[发明专利]多孔结构材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开一种多孔结构材料及其制备方法和应用。所述多孔结构材料包括重量份如下的原料组分：水泥20～60份；碱渣300～500份；纤维0.5～1.0份；废弃陶瓷淤泥500～750份；铝粉.3～0.8份；水80～160份；其中，所述原料组分经过烧制而成多孔结构材料。本发明的材料容重为400～700kg/m³，抗压强度≥8MPa，抗折强度≥3MPa，导热系数≤0.11W/(m.K)，抗冻性能好，适用于建筑物隔热隔音中。

技术领域

本发明涉及工业废弃物资源化技术领域，尤其涉及一种多孔结构材料及其制备方法和应用。

背景技术

近几年，国家对节能减排的要求不断提高，外墙、屋面等围护结构传热系数限值进一步降低，而且国家居住建筑、公共建筑节能设计标准、农村居住建筑节能设计标准均已修编，各省市建筑节能设计标准也在相应修编。其中北京、天津已出台了更高的节能要求，居住建筑节能率要达到75％、公共建筑节能率要达到65％的节能设计标准。

综合上述可见，建筑节能的总趋势是使用具有良好的保温隔热性能、与建筑相容性好的保温材料。

基于以上的发展趋势和要求，近年来，外墙外保温系统的防火要求越来越受到重视，尤其是高层建筑以及公共建筑，均对外墙外保温系统提出更高的防火要求。市面上涌现了大量的无机保温材料，但是这些无机保温材料存在导热系数高、耐久性差等缺点，极大的限制了无机保温材料的推广和应用。

因此，研制和开发隔热保温性能良好、耐久性能良好的无机多孔结构材料是墙体材料改革的当务之急。

建筑陶瓷厂的固体废弃物主要包括生产过程中产生的废料、废泥、废坯、废渣和粉尘等。这些废料侵占土地，还污染土壤、水质、大气，对生态环境造成了严重的危害。所以如何对其合理开发利用，是陶瓷企业及政府相关职能部门的当务之急。

碱渣是氨碱法生产纯碱过程中产生的工业废渣，其固相主要成分是碳酸钙，并含有硫酸钙及铝、铁、硅的氧化物，液相主要成分是氯化钙等可溶盐。我国年产碱渣达300万吨，但是碱渣综合利用率不到20％，主要用于工程土、锅炉脱硫剂等领域，大量碱渣只能堆存或者排海。随着我国对环境保护的日益重视，提高碱渣的综合利用水平已成为关系我国纯碱工业生存和发展的关键问题。

谢代义等研究表明：陶瓷废料由于含有有机物和无机盐，可作为成孔剂。研制以陶瓷抛光废料为主要原料、在1200℃烧制的多孔陶瓷轻质砖。但是陶瓷抛光废料利用率低，制作工艺较为复杂，耗时、耗能。查阅文献表明：碱渣中的碳酸钙成分在高于825℃时就热分解，可以作为成孔剂。

申请号为CN03132276.X的发明专利公开了一种轻质、隔热、隔音环保型陶瓷制品及其制造工艺方法，具体是将废淤泥和/或废矿渣和/或废陶瓷碎片(上釉或不上釉)50％～80％、具有膨胀性能的原生矿物的混合物20～50％、烧结改性剂0.1～2％搅拌均匀后，破碎混合球磨16～24小时，成型干燥，经过1100～1250℃烧制，冷加工后，生成高粘度的且产生均匀的封闭微气孔并形成完全烧结的玻璃相轻质陶瓷制品。

该工艺制得的陶瓷制品容重小于0.6kg/m³，抗折强度大于6MPa。但是在操作工程中，坯体容易产生夹层，在烧结中出现鼓泡、开裂等现象，同时成型过程比较复杂，需要压机、干燥等设备，投资费用大。

申请号为CN200610132308.7的发明专利公开一种具有隔热保温功能陶瓷砖及其制备方法，其烧成温度为1120～1250℃，烧成时间12～18小时，需消耗大量能源；其容重在1220～1470kg/m³，密度过大，隔音保温性能较差。

发明内容

针对现有陶瓷制品制作中存在的容重过小或过大，烧结过程中存在鼓泡、开裂以及隔音保温性能差等问题，本发明实施例提供了一种多孔结构材料及其制备方法。

以及，本发明实施例还提供了该多孔结构材料的应用。