CN101649666B - 太阳能自控温建筑水泥发泡砌块及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

一种太阳能自控温建筑水泥发泡砌块及其生产方法，其技术要点是：先分别将一定量的相变蓄热保温材料、普通硅酸盐水泥、粉煤灰、水泥增强剂、复合剂及适量的水，常温下搅拌混匀；然后，在搅拌下加入一定量的发泡剂，混匀后在模具下浇注成砌块，堆垛养生25～30天即为成品。本发明的发泡砌块容重1030kg/m3，比粘土砖容重小1.75倍，在质量上大大超过粘土砖；尺寸稳定，抗压强度＞10MPa；传热系数》0.00188.7W/M2K；本发明的370毫米厚度的砌块强体，其保温性能相当于粘土砖厚度在1887毫米厚度的保温性能，上述指标均符合1.5级标准。本发明利用粉煤灰制成发泡砌块并充分利用太阳能辐射能节约能源。

Description

太阳能自控温建筑水泥发泡砌块及其生产方法
技术领域
本发明涉及一种建筑保温材料技术领域，具体的说是一种太阳能自控温建筑水泥发泡砌块及其生产方法。
背景技术
众所周知，粘土砖是用于建筑楼房及平房住宅的传统建筑材料，由于粘土砖是通过取农田中的土进行加工制成的，必然要侵占农，甚至毁田。随着社会的发展，科学技术的不断进步，各级政府为了保护农田，推行一系列奖励政策，鼓励大量使用钢筋混凝土、无机和有机等材料(如：电厂粉煤灰)来取代粘土砖。很多科研人员一直在试图开发粉煤灰在建筑行业上的应用，但由于还存在技术上的瓶颈，因此到目前为止，热电厂下来的大量粉煤灰还无法大量被利用，严重污染环境而且还大面积破坏土地资源。
我国在几十年前建设部就明令禁止烧结粘土砖，但收效甚微、屡禁不止，至今仍在建筑市场上占有一席之地；尽管政府采取强制手段拆砖窑，却不能阻止毁田造砖烧砖，其原因是粘土砖成本低、利润高，建筑商们仍然在使用。
近年来，为了增加房屋的保温性能，特别是在楼房建筑过程中，需增加一层称之为保温材料的苯板，在我国北方非常普遍，甚至在有些地区不增加保温层，工程质量验收都通不过。尽管苯板在一定温度下会燃烧，而且在燃烧过程中会释放出大量有毒有害气体，但为了节能，由于苯板在低温下并不燃烧，所以在侥幸心里的作用下，被大量使用，到目前为止，确实有一些大火是因苯板而起。据有关部门报导，在2009年10月1日后，将禁止活动房屋使用苯板材料，对其它建筑也要逐渐限制使用。因此，保温节能建筑材料是建筑领域发展的方向。
发明内容
本发明的目的是提供一种太阳能自控温建筑水泥发泡砌块及其生产方法。它是利用相变蓄热材料的特性，将无污染廉价的太阳光能、电能等一切热源直接贮存起来作为保温材料的补充热源而节能。
本发明的目的是这样实现的：它包括以下原料组份和重量份数比为：相变蓄热保温材料1.0份，普通硅酸盐水泥4.5～5.0份，粉煤灰8.0～8.6份，水泥增强剂0.05～0.1份，复合剂0.05～0.1份，发泡剂0.01～0.02份及适量的水；
所述复合剂的原料组份和重量份数比为：氧化钙1份，活性铝粉0.5～0.8份，两个结晶水的硫酸钙0.05～0.2份；
所述发泡剂的原料组份和重量份数比为：作为开孔剂的偶氮二甲酰胺1份，作为发孔剂H的N，N’-二亚硝基五次甲基四胺1.5～2.5份，作为整泡剂的YAP-1YAP-32.5～3.5份，作为催发泡稳定剂的YA230发泡促进剂0.2～0.5份。
整泡剂也称之为泡孔稳定剂；YA230发泡促进剂的分子结构式为：(RCO2)2m·RCO2m。
