CN102561532A - 一种功能梯度泡沫混凝土保温材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种功能梯度泡沫混凝土保温材料及其制备方法，包括泡沫混凝土保温内核，所述的保温材料均匀分布有若干气孔，泡沫混凝土保温内核的表面包覆功能梯度层，所述的功能梯度泡沫混凝土保温材料的气孔孔径是泡沫混凝土保温内核的气孔孔径最大，然后由泡沫混凝土保温内核的表面向外孔径由大到小、孔隙率由高向低连续的梯度变化，所述的功能梯度层的厚度为0.1~20mm，气孔孔隙率在1%~95%之间连续梯度的变化，气孔孔径在0.1~8mm之间连续梯度的变化。内部多孔保温，表面密实高强，力学强度从内到外逐渐提高，导热系数从外到内逐步减小，实现了轻质与高强、保温与防火的统一。
Description
技术领域
本发明涉及一种建筑工程技术领域中的高性能超轻泡沫水泥混凝土，尤其涉及一种功能梯度泡沫混凝土保温材料及其制造方法。
背景技术
当前国内流行的建筑保温材料聚苯乙烯泡沫板，由于属于易燃产品，在施工和使用过程中连续多次地发生严重的火灾事故，造成巨大的人员伤亡和财产损失，国家有关部门已经下令禁止使用聚苯乙烯、聚塑板、聚氨酯等有机易燃的泡沫保温板。无机泡沫混凝土是一种防火性能优异的建筑节能保温材料，成为目前最有希望替代聚苯乙烯泡沫等有机易燃保温材料的比较理想选择之一，其制造方法是采用普通硅酸盐水泥或硫铝酸盐水泥为胶凝材料，双氧水发泡剂或者松香胶与蛋白质等泡沫剂为气孔结构的形成材料，并掺加矿物掺合料，加水均匀混合、经过养护制成气孔杂乱分布的多孔材料，具有轻质、防火、保温、隔热等功能，如中国发明专利申请200910078347.7、201010140498.3和201010607495.6等，其干燥表观密度为100~300kg/m3，抗压强度0.06~0.8MPa，导热系数0.045~0.08w/m?k，防火性能达到A1级，在建筑物外墙、地板和屋面的保温工程中，显示出较好的应用前景，但是，这种泡沫混凝土的气孔孔隙率高达80%以上，孔壁厚度仅0.1~0.2mm，尽管具有比较理想的保温效果，但是强度非常低，存在掉渣、酥松、容易破损、难以搬运、安装不便、安装之后拉拔力极低、表面装饰困难等严重缺点，制约了其工程应用。虽然中国实用新型专利申请201020626702.8公开了一种无机发泡防火保温板，由无机发泡板芯和微孔或无孔的无机材料密实层组成三层的层状复合保温材料，表面强度和弯曲破坏强度有了一定程度的提高，但是仍然存在层间界面明显、内应力大、各层材料的热膨胀系数不同以及沿着板芯平面方向容易发生剪切破坏的技术难题，用于建筑外墙保温时难以粘贴瓷砖、石材等较重的外装饰材料，仅能进行简单的外装饰，如粉刷涂料、刮腻子或者粉刷防水砂浆，因而实际推广应用较少。因此，发明一种既具有轻质、防火、保温、隔热等功能，同时又具有较高强度的泡沫混凝土保温材料，必将具有重要的工程应用价值。
发明内容
本发明为了解决现有的技术存在的泡沫混凝土的强度低、层间界面明显、内应力大的问题，本发明提供了一种功能梯度泡沫混凝土保温材料及其制备方法，是一种成本低廉、具有轻质、高强、保温、隔热、防火、体积稳定、节约能源、对环境无污染的功能梯度泡沫混凝土保温材料。
本发明的技术方案为：一种功能梯度泡沫混凝土保温材料，包括泡沫混凝土保温内核，所述的保温材料均匀分布有若干气孔，泡沫混凝土保温内核的表面包覆功能梯度层，所述的功能梯度泡沫混凝土保温材料的气孔孔径是泡沫混凝土保温内核的气孔孔径最大，然后由泡沫混凝土保温内核的表面向外孔径由大到小、孔隙率由高向低连续的梯度变化，所述的功能梯度层的厚度为0.1~20mm，气孔孔隙率在1%~95%之间连续梯度的变化，气孔孔径在0.1~8mm之间连续梯度的变化；所述泡沫混凝土保温内核的原料以质量份计为：100份无机胶凝材料、0.5份~12份发泡剂和0.01份~0.15份稳泡剂；所述功能梯度层的原料以质量份计是：100份快硬型无机胶凝材料、0.5份~12份发泡剂和0.01份~0.15份稳泡剂；所述发泡剂为物理泡沫剂或化学发泡剂。
以质量份计还包括：0~2份纤维增强材料、0 ~5份防水剂和0~50份工业废渣粉。
所述纤维增强材料为聚丙烯纤维、聚乙烯纤维、聚丙烯腈纤维、聚酰胺纤维、玻璃纤维、植物纤维、维纶纤维、聚酯纤维、玄武岩纤维、纤维布、纤维网格布中的任何一种或两种以上的混合物；所述防水剂为硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸锌、有机硅防水剂、硅烷中的任何一种或两种以上的混合物；所述工业废渣粉为粉煤灰、硅灰、炉渣、矿渣、钢渣、脱硫石膏中的任何一种或两种以上的混合物。
所述无机胶凝材料为硅酸盐水泥、砌筑水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥、铝酸盐水泥、氯氧镁水泥、硫氧镁水泥、建筑石膏、高强石膏、硬石膏水泥、石膏矿渣水泥或者磷酸盐水泥的任何一种或两种以上的混合物。
所述快硬型无机胶凝材料为快硬硅酸盐水泥、快硬硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥、铝酸盐水泥、氯氧镁水泥、硫氧镁水泥、建筑石膏、高强石膏、硬石膏水泥或者磷酸盐水泥的任何一种或两种以上的混合物。
所述物理泡沫剂为松香泡沫剂、蛋白质泡沫剂、木质素磺酸钙、十二烷基苯磺酸钠中的任何一种或两种以上的混合物；所述化学发泡剂为双氧水、水杨酸、甲基丙烯酸、丙烯酸、丙酸、环己基甲酸、磷酸二氢铵、碳酸氢铵中的任何一种或两种以上的混合物。
所述稳泡剂为羧甲基纤维素、烷基酚聚氧乙烯醚、骨胶、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、乙醇胺中的任何一种或两种以上的混合物。
制备所述的功能梯度泡沫混凝土保温材料的方法，步骤为：
第一步，制备泡沫混凝土保温内核：先按照泡沫混凝土保温内核的配方称取原料，然后按常规的制造泡沫混凝土的方法制造得到泡沫混凝土保温内核料浆搅拌均匀，然后浇注进入涂刷隔离剂的模具内，静停养护；在带模静停养护过程中，泡沫混凝土料浆开始凝结硬化；在泡沫混凝土初凝之后，机械切割，制成需要的保温材料形状；之后进行带模的自然养护或蒸汽养护；在达到规定的强度和养护时间之后，即制成泡沫混凝土保温内核；
第二步，包覆功能梯度层：按照功能梯度层的原料配方称取原料，然后按照常规的制造泡沫混凝土的方法制备得到功能梯度层料浆，将搅拌均匀的功能梯度层料浆，浇注进入涂刷含有消泡剂的隔离剂的模具内；然后快速压入泡沫混凝土保温内核，使底面和四周的功能梯度层料浆紧贴保温内核，再在保温内核的上表面浇注功能梯度层料浆，并用涂刷消泡剂的抹子快速抹平上表面；在带模静停养护过程中，功能梯度层料浆开始凝结硬化；在紧贴模具内壁的功能梯度层料浆受到消泡剂的影响，在靠近保温内核的料浆受到保温内核的蜂窝状气孔的影响，从而使包裹泡沫混凝土保温内核的表面功能梯度层形成连续梯度变化的气孔结构，气孔孔径从表面向内部由小到大连续地梯度增大、孔隙率从表面向内部由低向高连续地梯度增高；在功能梯度层终凝之后脱模，进行自然养护或干燥养护；在达到规定的强度、含水率和养护时间之后，即制成功能梯度泡沫混凝土保温材料。
当所述的泡沫混凝土保温内核配方或功能梯度层配方中含有物理泡沫剂时，则将物理泡沫剂和稳泡剂配成溶液，经过物理发泡制成流动性泡沫体；然后将剩余原料按照配方比例称量混合均匀，搅拌制成均匀料浆；再将流动性泡沫体加入料浆中，搅拌均匀制成相应的料浆。
