本發(fā)明涉及水泥基建筑材料，尤其是涉及一種氣凝膠保溫管道及其制備方法。
背景技術(shù)：
1、工業(yè)管道往往需要保溫、保冷等措施，目前常用巖棉、聚氨酯發(fā)泡材料等材料作為保溫材料，然而，上述材料的耐熱性和耐久性較差，經(jīng)常需要更換。
2、氣凝膠是近些年來(lái)被研發(fā)的保溫材料，具有質(zhì)量輕、熱導(dǎo)率低，被廣泛應(yīng)用于保溫領(lǐng)域，然而，氣凝膠隔熱材料通常用作氣凝膠纖維氈，利用纖維對(duì)氣凝膠進(jìn)行增強(qiáng)。
3、現(xiàn)有技術(shù)cn106007635a公開(kāi)一種表面無(wú)塵處理的氣凝膠復(fù)合材料，以氣凝膠氈、氣凝膠板、氣凝膠筒體和氣凝膠異形件為基材，在基材表面涂覆致密涂層，cn106630930a公開(kāi)一種連續(xù)制備氣凝膠保溫隔熱氈的方法，將礦物纖維表面的基團(tuán)激活，并通過(guò)與親水性高分子材料交聯(lián)凝膠化，使礦物纖維表面形成凝膠從而具有柔性，進(jìn)一步與二氧化硅濕凝膠復(fù)合均勻后形成復(fù)合凝膠，并將復(fù)合凝膠連續(xù)成型、階梯干燥得到成卷的氣凝膠保溫隔熱氈，cn111646769a公開(kāi)一種燃?xì)庹羝仩t煙氣管道的施工方法，包括如下步驟：s1鋼結(jié)構(gòu)層搭建：按照設(shè)計(jì)圖紙，標(biāo)出煙氣管道立柱安裝位置，將鋼架搭建在標(biāo)記的立柱位置上；s2用網(wǎng)格布分別沿鋼結(jié)構(gòu)層內(nèi)部、外部各包裹成一圈，形成空心雙層網(wǎng)格布半封閉結(jié)構(gòu)；s3向空心雙層網(wǎng)格布半封閉結(jié)構(gòu)填充隔熱層流體物，自然凝固后，拆除網(wǎng)格布；s4在隔熱層表面依次噴涂氣密層中硅烷偶聯(lián)劑、丙烯酸樹(shù)脂。然而，將氣凝膠用于管道保溫時(shí)，常將氣凝膠作為填料制備涂料，涂料制備得到的涂層較薄，無(wú)法充分發(fā)揮保溫優(yōu)勢(shì)，或者將氣凝膠纖維氈進(jìn)行彎曲后粘貼，但彎曲過(guò)程會(huì)導(dǎo)致纖維氈變形，影響使用效果。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種氣凝膠保溫管道，采用水泥、粉煤灰、石灰石粉并制備增粘活性粉體作為膠凝材料，添加氣凝膠粉末作為保溫填料，并添加減水劑、醇胺、氣相納米二氧化硅、聚乙烯醇、早強(qiáng)劑和消泡劑作為助劑，通過(guò)3d打印方式成型塊體材料，并按照管道尺寸進(jìn)行內(nèi)徑外徑的切割處理，方便套接于工業(yè)熱力管道，具有優(yōu)異的保溫效果和力學(xué)性能。
2、具體的，本發(fā)明氣凝膠保溫管道，由以下重量份原材料經(jīng)混合、3d打印、切割制備而成：
3、水泥100-110份，粉煤灰20-30份，石灰石粉10-20份，增粘活性粉體20-30份，氣凝膠粉末8-12份，減水劑2-3份，醇胺1-2份，氣相納米二氧化硅1-2份，聚乙二醇0.5-0.8份，早強(qiáng)劑0.3-0.5份，消泡劑0.2-0.3份，水45-50份。
4、氣凝膠具有良好的保溫性能，但其密度比陶粒、膨脹珍珠巖、膨脹蛭石等輕骨料還要小得多，極易在水泥漿料中上浮，不易分散均勻，并且強(qiáng)制攪拌過(guò)程中容易破碎，因此，本發(fā)明利用3d打印技術(shù)進(jìn)行成型，采用氣凝膠粉末作為輕質(zhì)填料，克服輕骨料造成的后續(xù)混合、切割等工序造成的技術(shù)難題，通過(guò)水泥漿料粘度的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)氣凝膠粉末在水泥漿中的均勻分散，從而提高成型效果。
5、優(yōu)選的，所述增粘活性粉體制備工藝為：將石墨尾礦、鎂渣、稻殼灰按質(zhì)量比1:(0.6-0.8):(0.2-0.3)混合均勻，高溫煅燒，急冷，粉磨，即得。
6、為滿足3d打印成型需要，水泥漿料需要有一定的粘度和塑性，為滿足后續(xù)切割加工需要，需要成型坯體具有一定的力學(xué)性能，本發(fā)明采用水泥作為主要膠凝材料，添加粉煤灰、石灰石粉和增粘活性粉體作為膠凝材料，水泥水化形成c-s-h凝膠和鈣礬石形成基本粘結(jié)骨架，粉煤灰具有火山灰效應(yīng)，可以同水泥水化產(chǎn)生的氫氧化鈣進(jìn)行反應(yīng)生成水化產(chǎn)物，對(duì)水泥水化進(jìn)行補(bǔ)充，石灰石粉可提高水泥漿料粘度和塑性，并可起到微集料效應(yīng)，提高密實(shí)性能。
7、石墨礦開(kāi)采過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生粉狀石墨尾礦，其主要化學(xué)組成為sio2、al2o3、cao、fe2o3，其中又以sio2占比最高，鎂渣是金屬鎂冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣，主要化學(xué)成分為cao、sio2、mgo、fe2o3，并含有部分f-cao，稻殼灰為稻殼燃燒后產(chǎn)生的粉末，主要成分為sio2，并含有一定量c、k、na等元素，石墨尾礦活性較低，鎂渣具有高堿性，稻殼灰硅含量高，具有一定活性，本發(fā)明通過(guò)大量試驗(yàn)研究，將三者進(jìn)行高溫煅燒后急冷、粉磨，得到一種新?lián)胶狭?，試?yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，其含有大量c3s、c2s，并含有部分c3a和含cao-mgo-sio2固溶體，不僅大幅提高強(qiáng)度，并且其具有較高的需水量，可提高漿料粘度，利用本發(fā)明膠凝材料可抵消氣凝膠粉末添加造成的力學(xué)強(qiáng)度損失，使成型體具有較高的強(qiáng)度，有利于3d打印成型及后續(xù)的切割工藝。
