一種用于熱力管道修復(fù)的絕熱材料及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于熱力管道修復(fù)的絕熱材料，包括50-99重量份CGM灌漿料和1-50重量份二氧化硅氣凝膠，還包括水，所述水的加入量為所述CGM灌漿料和所述二氧化硅氣凝膠的總量的10-30wt％，其中，所述二氧化硅氣凝膠為粒徑90-150目的二氧化硅氣凝膠粉；所述絕熱材料的制備方法，首先將一定量的CGM灌漿料和二氧化硅氣凝膠進行混合；然后向混合物中加入一定量的水，并攪拌均勻形成；其使用過程中，需要在常溫下固化，也可在在常溫下固化24-96h后，在50℃下繼續(xù)固化2-6h。本發(fā)明提供了絕熱材料配方簡單、可常溫固化形成。
【專利說明】一種用于熱力管道修復(fù)的絕熱材料及其制備方法和應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種絕熱材料，具體涉及一種用于熱力管道修復(fù)的絕熱材料和其制備方法，以及該絕熱材料的應(yīng)用，屬于熱力管線工程【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]在集中供熱、集中供冷等領(lǐng)域，常采用熱力管線來輸送蒸汽、冷水或熱水等介質(zhì)，熱力管線由熱力管道連接而成，常用的熱力管道通常包含內(nèi)輸送管、外護殼體以及位于外護殼體和內(nèi)輸送管之間的絕熱層，熱力管道具有優(yōu)良的保溫性能，從而可以減少介質(zhì)傳輸過程中的熱量損失。對于直埋熱力管線而言，在管網(wǎng)長期運行過程中，高溫的介質(zhì)會讓絕熱層逐漸老化；另外，外護殼體的損壞會造成外界環(huán)境中的水氣進入到絕熱層中，進入絕熱層的水被內(nèi)輸送管內(nèi)的介質(zhì)加熱后形成的高溫水會加速絕熱層的老化，老化后的絕熱層體積會縮減，從而使絕熱層中出現(xiàn)空腔，進而大大降低了熱力管線的絕熱性能，使管網(wǎng)熱量嚴(yán)重?fù)p失；此外，高溫水在絕熱層老化形成的空腔中流動，逐漸進入檢查井后，井蓋上面會出現(xiàn)“冒熱氣”的現(xiàn)象，甚至有些埋深較淺的管線，直接從地面冒出，不僅影響環(huán)境，甚至還會造成安全事故，因此需要及時修復(fù)損壞的熱力管道，維護熱力管線的正常運行。
[0003]目前，熱力管道修復(fù)常用的方法是開挖路面，將原有管道整體取出并用新的熱力管道替換掉損壞的管道，或在內(nèi)輸送管上重新配置新的保溫層，再裝入外護殼體，整體埋入地下。但是這種開挖路面的修復(fù)方法受市政管理方面的限制，且施工周期相對較長，給城市交通帶來諸多不便。
[0004]為此，中國專利文獻CN101619798A公開了一種直埋式熱力管道保溫層不開挖修復(fù)工藝及上述工藝使用的漿料，其是利用原管道設(shè)在地面上的兩個相臨的檢查井，將外殼體兩端鉆孔，先利用高壓氣流將破損、粉化的廢棄保溫材料排出，再利用相關(guān)設(shè)備將保溫材料注入外層殼體與內(nèi)管之間形成新的保溫層。上述保溫材料是由一定配比的海泡石、珍珠巖、膨脹土、無塵石棉、快速滲透劑、硅酸鋁纖維棉、羧甲基纖維素、硅膠、快速滲透劑、有機硅料和水組成。該保溫材料由十種以上的成分組成，為達(dá)到使用目的，各成分的配比需要嚴(yán)格控制的所需的范圍內(nèi)，成分配比復(fù)雜，并且由于該保溫材料的組成成分中包括多種無機材料和多種有機材料，使其固化完成后，無機分子與有機分子間不能充分結(jié)合，造成保溫材料固化后形成的材料具有可肉眼觀測到的裂縫，保溫層中分布的空隙(或裂縫)不僅降低了保溫層的強度，更降低了保溫層的保溫效果，同時如果外界環(huán)境中水份滲入保溫層空隙后仍然會出現(xiàn)“冒熱氣”的現(xiàn)象，從而加速新保溫層的老化，降低保溫層的使用壽命。