当所述的泡沫混凝土保温内核配方或功能梯度层配方中含有化学发泡剂时，则将除化学发泡剂之外的其余各种原料按照配方比例称量混合搅拌均匀，然后加入化学发泡剂，搅拌均匀得到相应的料浆。
本发明按照功能梯度材料的设计原理，根据轻质、高强、保温、隔热和防火等技术要求，采用先进的复合技术，通过连续地改变胶凝材料的组成和配比，使泡沫混凝土的气孔结构从内部沿着三维的方向，向外表面连续地梯度变化，使内部不同气孔孔隙率的多孔材料之间的复合界面消失，得到气孔结构连续变化的功能梯度泡沫混凝土保温材料，从而使泡沫混凝土的性能和功能也呈现梯度变化，既可以保证保温节能和防火的优势，又能够大幅度提高表面强度、弯曲强度、抗冲击强度和沿着平面方向的剪切强度。
有益效果：
1、由于本发明具有梯度变化的气孔孔隙结构，属于一种功能梯度材料，内部多孔保温，表面密实高强，力学强度从内到外逐渐提高，导热系数从外到内逐步减小，实现了轻质与高强、保温与防火的统一，既克服了传统泡沫混凝土的既有缺点，又克服了层状复合发泡保温材料的界面破坏难题。因而，本发明不仅具有优良的保温隔热性能和防火性能，而且具有较高的表面强度、弯曲强度、抗冲击强度和沿平面方向的剪切强度。
2、由于本发明中掺入一定的短切纤维或者纤维布，因此，可以防止功能梯度泡沫混凝土保温材料的开裂问题，增强了体积稳定性。
3、由于本发明采用大量的粉煤灰、硅灰、炉渣、矿渣、钢渣、脱硫石膏等工业废渣粉，因此，不但降低了生产成本，而且实现了废物综合利用，减少了对环境的污染。
4、由于本发明拥有连续梯度变化的气孔结构，因此，具有良好的抗冻性、保温隔音效果，导热系数低，并且容重轻。
5、由于本发明的泡沫混凝土保温内核和表面功能梯度层分别采用了无机胶凝材料和快硬型无机胶凝材料，因此，本发明体积稳定性好，凝结硬化时不开裂，耐水性强，使用寿命长，同时具有无毒、无味、无放射性，对人体无害的优点，不污染环境，属于环保型保温节能材料。
6、本发明属于一种功能梯度材料，气孔结构简单，生产工艺简单，适用于建筑屋面、墙体、楼面、地板、以及设备和管道的保温隔热工程。
附图说明
图1为本发明的剖面梯度气孔结构的示意图。
图2为实施例1的气孔孔隙率的剖面梯度连续变化曲线。
图3为实施例1的表观密度的剖面梯度连续变化曲线。
图4为实施例1的抗压强度的剖面梯度连续变化曲线。
图5为实施例1的导热系数的剖面梯度连续变化曲线。
具体实施方式
本发明所用的硅酸盐水泥为市面上能够采购到的任意一种，如普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、中热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、快硬硅酸盐水泥、抗硫酸盐硅酸盐水泥、白色硅酸盐水泥。
所述的功能梯度泡沫混凝土保温材料的制造方法，包括以下步骤：先制造泡沫混凝土保温内核，后在泡沫混凝土保温内核的外表面包裹功能梯度层。
制造泡沫混凝土保温内核包括以下步骤：将物理泡沫剂和稳泡剂配成溶液，经过物理发泡制成流动性泡沫体；然后将其他各种原料按照配方比例称量混合均匀，搅拌制成均匀料浆；在将流动性泡沫体加入料浆中，搅拌制成均匀的泡沫混凝土料浆；然后浇注进入涂刷隔离剂的模具内，静停养护；在带模静停养护过程中，泡沫混凝土料浆开始凝结硬化；在泡沫混凝土初凝之后，机械切割，制成需要的保温材料形状；之后进行带模的自然养护或蒸汽养护；在达到规定的强度和养护时间之后，即制成泡沫混凝土保温内核。
如果是采用的化学发泡剂则将除化学发泡剂之外的其余各种原料按照配方比例称量混合均匀，搅拌制成均匀料浆；然后加入化学发泡剂，搅拌均匀；将搅拌好的含有化学发泡剂的料浆，浇注进入涂刷隔离剂的模具内，抹平，静停；在带模静停过程中，料浆中的化学发泡剂开始发生化学反应，推动料浆稳定、均匀地膨胀；其余步骤均和物理泡沫剂一样。
在泡沫混凝土保温内核的外表面包裹功能梯度层，包括以下步骤：将除化学发泡剂之外的其余各种原料按照配方比例称量混合均匀，搅拌制成均匀料浆；然后迅速加入化学发泡剂，搅拌均匀；将搅拌好的含有化学发泡剂的料浆，浇注进入涂刷含有消泡剂的隔离剂的模具内；然后快速压入已经切割的硬化的泡沫混凝土保温内核，使底面和四周的含有化学发泡剂的料浆紧贴保温内核，再在保温内核的上表面浇注含有化学发泡剂的料浆；在此过程中，料浆中的化学发泡剂开始发生化学反应，推动料浆稳定、均匀地膨胀，在料浆发泡膨胀结束之后，料浆开始快速地凝结硬化；在料浆终凝之前用涂刷消泡剂的抹子快速抹平上表面；在紧贴模具内壁的底面料浆、侧面料浆和上表面料浆受到消泡剂的影响，在靠近保温内核的料浆受到保温内核的蜂窝状气孔的影响，从而使包裹泡沫混凝土保温内核的表面功能梯度层形成连续梯度变化的气孔结构，气孔孔径从表面向内部由小到大连续地梯度增大、孔隙率从表面向内部由低向高连续地梯度增高；表面抹平之后，功能梯度层即达到终凝固化；终凝之后脱模，进行自然养护或干燥养护；在达到规定的强度、含水率和养护时间之后，即制成功能梯度泡沫混凝土保温材料。
当采用物理泡沫剂时，将物理泡沫剂和稳泡剂配成溶液，经过物理发泡制成流动性泡沫体；然后将其他各种原料按照配方比例称量混合均匀，搅拌制成均匀料浆；在将流动性泡沫体加入料浆中，搅拌制成均匀的泡沫混凝土料浆；然后将搅拌好的泡沫混凝土料浆，浇注进入涂刷含有消泡剂的隔离剂的模具内；后面步骤与化学发泡剂一样。
实施例1 功能梯度泡沫混凝土保温材料的制造方法，是先由无机胶凝材料、化学发泡剂、稳泡剂为气孔形成组分制成泡沫混凝土保温内核，后在泡沫混凝土保温内核的外表面包裹由快硬型无机胶凝材料、化学发泡剂、稳泡剂为气孔形成组分制成的气孔孔径从表面向内部由0.1到8mm连续梯度增大、孔隙率从表面向内部由35%向95%连续梯度增高的厚度为5mm的功能梯度层。
其中，泡沫混凝土保温内核的原料以质量百分比计为：100份无机胶凝材料、5份发泡剂、0.1份稳泡剂、1份纤维增强材料、3份防水剂和25份工业废渣粉；功能梯度层的原料以质量百分比计是：100份快硬型无机胶凝材料、6份发泡剂、0.1份稳泡剂、1.5份纤维增强材料、2份防水剂和20份工业废渣粉。
其中，无机胶凝材料为硅酸盐水泥；快硬型无机胶凝材料为快硬硅酸盐水泥；化学发泡剂为浓度为30%双氧水；稳泡剂为羧甲基纤维素；增强材料为聚丙烯纤维；防水剂为硬脂酸钙；工业废渣粉为粉煤灰。
制造泡沫混凝土保温内核包括以下步骤：将除化学发泡剂之外的其余各种原料按照配方比例称量混合均匀，搅拌制成均匀料浆；然后加入化学发泡剂，搅拌均匀；将搅拌好的含有化学发泡剂的料浆，浇注进入涂刷隔离剂的模具内，抹平，静停；在带模静停过程中，料浆中的化学发泡剂开始发生化学反应，推动料浆稳定、均匀地膨胀；在料浆发泡膨胀结束之后，料浆开始凝结硬化；在泡沫混凝土初凝之后，机械切割，制成需要的保温材料形状；之后进行带模的自然养护或蒸汽养护；在达到规定的强度和养护时间之后，即制成泡沫混凝土保温内核。
