本發明涉及一種耐高溫墻體材料，特別涉及一種利用廢玻璃顆粒生產的耐高溫墻體材料及其制備方法。
背景技術：
目前墻體保溫材料的耐高溫性能較低，特別是高分子材料生產的墻體保溫材料，其耐高溫性能更差。目前解決墻體材料的耐高溫性能是聚苯顆粒保溫砂漿，但其耐高溫性能仍然較低，還有的研究者利用經過改性的酚醛樹脂將聚苯顆粒粘在一起，形成保溫材料，耐高溫性能仍然不能徹底解決。當遇到火災時，以聚苯顆粒作為保溫介質的墻體材料首先變形收縮，甚至燃燒，高溫下強度下降，失去了墻體材料保溫的功能。
對于目前利用膨脹珍珠巖、陶粒或膨脹蛭石作為保溫介質，以水泥作為膠凝材料形成的墻體保溫材料，雖然耐高溫性能較聚苯顆粒等高分子材料生產的墻體材料的性能要好，但在800℃～1000℃時，仍然出現墻體開裂、膨脹、剝落和強度下降等現象。
技術實現要素：
本發明要解決的技術問題是：針對目前墻體材料價格高，耐高溫性能差等特性，本發明利用水泥作為粘結劑，以廢玻璃顆粒和陶粒為骨料，加入其它摻合料形成的耐高溫墻體材料，可以解決以上問題。本發明旨在解決目前墻體材料耐高溫性能低的缺點。利用廢玻璃顆粒在高溫下軟化流動特性，能夠進一步密實由水泥等膠凝材料在成型和硬化過程中形成的孔隙，從而提高墻體材料的強度。該墻體材料在溫度為700～800℃時，其抗壓強度得到提高，可以達到30MPa，而常溫的抗壓強度可以達到25MPa。此外，本發明所用原材料價格低，因此生產成本低；同時具有較高的環保意義。
本發明的技術方案如下：
本發明提供一種利用廢玻璃顆粒生產的耐高溫墻體材料，由廢玻璃顆粒、水泥、陶粒、砂子、偏高嶺土、硬脂酸鋅、氯化鈣、水組成；其質量百分比分別為：廢玻璃顆粒：5.0～20.0％；水泥：20.0～45.0％；陶粒：40.0～65.0％；砂子：20.0～40.0；偏高嶺土：2.0～10.0％；硬脂酸鋅：0.1～1.0％；氯化鈣：0.2～2.0％；水：10.0～35.0％。
進一步，所述的水泥為通用硅酸鹽水泥，包括硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和復合硅酸鹽水泥。
進一步，所述的廢玻璃顆粒為普通玻璃或廢棄的普通玻璃，經過破碎后形成的玻璃顆粒，其最大粒徑為4.75mm；所述的廢玻璃顆粒其主要成分為硅酸鈉，包括彩色和無色兩種。
進一步，所述的陶粒是經燒結而成的一種強度高、重量輕、多孔的燒結材料，陶粒的粒徑為1～4mm或者4～8mm，其堆積密度為320～800km/m3。
進一步，所述的砂子為自然砂，最大粒徑為4.75mm。
進一步，所述偏高嶺土是高嶺土在高溫下經過脫水形成的無水硅酸鋁，是一種活性礦物摻合料，主要氧化物為Al2O3和SiO2。
本發明還提供一種利用廢玻璃顆粒生產的耐高溫墻體材料的制備方法，利用水泥作為粘結劑，以廢玻璃顆粒和陶粒為骨料，加入其它摻合料形成的耐高溫墻體材料。
進一步，該方法包括如下步驟：
步驟1：廢玻璃顆粒預處理；
根據GB/T 14681-2011的要求分別利用4.75mm，2.36mm，1.18mm，600μm，300μm，150μm的方孔篩進行篩分析，要求細度模數Mx在2.3～3.0范圍，累計篩余百分率A1～A6均在Ⅱ區，級配良好；
步驟2：原料稱量；
按質量份計，準備預處理好的質量百分比分別為：廢玻璃顆粒5.0～20.0％；水泥20.0～45.0％；陶粒40.0～65.0％；砂子20.0～40.0；偏高嶺土2.0～10.0％；硬脂酸鋅0.1～1.0％；氯化鈣0.2～2.0％；
步驟3：干混；
將步驟2中稱好的原材料裝入立式攪拌機里，轉速為40r/min，機械攪拌1～2min；
步驟4：加水攪拌；
在步驟3攪拌好的干料中加入質量百分比為10.0～35.0％的水，機械攪拌4～6min，轉速為50r/min；
步驟5：產品成型；
將步驟4攪拌好的新鮮物料裝入金屬模具或者木模具中，機械振動2～8s后，用塑料薄膜覆蓋模具表面，在溫度為20±2℃，濕度為80～95％的養護室或養護箱中養護24h；
步驟6：脫模養護；
將養護24h后的產品脫模后，送入溫度為20±2℃的養護室或在水中繼續養護28天后即可使用。
本發明的有益效果如下：
本發明的耐高溫墻體材料保溫性能優良，特別是在700～800℃范圍的耐高溫性能優良，在此溫度下可以提高墻體材料的抗壓強度到30MPa。此外，本發明還具有如下優點：
(1)具有節能環保意義
