CN102838375B - 一种无机泡沫保温材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明所述的是一种无机泡沫水泥保温材料及其制备方法，原料组成包含水泥浆体与泡沫。水泥浆体主要由普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、粉煤灰、硅灰、膨胀剂、促凝增强剂、减水剂、防水剂、纤维和水按一定比例组成，泡沫主要由泡沫剂、稳泡剂和水按一定比例组成。与现有技术相比，该保温材料保温性能好，轻质高强，吸水率低，抗裂性好，防火性好，使用寿命长。

Description

一种无机泡沬保温材料及其制备方法

技术领域 [0001]

[0002] 本发明涉及保温材料领域，具体涉及一种无机泡沫保温材料及其制备方法。

背景技术 [0003]

[0004] 我国建筑节能保温墙体保温技术和产品的推广应用起步于上世纪80年代中期， 历经多年的发展，我国建筑节能外墙外保温市场已发展成为种类繁多、技术构造多样、产品 需求量巨大的一个产业。市场上推广应用的系统有发泡聚苯板（EPS板)薄抹灰外墙外保温 系统、发泡聚苯板现浇混凝土外墙外保温系统、挤塑聚苯板（XPS板）外墙外保温系统、胶粉 聚苯颗粒复合型外墙外保温系统、聚氨酯(现浇、喷涂和板类）外墙外保温系统、膨胀玻化微 珠外墙外保温系统、墙体自保温系统以及复合保温系统和保温装饰一体化系统等。

[0005] 聚苯板材料是国际上性能最好的保温材料。聚苯板具有很多优异性能，在欧美国 家广泛用于建筑物的屋顶、墙体、天花板、地板、门窗等作为保温隔热材料。欧美等发达国家 的建筑保温材料在中国的发展还有很大的空间。但是目前聚苯板材料开始受到大面积的质 疑，认为它是造成火灾的罪魁祸首，原因就是沈阳大火、央视大火以及上海" 11. 5"特大火灾 的发生，大家的矛头一致对准聚苯板材料，公安部下发公消字65号文件，要求保温用的材 料必须达到A级阻燃，即使通过技术改良，市场上的聚苯板和挤塑板也达不到A级阻燃。

[0006] 自2011年3月公安部发布65号文件后，传统建筑外墙保温材料聚苯乙烯泡沫板、 聚氨酯泡沫板、聚苯乙烯挤塑板等有机保温材料因存在火灾隐患而被禁用，各种无机保温 材料开始被应用。比较常用的有：岩棉、泡沫玻璃、聚氨酯等，甚至被淘汰的珍珠岩、复合硅 酸盐、海泡石和与有机硅复合的外墙保温沙浆等也蠢蠢欲动。岩棉虽然保温但吸水，有安全 隐患；聚氨酯强度不够，不能大面积使用，泡沫玻璃、珍珠岩、复合硅酸盐、海泡石和与有机 硅复合的外墙保温砂浆导热系数大，达不到要求的保温效果，目前保温市场真的没有一种 既能达到规定的保温效果又能达到A级阻燃的产品。

[0007] 新兴建筑保温材料中泡沫混凝土因具有广泛前景而备受关注，且发展迅速，目前 已在很多工程中应用。泡沫混凝土保温板具有轻质保温、防火、耐久等优点，是一种理想的 建筑保温材料。但目前市场上所采用的泡沫混凝土保温板的显著缺点是收缩率大，极易造 成墙体外表开裂；其次是吸水率大，降低了保温性能；再者力学强度低，在运输、施工过程 中易破损。

发明内容 [0008]

[0009] 基于目前保温材料的技术现状，本发明的目的在于提供一种轻质高强，保温性能 好，导热率低，吸水率低，抗裂性好的无机泡沫水泥保温材料，以满足当前市场的需求和解 决现有技术的不足。

[0010] 本发明采用的技术方案是通过以下措施来实现的：

[0011] 一种无机泡沫水泥保温材料，原料组成包含水泥浆体与泡沫，其中水泥浆体的组 成及各组分的质量比为普通硅酸盐水泥：硫铝酸盐水泥：粉煤灰：硅灰：膨胀剂：促凝 增强剂：减水剂：防水剂：纤维：水=75-200 : 0-130 : 0-80 : 5-30 : 0-30 : 0· 2-1 : 0-0. 5 : 0-0. 5 : 0.5-3 : 30-130;发泡泡沫的组成及各组分的质量比为发泡剂：稳泡 齐[J :水=1 : 0· 002-0. 01 : 20-30。

