本發(fā)明涉及一種造紙污泥制多孔隔熱填充材料，還涉及到該多孔隔熱填充材料的制備方法。
背景技術(shù)：
造紙污泥是造紙過程廢水處理的終端產(chǎn)物，每生產(chǎn)一噸再生紙，就產(chǎn)生約含水量 65%的污泥 700 kg，產(chǎn)量是同等規(guī)模市政污水處理廠的5 ~ 10 倍，且造紙污泥成分復(fù)雜，含水量高，處理難度大，如不進行妥善的處理將會造成嚴(yán)重的二次污染，因此，造紙污泥的無害化處理與處置已成為亟待解決的環(huán)境問題。
造紙污泥生物質(zhì)含量豐富，有機物含量 40% ~ 50%，主要含有纖維素、半纖維素和木質(zhì)素等高分子有機物以及填料、凝聚劑等，且不含重金屬，是一種生物資源，其再生利用是污泥資源化的重要途徑，符合循環(huán)經(jīng)濟、清潔生產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展的要求。因此，探尋一種造紙污泥資源化利用方式，將其作為新型材料來加以利用，上述問題便可以妥善解決。
本發(fā)明通過合理的原料配比、簡單的制備工藝，將造紙污泥轉(zhuǎn)變成新的產(chǎn)品多孔隔熱填充材料，屬于固體廢物的資源化利用，把傳統(tǒng)的“資源-產(chǎn)品-廢物”的模式，轉(zhuǎn)化成“資源-產(chǎn)品-再生資源”的循環(huán)利用模式。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于利用造紙污泥與水泥、粉煤灰、石膏等主要材料復(fù)合，加入發(fā)泡劑，制成一種多孔隔熱填充材料，該材料可以用于建筑物的內(nèi)外墻體、層面、樓面、立柱等建筑結(jié)構(gòu)中。
本發(fā)明的另一目的在于提供上述多孔隔熱填充材料的制備方法。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：一種造紙污泥制多孔隔熱填充材料，由以下重量份數(shù)配比的原料制成：
造紙污泥 30~40份、水泥 10~18份、粉煤灰 30~40份、石膏 1~6份、水 1~21份、發(fā)泡劑 0.01~0.12份。
優(yōu)選的，由以下重量份數(shù)配比的原料制成：
造紙污泥 35份、水泥 14份、粉煤灰 35份、石膏 3份、水 10份、發(fā)泡劑0.06份。
優(yōu)選的，水泥為硫鋁酸鹽水泥、鐵鋁酸鹽水泥、石膏水泥或火山灰質(zhì)復(fù)合膠凝材料。
所述粉煤灰的細(xì)度為 0.01~0.045 mm。
所述造紙污泥含水量為40%~60%。
發(fā)泡劑為松香膠，經(jīng)聚羧酸或脂肪族改性，在制品中提高分子內(nèi)應(yīng)力及表面張力，減輕型材的返鹵、返霜、翹曲變形、防水性能差、耐候性短等問題。
制備方法：（1）將原料造紙污泥、水泥、粉煤灰、石膏和水按照上述配比注入攪拌機，以 800 ~ 1000r/min的轉(zhuǎn)速攪拌15~ 35min至物料混合均勻；（2）往攪拌機中加入發(fā)泡劑0.01~0.12份，混合均勻，得混合砂漿；（3）將步驟（2）中的混合砂漿裝入儲料間，在 20~32 ℃靜養(yǎng)發(fā)泡 30~120 min，制成多孔隔熱填充材料半成品，其內(nèi)部孔隙均勻致密；（4）將步驟（3）中的半成品注入成型機成型造粒；（5）將步驟（4）中成型完畢的多孔隔熱填充材料自然養(yǎng)護 1~24h，即得成品。
本發(fā)明的有益效果是：
1、本發(fā)明原料中的水泥干燥后強度高，粘結(jié)性能好，導(dǎo)熱系數(shù)小，能抵抗淡水或含鹽水腐蝕，價格低廉，是隔熱材料中重要的凝膠材料。普通水泥完全水化的理論水灰比為 0.277，剩余的自由水量大，干縮大；硫鋁酸鹽和鐵鋁酸鹽水泥完全水化的理論水灰比高達 0.447，剩余自由水少，干縮小，有利于配制流態(tài)料漿；石膏水泥和火山灰質(zhì)復(fù)合膠凝材料也具有高水化結(jié)合水低干縮的特性，適合作膠凝材料。
2、本發(fā)明原料中的粉煤灰是一種工業(yè)廢渣，來源廣泛，價格低廉，由于粉煤灰的化學(xué)組成和多孔性結(jié)構(gòu)，使其具有一定的吸附能力。
3、本發(fā)明產(chǎn)品原料中的造紙污泥是一種生物固體，該污泥中含有木質(zhì)纖維、半纖維、淀粉、沉淀碳酸鈣、無機物、泥砂等多種成分，污泥作為功能調(diào)節(jié)材料，起承壓主要作用的為沉淀碳酸鈣與水泥、粉煤灰、石膏復(fù)雜作用后的凝結(jié)物，其在凝結(jié)過程中體積收縮并在原有發(fā)泡孔隙條件下形成多孔結(jié)構(gòu)，其木質(zhì)纖維、淀粉鏈具有內(nèi)部聯(lián)結(jié)作用，使材料成型更穩(wěn)定。
4、本發(fā)明產(chǎn)品原料中的發(fā)泡劑，關(guān)系著泡沫的質(zhì)量，從而直接決定了多孔隔熱填充材料的性能；不僅如此，其在工藝上也起著重要作用，能有效地穩(wěn)定料漿的均勻性，減少泌水，保證容重的可控性。