[0005]另外，上述保溫材料的固化過程中需要利用熱力管網(wǎng)向工作鋼管通蒸汽，使?jié){料緩慢升溫至150-160°C后，保溫70-80小時，加溫過程中，保溫料漿的水分通過兩側(cè)開口和原管道的排潮管排出。在上述固化過程中，需要對保溫材料進行高溫輔助處理，且保溫時間較長，造成了能源的浪費。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為解決現(xiàn)有技術(shù)中，熱力管道修復(fù)材料配方復(fù)雜、固化后容易形成裂縫，降低保溫效果，影響保溫層使用壽命的問題，以及現(xiàn)有保溫材料固化過程繁瑣、需要高溫且固化時間長的問題，本發(fā)明提供一種配方簡單、可常溫固化的保溫材料。
[0007]為此，本申請采取的技術(shù)方案為:
[0008]一種用于熱力管道修復(fù)的絕熱材料，包括CGM灌漿料和二氧化硅氣凝膠。
[0009]上述用于熱力管道修復(fù)的絕熱材料，包括50-99重量份CGM灌漿料和1_50重量份二氧化娃氣凝膠。
[0010]上述用于熱力管道修復(fù)的絕熱材料，還包括水，所述水的加入量為所述CGM灌漿料和所述二氧化娃氣凝膠的總量的10-30wt%。
[0011]上述用于熱力管道修復(fù)的絕熱材料，包括90-99重量份CGM灌漿料和1_10重量份二氧化硅氣凝膠。
[0012]上述用于熱力管道修復(fù)的絕熱材料，所述二氧化硅氣凝膠為粒徑90-150目的二氧化硅氣凝膠粉。
[0013]本發(fā)明還提供了上述用于熱力管道修復(fù)的絕熱材料的制備方法，包括將一定量的CGM灌漿料和二氧化硅氣凝膠進行混合。
[0014]上述用于熱力管道修復(fù)的絕熱材料的制備方法，還包括，向CGM灌漿料和二氧化硅氣凝膠的混合物中加入一定量的水，并攪拌均勻的過程。
[0015]上述用于熱力管道修復(fù)的絕熱材料的應(yīng)用中，在常溫下固化。
[0016]上述用于熱力管道修復(fù)的絕熱材料在常溫下固化的過程中，保持環(huán)境濕度為50% -55%。
[0017]上述用于熱力管道修復(fù)的絕熱材料在常溫下固化24_96h后，在50°C下繼續(xù)固化2-6h。
[0018]上述用于熱力管道修復(fù)的絕熱材料在所述固化過程中，在所述絕熱材料表面噴灑水以對所述絕熱材料進行養(yǎng)護。
[0019]一種熱力管道，包括由上述用于熱力管道修復(fù)的絕熱材料形成的絕熱層。
[0020]上述熱力管道還包括內(nèi)輸送管和塑料外殼，所述絕熱層設(shè)置于所述內(nèi)輸送管和所述塑料外殼之間。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點:
[0022]1、CGM灌漿料常用于地腳螺栓錨固、飛機跑道搶修、核電設(shè)備固定、路橋工程加固，機器底座、鋼結(jié)構(gòu)與地基懷口、設(shè)備基礎(chǔ)的二次灌漿、栽埋鋼筋、混凝土結(jié)構(gòu)加固和改造，機電設(shè)備安裝，軌道及鋼結(jié)構(gòu)安裝，靜力壓樁工程封樁等，之所以在這些場合熱衷于使用CGM灌漿料，是因為其具有流動性能很好、易于散熱，硬化時間短且強度高的特點，可以實現(xiàn)修復(fù)材料的快速硬化，且耐久性和耐候性好。但是，由于其易于散熱且固化后容易開裂的缺點，限制了其作為保溫材料的應(yīng)用。而本 申請人:通過創(chuàng)造性的勞動，將CGM灌漿料與二氧化硅氣凝膠相結(jié)合，形成一種導(dǎo)熱系數(shù)低，流動性能好的絕熱材料，通過在CGM灌漿料中加入二氧化硅氣凝膠，使得混合后的絕熱漿料可自然固化，不需要加熱，且固化后形成的材料沒有肉眼可觀測到的裂紋。
[0023]2、本發(fā)明所述用于熱力管道修復(fù)的絕熱材料，經(jīng)常溫固化一定時間后，將固化溫度升高到50°C下繼續(xù)固化，得到的絕熱材料導(dǎo)熱系數(shù)比常溫固化的絕熱材料導(dǎo)熱系數(shù)低。
[0024]3、本發(fā)明所述用于熱力管道修復(fù)的絕熱材料，選擇粒徑范圍為90-150目的二氧化硅氣凝膠，此時獲得的絕熱漿料的導(dǎo)熱系數(shù)較低、且強度較高。
