CN101088957A - 一种保温砖及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新的保温砖及其制备方法。本发明保温砖的制备方法包括以下步骤：1)按下述重量份称取各原料：膨胀珍珠岩或聚苯乙烯颗粒0.5－2份、石膏0.5－20份和酸化镁保温材料添加剂0.5－20份；2)将上述原料混合均匀后，加入为混合物总重量0.8－1.2倍重量的水，运用传统制砖工艺压合制成砖，不进行煅烧干燥即得。本发明方法所制备的保温砖是一种免烧产品，经浆体干燥后，形成晶结格，最低能承受2.6MPs的压力，最高能承受高达5.6MPs的压力，其导热系数在0.07－0.1w/m·k，是普通砖阻温能力的8倍。本发明保温砖节能、阻音、保温、防火、承压，是一种各方面性能均非常优异的建筑保温材料。

Description

一种保温砖及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种建筑材料，尤其涉及建筑用的保温砖及其制备方法，属于建筑材料领域。
背景技术
目前保温市场上采用聚苯板、密质聚苯板和保温砂浆(水泥混合聚苯颗粒)的保温材料在技术上都存在自身无法克服的缺陷和不尽如人意的部分。
聚苯板是从石油中提炼出的有机材料。受温度影响敏感，分子活动非常活跃。耐热温度只有70℃，经实验测得70℃时，48小时后尺寸变化率达到5％。中国东北地区冬季户外温度为-45℃～20℃，南方地区夏季墙面温度最高可达到70℃～75℃。聚苯板材料受室外空气温度的剧烈变化，翘曲、开裂不可避免。所以使用聚苯板出现问题是必然的，出现问题的时间长短取决于粘结物体。在实践中通常选用纤维素醚和丙烯酸作为粘结体，混合水泥砂浆。这三种物质都有老化期和导热系数。既不能阻止聚苯板的翘曲、开裂，还会进一步加剧温度的传导。加之聚苯板施工上采用铆钉稳固上墙。这种施工方法使得聚苯板与墙面产生空鼓距离，存在距离的好处是在一定程度上对阻止了温度的向内传导，但同时需面临的问题是，一旦聚苯板翘曲，冷、热气流就进入空鼓距离，成为冷、热气流储存点，储存到一定值，内墙就成为桥体，破坏了室内的恒温环境，不能改变聚苯板的本性就不能解决翘曲、开裂的问题。这也是中外科学家在使用聚苯板上至今难以攻克的问题。
此外，作为聚苯板生产的主要原料苯乙烯和丁烷在燃烧时会产生大量的苯和一氧化碳等有害气体，一旦燃烧起来，人吸入该种有害气体，便丧失自救能力，最终丧命。中国的居住环境又相当密集，一旦产生燃烧，就会造成大面积的人员伤亡，使人民都生活在不安全的隐患中。聚苯为石油中的提取物，中国的保温材料均采用聚苯板，必会大量进口石油，进而引起世界性石油价格上涨；同时也会反过来导致聚苯板材料的昂贵，除造成外汇大量的流失之外，单独依靠聚苯板进行保温，造成全国的保温计划无法顺利实施，使保温政策无法贯彻始终，中途夭折。以中国市场的需求度，世界的石油储备仍无法满足。保温砂浆的弊端(水泥混合聚苯颗粒)：仅由水泥加聚苯颗粒外加粘接剂混合而成。水泥的导热系数高到1-2w/m·k，包裹导热系数为0.042-0.043w/m·k的聚苯颗粒，所形成的水泥聚苯砂浆导热系数为0.095-0.098w/m·k。经由上海建委测试中心测试结果显示，现市场上使用保温砂浆导热系数在0.1-0.2w/m·k，根本不符合国家要求的保温材料的导热系数在0.06w/m·k以下的规范。由于水泥的导热系数高，水泥黏结物间存在微传导。水泥黏结物间存在微传导即是指冷、热气流先在微距离中积聚，积聚开始时水泥还能像水流的过滤网一样产生一定阻隔效果，一定时间的积聚，墙体储存冷、热空气达到一定值，使内墙成为冷、热桥体，将冷、热气流导入室内，导致室外的冷、热气流传导进室内，最终破坏了室内空间的恒温条件。
