CN101580365B - 聚苯乙烯加气混凝土墙体材料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种聚苯乙烯加气混凝土墙体材料，它采用免蒸压工艺生产，其配方为：体积百分比为20～50％的聚苯乙烯泡沫粉颗粒；30～60％的粉煤灰、25～45％的水泥、3～10％的石灰、0.8～3.0％的石膏和发泡剂。本发明的有益技术效果是：聚苯乙烯加气混凝土墙体材料是一种保温、隔热、隔声、密度小、成本低的预制建材。可以应用于各类工业与民用建筑中。本发明主要利用工业废料，不但变废为宝，而且还改善环境污染。聚苯乙烯加气混凝土墙体材料生产过程中能耗低，采用免蒸压养护，节约了资源，造价低，生产设备少，技术容易掌握，具有显著的技术、经济、环境和社会效益。随着轻工业的发展，聚苯乙烯产量的增加，工业废料会越来越多，该产品的开发与应用前景将十分广阔。

Description

聚苯乙烯加气混凝土墙体材料

技术领域

本发明属于建筑材料领域，更具体的说涉及一种聚苯乙烯加气混凝土墙体材料。

技术背景

聚苯乙烯泡沫(EPS)是以聚苯乙烯为原料加入发泡剂，采用专用设备发泡而成的一种轻质材料，广泛应用于包装行业。由于废弃的EPS不能自然生物消解，焚烧处理又会产生有毒气体，因此成为城市中难以处理的白色垃圾，严重污染城市环境。但该材料与其它轻集料相比，再生EPS颗粒的密度特别低、绝热性良好、封闭结构基本不吸水，从而可制成热工性能优异的超轻型保温制品。而且，再生聚苯乙烯加气混凝土墙体材料制品的综合生产成本较低，经济效益可观。开发一种性能优异的保温隔热材料，不但可以提高建筑保温隔热效能，降低建筑保温隔热工程的成本，还可起到节约资源、能源，保护环境的作用。

如何将EPS废料用于化学建材，变废为宝并创造可观的经济效益，成为一个重要的研究方向。中国发明专利(专利号：200410053031.X)公开了一种用于建筑材料工程技术领域的聚苯乙烯泡沫颗粒保温砂浆；中国发明专利(专利号：200610039328.X)公开了一种双组份水泥基聚苯乙烯泡沫颗粒保温涂料；中国发明专利(专利号：200610039327.5)公开了一种双组份石膏基聚苯乙烯泡沫颗粒保温涂料，目前还未见以聚苯乙烯为主要原材料的建材预制件。

发明内容

一种聚苯乙烯加气混凝土墙体材料，它采用免蒸压工艺生产，其特征在于：材料配方中包含聚苯乙烯泡沫颗粒、粉煤灰、水泥、石灰、石膏和发泡剂，其中：聚苯乙烯泡沫粉颗粒的体积百分比为20～50％；其它成分的质量百分比是：粉煤灰30～60％、水泥25～45％、石灰3～10％、石膏0.8～3.0％。

聚苯乙烯是粒径≤5mm的粉碎泡沫颗粒。

发泡剂为铝粉，以坯体体积为标准，每立方米加铝粉0.6～0.8kg。

所述的配方按0.32～0.45的水灰比加水。

按照以上质量百分比称量各种成分。

将粉料与聚苯乙烯泡沫颗粒混合均匀后，加入适量水调整水灰比为0.32～0.45，充分搅拌均匀得到混合料浆A。

混合料浆A中加入发泡剂，充分搅拌后，浇注入模型槽内并静停发泡得到坯体B，切割坯体B成预定形状；

切割后的加气混凝土坯体进入使用保温材料制成的养护隧道窑中进行养护。

经实际检验，聚苯乙烯加气混凝土墙体材料的抗压强度2～6Mpa、导热系数、密度，其技术性能满足GB11968-2006。

本发明的有益技术效果是：聚苯乙烯加气混凝土墙体材料是一种保温、隔热、隔声、密度小、成本低的预制建材。可以应用于各类工业与民用建筑中。聚苯乙烯加气混凝土墙体材料主要利用工业废料，不但变废为宝，而且还改善环境污染。聚苯乙烯加气混凝土墙体材料造价低，生产设备少，技术容易掌握，具有显著的技术、经济、环境和社会效益，生产过程中能耗低，采用免蒸压养护，节约了资源。随着轻工业的发展，聚苯乙烯产量的增加，工业废料会越来越多，该产品的开发与应用前景将十分广阔。