[0025]4、本發(fā)明所述用于熱力管道修復(fù)的絕熱材料，在固化過程中間隔一段時間進行噴水養(yǎng)護，或在固化過程中保持環(huán)境濕度在50-55%內(nèi)，可以進一步保證絕熱材料無皴裂固化。

【具體實施方式】
[0026]本申請選用的CGM灌漿料可以選用市售的所有CGM灌漿料。
[0027]實施例1
[0028](I)將99g CGM灌漿料(北京寶鼎盛世隆工程技術(shù)有限公司，CGM-1灌漿料)和Ig粒徑為100目的二氧化硅氣凝膠進行混合；
[0029](2)向CGM灌漿料和二氧化硅氣凝膠的混合物中加入30g /K，并攪拌均勻，形成所需的用于熱力管道修復(fù)的絕熱材料。
[0030](3)將所述用于熱力管道修復(fù)的絕熱材料在常溫下固化72h，得到固化后的絕熱材料樣品Si，肉眼觀察此固化樣品無開裂現(xiàn)象。
[0031]實施例2
[0032](I)將95g CGM灌漿料(北京寶鼎盛世隆工程技術(shù)有限公司，CGM-1灌漿料)和5g粒徑為110目的二氧化硅氣凝膠進行混合；
[0033](2)向CGM灌漿料和二氧化硅氣凝膠的混合物中加入28g /K，并攪拌均勻，形成所需的用于熱力管道修復(fù)的絕熱材料。
[0034](3)將所述用于熱力管道修復(fù)的絕熱材料在22°C下固化96h，得到固化后的絕熱材料樣品S2，肉眼觀測此固化樣品無開裂現(xiàn)象，在上述固化過程中每隔8小時在材料表面噴灑少量的水，以對產(chǎn)品進行養(yǎng)護。
[0035]實施例3
[0036](I)將50g CGM灌漿料(北京寶鼎盛世隆工程技術(shù)有限公司，CGM-1灌漿料)和50g粒徑為150目的二氧化硅氣凝膠進行混合；
[0037](2)向CGM灌漿料和二氧化硅氣凝膠的混合物中加入1g /K，并攪拌均勻，形成所需的用于熱力管道修復(fù)的絕熱材料。
[0038](3)將所述用于熱力管道修復(fù)的絕熱材料在常溫下固化72h，得到固化后的絕熱材料樣品S3，此固化樣品無開裂現(xiàn)象。
[0039]實施例4
[0040](I)將90g CGM灌漿料(山東拓達(dá)建材有限公司，CGM380灌漿料)和1g粒徑為90目的二氧化硅氣凝膠進行混合；
[0041 ] (2)向CGM灌漿料和二氧化硅氣凝膠的混合物中加入25g /K，并攪拌均勻，形成所需的用于熱力管道修復(fù)的絕熱材料。
[0042](3)將所述用于熱力管道修復(fù)的絕熱材料在25°C下固化96h，得到固化后的絕熱材料樣品S4，此固化樣品無開裂現(xiàn)象，在上述固化過程中每隔8小時在材料表面噴灑少量的水，以對產(chǎn)品進行養(yǎng)護，得到無開裂的固化樣品。
[0043]實施例5
[0044](I)將60g CGM灌漿料(廣州拓達(dá)建材有限公司，CGM-2灌漿料)和40g粒徑為100目二氧化硅氣凝膠進行混合；
[0045](2)向CGM灌漿料和二氧化硅氣凝膠的混合物中加入13g /K，并攪拌均勻，形成所需的用于熱力管道修復(fù)的絕熱材料。
[0046](3)將所述用于熱力管道修復(fù)的絕熱材料在常溫下固化72h，得到固化后的絕熱材料樣品S5，此固化樣品無開裂現(xiàn)象。
[0047]實施例6
[0048](I)將60g CGM灌漿料(廣州拓達(dá)建材有限公司，CGM-2灌漿料)和40g粒徑為100目二氧化硅氣凝膠進行混合；
[0049](2)向CGM灌漿料和二氧化硅氣凝膠的混合物中加入13g /K，并攪拌均勻，形成所需的用于熱力管道修復(fù)的絕熱材料。
[0050](3)將所述用于熱力管道修復(fù)的絕熱材料在常溫下固化24h后，將其置入烘箱中，在50°C下繼續(xù)固化4h，得到固化后的絕熱材料樣品S6，此固化樣品無開裂現(xiàn)象。
[0051]實施例7
[0052](I)將70g CGM灌漿料(北京紐維遜建筑工程技術(shù)有限公司，CGM270灌漿料)和30g粒徑為120目二氧化硅氣凝膠進行混合；
[0053](2)向CGM灌漿料和二氧化硅氣凝膠的混合物中加入15g /K，并攪拌均勻，形成所需的用于熱力管道修復(fù)的絕熱材料。