5、本發(fā)明產(chǎn)品原料中的造紙污泥與發(fā)泡劑協(xié)同作用，可使多孔隔熱填充材料孔隙緊致，排列均勻；造紙污泥能夠穩(wěn)定泡沫，料箱中混凝土不受深度影響，同時確保料漿上下均質(zhì)，以賦于材料良好的吸音效果，在建筑物的樓層和高速公路的隔音板、地下建筑物的頂層等可采用該材料作為隔音層。
附圖說明
圖1是本發(fā)明制備多孔隔熱填充材料的流程圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
實施例1：
如圖1所示，將含水量為40%~60%的造紙污泥 30 kg、硫鋁酸鹽水泥 10 kg、細(xì)度為 0.01~0.045 mm的粉煤灰 30 kg、石膏 1 kg、水 1 kg，注入攪拌機，以 800 ~ 1000r/min的轉(zhuǎn)速攪拌15~ 35min至物料混合均勻；往攪拌機中加入松香膠發(fā)泡劑0.01 kg，混合均勻，得混合砂漿；將混合砂漿裝入儲料間，在 20~32 ℃靜養(yǎng)發(fā)泡 30 min，制成多孔隔熱填充材料半成品，其內(nèi)部孔隙均勻致密；將發(fā)泡好的泡沫造紙污泥制多孔隔熱填充材料半成品用輸料機注入旋轉(zhuǎn)成型機進行成型造粒；將成型完畢的多孔隔熱填充材料自然養(yǎng)護 1 h，即得成品。
實施例2：
如圖1所示，將含水量為40%~60%的造紙污泥 35 kg、石膏水泥 14 kg、細(xì)度為 0.01~0.045 mm的粉煤灰 35 kg、石膏 3 kg、水 10 kg，注入攪拌機，以 800 ~ 1000r/min的轉(zhuǎn)速攪拌15~ 35min至物料混合均勻；往攪拌機中加入松香膠發(fā)泡劑0.06 kg，混合均勻，得混合砂漿；將混合砂漿裝入儲料間，在 20~32 ℃靜養(yǎng)發(fā)泡 70 min，制成多孔隔熱填充材料半成品，其內(nèi)部孔隙均勻致密；將發(fā)泡好的泡沫造紙污泥制多孔隔熱填充材料半成品用輸料機注入旋轉(zhuǎn)成型機進行成型造粒；將成型完畢的多孔隔熱填充材料自然養(yǎng)護 10 h，即得成品。
實施例3：
如圖1所示，將含水量為40%~60%的造紙污泥 40 kg、火山灰質(zhì)復(fù)合膠凝材料 18 kg、細(xì)度為 0.01~0.045 mm的粉煤灰 40 kg、石膏 6 kg、水 21 kg，注入攪拌機，以 800 ~ 1000r/min的轉(zhuǎn)速攪拌15~ 35min至物料混合均勻；往攪拌機中加入松香膠發(fā)泡劑0.12 kg，混合均勻，得混合砂漿；將混合砂漿裝入儲料間，在 20~32 ℃靜養(yǎng)發(fā)泡 120 min，制成多孔隔熱填充材料半成品，其內(nèi)部孔隙均勻致密；將發(fā)泡好的泡沫造紙污泥制多孔隔熱填充材料半成品用輸料機注入旋轉(zhuǎn)成型機進行成型造粒；將成型完畢的多孔隔熱填充材料自然養(yǎng)護 24 h，即得成品。
實施例1~3制備的多孔隔熱填充材料由于密度小，在建筑物的內(nèi)外墻體、層面、樓面、立柱等建筑結(jié)構(gòu)中采用該種填充材料，可使建筑物自重降低25%，有些可達結(jié)構(gòu)物總重的 30% ~ 40%，因此，在建筑工程中采用造紙污泥制多孔隔熱填充材料具有顯著的經(jīng)濟效益，優(yōu)點如下：
（1）保溫隔熱：由于造紙污泥制多孔隔熱填充材料中含有大量封閉的細(xì)小孔隙，因此具有良好的熱工性能，即良好的保溫隔熱性能，這是普通混凝土所不具備的。通常密度等級在300 ~ 1200kg/m3范圍的造紙污泥制多孔隔熱填充材料，導(dǎo)熱系數(shù)在0.08 ~ 0.3w/(m·K)之間，熱阻約為普通混凝土的10 ~ 20倍。采用造紙污泥制多孔隔熱填充材料作為建筑物墻體及屋面材料，具有良好的節(jié)能效果。
（2）隔音耐火：造紙污泥制多孔隔熱填充材料屬多孔材料，因此它也是一種良好的隔音材料，在建筑物的樓層和高速公路的隔音板、地下建筑物的頂層等可采用該材料作為隔音層。造紙污泥制多孔隔熱填充材料是無機材料，不會燃燒，從而具有良好的耐火性，在建筑物上使用，可提高建筑物的防火性能。
（3）低彈減震：造紙污泥制多孔隔熱填充材料的多孔性使其具有低的彈性模量，從而使其對沖擊載荷具有良好的吸收和分散作用。
（4）防水性好：現(xiàn)澆造紙污泥制多孔隔熱填充材料吸水率較低，相對獨立的封閉氣泡及良好的整體性，使其具有一定的防水性能。
（5）環(huán)保性好：造紙污泥制多孔隔熱填充材料所需原料為水泥和發(fā)泡劑，發(fā)泡劑大都接近中性，不含苯、甲醛等有害物質(zhì)，避免了環(huán)境污染和消防隱患。
對本發(fā)明保護范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護范圍以內(nèi)。