CN102747789A - 一种发泡混凝土夹芯的防爆保温多功能板材及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发泡混凝土夹芯的防爆保温多功能板材及其制备方法，板材包括：外墙保温板材芯体，在所述外墙保温板材芯体的两侧表面分别粘结有防爆轻质砂浆外护板。防爆能力较强，能保护爆炸性荷载作用下建筑物主体结构安全与稳定，其保温隔热、防火、环保等性能亦优于现有外墙保温板材。方法包括：A制备防爆轻质砂浆外护板；B制备发泡混凝土芯体。其保温隔热、抗渗、抗裂、防火等性能亦优于同类产品，且施工工艺简单。发泡混凝土夹芯的防爆保温多功能板材两侧的面板由高强轻质砂浆制成，面板强度比较高。在面板浇筑成型时，加入金属网格加强层，使面板具有较强的抗爆能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种发泡混凝土夹芯的防爆保温多功能板材，属于新型墙体保温材料领域。适合工业或民用建筑物的外墙保温需求。
背景技术
随着人们生活质量的不断提高，其对建筑物外墙保温板材的性能要求也越来越高。现有保温板材的性能诸如轻质、保温隔热、防火等方面虽基本满足要求，但其防爆性能却不尽如人意。现有普通外墙保温板材，在外来荷载的爆炸及爆炸性冲击下，将遭受毁灭性的破坏，并有可能使建筑物的主体结构受到损害，冲击荷载作用下建筑物表面所形成的飞溅物亦可能危及人们的生命财产安全。
发明内容
本发明针对现有外墙保温板材中存在的问题和不足，提出一种发泡混凝土夹芯的防爆保温多功能板材及其制备方法。该板材的优点：防爆能力较强，能保护爆炸性荷载作用下建筑物主体结构安全与稳定，其保温隔热、防火、环保等性能亦优于现有外墙保温板材。
本发明是通过下述技术方案来实现的：
一种发泡混凝土夹芯的防爆保温多功能板材，包括外墙保温板材芯体，在所述外墙保温板材芯体的两侧表面分别粘结有防爆轻质砂浆外护板。
本发明板材的进一步特征在于：
所述外墙保温板材芯体为发泡混凝土，该板材芯体为长方体结构，长为450-1500mm，宽为300-1500mm，厚度为40-120mm。
所述防爆轻质砂浆外护板包括下面板和上面板，下面板和上面板为分别设有加强层的轻质砂浆层，下面板的厚度为5-20mm，上面板的厚度为6-15mm。
所述设有加强层的轻质砂浆层的上面板和下面板分别在其轻质砂浆层的层间夹层有金属网格加强层。
相应地，本发明还给出了一种发泡混凝土夹芯的防爆保温多功能板材的制备方法，该方法包括下述步骤：
A制备防爆轻质砂浆外护板：
1）将高强水泥、水按水灰比混合，加入搅拌机内进行搅拌3-8分钟；
2）然后按一定的质量比再加入轻骨料、高分子改性添加剂和乳胶粉进行搅拌3-6分钟；
3）将搅拌均匀的上述材料倒入模具中，浇筑一定量时加入一层金属网格加强层，再进行浇筑；
4）然后按照传统工艺进行保湿养护，最后脱模成型；即得防爆轻质砂浆外护板；
B制备发泡混凝土芯体：
1）将发泡剂、乳液和水按照质量比混合搅拌2-7分钟；
2）将硅酸盐水泥、粉煤灰和硅灰，按照一定的质量比依次加入搅拌机中搅拌3-8分钟后，再按一定的质量比加入纤维再进行搅拌2-5分钟；
3）将上述浆料搅拌均匀后加入一定质量比的稳泡剂和早凝剂，充分搅拌使其均匀；
4）将搅拌好的浆料倒入模具中，使其发泡后厚度约40-120mm，然后按照传统工艺进行保湿养护；7天后进行切割，即得发泡混凝土芯体。
进一步的，本发明方法步骤中，所述防爆轻质砂浆外护板材料是按照下述质量比的原料配制而成：
高强水泥50-70份，轻骨料25-45份，高分子改性添加剂2-4份，乳胶粉1-3份；