8、優(yōu)選的，所述水泥為普通硅酸鹽水泥、硅酸鹽水泥的至少一種。
9、優(yōu)選的，所述粉煤灰為一級(jí)粉煤灰或二級(jí)粉煤灰。
10、優(yōu)選的，所述石灰石粉粒徑≤45μm。
11、優(yōu)選的，所述氣凝膠粉末粒徑為10-25μm。
12、優(yōu)選的，所述減水劑為聚羧酸減水劑。
13、優(yōu)選的，所述醇胺為三乙醇胺、三異丙醇胺、二乙醇胺的至少一種。
14、優(yōu)選的，所述早強(qiáng)劑為硝酸鈣、氯化鈣的至少一種。
15、優(yōu)選的，所述消泡劑為有機(jī)硅消泡劑。
16、優(yōu)選的，所述增粘活性粉體制備工藝中，高溫煅燒為在1200-1300℃煅燒2-4h，粉磨至粒徑≤75μm。
17、本發(fā)明添加氣相納米二氧化硅，其溶于水的過(guò)程發(fā)生放熱，且可以增加漿料粘度，并提高水泥基材料力學(xué)性能，效果完全優(yōu)于納米二氧化硅，聚乙二醇的添加可提高氣凝膠粉末分散性，減水劑可提高漿料和易性，醇胺和早強(qiáng)劑可提高水泥基材料早期和后期力學(xué)性能。
18、本發(fā)明還涉及上述氣凝膠保溫管道的制備方法，具體的，包括如下步驟：
19、1）按重量份稱取各原料，
20、2）將各原料混合均勻，得3d打印漿料，
21、3）將3d打印漿料打印成型，得坯體，
22、4）將坯體進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，
23、5）按尺寸進(jìn)行切割。
24、優(yōu)選的，步驟2）可采用分步混合，將各原料混合均勻即可。
25、優(yōu)選的，步驟4）采用標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)。
26、優(yōu)選的，步驟5）可根據(jù)工業(yè)管道尺寸確定切割的內(nèi)徑尺寸，根據(jù)保溫效果結(jié)合厚度需要確定切割的外徑尺寸，切割得到的氣凝膠保溫管道可進(jìn)行工業(yè)管道的插接套接。
27、本發(fā)明具有以下技術(shù)優(yōu)勢(shì)：
28、1.本發(fā)明利用石墨尾礦、煤渣和稻殼灰制備增粘活性粉體，具有良好的增稠效果和水化活性，與石灰石粉、氣相納米二氧化硅共同提高漿料粘度，保證3d打印成型，
29、2.本發(fā)明采用水泥、粉煤灰、石灰石粉、增粘活性粉體作為膠凝材料，并添加醇胺、早強(qiáng)劑，保證成型體力學(xué)性能，為切割工序提供強(qiáng)度保證，
30、3.本發(fā)明利用3d打印制備坯體，經(jīng)養(yǎng)護(hù)后按尺寸進(jìn)行切割制備氣凝膠保溫管道，保溫效果好，力學(xué)性能優(yōu)異，尺寸可設(shè)計(jì)。
1.一種氣凝膠保溫管道，其特征在于，由以下重量份原材料經(jīng)混合、3d打印、切割制備而成：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述氣凝膠保溫管道，其特征在于，所述水泥為普通硅酸鹽水泥、硅酸鹽水泥的至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述氣凝膠保溫管道，其特征在于，所述粉煤灰為一級(jí)粉煤灰或二級(jí)粉煤灰。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述氣凝膠保溫管道，其特征在于，所述石灰石粉粒徑≤45μm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述氣凝膠保溫管道，其特征在于，所述氣凝膠粉末粒徑為10-25μm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述氣凝膠保溫管道，其特征在于，所述減水劑為聚羧酸減水劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述氣凝膠保溫管道，其特征在于，所述醇胺為三乙醇胺、三異丙醇胺、二乙醇胺的至少一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述氣凝膠保溫管道，其特征在于，所述早強(qiáng)劑為硝酸鈣、氯化鈣的至少一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述氣凝膠保溫管道，其特征在于，所述增粘活性粉體制備工藝中，高溫煅燒為在1200-1300℃煅燒2-4h，粉磨至粒徑≤75μm。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述氣凝膠保溫管道的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：