該發明利用廢玻璃顆粒作為耐高溫介質，為廢玻璃的資源化利用提供新的途徑。因此具有節能環保意。
(2)該發明具有一定的學術價值
該發明利用普通玻璃的高溫下熔融流動特性，恰好將墻體材料中的空隙堵塞，進一步密室墻體材料，達到提高強度的目的。
(3)生產成本低
該發明專利涉及的原材料來源廣泛易得，價格便宜，生產成本低。
具體實施方式
本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種利用水泥、廢玻璃顆粒、陶粒、砂子、偏高嶺土、硬脂酸鋅和氯化鈣等為原料，生產一種耐高溫的墻體保溫材料，該墻體材料的配方如下：
所述的水泥為通用硅酸鹽水泥，包括硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和復合硅酸鹽水泥，型號為32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R。
所述的廢玻璃顆粒為普通玻璃或廢棄的普通玻璃，經過破碎后形成的玻璃顆粒，其最大粒徑為4.75mm。所述的廢玻璃顆粒其主要成分為硅酸鈉，包括彩色和無色兩種。
所述的陶粒是由頁巖、黏土、煤矸石、赤泥或污泥等經燒結而成的一種強度高、重量輕、多孔的燒結材料，陶粒的粒徑為1～4mm或者4～8mm，其堆積密度為320～800km/m3。
所述的砂子為自然砂，最大粒徑為4.75mm。
所述偏高嶺土是高嶺土在高溫(600～900℃)下經過脫水形成的無水硅酸鋁，是一種活性礦物摻合料，主要氧化物為Al2O3和SiO2，層狀結構。
氯化鈣為白色顆粒或粉末，工業級，密度為1.086g/cm3。
所述水為自來水。
一種礦渣、電石渣和陶粒高強墻體保溫材料，其制備方法具有如下步驟：
(1)廢玻璃顆粒預處理
根據GB/T 14681-2011的要求分別利用4.75mm，2.36mm，1.18mm，600μm，300μm，150μm的方孔篩進行篩分析，要求細度模數(Mx)在2.3～3.0范圍，累計篩余百分率(A1～A6)均在Ⅱ區，級配良好。
(2)原料稱量
按質量份計，準備預處理好的廢玻璃顆粒5.0～20.0，水泥20.0～45.0，陶粒40.0～65.0，砂子20.0～40.0，偏高嶺土2.0～10.0，硬脂酸鋅0.1～1.0,氯化鈣0.2～2.0。
(3)干混
將上述稱好的原材料裝入立式攪拌機里，轉速為40r/min，機械攪拌1～2min。
(4)加水攪拌
在上述攪拌好的干料中(按質量份計)加入水10.0～35.0，機械攪拌4～6min，轉速為50r/min。
(5)產品成型
將上述攪拌好的新鮮物料裝入規定尺寸的金屬模具或者木模具中，機械振動2～8s后，用塑料薄膜覆蓋模具表面，在溫度為20±2℃，濕度為80～95％的養護室或養護箱中養護24h。
(6)脫模養護
將養護24h后的產品脫模后，送入溫度為20±2℃的養護室或在水中繼續養護28天后即可使用。
下面結合具體實施例對本發明作進一步說明，但本發明不局限于以下實施例。實施例中所用的原料除另有說明外，均為建筑行業通用材料，并可通過商業渠道購得。實施例中所用的水泥為通用硅酸鹽水泥(42.5)，產于常州；陶粒、砂子、偏高領土、硬脂酸鋅和氯化鈣均購于常州。
實施例中陶粒粒徑為1～4mm；砂子最大粒徑為4.75mm，級配良好；硬脂酸鋅的密度為1.095g/cm3，鋅含量為10.5～11.5％。
實施例一
一種利用廢玻璃生產耐高溫墻體材料的研究及其制備方法，該制備方法具有如下步驟：
(1)廢玻璃顆粒預處理
根據GB/T 14681-2011的要求分別利用4.75mm，2.36mm，1.18mm，600μm，300μm，150μm的方孔篩進行篩分析，要求細度模數(Mx)在2.3～3.0范圍，累計篩余百分率(A1～A6)均在Ⅱ區，級配良好。
(2)原料稱量
按質量份計，準備預處理好的廢玻璃顆粒15，水泥25，陶粒45，砂子35，偏高嶺土4.0，硬脂酸鋅0.5,氯化鈣1.2。
(3)干混
將上述稱好的原材料裝入立式攪拌機里，轉速為40r/min，機械攪拌1.5min。
(4)加水攪拌
在上述攪拌好的干料中(按質量份計)加入水16，機械攪拌4min，轉速為50r/min。
(5)產品成型
將上述攪拌好的新鮮物料裝入規定尺寸的金屬模具或者木模具中，機械振動5s后，用塑料薄膜覆蓋模具表面，在溫度為20±2℃，濕度為80％的養護室養護24h。
(6)脫模養護
