CN101219872A - 一种建筑物外墙保温隔热复合材料和施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种建筑物外墙保温隔热复合材料和施工方法,包括1重量份复合粉料,0.06~0.120份聚苯颗粒。施工前,干粉砂浆复合材料与聚苯颗粒和水的混合应满足如下比例:复合粉料∶聚苯颗粒∶水=1(kg)∶(60~120)(g)∶(1.2~1.4)(kg)。本发明的外墙外保温隔热复合材料中各组分配比合理,使得该隔热材料不但具有优良的隔热保温效果,也具有坚固的粘结强度和力学性能。同时,还具有防水功能。本发明中的粉煤灰高加入量,对粉煤灰在外墙保温系统中应用开辟了一条新途径。再生聚苯泡沫的利用,不仅是保温隔热系统中变废为宝的新尝试,也减轻了其对环境的有害污染。

Description

一种建筑物外墙保温隔热复合材料和施工方法
技术领域
本发明涉及一种建筑物外墙保温隔热复合材料,具体涉及使用再生聚苯颗粒和粉煤灰制备的保温隔热节能材料。
技术背景
在现代建筑中所使用的保温隔热和防水材料以及施工技术,已经成为评价建筑物科技含量的重要指标。在已有的隔热材料中,公开号为CN1454959A的中国发明专利书中公开了一种大掺量粉煤灰防水隔热材料及其施工方法。该材料包括粉煤灰、泡沫塑料、AN膨胀剂、减水剂和水泥等。其中,粉煤灰60~70%(质量百分比)、泡沫塑料2~5%、AN膨胀剂0.5~1%、减水剂0.5~1%,水泥15~30%。施工时,这种隔热材料下方铺设三层抗老化塑料薄膜(ARPE)作为柔性防水层。它是隔热材料,而不是真正意义上的防水材料。由于这种隔热材料粘度低、强度抵和硬化时间长,只适合在屋面(顶)做阻挡紫外线照射的隔热材料使用,而不适合在垂直墙面,作为房屋外墙外保温隔热层材料使用。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种建筑物外墙保温隔热复合材料和施工方法,以克服现有技术存在的上述缺陷。
本发明所述的建筑物外墙保温隔热复合材料,包括1重量份复合粉料,0.06~0.120重量份聚苯颗粒;
所说的聚苯颗粒为聚苯泡沫材料经粉碎后获得的再生颗粒,粒径为2~4mm;
所说的复合粉料的组分和重量百分比含量包括:
水泥                45~60%
粉煤灰              25~20%
熟石灰[Ca(OH)2]     10~5%
GS触变润滑剂        0.19~1%
甲基纤维素醚(MC)    0.1~0.6%
半水石膏粉          0.5~5.6%
引气剂              0.01~1.5%
可再分散乳胶粉      1.0~5.0%
木质纤维素          0.1~0.8%
聚丙烯纤维          0.1~0.5%
上述各个组分的百分比之和为100%。
实施例中,GS触变润滑剂的化学名称是BENTONE GS为99%活性成分的锂蒙脱石,采用Elementis Trading(shanghai)Co.Led公司生产的牌号为GS的产品;
引气剂的化学名称是eliminate gas agents,采用安徽矿业公司生产的牌号为AH-1产品;
可再分散乳胶粉的化学名称是disperse the emulsion powder again,采用Wacker Polymer Systems公司生产的牌号为RE5044N的产品。
按照本发明,所述建筑物外墙保温隔热复合材料还包括1.2~1.4份的水。
所说的粉煤灰选自满足国家II级标准以上的粉煤灰,即0.045mm方孔筛余物≤20%;烧失量≤8%。要求粉煤灰化学成分为:(39~52)%SiO2;(17~35)%Al2O3;(39~52)%Fe2O3