具体实施方式

聚苯乙烯泡沫(EPS)自身的质量轻，采用普通的振捣成型的方法会导致颗粒大量上浮，混凝土分层离析现象严重，进而导致聚苯乙烯加气混凝土墙体材料质量不均匀，大大降低了聚苯乙烯加气混凝土墙体材料各方面的性能；同时，EPS属于有机材料，表面为憎水性，而水泥砂浆属于无机材料，具有强烈的亲水性，这两种截然不同的材料拌合后，必然出现不润湿不亲合，界面黏结力弱等问题；此外，聚苯乙烯加气混凝土墙体材料主要用作建筑维护结构和屋面保温材料，这就要求该混凝土必须具备很好的保温隔热性能、适当的强度和较好的抗渗性能。保温性能越好，材料的导热系数就越低，因而混凝土的密度就越低，而要求混凝土具有一定的强度，混凝土的密度就不能太低。抗渗性好，同样也要求混凝土具有合理的孔结构。因此，聚苯乙烯加气混凝土墙体材料的力学性能、热工性能和耐久性能是相互联系、相互制约的几个方面，不能单独追求某一方面性能的提高，必须统一考虑各方面性能，开发综合性能优异的聚苯乙烯加气混凝土墙体材料。本研究以结构上均匀，EPS颗粒不发生分层离析、力学性能及热工性能和耐久性能良好为目标，以EPS颗粒与水泥浆体问具有良好的界面粘结和聚苯乙烯加气混凝土墙体材料较好的均质性能为保证，通过材料组成优化来配制聚苯乙烯加气混凝土墙体材料。

水泥是聚苯乙烯加气混凝土墙体材料最主要的胶凝材料，水泥等级越高，掺量越多，聚苯乙烯加气混凝土墙体材料的立方体抗压强度将越高。

粉煤灰具有形态效应、活性效应和微集料效应，在一定程度上改善了聚苯乙烯加气混凝土墙体材料的和易性、匀质性和密实性，而且在质量不变的条件下增加了浆体体积，降低了浆体密度，抑制了EPS颗粒分层。

采用废弃的聚苯乙烯泡沫，经破碎后过筛网，获得规定粒径的EPS颗粒，本方案主要采用粒径为≤5mm颗粒级配EPS颗粒。

聚苯乙烯加气混凝土墙体材料的抗压强度随着水灰比的增大而减小，这主要是因为在聚苯乙烯加气混凝土墙体材料中，EPS颗粒对抗压强度的贡献很小，强度值主要取决于硬化水泥浆体的强度。一般来说，水灰比增大，混凝土的强度降低，同时，也使得聚苯乙烯加气混凝土墙体材料易产生离析分层现象，聚苯乙烯加气混凝土墙体材料的均匀性变差，从而也导致了聚苯乙烯加气混凝土墙体材料抗压强度的下降。试验发现，当水灰比增大到0.45时，EPS颗粒和混凝土拌合物有泌水现象发生，在水灰比达到0.5时，泌水、分层现象更加严重。另一方面，水灰比过大时，水泥水化后剩余的水分从EPS轻混凝土中渗出，形成许多的毛细渗水通道，使得EPS颗粒和混凝土的连通孔隙率增大，对聚苯乙烯加气混凝土墙体材料的隔热保温性能不利。推荐水灰比为0.32～0.45，能获得性能良好的聚苯乙烯加气混凝土墙体材料。

通过颗粒表面改性可制备表面亲水性效果良好的EPS颗粒作为轻骨料.方法为：先将适量的水性聚合物用水稀释，加入颗粒搅拌，待颗粒表面完全被润湿后再加入适量水泥和粉煤灰搅拌，使颗粒表面包裹一层水泥浆体.当其再与水泥浆体混合时，就会很容易被润湿和产生界面黏结。