在泡沫混凝土保温内核的外表面包裹功能梯度层，包括以下步骤：将除化学发泡剂之外的其余各种原料按照配方比例称量混合均匀，搅拌制成均匀料浆；然后迅速加入化学发泡剂，搅拌均匀；将搅拌好的含有化学发泡剂的料浆，浇注进入涂刷含有消泡剂的隔离剂的模具内；然后快速压入已经切割的硬化的泡沫混凝土保温内核，使底面和四周的含有化学发泡剂的料浆紧贴保温内核，再在保温内核的上表面浇注含有化学发泡剂的料浆；在此过程中，料浆中的化学发泡剂开始发生化学反应，推动料浆稳定、均匀地膨胀，在料浆发泡膨胀结束之后，料浆开始快速地凝结硬化；在料浆终凝之前用涂刷消泡剂的抹子快速抹平上表面；在紧贴模具内壁的底面料浆、侧面料浆和上表面料浆受到消泡剂的影响，在靠近保温内核的料浆受到保温内核的蜂窝状气孔的影响，从而使包裹泡沫混凝土保温内核的表面功能梯度层形成连续梯度变化的气孔结构，气孔孔径从表面向内部由小到大连续地梯度增大、孔隙率从表面向内部由低向高连续地梯度增高；表面抹平之后，功能梯度层即达到终凝固化；终凝之后脱模，进行自然养护或干燥养护；在达到规定的强度、含水率和养护时间之后，即制成功能梯度泡沫混凝土保温材料。
由附图可以看出：内部多孔保温，孔隙率由表面向内部逐渐增大，表面密实度由外向内降低，抗压强度也是由外向内降低。表面密实高强，力学强度从内到外逐渐提高，导热系数从外到内逐步减小。
实施例2 功能梯度泡沫混凝土保温材料的制造方法，是先由无机胶凝材料、物理泡沫剂、稳泡剂为气孔形成组分制成泡沫混凝土保温内核，后在泡沫混凝土保温内核的外表面包裹由快硬型无机胶凝材料、化学发泡剂、稳泡剂为气孔形成组分制成的气孔孔径从表面向内部由0.2到6mm 连续梯度增大、孔隙率从表面向内部由5%向90%连续梯度增高的厚度为20mm的功能梯度层。
其中，泡沫混凝土保温内核的原料以质量百分比计为：100份无机胶凝材料、0.5份发泡剂、0.01份稳泡剂、0.05份纤维增强材料和5份工业废渣粉；功能梯度层的原料以质量百分比计是：100份快硬型无机胶凝材料、0.5份发泡剂、0.01份稳泡剂、0.05份纤维增强材料和5份工业废渣粉。
其中，无机胶凝材料为硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥按照1:8的重量比混合而成的混合物；快硬型无机胶凝材料为快硬硫铝酸盐水泥；物理泡沫剂为蛋白质泡沫剂；化学发泡剂为浓度为25%的双氧水；稳泡剂为烷基酚聚氧乙烯醚；增强材料为玻璃纤维；工业废渣粉为炉渣。
制造泡沫混凝土保温内核包括以下步骤：将物理泡沫剂和稳泡剂配成溶液，经过物理发泡制成流动性泡沫体；然后将其他各种原料按照配方比例称量混合均匀，搅拌制成均匀料浆；在将流动性泡沫体加入料浆中，搅拌制成均匀的泡沫混凝土料浆；然后浇注进入涂刷隔离剂的模具内，静停养护；在带模静停养护过程中，泡沫混凝土料浆开始凝结硬化；在泡沫混凝土初凝之后，机械切割，制成需要的保温材料形状；之后进行带模的自然养护或蒸汽养护；在达到规定的强度和养护时间之后，即制成泡沫混凝土保温内核。
在泡沫混凝土保温内核的外表面包裹功能梯度层的步骤，同实施例1。
实施例3 功能梯度泡沫混凝土保温材料的制造方法，是先由无机胶凝材料、化学发泡剂、稳泡剂为气孔形成组分制成泡沫混凝土保温内核，后在泡沫混凝土保温内核的外表面包裹由快硬型无机胶凝材料、物理泡沫剂、稳泡剂为气孔形成组分制成的气孔孔径从表面向内部由0.1到5mm连续梯度增大、孔隙率从表面向内部由8%向85%连续梯度增高的厚度为3mm的功能梯度层。
其中，泡沫混凝土保温内核的原料以质量百分比计为：100份无机胶凝材料、12份发泡剂、0.15份稳泡剂、2份纤维增强材料、5份防水剂和50份工业废渣粉；功能梯度层的原料以质量百分比计是：100份快硬型无机胶凝材料、1份发泡剂、0.15份稳泡剂、2份纤维增强材料、5份防水剂和50份工业废渣粉。
其中，无机胶凝材料为矿渣硅酸盐水泥；快硬型无机胶凝材料为氯氧镁水泥；物理泡沫剂为松香泡沫剂；化学发泡剂为浓度为35%的双氧水；稳泡剂为骨胶；增强材料为聚酯纤维；防水剂为硬脂酸锌；工业废渣为矿渣。制造泡沫混凝土保温内核的步骤同实施例1。
在泡沫混凝土保温内核的外表面包裹功能梯度层，也可以包括以下步骤：将物理泡沫剂和稳泡剂配成溶液，经过物理发泡制成流动性泡沫体；然后将其他各种原料按照配方比例称量混合均匀，搅拌制成均匀料浆；在将流动性泡沫体加入料浆中，搅拌制成均匀的泡沫混凝土料浆；然后将搅拌好的泡沫混凝土料浆，浇注进入涂刷含有消泡剂的隔离剂的模具内；然后快速压入已经切割的硬化的泡沫混凝土保温内核，使底面和四周的泡沫混凝土料浆紧贴保温内核，再在保温内核的上表面浇注泡沫混凝土料浆，并用涂刷消泡剂的抹子快速抹平上表面；在带模静停养护过程中，泡沫混凝土料浆开始凝结硬化；在紧贴模具内壁的底面料浆、侧面料浆和上表面料浆受到消泡剂的影响，在靠近保温内核的料浆受到保温内核的蜂窝状气孔的影响，从而使包裹泡沫混凝土保温内核的表面功能梯度层形成连续梯度变化的气孔结构，气孔孔径从表面向内部由小到大连续地梯度增大、孔隙率从表面向内部由低向高连续地梯度增高；在功能梯度层终凝之后脱模，进行自然养护或干燥养护；在达到规定的强度、含水率和养护时间之后，即制成功能梯度泡沫混凝土保温材料。
实施例4 功能梯度泡沫混凝土保温材料的制造方法，是先由无机胶凝材料、物理泡沫剂、稳泡剂为气孔形成组分制成泡沫混凝土保温内核，后在泡沫混凝土保温内核的外表面包裹由快硬型无机胶凝材料、物理泡沫剂、稳泡剂为气孔形成组分制成的气孔孔径从表面向内部由0.3到4mm连续梯度增大、孔隙率从表面向内部由17%向80%连续梯度增高的厚度为0.1mm的功能梯度层。
其中，泡沫混凝土保温内核的原料以质量百分比计为：100份无机胶凝材料、2份发泡剂、0.05份稳泡剂、1份防水剂和20份工业废渣粉；功能梯度层的原料以质量百分比计是：100份快硬型无机胶凝材料、1份发泡剂、0.1份稳泡剂、2份防水剂和30份工业废渣粉。
其中，无机胶凝材料为氯氧镁水泥、硫氧镁水泥和建筑石膏按照1:1:1的重量比混合而成的混合物；快硬型无机胶凝材料为硬石膏水泥；物理泡沫剂为木质素磺酸钙；化学发泡剂为水杨酸；稳泡剂为聚乙烯醇；防水剂为硬脂酸钙和硬脂酸镁按照1:1的重量比混合而得的混合物；工业废渣粉为粉煤灰。制造泡沫混凝土保温内核的步骤同实施例2。在泡沫混凝土保温内核的外表面包裹功能梯度层的步骤同实施例3。
实施例5 功能梯度泡沫混凝土保温材料的制造方法，是先由无机胶凝材料、化学发泡剂、稳泡剂为气孔形成组分制成泡沫混凝土保温内核，后在泡沫混凝土保温内核的外表面包裹由快硬型无机胶凝材料、物理泡沫剂、稳泡剂为气孔形成组分制成的气孔孔径从表面向内部由0.2到5mm连续梯度增大、孔隙率从表面向内部由20%向85%连续梯度增高的厚度为8mm的功能梯度层。
其中，泡沫混凝土保温内核的原料以质量百分比计为：100份无机胶凝材料、6份发泡剂、0.13份稳泡剂、1.2份纤维增强材料、2份防水剂和25份工业废渣粉；功能梯度层的原料以质量百分比计是：100份快硬型无机胶凝材料、3份发泡剂、0.06份稳泡剂、0.16份纤维增强材料、4份防水剂和28份工业废渣粉。
其中，无机胶凝材料为快硬硅酸盐水泥；快硬型无机胶凝材料为磷酸盐水泥；物理泡沫剂为蛋白质泡沫剂；化学发泡剂为甲基丙烯酸；稳泡剂为聚丙烯酰胺；增强材料为聚乙烯纤维；防水剂为硬脂酸钙和硬脂酸镁按照2：1的重量比混合而得的混合物；工业废渣粉为钢渣。制造泡沫混凝土保温内核的步骤同实施例1。在泡沫混凝土保温内核的外表面包裹功能梯度层的步骤同实施例3。
实施例6 功能梯度泡沫混凝土保温材料的制造方法，是先由无机胶凝材料、化学发泡剂、稳泡剂为气孔形成组分制成泡沫混凝土保温内核，后在泡沫混凝土保温内核的外表面包裹由快硬型无机胶凝材料、化学发泡剂、稳泡剂为气孔形成组分制成的气孔孔径从表面向内部由0.1到4mm连续梯度增大、孔隙率从表面向内部由25%向94%连续梯度增高的厚度为10mm的功能梯度层。