本发明的生产方法是：先按上述重量份数比分别将相变蓄热保温材料、普通硅酸盐水泥、粉煤灰、水泥增强剂、复合剂及适量的水，常温下在搅拌下混匀；然后，在搅拌下加入一定量的发泡剂，混匀后在模具下浇注成砌块，堆垛养生25～30天即为成品。
本发明所选用的相变蓄热保温材料是指申请日为：2009年07月21日；公开日为：2009年12月30日；专利申请号：200910012626.3的相变蓄热保温材料及其生产方法所获得的产品。本发明所选用的相变蓄热保温材料为：它包括60％的蓄热材料成份，40％的调整材料成份，蓄热材料成份的组份和重量份数比：石蜡35-40份，合成脂肪酸5-15份，肥酸5-15份，蒙旦蜡10-25份，晶体蜡2-10份，叶片酸2-5份；调整材料成份的组份和重量份数比：阻燃剂25-30份，憎水剂25-35份，降凝剂2-5份，防污剂2-5份，防霉剂10-20份，水泥增强剂3-5份。
本发明所选用的水泥增强剂是指申请日为2006年7月27日；专利申请号是：200610047312.3为原料的。
粉煤灰包括头灰和尾灰，而本发明主要采用头灰作为主料。
本发明所述复合剂的原料组份和重量优选份数比为：氧化钙1份，活性铝粉0.6～0.8份，两个结晶水的硫酸钙0.1份。
本发明所述发泡剂的原料组份和重量优选份数比为：作为开孔剂的偶氮二甲酰胺1份，作为发孔剂H的N，N’-二亚硝基五次甲基四胺1.5～2.0份，作为整泡剂的YAP-1YAP-32.9～3.2份，作为催发泡稳定剂的YA230发泡促进剂0.2～0.4份。
本发明的工作原理是：相变蓄热材料受热(阳光、电热、热水、热风等热源)时，达到饱和温度(即相变温度)变成液相，将热能贮存起来；当外界温度低于设定温度(相变温度)时，相变蓄热材料开始释放热量，热量释放完毕相变材料由液相变为固相，周而复始循环。
阳光照射波长0.38～0.76μm，可射到地球表面，而地球的自转和绕太阳椭圆形的轨道运行，太阳与地球的距离是一个变量，其能量随地面距离而变化，阳光波长0.3～3μm射线热能最大，相变蓄热材料其贮热能最高，阳光相应辐射量604W/m2，所占百分比47％(可见光)，当相变蓄热材料涂摸到外墙后其蓄热时间和放热时间的比值是一个常数，根据测试结果为一个当量修正糸数δ＝0.33～0.266，相变蓄热材料只有在稳定状态下测定其数值，而真正相变蓄热的导热糸数δ*λ(相变蓄热材料的稳定值)，即当量导热糸数。
本发明应用目的是提供一种新型节能轻质的外墙太阳能自控温建筑水泥发泡砌块及其生产方法，内墙相变蓄热保温材料，掺入在混凝土、砂浆中可以利用太阳能贮存热量，而达到保温节能65％，从而达到降低成本、提高施工效率、节约材料。
本发明的优点：
1、本发明的发泡砌块容重1030千克/立方米，比粘土砖容重小1.75倍，而且在质量上大大超过煅烧后的粘土砖；而且尺寸稳定，抗压强度＞10MPa；软化系数＞80％；传热系数》0.00188.7W/M2K；本发明的370毫米厚度的砌块强体，其保温性能相当于粘土砖厚度在1887毫米厚度的保温性能，上述指标均符合1.5级标准。