浆体和EPS颗粒黏结使聚苯乙烯加气混凝土墙体材料具有一定强度，水泥是聚苯乙烯加气混凝土墙体材料最主要的胶凝材料，对聚苯乙烯加气混凝土墙体材料力学性能起主要作用，粉煤灰的掺入对聚苯乙烯加气混凝土墙体材料后期强度的发展有一定的促进作用。

实施例：按照如下重量百分比称量各种成分：粉煤灰30～60％、水泥25～45％、石灰3～10％、石膏0.8～3.0％。

将上述粉料与聚苯乙烯泡沫颗粒(聚苯乙烯泡沫粉颗粒的体积百分比为20～50％)混合均匀后，加入适量水调整水灰比为0.32～0.45，充分搅拌均匀得到混合料浆A。

混合料浆A中加入发泡剂铝粉(以坯体体积为标准，每立方米加铝粉0.6～0.8kg)，充分搅拌后，浇注入模型槽内并静停发泡得到坯体B，切割坯体B成预定形状；

切割后的加气混凝土坯体进入使用保温材料制成的养护隧道窑中进行养护。

聚苯乙烯加气混凝土结构形成机理：

它的生产过程可以分为三个阶段：(1)料浆组份间相互反应放气的物--化过程；(2)料浆的稠化和凝结过程；(3)坯体的硬化。

本发明采用的原材料主要为白色垃圾(粉碎的聚苯乙烯泡沫颗粒粒径≤5mm)和固体废料(粉煤灰、脱硫石膏)，有利于资源的再生利用，符合建材绿色化和环境保护的要求。

本发明采用免蒸压蒸养养生，生产工艺简单，比同类产品减少了能耗的排放，节约资源，保护环境，降低了生产成本。

采用本发明生产的墙体材料，具有保温效果好、密度小、隔音、抗病虫害的优点，在紫外线照射下不会分解或释放有害气体，不易老化，其综合性能优于其他同类材料；其次，该产品可以用水泥砂浆直接砌筑墙体，施工方便、安全耐久，又能达到国家节能环保的要求。

本发明生产的墙体材料作为高性能保温隔热材料，可广泛适用于建筑物框架结构的填充墙。

经实际检验，聚苯乙烯加气混凝土墙体材料的抗压强度2～6Mpa、导热系数、密度，其技术性能满足GB11968-2006。

Claims (5)

1.一种聚苯乙烯加气混凝土墙体材料，它采用免蒸压工艺生产，其特征在于：该材料配方中包含聚苯乙烯泡沫颗粒、粉煤灰、水泥、石灰、石膏和发泡剂，其中：聚苯乙烯泡沫粉颗粒的体积百分比为20～50％；其它成分的质量百分比是：粉煤灰30～60％、水泥25～45％、石灰3～10％、石膏0.8～3.0％。

2.根据权利要求1所述的聚苯乙烯加气混凝土墙体材料，其特征在于：聚苯乙烯是粒径≤5mm的粉碎泡沫颗粒。

3.根据权利要求1所述的聚苯乙烯加气混凝土墙体材料，其特征在于：发泡剂为铝粉，以坯体体积为标准，每立方米加铝粉0.6～0.8kg。

4.根据权利要求1所述的聚苯乙烯加气混凝土墙体材料，其特征在于：所述的配方按0.32～0.45的水灰比加水。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的聚苯乙烯加气混凝土墙体材料，其特征在于：其生产工艺为：将粉煤灰、水泥、石灰、石膏几种粉料与聚苯乙烯泡沫颗粒混合均匀后，加入适量水调整水灰比为0.32～0.45，充分搅拌均匀得到混合料浆A；

混合料浆A中加入发泡剂，充分搅拌后，浇注入模型槽内并静停发泡得到坯体B，切割坯体B成预定形状；

切割后的加气混凝土坯体进入使用保温材料制成的养护隧道窑中进行养护。