其中，泡沫混凝土保温内核的原料以质量百分比计为：100份无机胶凝材料、8份发泡剂、0.12份稳泡剂、2份纤维增强材料、2.8份防水剂和38份工业废渣粉；功能梯度层的原料以质量百分比计是：100份快硬型无机胶凝材料、1份发泡剂、0.05份稳泡剂、0.1份纤维增强材料、2.2份防水剂和10份工业废渣粉。
其中，无机胶凝材料为快硬硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥和磷酸盐水泥按照1:2:1的重量比混合而成的混合物；快硬型无机胶凝材料为快硬硅酸盐水泥；化学发泡剂为碳酸氢铵；稳泡剂为乙醇胺；增强材料为维纶纤维；防水剂为硬脂酸钙和硬脂酸锌按照1：1的重量比混合而成的混合物；工业废渣粉为脱硫石膏。制造泡沫混凝土保温内核的步骤以及在泡沫混凝土保温内核的外表面包裹功能梯度层的步骤，同实施例1。
实施例7 功能梯度泡沫混凝土保温材料的制造方法，是先由无机胶凝材料、化学发泡剂、稳泡剂为气孔形成组分制成泡沫混凝土保温内核，后在泡沫混凝土保温内核的外表面包裹由快硬型无机胶凝材料、化学发泡剂、稳泡剂为气孔形成组分制成的气孔孔径从表面向内部由0.5到8mm连续梯度增大、孔隙率从表面向内部由31%向83%连续梯度增高的厚度为15mm的功能梯度层。
其中，泡沫混凝土保温内核的原料以质量百分比计为：100份无机胶凝材料、4.7份发泡剂、0.09份稳泡剂、0.6份纤维增强材料、4份防水剂和15份工业废渣粉；功能梯度层的原料以质量百分比计是：100份快硬型无机胶凝材料、2份发泡剂、0.06份稳泡剂、0.7份纤维增强材料、0.9份防水剂和30份工业废渣粉。
其中，无机胶凝材料为硫铝酸盐水泥；快硬型无机胶凝材料为铁铝酸盐水泥；化学发泡剂为磷酸二氢铵；稳泡剂为乙醇胺；增强材料为玄武岩纤维；防水剂为硬脂酸钙、硬脂酸镁和硬脂酸锌按照3：2：1的重量比混合而得的混合物；工业废渣粉为粉煤灰和炉渣按1：0.6的重量比混合而成的混合物。制造泡沫混凝土保温内核的步骤以及在泡沫混凝土保温内核的外表面包裹功能梯度层的步骤，同实施例1。
实施例8 功能梯度泡沫混凝土保温材料的制造方法，是先由无机胶凝材料、化学发泡剂、稳泡剂为气孔形成组分制成泡沫混凝土保温内核，后在泡沫混凝土保温内核的外表面包裹由快硬型无机胶凝材料、化学发泡剂、稳泡剂为气孔形成组分制成的气孔孔径从表面向内部由1到4mm连续梯度增大、孔隙率从表面向内部由26%向88%连续梯度增高的厚度为18mm的功能梯度层。
其中，泡沫混凝土保温内核的原料以质量百分比计为：100份无机胶凝材料、8份发泡剂、0.14份稳泡剂、0.15份纤维增强材料、4.6份防水剂和45份工业废渣粉；功能梯度层的原料以质量百分比计是：100份快硬型无机胶凝材料、1份发泡剂、0.05份稳泡剂、0.2份纤维增强材料、1.7份防水剂和17份工业废渣粉。
其中，无机胶凝材料为硅酸盐水泥、快硬硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥按照1:1:10的重量比混合而成的混合物；快硬型无机胶凝材料为快硬硅酸盐水泥和快硬硫铝酸盐水泥按照2:1的重量比混合而成的混合物；化学发泡剂为浓度为30%的双氧水；稳泡剂为羧甲基纤维素和聚乙烯醇按照1：2的重量比混合而得的混合物；增强材料为聚丙烯纤维、聚乙烯纤维按1：0.4的重量比混合而成的混合物；防水剂为硬脂酸钙；工业废渣粉为粉煤灰、炉渣和矿渣按1：4：0.3的重量比混合而成的混合物。制造泡沫混凝土保温内核的步骤以及在泡沫混凝土保温内核的外表面包裹功能梯度层的步骤，同实施例1。
实施例9 功能梯度泡沫混凝土保温材料的制造方法，是先由无机胶凝材料、物理泡沫剂、稳泡剂为气孔形成组分制成泡沫混凝土保温内核，后在泡沫混凝土保温内核的外表面包裹由快硬型无机胶凝材料、化学发泡剂、稳泡剂为气孔形成组分制成的气孔孔径从表面向内部由0.3到6mm连续梯度增大、孔隙率从表面向内部由5%向80%连续梯度增高的厚度为1mm的功能梯度层。
其中，泡沫混凝土保温内核的原料以质量百分比计为：100份无机胶凝材料、0.8份发泡剂、0.13份稳泡剂、1.5份纤维增强材料、2.1份防水剂和48份工业废渣粉；功能梯度层的原料以质量百分比计是：100份快硬型无机胶凝材料、3份发泡剂、0.09份稳泡剂、1.1份纤维增强材料、0.85份防水剂和13份工业废渣粉。
其中，无机胶凝材料为氯氧镁水泥；快硬型无机胶凝材料为快硬硅酸盐水泥和建筑石膏按照5:1的重量比混合而成的混合物；物理泡沫剂为十二烷基苯磺酸钠；化学发泡剂为水杨酸和甲基丙烯酸按照2：1的重量比混合而得的混合物；稳泡剂为烷基酚聚氧乙烯醚和骨胶按照1：1的重量比混合而成的混合物；增强材料为聚丙烯纤维、聚乙烯纤维、玻璃纤维按1：0.8：3的重量比混合而成的混合物；防水剂为有机硅防水剂；工业废渣粉为粉煤灰、炉渣、矿渣和钢渣按1：4：1：2的重量比混合而成的混合物。制造泡沫混凝土保温内核的步骤同实施例2。在泡沫混凝土保温内核的外表面包裹功能梯度层的步骤，同实施例1。
实施例10 功能梯度泡沫混凝土保温材料的制造方法，是先由无机胶凝材料、化学发泡剂、稳泡剂为气孔形成组分制成泡沫混凝土保温内核，后在泡沫混凝土保温内核的外表面包裹由快硬型无机胶凝材料、物理泡沫剂、稳泡剂为气孔形成组分制成的气孔孔径从表面向内部由0.4到5mm 连续梯度增大、孔隙率从表面向内部由10%向75%连续梯度增高的厚度为2mm的功能梯度层。
其中，泡沫混凝土保温内核的原料以质量百分比计为：100份无机胶凝材料、10份发泡剂、0.15份稳泡剂、1.3份纤维增强材料、2.9份防水剂和23份工业废渣粉；功能梯度层的原料以质量百分比计是：100份快硬型无机胶凝材料、1.3份发泡剂、0.07份稳泡剂、0.4份纤维增强材料、0.9份防水剂和19份工业废渣粉。
其中，无机胶凝材料为硫氧镁水泥、建筑石膏和磷酸盐水泥按照1:1:5的重量比混合而成的混合物；快硬型无机胶凝材料为高强石膏和磷酸盐水泥按照1:7的重量比混合而成的混合物；物理泡沫剂为蛋白质泡沫剂和十二烷基苯磺酸钠按照1:1的重量比混合而成的混合物；化学发泡剂为甲基丙烯酸、丙烯酸和丙酸按照5：1：2的重量比混合而得的混合物；稳泡剂为烷基酚聚氧乙烯醚、骨胶和聚乙烯醇按照1：2：1的重量比混合而得的混合物；增强材料为聚丙烯纤维、聚乙烯纤维、玻璃纤维、植物纤维按1：1：3：1的重量比混合而成的混合物；防水剂为硬脂酸钙；工业废渣粉为粉煤灰、炉渣、矿渣、钢渣和脱硫石膏按1：4：5：0.2：1的重量比混合而成的混合物。制造泡沫混凝土保温内核的步骤同实施例1。在泡沫混凝土保温内核的外表面包裹功能梯度层的步骤同实施例3。
实施例11 功能梯度泡沫混凝土保温材料的制造方法，是先由无机胶凝材料、化学发泡剂、稳泡剂为气孔形成组分制成泡沫混凝土保温内核，后在泡沫混凝土保温内核的外表面包裹由快硬型无机胶凝材料、化学发泡剂、稳泡剂为气孔形成组分制成的气孔孔径从表面向内部由0.2到4mm 连续梯度增大、孔隙率从表面向内部由12%向74%连续梯度增高的厚度为3mm的功能梯度层。
其中，泡沫混凝土保温内核的原料以质量百分比计为：100份无机胶凝材料、5份发泡剂、0.11份稳泡剂、0.4份纤维增强材料、3份防水剂和37份工业废渣粉；功能梯度层的原料以质量百分比计是：100份快硬型无机胶凝材料、1.9份发泡剂、0.11份稳泡剂、0.28份纤维增强材料、2.4份防水剂和20份工业废渣粉。