將養護24h后的產品脫模后，送入溫度為20±2℃的養護室繼續養護28天后即可使用。
實施例二
一種利用廢玻璃生產耐高溫墻體材料的研究及其制備方法，該制備方法具有如下步驟：
(1)廢玻璃顆粒預處理
根據GB/T 14681-2011的要求分別利用4.75mm，2.36mm，1.18mm，600μm，300μm，150μm的方孔篩進行篩分析，要求細度模數(Mx)在2.3～3.0范圍，累計篩余百分率(A1～A6)均在Ⅱ區，級配良好。
(2)原料稱量
按質量份計，準備預處理好的廢玻璃顆粒10，水泥30，陶粒50，砂子25，偏高嶺土3.5，硬脂酸鋅0.4,氯化鈣1.0。
(3)干混
將上述稱好的原材料裝入立式攪拌機里，轉速為40r/min，機械攪拌1.5min。
(4)加水攪拌
在上述攪拌好的干料中(按質量份計)加入水18，機械攪拌5min，轉速為50r/min。
(5)產品成型
將上述攪拌好的新鮮物料裝入規定尺寸的金屬模具或者木模具中，機械振動6s后，用塑料薄膜覆蓋模具表面，在溫度為20±2℃，濕度為80％的養護室養護24h。
(6)脫模養護
將養護24h后的產品脫模后，送入溫度為20±2℃的養護室繼續養護28天后即可使用。
實施例三
一種利用廢玻璃生產耐高溫墻體材料的研究及其制備方法，該制備方法具有如下步驟：
(1)廢玻璃顆粒預處理
根據GB/T 14681-2011的要求分別利用4.75mm，2.36mm，1.18mm，600μm，300μm，150μm的方孔篩進行篩分析，要求細度模數(Mx)在2.3～3.0范圍，累計篩余百分率(A1～A6)均在Ⅱ區，級配良好。
(2)原料稱量
按質量份計，準備預處理好的廢玻璃顆粒12，水泥28，陶粒48，砂子30，偏高嶺土5.5，硬脂酸鋅0.7,氯化鈣1.2。
(3)干混
將上述稱好的原材料裝入立式攪拌機里，轉速為40r/min，機械攪拌1.5min。
(4)加水攪拌
在上述攪拌好的干料中(按質量份計)加入水20，機械攪拌5min，轉速為50r/min。
(5)產品成型
將上述攪拌好的新鮮物料裝入規定尺寸的金屬模具或者木模具中，機械振動6s后，用塑料薄膜覆蓋模具表面，在溫度為20±2℃，濕度為85％的養護室養護24h。
(6)脫模養護
將養護24h后的產品脫模后，送入溫度為20±2℃的養護室繼續養護28天后即可使用。
對比例一
一種利用廢玻璃生產耐高溫墻體材料的研究及其制備方法，該制備方法具有如下步驟：(為了與實施例一形成對比，對比例中沒有加入廢玻璃顆粒，而是用砂子等體積取代廢玻璃顆粒，即，對比例一中的砂子包含原本砂子的量和取代玻璃顆粒加入砂子的量，其它原料配方不變。)
(1)原料稱量
按質量份計，水泥25，陶粒45，砂子47，偏高嶺土4.0，硬脂酸鋅0.5,氯化鈣1.2。
(2)干混
將上述稱好的原材料裝入立式攪拌機里，轉速為40r/min，機械攪拌1.5min。
(3)加水攪拌
在上述攪拌好的干料中(按質量份計)加入水16，機械攪拌4min，轉速為50r/min。
(4)產品成型
將上述攪拌好的新鮮物料裝入規定尺寸的金屬模具或者木模具中，機械振動5s后，用塑料薄膜覆蓋模具表面，在溫度為20±2℃，濕度為80％的養護室養護24h。
(5)脫模養護
將養護24h后的產品脫模后，送入溫度為20±2℃的養護室繼續養護28天后即可使用。
將實施例一、二、三和對比例一制得的產品性能進行對比可知，三個實施例的導熱系數均為0.04W/(m·k)左右，達到標準要求；28天的常溫和高溫抗壓強度均達到20MPa以上，且實施例二的常溫和高溫抗壓強度均達到了25MPa以上。由對比例一和實施例一對比可知，加入廢玻璃顆粒的實施例一的28天抗壓強度在溫度為700～800℃范圍的強度較常溫得到提高，而沒有加入廢玻璃顆粒的對比例一的高溫抗壓強度較常溫要低。
表1實施例一、二、三和對比例的實測數據對比
綜上所述，本發明針對現有墻體材料出現的缺點，利用廢玻璃顆粒作為耐高溫介質，使墻體材料的耐高溫特性得到較大改善，使墻體材料在800℃高溫下，其抗壓強度得到進一步提高強度。本發明涉及的一種原材料是廢玻璃，屬于一種工業廢棄物，因此具有一定的環保意義；同時本發明其他所用原材料的價格便宜，因此該墻體材料的生產成本低。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明。凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。