实验数据表明,固体材料中以高分子聚苯乙烯泡沫塑料的导热系数最小,其值低于0.035W/m·K。挤压法生产的泡沫塑料,其微观是由连续微米级气孔组成的密闭结构,表面张力大,不吸水,即使在潮湿的环境中也具有良好的隔热性能,是良好的保温材料。这种材料用于炎热或寒冷地区居民住房的保温隔热,可以产生节能近60%的经济效益。将废弃的聚苯泡沫包装材料,经粉碎再生成聚苯颗粒,用改性的水泥胶浆粘结,在建筑物垂直外墙面上构筑具有蜂窝状结构,且具有一定厚度和强度的隔热保温层,就可以充分发挥再生聚苯颗粒材料在现代建筑中的节能效果。
聚苯颗粒隔热层的保温效果、力学性能、耐候性和寿命,取决于改性的水泥胶浆成分和施工工艺。改性水泥胶浆均匀涂布于聚苯颗粒表面,是网结聚苯颗粒的水泥基复合材料。水泥胶浆的粘度、完全硬化后的强度、韧性和系统导热系数,是评价聚苯颗粒保温隔热层性能的重要技术指标。为了获得良好的综合性能,在干粉砂浆复合材料成分的设计上,较传统砂浆做了如下改进:
在国外水泥基干粉砂浆复合材料配方中较少使用活性掺合料。本发明中应用了活性掺合料粉煤灰(符合国家II技术标准)。实验结果表明,粉煤灰不但可以调整聚苯颗粒级配、改善施工性、提高干混砂浆的后期(28d)强度,改善抗硫酸盐侵蚀和抗碳化性能等,还可以部分替代水泥,降低干混砂浆成本。
为了改善水泥胶浆复合材料与聚苯颗粒表面的粘结性,提高砂浆施工时的附着力、表面硬度和柔软度,本发明中使用了具有增稠、稳定和保水作用的甲基纤维素醚(MC)。其用量在0.1~0.6%时,获得良好的效果。
为了改善水泥胶浆复合材料与聚苯颗粒表面的粘结强度,提高聚苯颗粒间蜂窝状砂浆凝固网的柔性、抗压强度、抗折强度、耐磨损性、韧性、粘结力、保水能力和可施工性,本发明中使用了一种憎水性乳胶粉。实验结果表明,当加入量1.0~5.0%时,干粉砂浆复合材料获得了良好的综合性能,并兼具很好的防水性能。
为了增强聚苯颗粒间蜂窝状砂浆凝固网的微观抗开裂性能,本发明配方中加入了木质纤维素组元。木质纤维素具有优良的柔韧性和分散性,在水泥胶浆中形成三维网状结构。这种三维网状结构,能够增强聚苯颗粒间水泥胶浆湿膜的强度、覆盖效果,降低凝固过程中湿膜的微观收缩或膨胀,提高了湿膜的抗开裂性。实验结果表明,当木质纤维素加入量为0.1~0.8%时,就能有效地提高砂浆凝固网的稳定性、强度、密实度和均匀度。
为了提高外墙聚苯颗粒隔热层抵御因凝固、风化干缩和热胀冷缩等因素而产生微裂纹的能力,本发明在水泥胶浆复合材料配方中加入了一种表面经特殊处理的聚丙烯单丝纤维(细度为18-20μm)。实验结果表明,聚丙烯纤维加入量在0.1~0.5%范围内时,能有效地防止和抑止裂缝的形成与发展,显著地改善聚苯颗粒隔热保温层的阻裂抗渗性能和抗冲击的能力。
为了提高聚苯颗粒水泥胶浆复合材料的粘结粘度和抗冻性能,本发明在水泥胶浆复合材料配方中加入了微量的引气剂。引气剂的加入减少了拌和用水量,改善了施工性能。实验结果表明,引气剂加入量在0.01~1.5%时,在水泥胶浆复合材料中能引入大量均匀分布、稳定而封闭的微小气泡,降低了胶浆的表面张力,显著地改善了材料的施工性能和抗折强度。
在聚苯颗粒水泥胶浆复合材料中加入氢氧化钙、半水硫酸钙和GS触变润滑剂的目的,是促进初期水泥胶浆果冻化,提高隔热保温层的密度和易施工性。
本发明的所说的建筑物外墙保温隔热复合材料的制备方法包括如下步骤:
将水泥、粉煤灰、熟石灰、GS触变润滑剂、甲基纤维素醚、半水石膏粉、引气剂、可再分散乳胶粉、木质纤维素和聚丙烯纤维,预混,再将获得的预混料经混合机混合3~5分钟,获得复合粉料,包装待用;
所说的混合机优选采用双轴无重力混合机,如杭州精诚公司生产的双轴无重力混合机。
本发明的建筑物外墙保温隔热复合材料的施工方法包括如下步骤:
