[发明专利]一种利用高炉矿渣制备的外墙泡沫保温材料及其制备方法

说明书

一种利用高炉矿渣制备的外墙泡沫保温材料及其制备方法，保温材料包括混合料，水和发泡剂，混合料包括相应配比的高炉矿渣粉体，碱性激活剂和改性剂，水添加量为水∶混合料＝1∶(2～3)；发泡剂添加质量为混合料质量2～4％。制备步骤为：取高炉矿渣，经烘干磨粉及除铁处理，形成高炉矿渣粉体；按配比取高炉矿渣粉体，碱性激活剂和改性剂，混合得混合料，将其搅拌后，按配比先向混合料中加入水，搅拌形成料浆后，向料浆中注入发泡剂，继续搅拌后注入模具中，脱模形成脱模试块，将其密封后养护制得外墙泡沫保温材料。本发明的方法以废弃物为主原料，过程简单，制备的保温材料轻质、高强、保温、防火、具有技术先进性、环保性、经济性等显著特点。

技术领域：

本发明属于资源综合利用领域、建筑材料领域技术领域，具体涉及一种利用高炉矿渣制 备外墙泡沫保温材料的方法。

背景技术：

高炉矿渣是钢铁厂在冶炼生铁的过程中，从高炉中排出的一种废渣。高炉矿渣的主要化 学成分以CaO、SiO₂、Al₂O₃和MgO为主。由于矿石品位冶炼制度的不同，我国每生产1t生 铁，高炉矿渣的排放量大约在0.3～1.2t。2016年我国的生铁产量达到7.01亿t，占到了世界 总产量的一半以上，并且产量还在逐年升高，如果按照生产1t生铁所产生的高炉矿渣0.5t来 计算的话，我国一年的高炉矿渣产量就达3.5亿t之多，然而综合利用率却只在75％～85％之 间。大量的高炉矿渣未得到充分的有效利用，废渣的积存不仅占用大量土地资源，耗费大量 的人力、物力和财力，增加了企业负担和生产成本，而且严重污染环境，已成为矿业和经济 可持续发展所面临的重要问题之一，也是我国在近几个五年规划当中重点关注的大宗固体废 弃物之一。目前，大部分高炉矿渣都被用来制备低利润的水泥，而关于如何大量利用高炉矿 渣，制备附加值更高的外墙泡沫保温材料鲜有报道。

近年来我国城镇化进程加快，建筑能耗量不断增加。目前，我国已是世界上最大的建筑 业大国。2016年新增房屋建筑面积达65.9亿m²，约占全球新增建筑总量的一半，建筑能耗 量约占社会总能耗量50％，并且还有持续上升的趋势，预计到2020年建筑能耗将成为全社会 第一耗能大户。因此，建筑节能已成为影响我国“绿色发展，走向世界”的关键因素。随着 标准的实施，建筑保温材料再一次受到极大的关注。

我国对建筑节能的要求逐渐提高，对建筑安全防火性能的要求也愈发严格。近年来用于 建筑外墙保温层的有机保温材料，火灾及保温层脱落事故频发，造成了严重的人员伤亡和财 产损失。针对以上有机保温材料存在的问题，目前，利用固体废弃物研制的免烧砖、蒸养砖、 烧结多孔砖、空心砖等墙体建筑材料，在一定程度上解决了强度和抗老化程度问题，但是隔 热性能无法达到节能要求；而泡沫玻璃、岩(矿)棉等如果作为墙体材料，虽然导热系数小， 具有良好的防火防水性能，但市场价格较高阻碍了它们的广泛应用，因此，迫切需要研究开 发新型的保温隔热墙体材料。

目前，利用高炉矿渣制备矿渣棉及泡沫玻璃较多，但矿渣利用量一般较小，且制备工艺 复杂，全部都采用高温熔融法，制备时间长，生产成本较高。张遵乾等(高炉矿渣棉保温板的 制备及性能研究[J].功能材料，2014，45(4)：004149-4152.)利用液态高炉矿渣直接气淬纤维化制 备高炉矿渣纤维，加入合理的粘结剂和添加剂，制备出高炉矿渣纤维保温板，该方法能耗高 且其添加剂成本高。CN103145340A公开了一种采用高温入炉工艺，利用高炉矿渣制备了一 种高强度多孔泡沫玻璃，将泡沫玻璃的制备时间缩短了30～50％，有效的降低了泡沫玻璃的生 产成本，但制备温度高，能耗依然巨大。

发明内容：