其中，无机胶凝材料为硫氧镁水泥；快硬型无机胶凝材料为快硬硫铝酸盐水泥、硫氧镁水泥和磷酸盐水泥按照5:3:2的重量比混合而成的混合物；化学发泡剂为丙烯酸和环己基甲酸按照3：2的重量比混合而得的混合物；稳泡剂为聚丙烯酰胺和乙醇胺按照8：1的重量比混合而得的混合物；增强材料为聚丙烯纤维、聚乙烯纤维、玻璃纤维、植物纤维、维纶纤维按1：1：2：2：1的重量比混合而成的混合物；防水剂为硬脂酸钙和硬脂酸锌按照5：1的重量比混合而得的混合物；工业废渣粉为硅灰。制造泡沫混凝土保温内核的步骤以及在泡沫混凝土保温内核的外表面包裹功能梯度层的步骤，同实施例1。
实施例12 功能梯度泡沫混凝土保温材料的制造方法，是先由无机胶凝材料、化学发泡剂、稳泡剂为气孔形成组分制成泡沫混凝土保温内核，后在泡沫混凝土保温内核的外表面包裹由快硬型无机胶凝材料、化学发泡剂、稳泡剂为气孔形成组分制成的气孔孔径从表面向内部由0.1到4mm 连续梯度增大、孔隙率从表面向内部由10%向75%连续梯度增高的厚度为4mm的功能梯度层。
其中，泡沫混凝土保温内核的原料以质量百分比计为：100份无机胶凝材料、6.8份发泡剂、0.13份稳泡剂、1.4份纤维增强材料、3份防水剂和29份工业废渣粉；功能梯度层的原料以质量百分比计是：100份快硬型无机胶凝材料、2份发泡剂、0.15份稳泡剂、0.05份纤维增强材料、5份防水剂和11份工业废渣粉。
其中，无机胶凝材料为硫铝酸盐水泥；快硬型无机胶凝材料为快硬硅酸盐水泥、快硬硫铝酸盐水泥和建筑石膏按照1:5:2的重量比混合而成的混合物；化学发泡剂为浓度为30%的双氧水；稳泡剂为烷基酚聚氧乙烯醚；增强材料为聚丙烯纤维、聚乙烯纤维、玻璃纤维、植物纤维、维纶纤维、聚酯纤维按1：1：2：2：0.6：3的重量比混合而成的混合物；防水剂为硬脂酸镁；工业废渣粉为钢渣。制造泡沫混凝土保温内核的步骤以及在泡沫混凝土保温内核的外表面包裹功能梯度层的步骤，同实施例1。
实施例13 功能梯度泡沫混凝土保温材料的制造方法，是先由无机胶凝材料、化学发泡剂、稳泡剂为气孔形成组分制成泡沫混凝土保温内核，后在泡沫混凝土保温内核的外表面包裹由快硬型无机胶凝材料、化学发泡剂、稳泡剂为气孔形成组分制成的气孔孔径从表面向内部由0.2到6mm 连续梯度增大、孔隙率从表面向内部由15%向84%连续梯度增高的厚度为5mm的功能梯度层。
其中，泡沫混凝土保温内核的原料以质量百分比计为：100份无机胶凝材料、5.6份发泡剂、0.09份稳泡剂、1.4份纤维增强材料、1.5份防水剂和29份工业废渣粉；功能梯度层的原料以质量百分比计是：100份快硬型无机胶凝材料、0.9份发泡剂、0.03份稳泡剂、0.07份纤维增强材料、0.85份防水剂和8份工业废渣粉。
其中，无机胶凝材料为高强石膏；快硬型无机胶凝材料为快硬硫铝酸盐水泥和磷酸盐水泥按照1:1的重量比混合而成的混合物；化学发泡剂为浓度为30%的双氧水；稳泡剂为骨胶和聚乙烯醇按照1：4的重量比混合而得的混合物；增强材料为聚丙烯纤维、聚乙烯纤维、玻璃纤维、植物纤维、维纶纤维、聚酯纤维、玄武岩纤维按1：1：2：3：8：0.7：1的重量比混合而成的混合物；防水剂为硅烷；工业废渣粉为粉煤灰。制造泡沫混凝土保温内核的步骤以及在泡沫混凝土保温内核的外表面包裹功能梯度层的步骤，同实施例1。
实施例14 功能梯度泡沫混凝土保温材料的制造方法，是先由无机胶凝材料、化学发泡剂、稳泡剂为气孔形成组分制成泡沫混凝土保温内核，后在泡沫混凝土保温内核的外表面包裹由快硬型无机胶凝材料、化学发泡剂、稳泡剂为气孔形成组分制成的气孔孔径从表面向内部由0.6到4.5mm连续梯度增大、孔隙率从表面向内部由20%向73%连续梯度增高的厚度为1.5mm的功能梯度层。
其中，泡沫混凝土保温内核的原料以质量百分比计为：100份无机胶凝材料、7.5份发泡剂、0.14份稳泡剂、0.7份纤维增强材料、3.4份防水剂；功能梯度层的原料以质量百分比计是：100份快硬型无机胶凝材料、2.1份发泡剂、0.13份稳泡剂、0.08份纤维增强材料、2.4份防水剂。
其中，无机胶凝材料为硫铝酸盐水泥和高强石膏按照4:1的重量比混合而成的混合物；快硬型无机胶凝材料为铝酸盐水泥和磷酸盐水泥按照1:6的重量比混合而成的混合物；化学发泡剂为浓度为30%的双氧水；稳泡剂为骨胶；增强材料为纤维网格布；防水剂为硬脂酸钙。制造泡沫混凝土保温内核的步骤以及在泡沫混凝土保温内核的外表面包裹功能梯度层的步骤，同实施例1。
实施例15 功能梯度泡沫混凝土保温材料的制造方法，是先由无机胶凝材料、化学发泡剂、稳泡剂为气孔形成组分制成泡沫混凝土保温内核，后在泡沫混凝土保温内核的外表面包裹由快硬型无机胶凝材料、化学发泡剂、稳泡剂为气孔形成组分制成的气孔孔径从表面向内部由0.3到4mm连续梯度增大、孔隙率从表面向内部由25%向85%连续梯度增高的厚度为2mm的功能梯度层。
其中，泡沫混凝土保温内核的原料以质量百分比计为：100份无机胶凝材料、9.2份发泡剂、0.06份稳泡剂、0.7份纤维增强材料、2.9份防水剂和31份工业废渣粉；功能梯度层的原料以质量百分比计是：100份快硬型无机胶凝材料、1.6份发泡剂、0.04份稳泡剂、0.3份纤维增强材料、2份防水剂和20份工业废渣粉。
其中，无机胶凝材料为磷酸盐水泥；快硬型无机胶凝材料为快硬硫铝酸盐水泥、硫氧镁水泥、高强石膏和磷酸盐水泥按照2:3:1:1的重量比混合而成的混合物；化学发泡剂为浓度为30%的双氧水；稳泡剂为聚乙烯醇；增强材料为纤维布；防水剂为硬脂酸钙；工业废渣粉为粉煤灰。制造泡沫混凝土保温内核的步骤以及在泡沫混凝土保温内核的外表面包裹功能梯度层的步骤，同实施例1。
实施例16 功能梯度泡沫混凝土保温材料的制造方法，是先由无机胶凝材料、化学发泡剂、稳泡剂为气孔形成组分制成泡沫混凝土保温内核，后在泡沫混凝土保温内核的外表面包裹由快硬型无机胶凝材料、化学发泡剂、稳泡剂为气孔形成组分制成的气孔孔径从表面向内部由0.2到5mm连续梯度增大、孔隙率从表面向内部由5%向82%连续梯度增高的厚度为2mm的功能梯度层。
其中，泡沫混凝土保温内核的原料以质量百分比计为：100份无机胶凝材料、7份发泡剂、0.13份稳泡剂、1.2份纤维增强材料、3份防水剂和18份工业废渣粉；功能梯度层的原料以质量百分比计是：100份快硬型无机胶凝材料、1.9份发泡剂、0.06份稳泡剂、0.08份纤维增强材料、1份防水剂和12份工业废渣粉。
其中，无机胶凝材料为普通硅酸盐水泥；快硬型无机胶凝材料为高强石膏；化学发泡剂为丙烯酸；稳泡剂为羧甲基纤维素；增强材料为聚丙烯腈纤维；防水剂为硬脂酸钙；工业废渣粉为粉煤灰和硅灰按照1:6的重量比混合而成的混合物。制造泡沫混凝土保温内核的步骤以及在泡沫混凝土保温内核的外表面包裹功能梯度层的步骤，同实施例1。
实施例17 功能梯度泡沫混凝土保温材料的制造方法，是先由无机胶凝材料、物理泡沫剂、稳泡剂为气孔形成组分制成泡沫混凝土保温内核，后在泡沫混凝土保温内核的外表面包裹由快硬型无机胶凝材料、化学发泡剂、稳泡剂为气孔形成组分制成的气孔孔径从表面向内部由0.6到5mm 连续梯度增大、孔隙率从表面向内部由15%向80%连续梯度增高的厚度为10mm的功能梯度层。
其中，泡沫混凝土保温内核的原料以质量百分比计为：100份无机胶凝材料、1.3份发泡剂、0.07份稳泡剂、0.06份纤维增强材料和42份工业废渣粉；功能梯度层的原料以质量百分比计是：100份快硬型无机胶凝材料、1.3份发泡剂、0.05份稳泡剂、0.07份纤维增强材料和16份工业废渣粉。
