本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种耐火轻石膏烟道及其制备方法。
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：烟道(fluepipe)是废气和烟雾排放的管状装置，住宅烟道是指用于排除厨房烟气或卫生间废气的竖向管道制品，也称排风道、通风道、住宅排气道。以前烟道大多是以硫铝酸盐水泥内夹耐碱玻璃纤维网布或普通硅酸盐水泥内夹钢丝网及其它增强材料预制而成。由于水泥预制烟道很难达到耐火极限不低于1.0h的要求，为了防止住宅排烟道内油垢积累日久成为火灾隐患，排烟道大多是采用高强玻镁耐火烟道板材以机械化组合拼装生产而成的高强耐火排烟道并在烟道内部设置变压拔气构件，但高强玻镁耐火烟道造价相对石膏水泥等材质更高，从经济角度来说存在缺陷。工业副产石膏是指工业生产排出的以硫酸钙为主要成分的副产品的总称，又称为化学石膏或合成石膏。工业副产石膏的主要品种如下：烟气脱硫石膏：含硫燃料燃烧后排放的废气进行脱硫净化处理而得到的一种石膏。磷石膏：磷肥厂、合成洗衣粉厂等制造磷酸时的废渣。钛石膏：是采用硫酸法生产钛白粉时，加人石灰(或电石渣)以中和大量的酸性废水所产生的以二水石膏为主要成分的废渣。氟石膏：制取氢氟酸时的废渣。盐石音：也称硝皮子，是沿海制盐厂制盐时的副产品。柠檬酸石膏渣：又称钙泥，是化工厂生产柠檬酸的废渣。其中，工业副产石膏中占比最大的为磷石膏，每生产1吨磷酸约产生4-5吨磷石膏，其主要成分为二水硫酸钙，此外还含有少量磷矿、磷酸、氟化物、有机物及钾、钠等成分。磷石膏是副产石膏中排量最大的一种，由于利用率较低，大多磷石膏还是以堆积放置的方式进行存放，处理不当将严重危害堆积地及附近区域的大气、土壤和地下水等生态环境。因此，如何提高副产石膏的利用率是当前急需解决的问题。技术实现要素：本发明为解决上述问题，提供了一种耐火轻石膏烟道。具体是通过以下技术方案来实现的：一种耐火轻石膏烟道，其组成按重量份计包括以下原料：工业副产石膏55-60、聚丙纤维20-30、缓凝剂5-17、植物油皂化材料12-28和改性珍珠岩15-20。进一步，所述耐火轻石膏烟道的制备方法，包括以下步骤：1、制备植物油皂化材料：将富含油脂的植物种子破碎榨油，将得到的植物油进行纯化后以碱性溶液为溶剂，加热至40-60℃时辅以频率为25-30khz的超声波辐射进行皂化反应，干燥后室温熟化3-5天得到。2、制备改性珍珠岩：将珍珠岩粉碎后加入盐酸和聚丙烯酰胺按1：1-1.5比例混合的混合溶液中得到珍珠岩分散液，再升温用功率为700-1000w的微波处理后过滤干燥，再在200-240℃温度下进行焙烧即得到改性珍珠岩。3、工业副产石膏活化处理：将松香以碱溶液浸泡干燥后，与副产石膏混合粉碎，再在200-300℃的温度下煅烧50-60min得到。4、制备耐火轻石膏烟道：a.将经活化处理后的工业副产石膏以紫外光照射后，用其质量2-4倍的水洗涤，加热至55-75℃时滴入海藻酸钠，持续搅拌至不再出现凝胶状杂质，过滤后干燥、粉碎；b.将聚丙纤维、改性珍珠岩和缓凝剂混合，以足量碳酸钠溶液浸泡2-4h后过滤；c.将植物油皂化材料加水，与步骤a中得到的石膏粉末混合充分搅拌至体积不再持续增长，加入步骤b得到的混合物，去除表面泡沫后加压挤压成方管形或圆筒形烟道，待其干燥即可；进一步，还可通过辅助材料纤维网格布或塑料格栅采用浇注法制备石膏烟道。综上所述，本发明的有益效果在于：本发明通过对工业副产石膏的预处理、制备植物油皂化材料、对珍珠岩进行改性处理，再结合简单快捷的制备方法，利用副产石膏生产出一种耐火极限达到1.73h的轻石膏烟道。