按照比例,将复合粉料、再生聚苯颗粒和水混合,获得pH值为5.0~6.5的混合浆料;
通过抹灰工艺首先在墙面上形成2~18mm厚的混合浆料层,24~48小时;
在已凝固的混合浆料层上继续涂抹混合浆料,压实,最终形成20~30mm厚的隔热层,养护8~12小时;
在已凝固的隔热层表面抹一层约1~1.5mm厚的抹面砂浆后,粘结一层聚丙烯加强网,在加强网上面继续抹一层厚约1~1.5mm的表面抗裂砂浆,形成防水层;
最后根据装饰需要,即可以在表面抗裂层表面抹一层腻子粉,进而上涂料,也可以直接粘贴瓷砖等表面装饰材料。
本发明的外墙外保温隔热复合材料中各组分配比合理,使得该隔热材料不但具有优良的隔热保温效果,也具有坚固的粘结强度和力学性能。同时,还具有防水功能。本发明中的粉煤灰高加入量,对粉煤灰在外墙保温系统中应用开辟了一条新途径。再生聚苯泡沫的利用,不仅是保温隔热系统中“变废为宝”的新尝试,也减轻了其对环境的有害污染。
附图说明
图1为实施例1配方材料凝固后的表层结构照片。
图2实施例2配方材料凝固后的表层结构照片。
图3实施例3配方材料凝固后的表层结构照片。
具体实施方式
实施例中,GS触变润滑剂的化学名称是BENTONE GS为99%活性成分的锂蒙脱石,采用Elementis Trading(shanghai)Co.Led公司生产的牌号为GS的产品;
引气剂的化学名称是eliminate gas agents,采用安徽矿业公司生产的牌号为AH-1产品;
可再分散乳胶粉的化学名称是disperse the emulsion powder again,采用Wacker Polymer Systems公司生产的牌号为RE5044N的产品。
实施例1
按如下配方制备了外墙外保温隔热层复合材料。
水泥60%,粉煤灰20%,熟石灰[Ca(OH)2]10%,GS触变润滑剂0.5%,甲基纤维素醚(MC)0.5%,半水石膏粉2%,引气剂1.5%,可再分散乳胶粉4.0%,木质纤维素1.0%,聚丙烯纤维0.5%;
将上述配比的物料预混,再将获得的预混料经双轴无重力混合机混合5分钟,获得复合粉料,包装待用;
将再生聚苯颗粒、复合粉料和水混合,获得pH值为6.5的混合浆料;混合比为:复合粉料∶聚苯颗粒∶水=1(kg)∶70(g)∶1.2(kg);凝固后的表层结构照片如图1所示。经上海建筑科学研究院检测,结果如下:
检测项目     标准指标(JG158-2004) 检测结果 判定结果
湿表观密度(kg/m3)     ≤420     408 合格
干表观密度(kg/m3)     180~250     214 合格
导热系数W/(m·K)     ≤0.060     0.051(25℃) 合格
蓄热系数W/(m2·K)     ≥0.05     --- ---
抗压强度kPa     ≥200     235 合格
压剪粘接强度kPa     ≥50     88 合格
线性收缩率%     ≤0.3     0.3 合格
软化系数     ≥0.5     0.6 合格
难燃性     B1级 合格
由此可见,所说的复合材料完全满足JG158-2004标准的技术要求。
实施例2
按如下配方制备了外墙外保温隔热层复合材料。
1.  水泥               45%
2.  粉煤灰             35%
3.  熟石灰[Ca(OH)2]    8.0%
4.  GS触变润滑剂        0.5%
5.  甲基纤维素醚(MC)    1.5%
6.  半水石膏粉          3.0%
7.  引气剂              0.5%
8.  可再分散乳胶粉      5.0%
9.  木质纤维素          1.0%
10. 聚丙烯纤维          0.5%。