其中，无机胶凝材料为火山灰质硅酸盐水泥；快硬型无机胶凝材料为快硬硫铝酸盐水泥；物理泡沫剂为蛋白质泡沫剂；化学发泡剂为浓度为30%的双氧水；稳泡剂为烷基酚聚氧乙烯醚；增强材料为聚酰胺纤维；工业废渣粉为脱硫石膏。制造泡沫混凝土保温内核的步骤同实施例2。在泡沫混凝土保温内核的外表面包裹功能梯度层的步骤，同实施例1。
实施例18 功能梯度泡沫混凝土保温材料的制造方法，是先由无机胶凝材料、化学发泡剂、稳泡剂为气孔形成组分制成泡沫混凝土保温内核，后在泡沫混凝土保温内核的外表面包裹由快硬型无机胶凝材料、物理泡沫剂、稳泡剂为气孔形成组分制成的气孔孔径从表面向内部由1到6mm连续梯度增大、孔隙率从表面向内部由18%向87%连续梯度增高的厚度为2mm的功能梯度层。
其中，泡沫混凝土保温内核的原料以质量百分比计为：100份无机胶凝材料、5份发泡剂、0.04份稳泡剂、0.08份纤维增强材料、1.4份防水剂和17份工业废渣粉；功能梯度层的原料以质量百分比计是：100份快硬型无机胶凝材料、0.8份发泡剂、0.045份稳泡剂、0.27份纤维增强材料、2.1份防水剂和18份工业废渣粉。
其中，无机胶凝材料为硫氧镁水泥；快硬型无机胶凝材料为建筑石膏；物理泡沫剂为松香泡沫剂；化学发泡剂为丙酸；稳泡剂为骨胶；增强材料为聚酯纤维；防水剂为硬脂酸锌；工业废渣为矿渣。制造泡沫混凝土保温内核的步骤同实施例1。在泡沫混凝土保温内核的外表面包裹功能梯度层的步骤同实施例3。
实施例19 功能梯度泡沫混凝土保温材料的制造方法，是先由无机胶凝材料、物理泡沫剂、稳泡剂为气孔形成组分制成泡沫混凝土保温内核，后在泡沫混凝土保温内核的外表面包裹由快硬型无机胶凝材料、物理泡沫剂、稳泡剂为气孔形成组分制成的气孔孔径从表面向内部由0.1到5mm连续梯度增大、孔隙率从表面向内部由11%向84%连续梯度增高的厚度为2mm的功能梯度层。
其中，泡沫混凝土保温内核的原料以质量百分比计为：100份无机胶凝材料、1份发泡剂、0.06份稳泡剂、3.2份防水剂；功能梯度层的原料以质量百分比计是：100份快硬型无机胶凝材料、1.9份发泡剂、0.11份稳泡剂、2份防水剂。
其中，无机胶凝材料为建筑石膏；快硬型无机胶凝材料为硬石膏水泥；物理泡沫剂为木质素磺酸钙；化学发泡剂为环己基甲酸；稳泡剂为聚乙烯醇；防水剂为硬脂酸钙和硬脂酸镁按照1:3的重量比混合而得的混合物。制造泡沫混凝土保温内核的步骤同实施例2。在泡沫混凝土保温内核的外表面包裹功能梯度层的步骤同实施例3。
实施例20 功能梯度泡沫混凝土保温材料的制造方法，是先由无机胶凝材料、化学发泡剂、稳泡剂为气孔形成组分制成泡沫混凝土保温内核，后在泡沫混凝土保温内核的外表面包裹由快硬型无机胶凝材料、物理泡沫剂、稳泡剂为气孔形成组分制成的气孔孔径从表面向内部由1.5到6mm连续梯度增大、孔隙率从表面向内部由22%向87%连续梯度增高的厚度为2mm的功能梯度层。
其中，泡沫混凝土保温内核的原料以质量百分比计为：100份无机胶凝材料、4.8份发泡剂、0.065份稳泡剂、0.58份纤维增强材料、2.5份防水剂和34份工业废渣粉；功能梯度层的原料以质量百分比计是：100份快硬型无机胶凝材料、0.76份发泡剂、0.075份稳泡剂、0.86份纤维增强材料、3份防水剂和8份工业废渣粉。
其中，无机胶凝材料为铁铝酸盐水泥；快硬型无机胶凝材料为磷酸盐水泥；物理泡沫剂为蛋白质泡沫剂；化学发泡剂为甲基丙烯酸；稳泡剂为聚丙烯酰胺；增强材料为植物纤维；防水剂为硬脂酸钙和硬脂酸镁按照4：1的重量比混合而得的混合物；工业废渣粉为钢渣。制造泡沫混凝土保温内核的步骤同实施例1。在泡沫混凝土保温内核的外表面包裹功能梯度层的步骤同实施例3。
实施例21 功能梯度泡沫混凝土保温材料的制造方法，是先由无机胶凝材料、化学发泡剂、稳泡剂为气孔形成组分制成泡沫混凝土保温内核，后在泡沫混凝土保温内核的外表面包裹由快硬型无机胶凝材料、化学发泡剂、稳泡剂为气孔形成组分制成的气孔孔径从表面向内部由0.4到6mm连续梯度增大、孔隙率从表面向内部由13%向86%连续梯度增高的厚度为3mm的功能梯度层。
其中，泡沫混凝土保温内核的原料以质量百分比计为：100份无机胶凝材料、9.3份发泡剂、0.07份稳泡剂、1.5份纤维增强材料、3.5份防水剂和26份工业废渣粉；功能梯度层的原料以质量百分比计是：100份快硬型无机胶凝材料、1.3份发泡剂、0.15份稳泡剂、1.4份纤维增强材料、1.3份防水剂和21份工业废渣粉。
其中，无机胶凝材料为硬石膏水泥；快硬型无机胶凝材料为磷酸盐水泥；化学发泡剂为丙烯酸；稳泡剂为乙醇胺；增强材料为聚丙烯腈纤维；防水剂为硬脂酸钙和硬脂酸锌按照5：1的重量比混合而成的混合物；工业废渣粉为脱硫石膏。制造泡沫混凝土保温内核的步骤以及在泡沫混凝土保温内核的外表面包裹功能梯度层的步骤，同实施例1。
实施例22 功能梯度泡沫混凝土保温材料的制造方法，是先由无机胶凝材料、化学发泡剂、稳泡剂为气孔形成组分制成泡沫混凝土保温内核，后在泡沫混凝土保温内核的外表面包裹由快硬型无机胶凝材料、化学发泡剂、稳泡剂为气孔形成组分制成的气孔孔径从表面向内部由0.3到5mm连续梯度增大、孔隙率从表面向内部由21%向83%连续梯度增高的厚度为5mm的功能梯度层。
其中，泡沫混凝土保温内核的原料以质量百分比计为：100份无机胶凝材料、3.95份发泡剂、0.07份稳泡剂、1.1份纤维增强材料和37份工业废渣粉；功能梯度层的原料以质量百分比计是：100份快硬型无机胶凝材料、0.95份发泡剂、0.066份稳泡剂、0.6份纤维增强材料和18份工业废渣粉。
其中，无机胶凝材料为硫铝酸盐水泥和铝酸盐水泥按照3:1的重量比混合而成的混合物；快硬型无机胶凝材料为快硬硫铝酸盐水泥；化学发泡剂为环己基甲酸；稳泡剂为乙醇胺；增强材料为聚酰胺纤维；工业废渣粉为粉煤灰和炉渣按1：2的重量比混合而成的混合物。制造泡沫混凝土保温内核的步骤以及在泡沫混凝土保温内核的外表面包裹功能梯度层的步骤，同实施例1。
实施例23 功能梯度泡沫混凝土保温材料的制造方法，是先由无机胶凝材料、化学发泡剂、稳泡剂为气孔形成组分制成泡沫混凝土保温内核，后在泡沫混凝土保温内核的外表面包裹由快硬型无机胶凝材料、化学发泡剂、稳泡剂为气孔形成组分制成的气孔孔径从表面向内部由1到6mm连续梯度增大、孔隙率从表面向内部由19%向83%连续梯度增高的厚度为3mm的功能梯度层。
其中，泡沫混凝土保温内核的原料以质量百分比计为：100份无机胶凝材料、5.8份发泡剂、0.087份稳泡剂、0.75份纤维增强材料、3份防水剂和46份工业废渣粉；功能梯度层的原料以质量百分比计是：100份快硬型无机胶凝材料、2份发泡剂、0.12份稳泡剂、0.52份纤维增强材料、3.2份防水剂和7.8份工业废渣粉。
其中，无机胶凝材料为粉煤灰硅酸盐水泥；快硬型无机胶凝材料为快硬硅酸盐水泥和快硬硫铝酸盐水泥按照1:4的重量比混合而成的混合物；化学发泡剂为浓度为30%的双氧水；稳泡剂为羧甲基纤维素和聚乙烯醇按照1：4的重量比混合而得的混合物；增强材料为聚丙烯纤维、聚乙烯纤维按1：3的重量比混合而成的混合物；防水剂为硬脂酸钙；工业废渣粉为粉煤灰、炉渣和矿渣按1：2：4的重量比混合而成的混合物。制造泡沫混凝土保温内核的步骤以及在泡沫混凝土保温内核的外表面包裹功能梯度层的步骤，同实施例1。