所述高强水泥为725高强水泥或52.5R硫铝酸盐水泥或62.5R矿渣硅酸盐水泥；
所述轻骨料为人造轻骨料、天然轻骨料或工业废料轻骨料，所述人造轻骨料为页岩陶粒、粘土陶粒或膨胀珍珠岩；所述天然轻骨料为浮石或凝灰岩；所述工业废料轻骨料为炉渣、粉煤灰陶粒或自然煤矸石；
所述高分子改性添加剂为淀粉醚、木质纤维素、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、聚丙烯纤维或聚乙烯醇微粉。
所述高强水泥与水按照水灰比为0.4-0.7:1质量比混合。
所述金属网格加强层夹层在防爆轻质砂浆面板层间厚度约1/2处。
进一步的，本发明方法步骤中，所述发泡混凝土芯体是按照下述质量比的原料配制而成：
硅酸盐水泥40-70份，粉煤灰10-25份，硅灰5-15份，发泡剂12-30份，纤维0.1-0.3份，稳泡剂0.5-1.5份，乳液0.3-0.5份，早凝剂0.1-0.3份；
所述硅酸盐水泥为32.5R的普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥；
所述发泡剂为双氧水、LC-2复合型水泥发泡剂、十二烷基硫酸钠（K12）、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠（AES）、512-发泡剂、三氯二氟乙烷或过氧化氢；
所述稳泡剂为改性硬质酸钙、纤维素醚、SA601稳泡剂或DX-550稳泡剂；
所述乳液为VA-01乳液、水硬性硬脂酸钙乳液、丁苯乳液或乙烯酯-丙烯酸酯共聚乳液；
所述早凝剂为石膏粉或甲酸钙。
所述硅酸盐水泥、粉煤灰和硅灰的总质量与水的质量比为0.3-0.7:1。
本发明的优点如下：
与同类产品相比较，发泡混凝土夹芯的防爆保温多功能板材具有现有外墙保温板材所欠缺的抗爆能力，同时，其保温隔热、抗渗、抗裂、防火等性能亦优于同类产品，且施工工艺简单。发泡混凝土夹芯的防爆保温多功能板材两侧的面板由高强轻质砂浆制成，面板强度比较高。在面板浇筑成型时，加入金属网格加强层，使面板具有较强的抗爆能力。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是本发明高强轻质水泥砂浆底板结构示意图；
图3是本发明板材芯体结构示意图；
图4是本发明高强轻质水泥砂浆面板结构示意图。
图中：1、下面板；2、上面板；3、外墙保温板材芯体；4、金属加强层。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明加以详细说明。
如图1所示，该发泡混凝土夹芯的防爆保温多功能板材，包括外墙保温板材芯体3，在这种外墙保温板材芯体3的两侧表面分别粘结有防爆轻质砂浆外护板。
如图3所示，外墙保温板材芯体3为发泡混凝土，该板材芯体为长方体结构，长为450-1500mm，宽为300-1500mm，厚度为40-120mm。
如图2、图4所示，防爆轻质砂浆外护板包括下面板1和上面板2，下面板1和上面板2为分别设有加强层的轻质砂浆层，下面板1的厚度为5-20mm，上面板2的厚度为6-15mm。设有加强层的轻质砂浆层的下面板1和上面板2分别在其轻质砂浆层的层间夹层有金属网格加强层4。
下面给出了具体制备该发泡混凝土夹芯的防爆保温多功能板材的方法，通过下述实施例可以进一步说明该板材的优越性能。
实施例1：
A制备防爆轻质砂浆外护板：
1）将725高强水泥与水按照0.4:1的质量比混合后总重为55千克，加入搅拌机内进行搅拌，搅拌8分钟；
2）在步骤1）形成的浆料中加入轻骨料页岩陶粒40千克、淀粉醚3千克、乳胶粉2千克进行搅拌，搅拌6分钟；