现有保温材料不能确实真正达到保温要求。(以上海地区为例，二级节能要求达到55.6％的节能指标；北京地区三级节能要求达到65％)。随着国家节能事业的日益规范和完善，节能要求的普遍提高。现北京地区的节能要求规定达到节能65％。面对这一要求和标准的具体实施，现惯用的保温外墙体系，聚苯板、密质板将面临技术和施工上的实际问题：聚苯板的导热系数为0.04w/m·k，密质板的导热系数为0.027-0.029w/m·k，其导热系数虽好，但使用在高层建筑上其抗风压值就不能承受。水泥聚苯砂浆的导热系数在0.095-0.098w/m·k，要达到65％的保温节能指标，厚度将厚至10或15cm。此种厚度将大大加重墙体的承重力，使建筑物的负载力加大。也有提出“三明治”法即用左右两边3cm的水泥聚苯砂浆中间夹聚苯板上墙。首先两边的水泥聚苯砂浆不能和聚苯板稳固结合。墙体为无机物，水泥聚苯砂浆为有机物，无机和有机两种物质不能很好结合，一旦脱落，会造成人员伤亡，存在极大的安全隐患。
发明人针对上述节能指标和现保温材料的状况分析所得，必须找到具有合适导热系数的轻质材料，该轻质材料可起到保温、防火、阻音、环保的作用，既不影响墙体承重，又节约资源，达到保温节能。
北京、东北、西北等寒冷地区由于节能要求为三级节能，65％以上，若使用传统聚苯板和保温砂浆很难达到要求，即使达到，保温层的厚度也需8-10CM。这样难免产生施工繁琐、抗风压值不够，在高层建筑上使用不安全等缺点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种制备保温砖的方法。
本发明所要解决的技术问题是通过以下技术途径来实现的：
一种制备保温砖的方法，包括以下步骤：
1)按下述重量份称取各原料：膨胀珍珠岩或聚苯乙烯颗粒0.5-2份、石膏0.5-20份和酸化镁保温材料添加剂0.5-20份；
2)将上述原料混合均匀后，加入为混合物总重量0.8-1.2倍重量的水，运用传统制砖工艺压合制成砖，不进行煅烧干燥即得。
为了达到更好的保温效果，上述原料中还可含有0.1-0.6重量份的蛭石或燥土。
上述制备方法中，其中所述的膨胀珍珠岩为开孔膨胀珍珠岩或闭孔膨胀珍珠岩。
所述的聚苯乙烯颗粒的制备方法如下：将回收的废聚苯板粉碎后过60～80目筛即得。本发明采用回收的废聚苯板制成聚苯乙烯颗粒，经过将废聚苯板进行简单的处理加工，此举不仅可解决城市中存在的大量的白色垃圾污染，而且还由于聚苯乙烯颗粒本身具有优异的保温性能，将其加进本发明保温材料中能够大大提高材料的保温性能。
其中，所述的酸化镁保温材料添加剂可以通过商业途径购买得到(例如，可购自上海裕宸科技有限公司生产的商品名称为“双衡”牌保温材料)，也可通过以下方法制备得到：按以下重量百分比称取各组分：酸化镁粉剂52-54％，酸化镁晶格体25-35％，超微建材高效添加剂8-12％和植物纤维6-8％；将以上各组分均匀的混合在一起，即得。上述各组分的重量百分比优选为：酸化镁粉剂54％，酸化镁晶格体30％，超微建材高效添加剂10％和植物纤维6％。
所述的酸化镁粉剂的制备方法如下：将含镁率达到85％以上氧化镁矿石投掷在(5％强硫酸+95％清水)强酸溶液中浸泡，酸化后进行烧结、制成粉剂即为酸化镁粉剂。
所述的酸化镁晶格体的制备方法如下：将含镁率达到75-85％以上氧化镁矿石投掷在(35％强硫酸+65％清水)强酸溶液中浸泡，酸化后通过180℃反应釜进行结晶，产生酸化镁晶格体。
所述的超微建材高效添加剂为专利号为ZL200310113325.2专利所公开的超微建材高效添加剂。
所述的植物纤维为任意一种植物纤维，例如为稻草、麦杆、棉杆等、或者将纸箱打浆后所得到的植物纤维，优选为棉杆纤维。
本发明最初的研究思路是在寻找到不导温水泥开始，酸化镁加入超微建材高效添加剂，超微建材高效添加剂随水分子的挥发增大内聚力，加大密集度，缩小体积，与酸化镁形成胶黏包裹体。在酸化镁胶黏包裹体中混合少量的植物纤维，酸根进入到植物纤维，保证了纤维的不腐烂，同时中和了酸化镁的酸性，使整体物料改性为中性。
酸化镁的导热系数为0.063w/m·k。酸化镁本身是粉剂，酸化镁、酸化镁晶格体和超微建材高效添加剂合成极好的包裹材料，能对膨胀珍珠岩等天然无机资源很好包裹。另可用包裹体包裹聚苯颗粒，聚苯颗粒的原来来自对城市废弃饭盒和包装废旧泡沫塑料的回收利用，解决城市白色污染转化为城市保温材料。
酸镁晶格体呈玻璃状晶体(图1)，分子量小于水，能迅速融于水。晶格体如同氧化镁和氯化镁的晶结格，但具有不分散、不还原的强硬度。是由国家地矿部专家寻找可以产生晶格的地矿资源，采用三种以上的矿物质进行激配。用一种稳定性极好的矿物分子对一种活跃性极强的分子进行稳固，将原来微碱性的阳离子通过酸性转化为阴离子，两者结合为稳定相融体，采用固体晶结法，3天形成初步晶结，7天晶结格基本完成，随着时间的延长，晶格体逐步加强，使酸性晶格体的强度达到硅酸水泥的强度和硬度。