实施例24 功能梯度泡沫混凝土保温材料的制造方法，是先由无机胶凝材料、物理泡沫剂、稳泡剂为气孔形成组分制成泡沫混凝土保温内核，后在泡沫混凝土保温内核的外表面包裹由快硬型无机胶凝材料、化学发泡剂、稳泡剂为气孔形成组分制成的气孔孔径从表面向内部由0.4到5mm连续梯度增大、孔隙率从表面向内部由16%向87%连续梯度增高的厚度为2mm的功能梯度层。
其中，泡沫混凝土保温内核的原料以质量百分比计为：100份无机胶凝材料、2.1份发泡剂、0.1份稳泡剂、3.5份防水剂；功能梯度层的原料以质量百分比计是：100份快硬型无机胶凝材料、1.2份发泡剂、0.06份稳泡剂、2份防水剂。
其中，无机胶凝材料为中热硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥按照1:11的重量比混合而成的混合物；快硬型无机胶凝材料为快硬硅酸盐水泥和高强石膏按照5:1的重量比混合而成的混合物；物理泡沫剂为十二烷基苯磺酸钠；化学发泡剂为水杨酸和甲基丙烯酸按照1：3的重量比混合而得的混合物；稳泡剂为烷基酚聚氧乙烯醚和骨胶按照1：2的重量比混合而成的混合物；防水剂为硬脂酸钙。制造泡沫混凝土保温内核的步骤同实施例2。在泡沫混凝土保温内核的外表面包裹功能梯度层的步骤，同实施例1。
实施例25 功能梯度泡沫混凝土保温材料的制造方法，是先由无机胶凝材料、化学发泡剂、稳泡剂为气孔形成组分制成泡沫混凝土保温内核，后在泡沫混凝土保温内核的外表面包裹由快硬型无机胶凝材料、物理泡沫剂、稳泡剂为气孔形成组分制成的气孔孔径从表面向内部由0.3到7mm 连续梯度增大、孔隙率从表面向内部由15%向85%连续梯度增高的厚度为3mm的功能梯度层。
其中，泡沫混凝土保温内核的原料以质量百分比计为：100份无机胶凝材料、11份发泡剂、0.15份稳泡剂、1.8份纤维增强材料和37份工业废渣粉；功能梯度层的原料以质量百分比计是：100份快硬型无机胶凝材料、2.6份发泡剂、0.039份稳泡剂、0.06份纤维增强材料和8份工业废渣粉。
其中，无机胶凝材料为石膏矿渣水泥、建筑石膏和磷酸盐水泥按照1:2:1的重量比混合而成的混合物；快硬型无机胶凝材料为高强石膏和磷酸盐水泥按照1:7的重量比混合而成的混合物；物理泡沫剂为蛋白质泡沫剂和十二烷基苯磺酸钠按照2:1的重量比混合而成的混合物；化学发泡剂为甲基丙烯酸、丙烯酸和丙酸按照5：3：2的重量比混合而得的混合物；稳泡剂为烷基酚聚氧乙烯醚、骨胶和聚乙烯醇按照1：3：1的重量比混合而得的混合物；增强材料为聚丙烯纤维、聚乙烯纤维、玻璃纤维、植物纤维按1：2：4：1的重量比混合而成的混合物；工业废渣粉为粉煤灰、炉渣、矿渣、钢渣和脱硫石膏按1：4：5：1：1的重量比混合而成的混合物。制造泡沫混凝土保温内核的步骤同实施例1。在泡沫混凝土保温内核的外表面包裹功能梯度层的步骤同实施例3。
实施例26 功能梯度泡沫混凝土保温材料的制造方法，是先由无机胶凝材料、化学发泡剂、稳泡剂为气孔形成组分制成泡沫混凝土保温内核，后在泡沫混凝土保温内核的外表面包裹由快硬型无机胶凝材料、化学发泡剂、稳泡剂为气孔形成组分制成的气孔孔径从表面向内部由0.2到6mm 连续梯度增大、孔隙率从表面向内部由10%向77%连续梯度增高的厚度为2mm的功能梯度层。
其中，泡沫混凝土保温内核的原料以质量百分比计为：100份无机胶凝材料、7.4份发泡剂、0.125份稳泡剂、0.9份纤维增强材料、1.6份防水剂和36份工业废渣粉；功能梯度层的原料以质量百分比计是：100份快硬型无机胶凝材料、1.6份发泡剂、0.04份稳泡剂、0.8份纤维增强材料、1.3份防水剂和9份工业废渣粉。
其中，无机胶凝材料为硫铝酸盐水泥和低热矿渣硅酸盐水泥按照1:4的重量比混合而成的混合物；快硬型无机胶凝材料为快硬硫铝酸盐水泥、硫氧镁水泥和磷酸盐水泥按照3:3:2的重量比混合而成的混合物；化学发泡剂为丙烯酸和环己基甲酸按照1：2的重量比混合而得的混合物；稳泡剂为聚丙烯酰胺和乙醇胺按照5：1的重量比混合而得的混合物；增强材料为聚丙烯纤维、聚乙烯纤维、玻璃纤维、植物纤维、维纶纤维按1：3：2：1：1的重量比混合而成的混合物；防水剂为硬脂酸钙和硬脂酸锌按照4：1的重量比混合而得的混合物；工业废渣粉为粉煤灰。制造泡沫混凝土保温内核的步骤以及在泡沫混凝土保温内核的外表面包裹功能梯度层的步骤，同实施例1。
实施例27 功能梯度泡沫混凝土保温材料的制造方法，是先由无机胶凝材料、化学发泡剂、稳泡剂为气孔形成组分制成泡沫混凝土保温内核，后在泡沫混凝土保温内核的外表面包裹由快硬型无机胶凝材料、化学发泡剂、稳泡剂为气孔形成组分制成的气孔孔径从表面向内部由0.2到7mm 连续梯度增大、孔隙率从表面向内部由15%向90%连续梯度增高的厚度为2mm的功能梯度层。
其中，泡沫混凝土保温内核的原料以质量百分比计为：100份无机胶凝材料、8.4份发泡剂、0.13份稳泡剂、1.5份纤维增强材料和26份工业废渣粉；功能梯度层的原料以质量百分比计是：100份快硬型无机胶凝材料、1.5份发泡剂、0.04份稳泡剂、0.07份纤维增强材料和10份工业废渣粉。
其中，无机胶凝材料为硫铝酸盐水泥和抗硫酸盐硅酸盐水泥按照1:2的重量比混合而成的混合物；快硬型无机胶凝材料为快硬硅酸盐水泥、快硬硫铝酸盐水泥和建筑石膏按照1:3:2的重量比混合而成的混合物；化学发泡剂为浓度为30%的双氧水；稳泡剂为烷基酚聚氧乙烯醚；增强材料为聚丙烯纤维、聚乙烯纤维、玻璃纤维、植物纤维、维纶纤维、聚酯纤维按1：3：2：1：4：1的重量比混合而成的混合物；防水剂为硬脂酸钙；工业废渣粉为粉煤灰。制造泡沫混凝土保温内核的步骤以及在泡沫混凝土保温内核的外表面包裹功能梯度层的步骤，同实施例1。
实施例28 功能梯度泡沫混凝土保温材料的制造方法，是先由无机胶凝材料、化学发泡剂、稳泡剂为气孔形成组分制成泡沫混凝土保温内核，后在泡沫混凝土保温内核的外表面包裹由快硬型无机胶凝材料、化学发泡剂、稳泡剂为气孔形成组分制成的气孔孔径从表面向内部由0.5到7mm 连续梯度增大、孔隙率从表面向内部由23%向86%连续梯度增高的厚度为1mm的功能梯度层。
其中，泡沫混凝土保温内核的原料以质量百分比计为：100份无机胶凝材料、10份发泡剂、0.14份稳泡剂、1.2份纤维增强材料、4.3份防水剂和40份工业废渣粉；功能梯度层的原料以质量百分比计是：100份快硬型无机胶凝材料、2份发泡剂、0.08份稳泡剂、1份纤维增强材料、3份防水剂和13份工业废渣粉。
其中，无机胶凝材料为白色硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥和高强石膏按照1:7:2的重量比混合而成的混合物；快硬型无机胶凝材料为快硬硫铝酸盐水泥和磷酸盐水泥按照2:1的重量比混合而成的混合物；化学发泡剂为浓度为30%的双氧水；稳泡剂为骨胶和聚乙烯醇按照1：2的重量比混合而得的混合物；增强材料为聚丙烯纤维、聚乙烯纤维、玻璃纤维、植物纤维、维纶纤维、聚酯纤维、玄武岩纤维按1：1：2：1：4：3：1的重量比混合而成的混合物；防水剂为硬脂酸钙；工业废渣粉为粉煤灰。制造泡沫混凝土保温内核的步骤以及在泡沫混凝土保温内核的外表面包裹功能梯度层的步骤，同实施例1。
实施例29 功能梯度泡沫混凝土保温材料的制造方法，是先由无机胶凝材料、化学发泡剂、稳泡剂为气孔形成组分制成泡沫混凝土保温内核，后在泡沫混凝土保温内核的外表面包裹由快硬型无机胶凝材料、化学发泡剂、稳泡剂为气孔形成组分制成的气孔孔径从表面向内部由0.3到7mm连续梯度增大、孔隙率从表面向内部由14%向87%连续梯度增高的厚度为2mm的功能梯度层。