3）待搅拌均匀后，倒入模具中，浇筑一半时加入一层金属网格加强层，再进行浇筑剩余的一半，厚度约为5-20mm；
4）然后按照传统工艺进行保湿养护，最后脱模成型；
B制备泡沫混凝土芯体：
1）将发泡剂双氧水20千克、VA-01乳液或丁苯乳液0.5千克、水156千克混合充分搅拌2分钟，使其均匀；
2）将32.5R硅酸盐水泥50千克、粉煤灰20千克、硅灰8千克（硅酸盐水泥、粉煤灰和硅灰的总质量与步骤1中水的添加量按照质量比0.5:1换算），依次加入搅拌机进行搅拌；搅拌3分钟后，加入纤维0.2千克搅拌2分钟，使其均匀；
3）等上述浆料搅拌均匀后加入稳泡剂硬质酸钙1千克、早凝剂石膏粉0.3千克，充分搅拌使其均匀；
4）将搅拌好的浆料倒入模具中，使其发泡后厚度约40-120mm，然后进行保湿养护。7天后待其达到一定强度时，进行切割。切割后宽度300-1500mm，长450-1500mm。
实施例2：
防爆轻质砂浆外护板：
1）将52.5R硫铝酸盐水泥与水按照0.5:1的质量比混合后总重为70千克，加入搅拌机内进行搅拌，搅拌5分钟；
2）在步骤1）形成的浆料中加入轻骨料浮石或凝灰岩45千克、高分子改性添加剂木质纤维素、羟丙基甲基纤维素(HPMC)或聚丙烯纤维2千克、乳胶粉3千克进行搅拌，搅拌5分钟；
3）待搅拌均匀后，倒入模具中，浇筑一半时加入一层金属网格加强层，再进行浇筑剩余的一半，厚度约为5-20mm；
4）然后按照传统工艺进行保湿养护，最后脱模成型；
B制备泡沫混凝土芯体：
1）将LC-2复合型水泥发泡剂30千克、水硬性硬脂酸钙乳液或乙烯酯-丙烯酸酯共聚乳液0.3千克、水143千克混合充分搅拌5分钟，使其均匀；
2）将32.5R硅酸盐水泥70千克、粉煤灰25千克、硅灰5千克（硅酸盐水泥、粉煤灰和硅灰的总质量与步骤1中水的添加量按照质量比0.7:1换算），依次加入搅拌机进行搅拌；搅拌8分钟后，加入纤维0.3千克搅拌3分钟，使其均匀；
3）等上述浆料搅拌均匀后加入稳泡剂SA601稳泡剂或DX-550稳泡剂1.5千克、早凝剂甲酸钙0.2千克，充分搅拌使其均匀；
4）将搅拌好的浆料倒入模具中，使其发泡后厚度约40-120mm，然后进行保湿养护。7天后待其达到一定强度时，进行切割。切割后宽度300-1500mm，长300-1500mm。
实施例3：
防爆轻质砂浆外护板：
1）将62.5R矿渣硅酸盐水泥与水按照0.7:1的质量比混合后总重为50千克，加入搅拌机内进行搅拌，搅拌3分钟；
2）在步骤1）形成的浆料中加入工业废料轻骨料炉渣、粉煤灰陶粒或自然煤矸石25千克、高分子改性添加剂聚乙烯醇微粉4千克、乳胶粉1千克进行搅拌，搅拌3分钟；
3）待搅拌均匀后，倒入模具中，浇筑一半时时加入一层金属网格加强层，再进行浇筑浇筑剩余的一半，厚度约为5-20mm；
4）然后按照传统工艺进行保湿养护，最后脱模成型；
B制备泡沫混凝土芯体：
1）将发泡剂十二烷基硫酸钠（K12）12千克、VA-01乳液0.4千克、水216千克混合充分搅拌7分钟，使其均匀；
2）将矿渣硅酸盐水泥40千克、粉煤灰10千克、硅灰15千克（硅酸盐水泥、粉煤灰和硅灰的总质量与步骤1中水的添加量按照质量比0.3:1换算），依次加入搅拌机进行搅拌；搅拌8分钟后，加入纤维0.1千克搅拌5分钟，使其均匀；
3）等上述浆料搅拌均匀后加入稳泡剂纤维素醚0.5千克、早凝剂甲酸钙0.1千克，充分搅拌使其均匀；
4）将搅拌好的浆料倒入模具中，使其发泡后厚度约40-120mm，然后进行保湿养护。7天后待其达到一定强度时，进行切割。切割后宽度300-1500mm，长450-1500mm。