[0012] 本发明所述的原料组成中水泥浆体与泡沫之间的体积比为水泥浆体：泡沫 =0. 1_0. 2 : 0. 8_0. 9。

[0013] 其中本发明所述的发泡剂种类为动物脂或植物脂发泡剂，稳泡剂种类为阿拉伯树 胶、十二烷基磺酸钠中至少一种。

[0014] 其中本发明所述的促凝增强剂为硅酸钠、硅酸钾、硅酸锂、碳酸钠中至少之一，优 选为硅酸锂或含有硅酸锂的复配增强剂。促凝增强剂组分相比之前通用的早强剂，不仅仅 增强水泥材料的早期强度，中后期硅酸盐与水泥会发生二次水化反应，生成水泥硅酸钙，进 一步增强水泥材料的强度，因为如硅酸钠或硅酸钾往往容易引起水泥的泛碱现象，而硅酸 锂却不会，所以优选为硅酸锂或含有硅酸锂的复配增强剂。

[0015] 其中本发明所述的防水剂种类为有机硅。

[0016] 其中本发明所述的减水剂为聚羧酸、奈系减水剂中至少一种。

[0017] 其中本发明所述的纤维为聚乙烯醇、聚丙烯纤维中至少一种。

[0018] 另外本发明还提供上述无机泡沫水泥保温材料的制备方法，其具体制备步骤如 下：

[0019] 1)水泥浆体制备：将普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、粉煤灰、硅灰按所述比例干 混1-2分钟，按所述比例加入水及膨胀剂、促凝增强剂、减水剂、防水剂搅拌2-4分钟，缓慢 加入纤维搅拌1-3分钟。

[0020] 2)泡沫的制备：将发泡剂、稳泡剂和水按所述比例混合均匀，移入发泡机中，在发 泡机中制取均匀稳定的泡沫。

[0021] 3)将水泥浆体及泡沫按所述体积比在搅拌机中搅拌3-10分钟至拌合均匀。

[0022] 4)将制备好的泡沫水泥浇筑到用保温板制作的模具中，浇注后模具上面覆盖保温 板，3_72h后拆模、切割，保温养护。

[0023] 本发明所述的无机泡沫水泥保温材料的制备中所用水的水温为20_35°C。

[0024] 温度的选择和控制对发泡水泥的制备非常重要，在本发明所述的无机泡沫水泥保 温材料过程中，控制水温在20°C〜35°C，在该温度范围内，水泥凝结速度与稳泡速度能达 到一致，可以达到最好的发泡效果。同时在发泡浆体保温养护中，所用的模具为保温板材 质，保温板材质的模具可以充分利用水化热，加速水化进程，有助于提高保温材料早期强 度。

[0025] 发泡水泥保温板的制备中，成分选择，成分之间质量比，生产工艺的步骤及参数等 整个流程决定了最终水泥保温版的性能，本发明是在经过大量试验的基础上提出的。成分 选择及最佳配比范围以及生产步骤及参数控制，使本发明生产的保温板相比较当前市场上 通用的保温板性能大大提高。与现有技术相比，本发明所述无机泡沫水泥保温材料彻底解 决了有机保温材料防火性差、耐候性差，与建筑物不同寿命等缺陷；目前市场上的泡沫混凝 土保温板收缩率大，极易造成墙体外表开裂；吸水率大，保温性能低，力学强度低等缺陷。本 发明所述无机泡沫水泥保温材料导热系数可以达到〇. 05以下，保温性能更好，强度可以达 到0. 5-1. 2Mpa，更加轻质高强，孔径0. 5-lmm，孔隙率达到80%-95%，吸水率更低，抗裂性好， 属A级不燃性材料，防火性好，使用寿命长，可达到与建筑物同寿命。

具体实施方式 [0026]

[0027] 为了使本发明得技术方案更加清楚明白，下面结合具体实施例对本发明所述的技 术方案进行进一步的说明。

[0028] 实施例1 :

[0029] 1)水泥浆体制备：普通硅酸盐水泥0. 75kg、硫铝酸盐水泥1. 3kg、粉煤灰0. 8kg、硅 灰0. 3kg干混2分钟，加入1. 3kg水、0. 3kg膨胀剂、0. 01kg促凝增强剂、0. 005kg减水剂、 0. 005kg防水剂搅拌3分钟，缓慢加入0. 03kg纤维搅拌2分钟。

[0030] 2)泡沫的制备：发泡剂5kg、稳泡剂0. 01kg和水150kg混合均勻，移入发泡机中， 在发泡机中制取均匀稳定的泡沫。

[0031] 3)水泥浆体及泡沫按0. 15 : 0. 85体积比在搅拌机中搅拌5分钟至拌合均匀。

[0032] 4)将制备好的泡沫水泥浇筑到用保温板制作的模具中，浇注后模具上面覆盖保温 板，l〇h后拆模、切割，保温养护。

[0033] 本发明所述的无机泡沫水泥保温材料的制备中所用水的水温为20°C。

[0034] 实施例2 :