其中，传统对工业副产石膏的预处理方式是进行水洗筛分，或高温煅烧，在对副产石膏直接进行水化预处理时，杂质会阻碍石膏水化，导致产品结构疏松，强度降低，并且先进行水洗用水量大、耗能高、投资大，还会产生大量含污染物的废水，需进行二次处理才能排放。若采用煅烧的方式大多需要400℃以上的高温进行长时间煅烧，耗能大。相较传统方法而言，本申请在对副产石膏进行活化处理是加入经碱溶液浸泡的松香共同煅烧，再以紫外光照射，加水洗涤，不仅仅是更换了处理步骤的顺序，同时对工艺进行了改进。采用中温快速煅烧的方式，磷石膏晶格中的共晶杂质会被分解出来，有机杂质随着温度的升高也会被分解，在后续加入海藻酸钠时这些杂质会被包裹，得以有效分离。同时复合材料在煅烧后的导热性被提高。此时再进行水洗，所加水量相较传统方法而言少很多，减少了水的使用量，且过滤后的废水中也无需再进行二次处理。采用改性珍珠岩与石膏共混制备烟道，可进一步提高烟道的耐火极限，并增加了烟道的强度。采用植物种子提取的植物油进行皂化处理得到的植物油皂化材料，在与石膏混合后可迅速增加石膏的体积，使得制备的烟道成品质量更轻，但其强度并未因此而降低。具体实施方式下面对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，但本发明并不局限于这些实施方式，任何在本实施例基本精神上的改进或代替，仍属于本发明权利要求所要求保护的范围。实施例1一种耐火轻石膏烟道，其组成按重量份计包括以下原料：工业副产石膏57、聚丙纤维25、缓凝剂12、植物油皂化材料21和改性珍珠岩17。进一步，所述耐火轻石膏烟道的制备方法，包括以下步骤：1、制备植物油皂化材料：将菜籽破碎榨油，将得到的植物油进行纯化后以氢氧化钠溶液为溶剂，加热至50℃时辅以频率为27khz的超声波辐射进行皂化反应，干燥后室温熟化5天得到。2、制备改性珍珠岩：将珍珠岩粉碎后加入盐酸和聚丙烯酰胺按1：1比例混合的混合溶液中得到珍珠岩分散液，再升温至40℃，用功率为850w的微波处理后过滤干燥，再在220℃温度下焙烧20min即得到改性珍珠岩。3、磷石膏活化处理：将松香以足量的氢氧化钠溶液浸泡4h干燥后，与磷石膏混合粉碎，再在250℃的温度下煅烧55min得到。4、制备耐火轻石膏烟道：a.将经活化处理后的磷石膏以紫外光照射后，用其质量3倍的水洗涤，加热至60℃时滴入海藻酸钠，持续搅拌至不再出现凝胶状杂质，过滤后干燥、粉碎；b.将聚丙纤维、改性珍珠岩和缓凝剂混合，以足量碳酸钠溶液浸泡3h后过滤；c.将植物油皂化材料加水，与步骤a中得到的石膏粉末混合充分搅拌至体积不再持续增长，加入步骤b得到的混合物，去除表面泡沫后加压挤压成方管形或圆筒形烟道，待其干燥即可。实施例2一种耐火轻石膏烟道，其组成按重量份计包括以下原料：工业副产石膏60、聚丙纤维30、缓凝剂17、植物油皂化材料28和改性珍珠岩20。进一步，所述耐火轻石膏烟道的制备方法，包括以下步骤：1、制备植物油皂化材料：将橄榄果实破碎榨油，将得到的植物油进行纯化后以氢氧化钾溶液为溶剂，加热至60℃时辅以频率为30khz的超声波辐射进行皂化反应，干燥后室温熟化3-5天得到。2、制备改性珍珠岩：将珍珠岩粉碎后加入盐酸和聚丙烯酰胺按1：1.5比例混合的混合溶液中得到珍珠岩分散液，再升温至50℃用功率为700w的微波处理后过滤干燥，再在240℃温度下焙烧15min即得到改性珍珠岩。3、柠檬酸石膏活化处理：将松香以氢氧化钾溶液浸泡3h干燥后，与柠檬酸石膏混合粉碎，再在300℃的温度下煅烧60min得到。4、制备耐火轻石膏烟道：a.将经活化处理后的柠檬酸石膏以紫外光照射后，用其质量4倍的水洗涤，加热至75℃时滴入海藻酸钠，持续搅拌至不再出现凝胶状杂质，过滤后干燥、粉碎；b.