上述实施例不限于所例举的材料，发泡剂可以是双氧水、LC-2复合型水泥发泡剂、十二烷基硫酸钠（K12）、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠（AES）、512-发泡剂、三氯二氟乙烷或过氧化氢中的一种。
本发明新型防爆泡沫混凝土夹芯保温板的成型方法如下：
方案1：防爆轻质砂浆面板和发泡混凝土芯体分别成型后用粘结剂进行粘结即为本发明的成品。
方案2：先成型防爆轻质砂浆面板，防爆轻质砂浆面板与发泡混凝土芯体相接表面拉毛或成梯形凸起。而后，以防爆轻质砂浆面板为模板，直接浇筑成型本发明的成品，并进行保湿养护。
图1中的下面板1和上面板2是防爆轻质砂浆面板，采用的是如上所述高强水泥、轻骨料、高分子添加剂、乳胶粉等制成的。下面板1的厚度约5-20mm，上面板2的厚度约6-15mm。轻骨料可以采用人造轻骨料，如：页岩陶粒、粘土陶粒、膨胀珍珠岩等；或采用工业废料轻骨料，如：炉渣、粉煤灰陶粒、自然煤矸石；或采用天然轻骨料，如：浮石、凝灰岩。这些轻骨料的加入能够增强高强水泥的强度。高分子添加剂的加入能够增加高强轻质砂浆的韧性。在浇筑进行一定程度时植入图2和图3中的金属网格加强层4，金属加强层可以采用热镀锌钢丝网，热镀锌钢丝直径0.2-1.0mm，金属加强层网格密度约为（3-8mm）×（3-8mm）,热镀锌钢丝网防腐性能优异，耐久性能好，抗裂强度高，韧性大。因此，金属网格加强层的加入使防爆轻质砂浆面板具有较强的抗爆能力。
图3中是泡沫混凝土芯体，采取如上所述硅酸盐水泥、粉煤灰、硅灰、发泡剂、乳液、纤维、稳泡剂、早凝剂等材料发泡而成的。硅酸盐水泥采用的是32.5R的普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥。粉煤灰采用国家标准《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB/T1596-2005等相关标准的规定要求，粉煤灰的加入控制了水泥的水化热。硅灰采用国家标准《砂浆和混凝土用硅灰》GB/T27690-2011等相关标准的规定要求。在进行发泡时，稳泡剂和早凝剂是当发泡混凝土的发泡效果达到最优的效果时，即当混凝土充分发泡时，混凝土刚好达到初凝，形成大小均匀的封闭的气泡。混凝土充分发泡后其厚度约为40-120mm。
防爆轻质砂浆面板养护时，在终凝后1-2小时内进行保湿养护，为保证各项性能，养护湿度和温度要达到相关规范要求，温度为20±2℃，湿度为95%以上。12小时以后在高强轻质砂浆表面喷一层养护剂，然后加盖一层塑料薄膜或湿稻草被加以养护。总养护时间不少于7天。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种发泡混凝土夹芯的防爆保温多功能板材，其特征在于，包括外墙保温板材芯体（3），在所述外墙保温板材芯体（3）的两侧表面分别粘结有防爆轻质砂浆外护板。
2.根据权利要求1所述的一种发泡混凝土夹芯的防爆保温多功能板材，其特征在于，所述外墙保温板材芯体（3）为发泡混凝土，该板材芯体为长方体结构，长为450-1500mm，宽为300-1500mm，厚度为40-120mm。
3.根据权利要求1所述的一种发泡混凝土夹芯的防爆保温多功能板材，其特征在于，所述防爆轻质砂浆外护板包括下面板（1）和上面板（2），下面板（1）和上面板（2）为分别设有加强层的防爆轻质砂浆层，下面板（1）的厚度为5-20mm，上面板（2）的厚度为6-15mm。