实验测得，体积比上，膨胀珍珠岩体积比是石膏体积比的11倍。如只以石膏包裹膨胀珍珠岩、聚苯颗粒混合制成保温砖，在用量上要3kg的石膏包裹1kg膨胀珍珠岩，由于石膏的导热系数过大，大量使用所制成的保温砖导热系数仍然过大。发明人在石膏中添加50％酸化镁保温材料添加剂成品可提高石膏强度和硬度。因石膏本身的吸水率比较高，通过实验测得石膏自身吸潮率≥50％，石膏中添加(KL-205科乐高效防水系列，由成都兴隆化工有限公司生产)防水剂后，可有效减少石膏的吸水率达25％左右。
经由本发明方法所制备的保温砖是一种免烧产品，经浆体干燥后，形成晶结格，不同的比重能承受不同的压力，最低能承受的压力在2.6MPs，最高的是5.6MPs，其导热系数在0.07-0.1w/m·k(普通砖在0.8w/m·k以上)。较之传统的砖头0.81w/m·k的导热系数，本发明保温砖是其阻温能力的8倍，制作24墙，不仅可以满足65％的节能，更可达到80％以上的节能。加之，本发明保温砖1000℃不燃，一旦房间出现火灾，更不会蔓延、波及到其他房间。墙体隔音效果为甲级，杜绝了马路上的嘈杂汽笛声，可为居民营造一个安静、舒适、安全、四季如春的环境。
同时本发明保温砖的容重轻，最高的容重在1.5kg，相比较传统5kg一块的红砖，是其重量的1/3-1/4。减轻了建筑物的自身承重量，就减少了地基、框架、钢铁和水泥的投入。在保温、防火、隔音等综合指标达标上和综合成本的降低上都是传统工艺的突破，革新。本发明保温砖节能、阻音、保温、防火、承压，采用本发明保温砖可以使建筑行业的整体成本下降。
本发明保温砖的使用方法，包括：在建筑物施工时将保温砖用粘接料砌成保温墙，保温墙做在墙体中间，两边以水泥做表面保护层(图2)。
其中，所述的粘接料可为常规的粘接料，优选为由以下方法制备得到的粘接料：按下述重量份称取各原料：酸化镁粉剂0.7份、酸化镁晶格体0.3份和膨胀珍珠岩0.7份；将以上原料混合后加入1重量份的水，混合均匀，即得。
附图说明
图1酸化镁晶格体的晶相图。
图2本发明保温砖的施工示意图。
具体实施方式
以下通过实施例来进一步描述本发明，应该理解的是，这些实施例仅用于例证的目的，决不限制本发明的范围。
实施例1
制备防水液：100kg防水剂(KL-205科乐高效防水系列，由成都兴隆化工有限公司生产)混合2000kg的水。
将开孔膨胀珍珠岩100kg、石膏100kg和酸化镁保温材料添加剂100kg(购自上海裕宸科技有限公司生产的商品名称为“双衡”牌保温材料)混合均匀，再加入240kg防水液，混合均匀；用普通制砖机制备成砖，干燥后即得。
将本实施例所制备的保温砖按照行业标准检测方法进行检测，其各项性能的检测结果见表1。
表1本方面保温砖各项性能的检测结果
检测项目名称及单位 保温砖
容重 560g
导热系数w/m·k 0.09
强度(MPs) 3.7
吸水率(％) 25
实施例2
将闭孔膨胀珍珠岩100kg、石膏150kg和酸化镁保温材料添加剂150kg(购自上海裕宸科技有限公司生产的商品名称为“双衡”牌保温材料)混合均匀，再加入320kg水，混合均匀；用普通制砖机制备成砖，干燥后即得。
将本实施例所制备的保温砖按照行业标准检测方法进行检测，其各项性能的检测结果见表2。
表2本方面保温砖各项性能的检测结果
检测项目名称及单位 保温砖
容重 660g
导热系数w/m·k 0.092
强度(MPs) 4.20
吸水率(％) 25
实施例3
制备聚苯乙烯颗粒：将回收的废聚苯板粉碎后过60～80目筛即得。
将聚苯乙烯颗粒200g、石膏4kg和酸化镁保温材料添加剂4kg(购自上海裕宸科技有限公司生产的商品名称为“双衡”牌保温材料)混合均匀，再加入8.4kg水，混合均匀；用普通制砖机制备成砖，干燥后即得。
将本实施例所制备的保温砖按照行业标准检测方法进行检测，其各项性能的检测结果见表3。
表3本方面保温砖各项性能的检测结果
检测项目名称及单位 保温砖
容重 600g
导热系数w/m·k 0.079
强度(MPs) 4.12
吸水率(％) 25