2、发明的发泡砌块，由于其中加入了专利申请号为：200910012626.3的相变蓄热保温材料，因此具有适应性强，是无毒、无味、无害的天然环保材料，是属火山爆发后凝结的轻质浮石岩、火山灰作基料或载体，在生产和施工使用过程中，不会产生对环境的污染，保温层具有一定的透气和温度变相作用，人居其中，冬季不会产生闷热感，夏季不会产生烘烤感，房屋通过保温隔热达到“冬温夏凉”，同时，本发明的保温材料无辐射、隔音好，有益于居住者的舒适健康。本发明的发泡砌块是将保温材料通过与现有建筑材料科学规范的结合，可替代空调，充分利用太阳能辐射能节约能源。
3、本发明的发泡砌块，能吸收声波，具有弹性，在声波冲击下产生震颤、反弹、吸收逆向，转变成不同频率，减轻结构震动，达到消声的目的。
4、作外建筑墙体层，无空鼓，不开裂，抗风压，耐冲击，耐候性好；不用设空气层，避免负风压状态下，因保温层内空气体积膨胀造成高层建筑保温层的破坏，特别是抗负风压能力强。
5、耐火性能好，属A级不燃烧材料，明火状态下不燃烧，解决了建筑物防火等级要求，无烟尘灾害，无污染。
6、充分将公害严重的粉煤灰作为再生资源加以利用，而且变废为宝，充分利用粉煤灰自身特性，制成环保型的太阳能自控温建筑水泥发泡砌块建筑材料。
下面将通过实例对本发明作进一步详细说明，但下述的实例仅仅是本发明其中的例子而已，并不代表本发明所限定的权利保护范围，本发明的权利保护范围以权利要求书为准。
具体实施方式
实例1：
先取相变蓄热保温材料70千克，425#的普通硅酸盐水泥330千克，粒度为过100目筛以下的粉煤灰589千克，水泥增强剂5千克，复合剂5千克，及足以将上述材料粘结成一体的水(水灰比W/C＝0.45～0.65)，在不断搅拌下将其混匀；然后，在搅拌下再加入发泡剂1千克，待混匀后，浇注在长宽厚为240*600*90mm/块的模具内，堆朵养生28天后即为成品。
复合剂是由氧化钙15千克，活性铝粉10千克，两个结晶水的硫酸钙1.5千克经充分搅拌混合后所制成成品中取得的。
发泡剂则是由作为开孔剂的偶氮二甲酰胺1.5千克，作为发孔剂H的N，N’-二亚硝基五次甲基四胺2.5千克，作为整泡剂的YAP-1YAP-33千克，及作为催发泡稳定剂的YA230发泡促进剂0.5千克，经充分搅拌混合后所制成成品中取得的。
经国家建筑材料测试中心检测，其物理力学性能指标合格，见表一。
表一：
Figure GSB00000304374800041
Figure GSB00000304374800051
实例2：
先取相变蓄热保温材料70千克，425#的普通硅酸盐水泥300千克，粒度为过100目筛以下的粉煤灰580千克，水泥增强剂6.5千克，复合剂4.5千克，及足以将上述材料粘结成一体的水(水灰比W/C＝0.45～0.65)，在不断搅拌下将其混匀；然后，在搅拌下再加入发泡剂1.2千克，待混匀后，浇注在长宽厚为240*600*90mm/块的模具内，堆朵养生28天后即为成品。
复合剂是由氧化钙15千克，活性铝粉9千克，两个结晶水的硫酸钙2.0千克经充分搅拌混合后所制成成品中取得的。
发泡剂则是由作为开孔剂的偶氮二甲酰胺1.5千克，作为发孔剂H的N，N’-二亚硝基五次甲基四胺2.6千克，作为整泡剂的YAP-1YAP-32.8千克，及作为催发泡稳定剂的YA230发泡促进剂0.6千克，经充分搅拌混合后所制成成品中取得的。

Claims (6)

1.一种太阳能自控温建筑水泥发泡砌块，它包括以下原料组份和重量份数比为：相变蓄热保温材料1.0份，普通硅酸盐水泥4.5～5.0份，粉煤灰8.0～8.6份，水泥增强剂0.05～0.1份，复合剂0.05～0.1份，发泡剂0.01～0.02份及适量的水；