其中，泡沫混凝土保温内核的原料以质量百分比计为：100份无机胶凝材料、6.4份发泡剂、0.11份稳泡剂、0.3份纤维增强材料、2.5份防水剂；功能梯度层的原料以质量百分比计是：100份快硬型无机胶凝材料、2份发泡剂、0.07份稳泡剂、0.8份纤维增强材料、2.4份防水剂。
其中，无机胶凝材料为硫铝酸盐水泥、砌筑水泥和高强石膏按照4:1:1的重量比混合而成的混合物；快硬型无机胶凝材料为铝酸盐水泥和磷酸盐水泥按照1:3的重量比混合而成的混合物；化学发泡剂为浓度为30%的双氧水；稳泡剂为骨胶；增强材料为纤维网格布；防水剂为硬脂酸钙。制造泡沫混凝土保温内核的步骤以及在泡沫混凝土保温内核的外表面包裹功能梯度层的步骤，同实施例1。
实施例30 功能梯度泡沫混凝土保温材料的制造方法，是先由无机胶凝材料、化学发泡剂、稳泡剂为气孔形成组分制成泡沫混凝土保温内核，后在泡沫混凝土保温内核的外表面包裹由快硬型无机胶凝材料、化学发泡剂、稳泡剂为气孔形成组分制成的气孔孔径从表面向内部由0.3到8mm连续梯度增大、孔隙率从表面向内部由1%向87%连续梯度增高的厚度为3mm的功能梯度层。
其中，泡沫混凝土保温内核的原料以质量百分比计为：100份无机胶凝材料、8份发泡剂、0.13份稳泡剂、1.4份纤维增强材料、3.5份防水剂和27份工业废渣粉；功能梯度层的原料以质量百分比计是：100份快硬型无机胶凝材料、3份发泡剂、0.08份稳泡剂、0.08份纤维增强材料、2.6份防水剂和17份工业废渣粉。
其中，无机胶凝材料为磷酸盐水泥；快硬型无机胶凝材料为快硬硫铝酸盐水泥、硫氧镁水泥、高强石膏和磷酸盐水泥按照2:1:1:1的重量比混合而成的混合物；化学发泡剂为浓度为30%的双氧水；稳泡剂为聚乙烯醇；增强材料为聚丙烯纤维和聚丙烯腈纤维按照1:2混合而成的混合物；防水剂为硅烷；工业废渣粉为粉煤灰。制造泡沫混凝土保温内核的步骤以及在泡沫混凝土保温内核的外表面包裹功能梯度层的步骤，同实施例1。
应该理解，这里讨论的实施例和实施方案只是为了说明，对熟悉该领域的人可以提出各种改进和变化，这些改进和变化将包括在本申请的精神实质和范围以及所附的权利要求范围内。
Claims (10)
1.一种功能梯度泡沫混凝土保温材料，包括泡沫混凝土保温内核，所述的保温材料均匀分布有若干气孔，其特征在于，泡沫混凝土保温内核的表面包覆功能梯度层，所述的功能梯度泡沫混凝土保温材料的气孔孔径是泡沫混凝土保温内核的气孔孔径最大，然后由泡沫混凝土保温内核的表面向外孔径由大到小、孔隙率由高向低连续的梯度变化，所述的功能梯度层的厚度为0.1~20mm，气孔孔隙率在1%~95%之间连续梯度的变化，气孔孔径在0.1~8mm之间连续梯度的变化；所述泡沫混凝土保温内核的原料以质量份计为：100份无机胶凝材料、0.5~12份发泡剂和0.01~0.15份稳泡剂；所述功能梯度层的原料以质量份计是：100份快硬型无机胶凝材料、0.5~12份发泡剂和0.01~0.15份稳泡剂；所述发泡剂为物理泡沫剂或化学发泡剂。
2.如权利要求1所述的功能梯度泡沫混凝土保温材料，其特征在于，以质量份计还包括：0~2份纤维增强材料、0~5份防水剂和0~50份工业废渣粉。
3.如权利要求2所述的功能梯度泡沫混凝土保温材料，其特征在于，所述纤维增强材料为聚丙烯纤维、聚乙烯纤维、聚丙烯腈纤维、聚酰胺纤维、玻璃纤维、植物纤维、维纶纤维、聚酯纤维、玄武岩纤维、纤维布、纤维网格布中的任何一种或两种以上的混合物；所述防水剂为硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸锌、有机硅防水剂、硅烷中的任何一种或两种以上的混合物；所述工业废渣粉为粉煤灰、硅灰、炉渣、矿渣、钢渣、脱硫石膏中的任何一种或两种以上的混合物。
4.如权利要求1所述的功能梯度泡沫混凝土保温材料，其特征在于：所述无机胶凝材料为硅酸盐水泥、砌筑水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥、铝酸盐水泥、氯氧镁水泥、硫氧镁水泥、建筑石膏、高强石膏、硬石膏水泥、石膏矿渣水泥或者磷酸盐水泥的任何一种或两种以上的混合物。
5.如权利要求1所述的功能梯度泡沫混凝土保温材料，其特征在于：所述快硬型无机胶凝材料为快硬硅酸盐水泥、快硬硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥、铝酸盐水泥、氯氧镁水泥、硫氧镁水泥、建筑石膏、高强石膏、硬石膏水泥或者磷酸盐水泥的任何一种或两种以上的混合物。
6.如权利要求1所述的功能梯度泡沫混凝土保温材料，其特征在于：所述物理泡沫剂为松香泡沫剂、蛋白质泡沫剂、木质素磺酸钙、十二烷基苯磺酸钠中的任何一种或两种以上的混合物；所述化学发泡剂为双氧水、水杨酸、甲基丙烯酸、丙烯酸、丙酸、环己基甲酸、磷酸二氢铵、碳酸氢铵中的任何一种或两种以上的混合物。
7.如权利要求1所述的功能梯度泡沫混凝土保温材料，其特征在于，所述稳泡剂为羧甲基纤维素、烷基酚聚氧乙烯醚、骨胶、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、乙醇胺中的任何一种或两种以上的混合物。
8.制备权利要求1~7任一所述的功能梯度泡沫混凝土保温材料的方法，其特征在于，步骤为：
第一步，制备泡沫混凝土保温内核：先按照泡沫混凝土保温内核的配方称取原料，然后按常规的制造泡沫混凝土的方法制造得到泡沫混凝土保温内核料浆搅拌均匀，然后浇注进入涂刷隔离剂的模具内，静停养护；在带模静停养护过程中，泡沫混凝土料浆开始凝结硬化；在泡沫混凝土初凝之后，机械切割，制成需要的保温材料形状；之后进行带模的自然养护或蒸汽养护；在达到规定的强度和养护时间之后，即制成泡沫混凝土保温内核；
第二步，包覆功能梯度层：按照功能梯度层的原料配方称取原料，然后按照常规的制造泡沫混凝土的方法制备得到功能梯度层料浆，将搅拌均匀的功能梯度层料浆，浇注进入涂刷含有消泡剂的隔离剂的模具内；然后快速压入泡沫混凝土保温内核，使底面和四周的功能梯度层料浆紧贴保温内核，再在保温内核的上表面浇注功能梯度层料浆，并用涂刷消泡剂的抹子快速抹平上表面；在带模静停养护过程中，功能梯度层料浆开始凝结硬化；在紧贴模具内壁的功能梯度层料浆受到消泡剂的影响，在靠近保温内核的料浆受到保温内核的蜂窝状气孔的影响，从而使包裹泡沫混凝土保温内核的表面功能梯度层形成连续梯度变化的气孔结构，气孔孔径从表面向内部由小到大连续地梯度增大、孔隙率从表面向内部由低向高连续地梯度增高；在功能梯度层终凝之后脱模，进行自然养护或干燥养护；在达到规定的强度、含水率和养护时间之后，即制成功能梯度泡沫混凝土保温材料。
9.如权利要求8所述的制备功能梯度泡沫混凝土保温材料的方法，其特征在于，当所述的泡沫混凝土保温内核配方或功能梯度层配方中含有物理泡沫剂时，则将物理泡沫剂和稳泡剂配成溶液，经过物理发泡制成流动性泡沫体；然后将剩余原料按照配方比例称量混合均匀，搅拌制成均匀料浆；再将流动性泡沫体加入料浆中，搅拌均匀制成相应的料浆。
10.如权利要求8所述的制备功能梯度泡沫混凝土保温材料的方法，其特征在于，当所述的泡沫混凝土保温内核配方或功能梯度层配方中含有化学发泡剂时，则将除化学发泡剂之外的其余各种原料按照配方比例称量混合搅拌均匀，然后加入化学发泡剂，搅拌均匀得到相应的料浆。
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