Claims (10)

1.一种制备保温砖的方法，包括以下步骤：
1)按下述重量份称取各原料：膨胀珍珠岩或聚苯乙烯颗粒0.5-2份、石膏0.5-20份和酸化镁保温材料添加剂0.5-20份；
2)将上述原料混合均匀后，加入为混合物总重量0.8-1.2倍重量的水或防水液，运用传统制砖工艺压合制成砖，不进行煅烧干燥即得。
2.按照权利要求1的方法，其特征是：所述的膨胀珍珠岩为开孔膨胀珍珠岩或闭孔膨胀珍珠岩。
3.按照权利要求1的方法，其特征是所述的聚苯乙烯颗粒的制备方法如下：将回收的废聚苯板粉碎后过60～80目筛即得。
4.按照权利要求1的方法，其特征是所述的酸化镁保温材料添加剂按照以下方法制备得到：按以下重量百分比称取各组分：酸化镁粉剂52-54％，酸化镁晶格体25-35％，超微建材高效添加剂8-12％和植物纤维6-8％；将以上各组分均匀的混合在一起，即得。
5.按照权利要求4的方法，其特征是各组分的重量百分比为：酸化镁粉剂54％，酸化镁晶格体30％，超微建材高效添加剂10％和植物纤维6％。
6.按照权利要求4的方法，其特征是所述的所述的酸化镁粉剂通过以下制备方法制备得到：将含镁率达到85％以上的氧化镁矿石投掷在强酸溶液中浸泡，酸化后进行烧结、制成粉剂即为酸化镁粉剂；所述的强酸溶液由强硫酸和水按照5∶95的体积比组成。
7.按照权利要求4的方法，其特征是所述的酸化镁晶格体的制备方法如下：将含镁率达到75-85％以上氧化镁矿石投掷在强酸溶液中浸泡，酸化后通过180℃反应釜进行结晶，产生酸化镁晶格体；所述的强酸溶液由强硫酸和水按照35∶65的体积比组成。
8.一种保温砖，其特征是由权利要求1-7任一一种方法制备得到的产品。
9.权利要求8的保温砖在建筑物保温中的应用，包括：在建筑物施工时将保温砖体用粘接料砌成保温墙，保温墙砌在墙体中间，两边以水泥做表面保护层。
10.按照权利要求9的应用，其特征是所述的粘接料由以下方法制备得到：按下述重量份称取各原料：酸化镁粉剂0.7份、酸化镁晶格体0.3份和膨胀珍珠岩0.7份；将以上原料混合后加入1重量份的水，混合均匀，即得。
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Owner name: SHANGHAI YU CHEN TECHNOLOGY CO., LTD.

