(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201810195962.5
(22)申请日 2018.03.09
(71)申请人 杜世永
地址 629213 四川省遂宁市射洪县金华镇
华兴街56号
(72)发明人 杜世永
(74)专利代理机构 石家庄国域专利商标事务所
有限公司 13112
代理人 苏艳肃 胡澎
(51)Int.Cl.
C04B 18/02(2006.01)
(54)发明名称
备方法
(57)摘要
本发明提供了一种废渣复合相变材料免烧
轻集料及其制备方法，通过利用建筑垃圾粉、电
石渣、粉煤灰等废渣制成价格低廉的废渣基无机
矿物聚合胶凝材料，加入复合型激发剂、高分子
复合型防水稳泡增强剂等制成废渣复合相变免
烧轻集料坯体，再采用封面材料和外加剂将相变
材料封装入废渣复合相变免烧轻集料坯体的孔
隙中，即可得到废渣复合相变材料免烧轻集料，
所得产品耐久性能优异，生产过程无需煅烧，对
环境无污染，成本低廉，利于实现大规模工业化
生产；将所得废渣复合相变材料免烧轻集料作为
轻骨料生产得到的相变储能建筑材料，可有效降
低气温波动，降低能耗，
具有广泛的应用前景。权利要求书2页 说明书9页CN 108373279 A 2018.08.07
C N 108373279
A
1.一种废渣复合相变材料免烧轻集料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）采用基料和骨料制备废渣基无机矿物聚合凝胶材料，并将所述废渣基无机矿物聚合凝胶材料制成废渣复合相变免烧轻集料坯体；
所述基料包括下述物料：粉煤灰、铁尾矿粉、黄金尾矿粉或废石粉，电石渣或石灰粉，高炉水淬矿渣和水泥熟料；所述骨料选自下述物料中的至少一种：建筑垃圾粉，粉煤灰、铁尾矿粉、黄金尾矿粉或废石粉，磷石膏、脱硫石膏、废模型石膏、氟石膏或天然石膏，煤矸石，赤泥，磷矿渣或锰矿渣或铝渣；
（2）采用相变材料溶液对步骤（1）所得的废渣复合相变免烧轻集料坯体进行处理，并将其制成具有所需形状的颗粒；
（3）将废渣基无机矿物聚合胶凝材料、填充材料和硅灰混匀制得封面材料，将复合型防水稳泡增强剂与洁净水混合至全溶后制得外加剂，并将封面材料、外加剂包覆在相变材料处理后的废渣复合相变免烧轻集料坯体的颗粒上，将包覆后的废渣复合相变免烧轻集料坯体的颗粒送入养护室，养护合格即可制成废渣复合相变免烧轻集料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述废渣基无机矿物聚合凝胶材料的制备包括如下步骤：按比例称取基料和骨料，所述基料包括粉煤灰、铁尾矿粉、
黄金尾矿粉或废石粉6
~15重量份，电石渣或石灰粉5
~
16重量份，高炉水淬矿渣15
~
45重量份
和水泥熟料5
~16重量份；所述骨料选自下述物料中的至少一种：建筑垃圾粉15
~
30重量份，
粉煤灰、铁尾矿粉、黄金尾矿粉或废石粉15
~30重量份，磷石膏、脱硫石膏、废模型石膏、氟石
膏或天然石膏15
~45重量份，煤矸石35
~
60重量份，赤泥20
~
50重量份，磷矿渣或锰矿渣30
~
45
重量份或铝渣15
~45重量份；将基料和骨料烘干冷却后，混匀并磨至细度为350
~
400目。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述基料还包括建筑垃圾粉5
~30质量
份。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，将所述废渣基无机矿物聚合凝胶材料制
成废渣复合相变免烧轻集料坯体包括：按比例称取废渣基无机矿物聚合胶凝
材料40
~60重量份、填充材料40
~
60重量份、复合型稳泡增强剂0.4
~
3.0重量份、复合型激发
剂0.5
~5.0重量份和洁净水，洁净水与前述四种物料的总质量比为0.40
~
0.48，将上述物料
搅匀后，再加入铝粉或双氧水发泡剂1.0
~6.8重量份，制得发泡料浆；将所得发泡料浆注入
模具中，经后处理即可制得废渣复合相变免烧轻集料坯体。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述填充材料为建筑垃圾粉、粉煤灰、磷石膏、煤矸石、赤泥、磷矿渣或铝渣。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述高分子复合型防水稳泡增强剂是