[0035] 1)水泥浆体制备：普通硅酸盐水泥1kg、硫铝酸盐水泥1kg、粉煤灰0.5kg、硅 灰0. 2kg干混1分钟，加入lkg水、0. 25kg膨胀剂、0. 01kg促凝增强剂、0. 005kg减水剂、 0. 005kg防水剂搅拌4分钟，缓慢加入0. 02kg纤维搅拌3分钟。

[0036] 2)泡沫的制备：发泡剂5kg、稳泡剂0. 025kg和水125kg混合均匀，移入发泡机中， 在发泡机中制取均匀稳定的泡沫。

[0037] 3)水泥浆体及泡沫按0. 2 : 0. 8体积比在搅拌机中搅拌10分钟至拌合均匀。

[0038] 4)将制备好的泡沫水泥浇筑到用保温板制作的模具中，浇注后模具上面覆盖保温 板，36h后拆模、切割，保温养护。

[0039] 本发明所述的无机泡沫水泥保温材料的制备中所用水的水温为22°C。

[0040] 实施例3 :

[0041] 1)水泥浆体制备：普通硅酸盐水泥2kg、粉煤灰0. 7kg、硅灰0. 15kg干混2分钟， 加入1. 3kg水、0. 2kg膨胀剂、0. 02kg含硅酸锂的复合促凝增强剂、0. 005kg减水剂、0. 004kg 防水剂搅拌4分钟，缓慢加入0. 03kg纤维搅拌3分钟。

[0042] 2)泡沫的制备：发泡剂5kg、稳泡剂0. 05kg和水150kg混合均勻，移入发泡机中， 在发泡机中制取均匀稳定的泡沫。

[0043] 3)水泥浆体及泡沫按0. 1 : 0. 9体积比在搅拌机中搅拌10分钟至拌合均匀。

[0044] 4)将制备好的泡沫水泥浇筑到用保温板制作的模具中，浇注后模具上面覆盖保温 板，72h后拆模、切割，保温养护。

[0045] 本发明所述的无机泡沫水泥保温材料的制备中所用水的水温为35°C。

[0046] 以上实施例中制得的无机泡沫水泥保温材料的性能参数如下：

[0047]

Claims (2)

1. 一种无机泡沫保温材料，原料组成包含水泥浆体与发泡泡沫，其特征在于：水泥浆 体的组成及各组分的质量比为普通硅酸盐水泥：硫铝酸盐水泥：粉煤灰：硅灰：膨胀 齐[J :促凝增强剂：减水剂：防水剂：纤维：水=75-200 : 0-130 : 0-80 : 5-30 : 0-30 : 0. 2-1 : 0-0. 5 : 0-0. 5 : 0.5-3 : 30-130;发泡泡沫组成及各组分的质量比为发泡剂： 稳泡剂：水=1 : 0.002-0. 01 : 20-30;所述的原料组成中水泥浆体与发泡泡沫之间的体 积比为水泥浆体：泡沫=0. 1-0. 2 : 0. 8-0. 9,所述的促凝增强剂为硅酸锂或含硅酸锂的复 合促凝增强剂，稳泡剂种类为阿拉伯树胶、十二烷基磺酸钠中至少一种，所述的减水剂为聚 羧酸、萘系减水剂中至少一种，所述的纤维为聚乙烯醇、聚丙烯纤维中至少一种，所述的防 水剂种类为有机硅，所述的硫铝酸盐水泥、粉煤灰、膨胀剂、减水剂、防水剂在水泥浆体中的 组分含量不为零。

2. -种制备权利要求1所述的无机泡沫保温材料的方法，其具体制备步骤如下： 1) 水泥浆体制备：将水泥、粉煤灰、硅灰按所述质量比干混1-2分钟，按所述质量比加 入水及膨胀剂、促凝增强剂、减水剂、防水剂搅拌2-4分钟，缓慢加入纤维搅拌1-3分钟； 2) 泡沫的制备：将发泡剂、稳泡剂和水按所述质量比混合均匀，移入发泡机中，在发泡 机中制取均匀稳定的泡沫； 3) 将水泥浆体及泡沫按所述体积比在搅拌机中搅拌3-10分钟至拌合均匀； 4) 将制备好的泡沫水泥浇筑到用保温板制作的模具中，浇筑后模具上面覆盖保温板， 3-72h后拆模、切割，保温养护； 以上制备中所用水的水温为20-35°C。