配制方法同实施例1;
将再生聚苯颗粒、复合粉料和水混合,获得pH值为6的混合浆料;混合比为:复合粉料∶聚苯颗粒∶水=1(kg)∶80(g)∶1.2(kg);
凝固后的表层结构照片如图2所示。材料的力学和保温隔热性能均达到JG158-2004标准规定。
实施例3
按如下配方制备了外墙外保温隔热层复合材料。
1.  水泥              45.0%
2.  粉煤灰            35.0%
3.  熟石灰[Ca(OH)2]   5.0%
4.  GS触变润滑剂      0.5%
5.  甲基纤维素醚(MC)  1.5%
6.  半水石膏粉        6.0%
7.  引气剂            0.5%
8.  可再分散乳胶粉    5.0%
9.  木质纤维素    1.0%
10. 聚丙烯纤维    0.5%。
配制方法同实施例1;
将再生聚苯颗粒、复合粉料和水混合,获得pH值为6的混合浆料;混合比为:复合粉料∶聚苯颗粒∶水=1(kg)∶70(g)∶1.2(kg)。
凝固后的表层结构照片如图2所示。
凝固后,材料的力学和保温隔热性能仍然均达到JG158-2004标准规定,并消除了保温隔热层中聚苯颗粒间存在的空隙和疏松,增强了保温隔热层的抗侵蚀老化性能。

Claims (6)

1.一种建筑物外墙保温隔热复合材料,包括1重量份复合粉料,0.06~0.120份聚苯颗粒;
所说的复合粉料的组分和重量百分比含量包括:
水泥                          45~60%
粉煤灰                        25~20%
熟石灰[Ca(OH)2]               10~5%
GS触变润滑剂                  0.19~1%
甲基纤维素醚(MC)              0.1~0.6%
半水石膏粉                    0.5~5.6%
引气剂                        0.01~1.5%
可再分散乳胶粉                1.0~5.0%
木质纤维素                    0.1~0.8%
聚丙烯纤维                    0.1~0.5%
上述各个组分的百分比之和为100%。
2.根据权利要求1所述的建筑物外墙保温隔热复合材料,其特征在于,所说的聚苯颗粒为聚苯泡沫材料经粉碎后获得的再生颗粒,粒径为2~4mm。
3.根据权利要求1所述的建筑物外墙保温隔热复合材料,其特征在于,还包括1.2~1.4份的水。
4.根据权利要求1所述的建筑物外墙保温隔热复合材料,其特征在于,所说的粉煤灰选自满足国家II级标准以上的粉煤灰,即0.045mm方孔筛余物≤20%;烧失量≤8%。要求粉煤灰化学成分为:(39~52)%SiO2;(17~35)%Al2O3;(39~52)%Fe2O3
5.根据权利要求1、2和或4所述的建筑物外墙保温隔热复合材料的施工方法包括如下步骤:
按照比例,将复合粉料、再生聚苯颗粒和水混合,获得pH值为5.0~6.5的混合浆料;
通过抹灰工艺首先在墙面上形成2~18mm厚的混合浆料层,养护12~48小时;
在已凝固的混合浆料层上继续涂抹混合浆料,压实,最终形成20~30mm厚的隔热层,养护8~12小时;
在已凝固的隔热层表面抹一层约1~1.5mm厚的抹面砂浆后,粘结一层聚丙烯加强网,在加强网上面继续抹一层厚约1~1.5mm的表面抗裂砂浆,形成防水层。
6.根据权利要求5所述的施工方法,其特征在于在表面抗裂层表面抹一层腻子粉,进而上涂料,和直接粘贴瓷砖等表面装饰材料。
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