[0054](3)將所述用于熱力管道修復(fù)的絕熱材料在常溫下固化48h后，將其置入烘箱中，在50°C下繼續(xù)固化4h，得到固化后的絕熱材料樣品S7，此固化樣品無開裂現(xiàn)象。
[0055]實施例8
[0056](I)將80g CGM灌漿料(山東拓達(dá)建材有限公司，CGM290灌漿料)和20g粒徑為120目二氧化硅氣凝膠進行混合；
[0057](2)向CGM灌漿料和二氧化硅氣凝膠的混合物中加入20g /K，并攪拌均勻，形成所需的用于熱力管道修復(fù)的絕熱材料。
[0058](3)將所述用于熱力管道修復(fù)的絕熱材料在常溫下固化24h后，將其置入烘箱中，在50°C下繼續(xù)固化4h，得到固化后的絕熱材料樣品S8，此固化樣品無開裂現(xiàn)象。
[0059]實施例9
[0060](I)將65g CGM灌漿料(北京紐維遜建筑工程技術(shù)有限公司，CGM340灌漿料)和35g粒徑為130目二氧化硅氣凝膠進行混合；
[0061 ] (2)向CGM灌漿料和二氧化硅氣凝膠的混合物中加入14g /K，并攪拌均勻，形成所需的用于熱力管道修復(fù)的絕熱材料。
[0062](3)將所述用于熱力管道修復(fù)的絕熱材料在常溫下固化36h后，將其置入烘箱中，在50°C下繼續(xù)固化6h，得到固化后的絕熱材料樣品S9，此固化樣品無開裂現(xiàn)象。
[0063]實施例10
[0064](I)將85g CGM灌漿料(廣州拓達(dá)建材有限公司，CGM-3灌漿料)和15g粒徑為110目二氧化硅氣凝膠進行混合；
[0065](2)向CGM灌漿料和二氧化硅氣凝膠的混合物中加入23g /K，并攪拌均勻，形成所需的用于熱力管道修復(fù)的絕熱材料。
[0066](3)將所述用于熱力管道修復(fù)的絕熱材料在常溫下固化24h后，將其置入烘箱中，在50°C下繼續(xù)固化2h，得到固化后的絕熱材料樣品S10，此固化樣品無開裂現(xiàn)象。
[0067]實施例11
[0068](I)將90g CGM灌漿料(山東拓達(dá)建材有限公司，CGM380灌漿料)和1g粒徑為90目的二氧化硅氣凝膠進行混合；
[0069](2)向CGM灌漿料和二氧化硅氣凝膠的混合物中加入25g /K，并攪拌均勻，形成所需的用于熱力管道修復(fù)的絕熱材料。
[0070](3)將所述用于熱力管道修復(fù)的絕熱材料在22°C下，保持環(huán)境濕度為53%固化96h，得到固化后的絕熱材料樣品S11，此固化樣品無開裂現(xiàn)象。
[0071]實施例12
[0072]—種熱力管道，由內(nèi)向外依次包括內(nèi)輸送管、絕熱層和塑料外殼，絕熱層由50-99重量份CGM灌漿料和1-50重量份二氧化硅氣凝膠加水混合后固化形成，其中所述水的加入量為所述CGM灌漿料和所述二氧化硅氣凝膠的總量的10-30被％。在實際應(yīng)用中，所述內(nèi)輸送管可以是鋼管、銅管以及塑料管等現(xiàn)有公知的介質(zhì)輸送管道，所述塑料外殼可以是包括不同等級的聚乙烯管道，如高密度聚乙烯，還可以是聚丙烯、聚丁烯管材等現(xiàn)有公知的塑料管道。所述絕熱材料的配比可以是實施例1-11中的配比，也可以是其它的配比關(guān)系，只要在本申請要求的范圍內(nèi)即可。
[0073]對比例I
[0074]向10gCGM灌漿料(山東拓達(dá)建材有限公司，CGM270灌漿料)中加入30g /K，并攪拌均勻，在常溫下固化72h后，得到固化后的對比樣品D1，該固化樣品表面存在明顯的裂縫。
[0075]對比例2
[0076]向10gCGM灌漿料(北京紐維遜建筑工程技術(shù)有限公司，CGM270灌漿料)中加入30g水，并攪拌均勻，在常溫下固化48h后，將其置入烘箱中，在50°C下繼續(xù)固化4h，得到固化后的對比樣品D2，該固化樣品表面存在明顯的裂縫。
[0077]對比例3
[0078](I)將80g CGM灌漿料(山東拓達(dá)建材有限公司，CGM290灌漿料)和20g粒徑為
50目二氧化硅氣凝膠進行混合；
[0079](2)向CGM灌漿料和二氧化硅氣凝膠的混合物中加入20g /K，并攪拌均勻，形成所需的用于熱力管線修復(fù)材料。