按如下方法制得的：按比例称取氢氧化钾 1
~7重量份、聚丙稀酸2
~
6重量份、丁二酸3
~
7重量
份、硬脂酸8
~15重量份、松香3
~
5重量份、碳酸钠0.4
~
0.8重量份和100
~
120重量份洁净水，全
部溶化后，加入4
~9重量份氨水搅匀，再加入三乙醇胺0.02
~
0.05重量份搅匀即得。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述复合型激发剂是按如下方法制得
的：称量碳酸钾、氢氧化钾或氢氧化钠10
~18重量份，将其溶于15
~
25重量份的洁净水中，并
加入水玻璃16
~28重量份搅匀即得。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述相变材料溶液的制备
包括如下步骤：称量十水硫酸钠82
~88重量份、硼砂2.8
~
3.2重量份、氯化钾9.5
~
10.6重量
份、聚丙烯酰胺1.8
~2.4重量份和六偏磷酸钠0.08
~
0.12重量份，混匀后再加入洁净水，在恒
温溶器中全溶即得；
采用相变材料溶液对废渣复合相变免烧轻集料坯体进行处理是称量所制备的废渣复
合相变免烧轻集料坯体96
~100重量份，放入所制备的相变材料溶液中浸泡，然后将浸泡后
的废渣复合相变免烧轻集料坯体捞起并沥干，送入成球机中。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，按比例称量废渣基无机矿
物聚合胶凝材料30
~50重量份、填充材料30
~
35重量份和硅灰3
~
12重量份，混匀后配制得到
封面材料；再称量复合型防水稳泡增强剂0.5
~2.5重量份和洁净水，混合至全溶，制成外加
剂；然后将所制备的封面材料和外加剂加入成球机中，将相变材料封装在废渣复合相变免烧轻集料坯体内的孔隙中，经养护后得到废渣复合相变免烧轻集料。
10.采用如权利要求1
~
9中任一种制备方法所制备的废渣复合相变材料免烧轻集料。
一种废渣复合相变材料免烧轻集料及其制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种免烧轻集料，具体地说是涉及一种废渣复合相变材料免烧轻集料及其制备方法。
背景技术
[0002]随着人们居住环境的改善，对室内舒适度的要求越来越高，建筑的能耗也随之增加。研究表明，建筑能耗占全民总能耗中约35%。相变储能是提高能源利用效率和环境保护的重要技术，相变材料在物相变化过程中，可以与外界环境进行热量交换，同时保持自身温度不变，从而可达到控制环境温度波动和充分利用能源的目的。选择合适的相变储能材料，通过一定方法使其封装于建筑物的墙体、天花板及地板中，可以降低室内和农用大掤内的气温波动，增加人体的舒适度，增强农作物生长，减少因建筑物和农用大掤制冷与取暖的能耗。
[0003]现有的制造相变材料的方法有溶胶凝胶法、加热共熔法、多孔基吸附法、微胶囊法、界面聚合法、复凝聚法、喷雾干燥法、高分子聚合法等，但这些方法不容易生产，生产成本偏高，有些方法还浪费能源，污染环境，因而影响了相变材料的推广利用。
发明内容
[0004]本发明的目的之一是提供一种废渣复合相变材料免烧轻集料的制备方法，以解决现有箱变材料制备方法生产成本高、污染环境等问题。
[0005]本发明的目的之二是提供一种废渣复合相变材料免烧轻集料。
[0006]本发明的目的之一是这样实现的：
一种废渣复合相变材料免烧轻集料的制备方法，包括如下步骤：
（1）采用基料和骨料制备废渣基无机矿物聚合凝胶材料，并将所述废渣基无机矿物聚合凝胶材料制成废渣复合相变免烧轻集料坯体；
所述基料包括下述物料：粉煤灰、铁尾矿粉、黄金尾矿粉或废石粉，电石渣或石灰粉，高炉水淬矿渣和水泥熟料；所述骨料选自下述物料中的至少一种：建筑垃圾粉，粉煤灰、铁尾矿粉、黄金尾矿粉或废石粉，磷石膏、脱硫石膏、废模型石膏、氟石膏或天然石膏，煤矸石，赤泥，磷矿渣或锰矿渣或铝渣；
（2）采用相变材料溶液对步骤（1）所得的废渣复合相变免烧轻集料坯体进行处理，并将其制成具有所需形状的颗粒；