Free format text: FORMER OWNER: LIU GUITANG

Effective date: 20090828

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Effective date of registration: 20090828

Address after: Shanghai City, Shanghai Road No. 161 room 2002

Patentee after: Shanghai Yuchen Technology Co., Ltd.

Address before: Buji neighborhood committee, Buji Town, Longgang District, Shenzhen, Guangdong

Patentee before: Liu Guitang

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Owner name: SHANGHAI YUCHEN THERMAL INSULATION MATERIALS MARKE

Free format text: FORMER OWNER: SHANGHAI YUCHEN TECHNOLOGY CO., LTD.

Effective date: 20120120

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Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 200433 YANGPU, SHANGHAI TO: 201802 JIADING, SHANGHAI

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Effective date of registration: 20120120

Address after: 201802 Shanghai City, Jiading District Nanxiang Town, North Road 1755 mares tail Lane 25, room 462

Patentee after: Shanghai Yu Chen insulation materials Sales Co., Ltd.

Address before: 200433 Shanghai city Shanghai Road No. 161 room 2002

Patentee before: Shanghai Yuchen Technology Co., Ltd.

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Owner name: WUXI YUCHEN BUILDING ENERGY EFFICIENCY TECHNOLOGY

Free format text: FORMER OWNER: SHANGHAI YUCHEN THERMAL INSULATION MATERIALS MARKETING CO., LTD.

Effective date: 20120703

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Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 201802 JIADING, SHANGHAI TO: 214000 WUXI, JIANGSU PROVINCE

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Effective date of registration: 20120703

Address after: 214000 Xichang road Jiangsu Wuxi Yanqiao Huishan Economic Development Zone, supporting the district

Patentee after: Wuxi Yu Chen building energy saving Technology Co., Ltd.

Address before: 201802 Shanghai City, Jiading District Nanxiang Town, North Road 1755 mares tail Lane 25, room 462

Patentee before: Shanghai Yu Chen insulation materials Sales Co., Ltd.

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Effective date of registration: 20160830

Address after: Agency town of Huishan District in Jiangsu province 214188 in Wuxi City, Los Los Angeles Business Center 3-205

Patentee after: Wuxi co Decoration Engineering Co., Ltd.

Address before: 214000 Xichang road Jiangsu Wuxi Yanqiao Huishan Economic Development Zone, supporting the district

Patentee before: Wuxi Yu Chen building energy saving Technology Co., Ltd.

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Effective date of registration: 20170803

Address after: 214000 Xichang road Jiangsu Wuxi Yanqiao Huishan Economic Development Zone, supporting the district

Patentee after: Wuxi Yu Chen building energy saving Technology Co., Ltd.

Address before: Agency town of Huishan District in Jiangsu province 214188 in Wuxi City, Los Los Angeles Business Center 3-205

Patentee before: Wuxi co Decoration Engineering Co., Ltd.