[0080](3)將所述用于熱力管線修復(fù)材料在常溫下固化24h后，將其置入烘箱中，在50°C下繼續(xù)固化4h，得到固化后的對比樣品D3。
[0081]評價例
[0082]依據(jù)GB/T10295-2008，使用導(dǎo)熱系數(shù)儀(北京五洲東方科技發(fā)展有限公司、EK0-074-200)測量上述實施例及對比例中樣品的導(dǎo)熱系數(shù)λ 50，其測定數(shù)據(jù)如表I所示。
[0083]表I產(chǎn)品導(dǎo)熱系統(tǒng)測定數(shù)據(jù)
[0084]

【權(quán)利要求】
1.一種用于熱力管道修復(fù)的絕熱材料，其特征在于，包括CGM灌漿料和二氧化硅氣凝膠。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于熱力管道修復(fù)的絕熱材料，其特征在于，包括50-99重量份CGM灌漿料和1-50重量份二氧化硅氣凝膠。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于熱力管道修復(fù)的絕熱材料，其特征在于，還包括水，所述水的加入量為所述CGM灌漿料和所述二氧化硅氣凝膠的總量的10-30wt%。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于熱力管道修復(fù)的絕熱材料，其特征在于，包括90-99重量份CGM灌漿料和1-10重量份二氧化硅氣凝膠。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的用于熱力管道修復(fù)的絕熱材料，其特征在于，所述二氧化硅氣凝膠為粒徑90-150目的二氧化硅氣凝膠粉。
6.—種權(quán)利要求1-5任一所述的用于熱力管道修復(fù)的絕熱材料的制備方法,包括將一定量的CGM灌漿料和二氧化硅氣凝膠進行混合。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于熱力管道修復(fù)的絕熱材料的制備方法，還包括，向CGM灌漿料和二氧化硅氣凝膠的混合物中加入一定量的水，并攪拌均勻的過程。
8.一種用于熱力管道修復(fù)的絕熱材料的應(yīng)用，其特征在于，權(quán)利要求1-7任一所述的用于熱力管道修復(fù)的絕熱材料，在常溫下固化。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述用于熱力管道修復(fù)的絕熱材料的應(yīng)用，其特征在于，所述的用于熱力管道修復(fù)的絕熱材料在常溫下固化的過程中，保持環(huán)境濕度為50% -55%。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述用于熱力管道修復(fù)的絕熱材料的應(yīng)用，其特征在于，在常溫下固化24-96h后，在50°C下繼續(xù)固化2-6h。
11.根據(jù)權(quán)利要求8-10任一所述用于熱力管道修復(fù)的絕熱材料的應(yīng)用，其特征在于，在所述固化過程中，在所述絕熱材料表面噴灑水以對所述絕熱材料進行養(yǎng)護。
12.一種熱力管道，其特征在于，包括由權(quán)利要求1-5任一所述的用于熱力管道修復(fù)的絕熱材料形成的絕熱層。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的熱力管道，其特征在于，所述熱力管道還包括內(nèi)輸送管和塑料外殼，所述絕熱層設(shè)置于所述內(nèi)輸送管和所述塑料外殼之間。
【文檔編號】F16L59/16GK104075077SQ201410255364
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年6月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月10日
【發(fā)明者】周抗冰, 張驍飛 申請人:北京豪特耐管道設(shè)備有限公司