所述复合剂的原料组份和重量份数比为：氧化钙1份，活性铝粉0.5～0.8份，两个结晶水的硫酸钙0.05～0.2份；
所述发泡剂的原料组份和重量份数比为：作为开孔剂的偶氮二甲酰胺1份，作为发孔剂H的N，N’-二亚硝基五次甲基四胺1.5～2.5份，作为整泡剂的YAP-1YAP-32.5～3.5份，作为催发泡稳定剂的YA230发泡促进剂0.2～0.5份；
所述的相变蓄热保温材料为：60％的蓄热材料成份，40％的调整材料成份，蓄热材料成份的组份和重量份数比：石蜡35-40份，合成脂肪酸5-15份，肥酸5-15份，蒙旦蜡10-25份，晶体蜡2-10份，叶片酸2-5份；调整材料成份的组份和重量份数比：阻燃剂25-30份，憎水剂25-35份，降凝剂2-5份，防污剂2-5份，防霉剂10-20份，水泥增强剂3-5份。
2.根据权利要求1所述的太阳能自控温建筑水泥发泡砌块，其特征在于：所述复合剂的原料组份和重量份数比为：氧化钙1份，活性铝粉0.6～0.8份，两个结晶水的硫酸钙0.1份。
3.根据权利要求1所述的太阳能自控温建筑水泥发泡砌块，其特征在于：所述发泡剂的原料组份和重量份数比为：作为开孔剂的偶氮二甲酰胺1份，作为发孔剂H的N，N’-二亚硝基五次甲基四胺1.5～2.0份，作为整泡剂的YAP-1YAP-32.9～3.2份，作为催发泡稳定剂的YA230发泡促进剂0.2～0.4份。
4.一种太阳能自控温建筑水泥发泡砌块的生产方法，其特征在于：先分别将一定量的相变蓄热保温材料、普通硅酸盐水泥、粉煤灰、水泥增强剂、复合剂及适量的水，常温下在搅拌下混匀；然后，在搅拌下加入一定量的发泡剂，混匀后在模具下浇注成砌块，堆垛养生25～30天即为成品；
上述原料组份和重量份数比为：相变蓄热保温材料1.0份，普通硅酸盐水泥4.5～5.0份，粉煤灰8.0～8.6份，水泥增强剂0.05～0.1份，复合剂0.05～0.1份，发泡剂0.01～0.02份及适量的水；
所述复合剂的原料组份和重量份数比为：氧化钙1份，活性铝粉0.5～0.8份，两个结晶水的硫酸钙0.05～0.2份；
所述发泡剂的原料组份和重量份数比为：作为开孔剂的偶氮二甲酰胺1份，作为发孔剂H的N，N’-二亚硝基五次甲基四胺1.5～2.5份，作为整泡剂的YAP-1YAP-32.5～3.5份，作为催发泡稳定剂的YA230发泡促进剂0.2～0.5份；
所述的相变蓄热保温材料为：60％的蓄热材料成份，40％的调整材料成份，蓄热材料成份的组份和重量份数比：石蜡35-40份，合成脂肪酸5-15份，肥酸5-15份，蒙旦蜡10-25份，晶体蜡2-10份，叶片酸2-5份；调整材料成份的组份和重量份数比：阻燃剂25-30份，憎水剂25-35份，降凝剂2-5份，防污剂2-5份，防霉剂10-20份，水泥增强剂3-5份。
5.根据权利要求4所述的太阳能自控温建筑水泥发泡砌块的生产方法，其特征在于：所述复合剂的原料组份和重量份数比为：氧化钙1份，活性铝粉0.6～0.8份，两个结晶水的硫酸钙0.1份。
6.根据权利要求4所述的太阳能自控温建筑水泥发泡砌块的生产方法，其特征在于：所述发泡剂的原料组份和重量份数比为：作为开孔剂的偶氮二甲酰胺1份，作为发孔剂H的N，N’-二亚硝基五次甲基四胺1.5～2.0份，作为整泡剂的YAP-1YAP-32.9～3.2份，作为催发泡稳定剂的YA230发泡促进剂0.2～0.4份。
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