4.根据权利要求3所述的一种发泡混凝土夹芯的防爆保温多功能板材，其特征在于，所述设有加强层的防爆轻质砂浆层的下面板（1）和上面板（2）分别在其防爆轻质砂浆层的层间夹层有金属网格加强层（4）。
5.一种发泡混凝土夹芯的防爆保温多功能板材的制备方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：
A制备防爆轻质砂浆外护板：
1）将高强水泥、水按水灰比混合，加入搅拌机内进行搅拌3-8分钟；
2）然后按一定的质量比再加入轻骨料、高分子改性添加剂和乳胶粉进行搅拌3-6分钟；
3）将搅拌均匀的上述材料倒入模具中，浇筑一定量时加入一层金属网格加强层，再进行浇筑；
4）然后按照传统工艺进行保湿养护，最后脱模成型；即得防爆轻质砂浆外护板；
B制备发泡混凝土芯体：
1）将发泡剂、乳液和水按照质量比混合搅拌2-7分钟；
2）将硅酸盐水泥、粉煤灰和硅灰，按照一定的质量比依次加入搅拌机中搅拌3-8分钟后，再按一定的质量比加入纤维再进行搅拌2-5分钟；
3）将上述浆料搅拌均匀后加入一定质量比的稳泡剂和早凝剂，充分搅拌使其均匀；
4）将搅拌好的浆料倒入模具中，使其发泡后厚度约40-120mm，然后按照传统工艺进行保湿养护；7天后进行切割，即得发泡混凝土芯体。
6.根据权利要求5所述的一种发泡混凝土夹芯的防爆保温多功能板材的制备方法，其特征在于，所述防爆轻质砂浆外护板材料是按照下述质量比的原料配制而成：
高强水泥50-70份，轻骨料25-45份，高分子改性添加剂2-4份，乳胶粉1-3份；
所述高强水泥为725高强水泥或52.5R硫铝酸盐水泥或62.5R矿渣硅酸盐水泥；
所述轻骨料为人造轻骨料、天然轻骨料或工业废料轻骨料，所述人造轻骨料为页岩陶粒、粘土陶粒或膨胀珍珠岩；所述天然轻骨料为浮石或凝灰岩；所述工业废料轻骨料为炉渣、粉煤灰陶粒或自然煤矸石；
所述高分子改性添加剂为淀粉醚、木质纤维素、羟丙基甲基纤维素HPMC、聚丙烯纤维或聚乙烯醇微粉。
7.根据权利要求5所述的一种发泡混凝土夹芯的防爆保温多功能板材的制备方法，其特征在于，所述高强水泥与水按照水灰比为0.4-0.7:1质量比混合。
8.根据权利要求5所述的一种发泡混凝土夹芯的防爆保温多功能板材的制备方法，其特征在于，所述金属网格加强层夹层在防爆轻质砂浆面板层间厚度1/2处。
9.根据权利要求5所述的一种发泡混凝土夹芯的防爆保温多功能板材的制备方法，其特征在于，所述发泡混凝土芯体是按照下述质量比的原料配制而成：
硅酸盐水泥40-70份，粉煤灰10-25份，硅灰5-15份，发泡剂12-30份，纤维0.1-0.3份，稳泡剂0.5-1.5份，乳液0.3-0.5份，早凝剂0.1-0.3份；
所述硅酸盐水泥为32.5R的普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥；
所述乳液为VA-01乳液、水硬性硬脂酸钙乳液、丁苯乳液或乙烯酯-丙烯酸酯共聚乳液；
所述发泡剂为双氧水、LC-2复合型水泥发泡剂、十二烷基硫酸钠K12、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠AES、512-发泡剂、三氯二氟乙烷或过氧化氢；
所述稳泡剂为改性硬质酸钙、纤维素醚、SA601稳泡剂或DX-550稳泡剂；
所述早凝剂为石膏粉或甲酸钙。
10.根据权利要求5所述的一种发泡混凝土夹芯的防爆保温多功能板材的制备方法，其特征在于，所述硅酸盐水泥、粉煤灰和硅灰的总质量与水的质量比为0.3-0.7:1。
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