（3）将废渣基无机矿物聚合胶凝材料、填充材料和硅灰混匀制得封面材料，将复合型防水稳泡增强剂与洁净水混合至全溶后制得外加剂，并将封面材料、外加剂包覆在相变材料处理后的废渣复合相变免烧轻集料坯体的颗粒上，将包覆后的废渣复合相变免烧轻集料坯体的颗粒送入养护室，养护合格即可制成废渣复合相变免烧轻集料。
[0007]步骤（1）中，所述废渣基无机矿物聚合凝胶材料的制备包括如下步骤：按比例称取
15重量份，电石渣或基料和骨料，所述基料包括粉煤灰、铁尾矿粉、黄金尾矿粉或废石粉6
~
石灰粉5
~16重量份，高炉水淬矿渣15
~
45重量份和水泥熟料5
~
16重量份；所述骨料选自下述
物料中的至少一种：建筑垃圾粉15
~30重量份，粉煤灰、铁尾矿粉、黄金尾矿粉或废石粉15
~
30重量份，磷石膏、脱硫石膏、废模型石膏、氟石膏或天然石膏15
~45重量份，煤矸石35
~
60重
量份，赤泥20
~50重量份，磷矿渣或锰矿渣30
~
45重量份或铝渣15
~
45重量份；将基料和骨料
烘干冷却后，混匀并磨至细度为350
~400目。
[0008]所述基料还包括建筑垃圾粉5
~30质量份。
[0009]所述煤矸石中三氧化二铝的质量含量大于20%。
[0010]步骤（1）中，将所述废渣基无机矿物聚合凝胶材料制成废渣复合相变免烧轻集料
坯体包括：按比例称取废渣基无机矿物聚合胶凝材料40
~60重量份、填充材料40
~
60重量份、
复合型稳泡增强剂0.4
~3.0重量份、复合型激发剂0.5
~
5.0重量份和洁净水，洁净水与前述
四种物料的总质量比为0.40
~0.48，将上述物料搅匀后，再加入铝粉或双氧水发泡剂1.0
~
6.8重量份，制得发泡料浆；将所得发泡料浆注入模具中，经后处理即可制得废渣复合相变免烧轻集料坯体。
[0011]所述填充材料为建筑垃圾粉、粉煤灰、磷石膏、煤矸石、赤泥、磷矿渣或铝渣。[0012]所述后处理包括静停、发泡、养护、破碎与筛分等过程。
[0013]所述高分子复合型防水稳泡增强剂是按如下方法制得的：按比例称取氢氧化钾 1
~7重量份、聚丙稀酸2
~
6重量份、丁二酸3
~
7重量份、硬脂酸8
~
15重量份、松香3
~
5重量份、碳
酸钠0.4
~0.8重量份和100
~
120重量份洁净水，全部溶化后，加入4
~
9重量份氨水搅匀，再加
入三乙醇胺0.02
~0.05重量份搅匀即得。
[0014]制备高分子复合型防水稳泡增强剂是在称量所需原料后，先将一部分洁净水加入反应釜中加热，加入聚丙稀酸、丁二酸、硬脂酸反应，再将碳酸钠、氢氧化钾加入并搅拌反
应，再将松香加入并搅拌反应，之后加入剩余的另一部分洁净水，降温至25
~35℃后，加入4
~
9重量份氨水搅拌均匀，然后再加入三乙醇胺搅拌均匀后即得。
[0015]所述复合型激发剂是按如下方法制得的：称量碳酸钾、氢氧化钾或氢氧化钠10
~18
重量份，将其溶于15
~25重量份的洁净水中，并加入水玻璃16
~
28重量份搅匀即得。
[0016]步骤（2）中，所述相变材料溶液的制备包括如下步骤：称量十水硫酸钠82
~88重量
份、硼砂2.8
~
3.2重量份、氯化钾9.5
~
10.6重量份、聚丙烯酰胺1.8
~
2.4重量份和六偏磷酸钠
0.08
~0.12重量份，混匀后再加入洁净水，在恒温溶器中全溶即得；
采用相变材料溶液对废渣复合相变免烧轻集料坯体进行处理是称量废渣复合相变免
烧轻集料坯体96
~100重量份，放入所制备的相变材料溶液中浸泡，然后将浸泡后的废渣复
合相变免烧轻集料坯体捞起并沥干，送入成球机中。
[0017]洁净水的重量为相变材料的2倍，恒温容器中的温度为45℃。
[0018]将废渣复合相变免烧轻集料坯体放入步骤（5）中所制备的相变材料饱和溶液中浸
泡5
~60分钟。
[0019]步骤（3）中，按比例称量废渣基无机矿物聚合胶凝材料30
~50重量份、填充材料30
~
35重量份和硅灰3
~12重量份，混匀后得到封面材料；再称量步骤（2）所制备的复合型防水稳
泡增强剂0.5
~2.5重量份和洁净水，混合至全溶，制成外加剂；然后将所制备的封面材料和
外加剂加入成球机中，将相变材料封装在废渣复合相变免烧轻集料坯体内的孔隙中，经养护后得到废渣复合相变免烧轻集料。
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