渣细粉、30%的P.O.型普通硅酸盐水泥、20%的脱硫石膏组成，所用高效发泡剂为质量百分浓度为0.1%的茶皂素发泡剂与0.5%的甲基硅油稳定剂的混合水溶液，高效发泡剂的加入量为1500 ml/kg。