将聚丙纤维、改性珍珠岩和缓凝剂混合，以足量碳酸钠溶液浸泡4h后过滤；c.将植物油皂化材料加水，与步骤a中得到的石膏粉末混合充分搅拌至体积不再持续增长，加入步骤b得到的混合物，去除表面泡沫后以辅助材料纤维网格布或塑料格栅采用浇注法制备方管形或圆筒形石膏烟道。实施例3一种耐火轻石膏烟道，其组成按重量份计包括以下原料：工业副产石膏55、聚丙纤维20、缓凝剂5、植物油皂化材料12和改性珍珠岩15。进一步，所述耐火轻石膏烟道的制备方法，包括以下步骤：1、制备植物油皂化材料：将花生种子破碎榨油，将得到的植物油进行纯化后以碳酸钠溶液为溶剂，加热至50℃时辅以频率为25khz的超声波辐射进行造化反应，干燥后室温熟化3天得到。2、制备改性珍珠岩：将珍珠岩粉碎后加入盐酸和聚丙烯酰胺按1：1比例混合的混合溶液中得到珍珠岩分散液，再升温至35℃用功率为1000w的微波处理后过滤干燥，再在200℃温度下焙烧30min即得到改性珍珠岩。3、氟石膏活化处理：将松香以碳酸钠溶液浸泡5h干燥后，与氟石膏混合粉碎，再在200℃的温度下煅烧50min得到。4、制备耐火轻石膏烟道：a.将经活化处理后的氟石膏以紫外光照射后，用其质量2倍的水洗涤，加热至55℃时滴入海藻酸钠，持续搅拌至不再出现凝胶状杂质，过滤后干燥、粉碎；b.将聚丙纤维、改性珍珠岩和缓凝剂混合，以足量碳酸钠溶液浸泡2h后过滤；c.将植物油皂化材料加水，与步骤a中得到的石膏粉末混合充分搅拌至体积不再持续增长，加入步骤b得到的混合物，去除表面泡沫后加压挤压成方管形或圆筒形烟道，待其干燥即可。一、烟道理化性质实验1.1实验方法实验1-3：在与实施例1的同等条件下，将改性珍珠岩分别更换为普通珍珠岩、以碱溶液改性的珍珠岩、石墨制备石膏烟道实验4：在与实施例1的同等条件下，采用水洗的方式对石膏进行预处理制备石膏粉；实验5：在与实施例1的同等条件下，采用500℃煅烧30min的方式对磷石膏进行预处理制备石膏粉；制成方管形烟道后测试导热系数及莫氏硬度，与实施例1对比，结果如表1所示。1.2实验结果表1二、烟毒性测试2.1实验方法实验6-10：选取5只重量在18-24g的小鼠，雌雄随机，取实验1-5制备的石膏烟道为实验材料；实验11：在与实施例1的同等条件下，采用十二甲基苯磺酸代替植物油造化材料制备石膏烟道按gb/t20285-2006标准进行烟毒性测试，实验按小鼠死亡或丧失逃离能力时所需的产烟浓度作为判定材料产烟毒性危险级别的依据，所需产烟浓度越高的材料其危险越低，安全级别越高。设定产烟浓度为25mg/l进行30min染毒实验，若小鼠在染毒期间(包括染毒后1h内)无死亡，则判定在此级别下麻醉性合格，若小鼠在30min染毒后不死亡及体重无下降或体重虽有下降，但3天内体重恢复则判定为刺激性合格。30min内记录小鼠状态，1h后记录与实验前小鼠的体重比较值，与实施例1进行对比，结果如表2所示。2.2实验结果表2三、耐火极限实验3.1实验方法实验12-14：在标准耐火试验条件下，将实验1-3制备的石膏烟道为实验材料，以石膏烟道开始出现裂纹时所经过的时间为标准，测试其耐火极限，与实施例1进行比较，结果如表3所示。表3项目耐火极限(小时)实施例11.73实验121.02实验131.16实验140.71由上述实验结果可知，本申请所制备的石膏烟道导热系数最大，保温效果相比较实验1-5而言最差，但对于烟道来说，保温效果越好其隐藏的安全隐患越大，结合烟毒性实验和耐火极限实验来看，本申请所制备的石膏烟道其综合效果达到了最优，并且对实验1-5、实验11和实施例1所制备的烟道进行了称重，实施例1中的烟道质量最轻。当前第1页12