CN103204656A - 一种低导热防火保温板的制备方法 - Google Patents

Abstract

一种低导热防火保温板的制备方法，把浆料添加剂和水混合制成的添加剂浆料混合乳液与水泥、骨料和纤维制成的基料混合制成混凝土浆料；使泡沫与混凝土浆料混合形成泡沫浆料，然后浇筑到模具中，常压蒸养，脱模、切割制得成品，所述的纤维为无机短纤维或直径为30～50μm，且长度分别为12mm、9mm、6mm和3mm的聚丙烯或聚丙烯腈纤维，其中长度为12mm、9mm、6mm、3mm的聚丙烯或聚丙烯腈纤维的重量比为1︰2︰3︰4。无机防火保温板的容重降低到160～200kg/m³，不但节约了水泥，而且与有机泡沫板相比，无毒不易燃、使用寿命长，且抗压强度显著高于有机泡沫板，导热系数显著降低。

Description

一种低导热防火保温板的制备方法

技术领域

本发明涉及建筑保温材料领域，具体地说是一种低导热防火保温板的制备方法。

背景技术

自我国外墙保温使用有机泡沫保温板以来，屡屡失火，已经给我国人民生命财产造成巨大损失，为此，国家消防局发布了 (65[2011] )号文，要求“禁用有机泡沫保温板”。这给泡沫混凝土保温板的发展注入了强大的推动力。2012年，化学发泡泡沫混凝土保温板风靡全国（申请号201010607495.6；201110322030.0；201110418771.9；201210082174.8；201210064021.0；201210287457.6）。由于生产化学发泡保温板必须使用高铝或硫铝水泥作胶凝材料，而此类水泥制品的抗压强度会随着时间的推移越来越低，已宣布失败。为此，公安部又发文宣布停止执行65号文件”。于是，在外墙保温领域，有机泡沫保温板又开始使用。

要从根本上解决建筑外墙保温的火灾隐患，唯一的途径就是用不燃的无机材料代替易燃的有机泡沫保温板。而要实现这一目标，只能用普通硅酸盐水泥生产容重为200kg/m³及其以下的、耐火等级为A1级为无机保温板。

要生产出上述无机保温板，优选泡沫混凝土。化学法生产泡沫混凝土，一是需使用制品抗压强度会随时间推移而降低的高铝或硫铝水泥作胶凝材料，二是泡孔太大导热系数显著高于有机泡沫保温板，显然是不行的。

目前泡沫混凝土行业，采用物理发泡法多数企业仅能够生产最低容重在200～300kg/m³的泡沫混凝土，其抗压强度、耐火、环保等性能虽高于有机泡沫板，但韧性、保温性、抗吸湿等性能仍不及有机泡沫板。要生产出200kg/m³及其以下并且均为密闭泡孔的泡沫混凝土，也面临以下问题：一是因为物理发泡的泡沫泡径很小（≤0.12mm），而普通硅酸盐水泥颗粒大，对泡沫表面不能全覆盖；二是超低容重时制品的抗压强度偏低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种低导热防火保温板的制备方法，制成的产品容重小、强度高、导热系数小。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种低导热防火保温板的制备方法，包括如下步骤：

步骤一、按重量百分比取42.5^#、52.5^#或62.5^#普通硅酸盐水泥64－89％、骨料10－30％和纤维1－6%，搅拌均匀，制成基料，备用；

所述的骨料为粉煤灰、硅灰中的一种或两种的混合物；

所述的纤维为无机纤维、聚丙烯纤维或聚丙烯腈纤维中的一种；

采用聚丙烯纤维或聚丙烯腈纤维时要求其直径为30～50μm，长度分别为12mm、9mm、6mm和3mm，上述四种长度的纤维的重量比为1︰2︰3︰4；

步骤二、按重量百分比取石英粉10－15%，氟硼酸85％－90％，混合，制成浆料添加剂；

步骤三、按基料的总重量，先取2－6%的浆料添加剂，再取基料总重量1.0－1.2倍的水，置入容器内，混合均匀，制成添加剂浆料混合乳液；

步骤四、将步骤一制成的基料与步骤三制成的添加剂浆料混合乳液送入搅拌器，搅拌均匀，制成混凝土浆料，备用； 

步骤五、将上述步骤四制成的混凝土浆料送入发泡机，后在发泡机内加入发泡剂，开机，将所发泡沫与混凝土浆料混合制成泡沫浆料，然后注入事先制成的模具内；

所述的发泡剂，为市售发泡剂；

步骤六、将泡沫浆料连同模具放置在25－30℃的条件下静置3－8小时，后送入蒸养室，常压蒸养3－6小时，后从蒸养室取出，脱模，切割后制得成品。

所述发泡剂的用量为：每立方米泡沫浆料加入0.4－0.6kg发泡剂。

所述水泥、骨料、纤维和浆料添加剂的总重量                                               

，其中d为待制备的保温板的目标容重，单位为kg/m³，V为待浇注模具的容积，单位为m³。

所述的氟硼酸的质量浓度为30—40%。

所述防火保温板内部分布有封闭的气孔，气孔的平均孔径为0.1—0.15mm，防火保温板的容重为160—200 kg/m³，抗压强度为0.5—0.70MPa，导热系数为0.04—0.05W/（m·K）。

本发明的有益效果是：按照本发明的原料配比及生产工艺可以实现以下效果：①、无机防火保温板的容重降低到160—200 kg/m³，不但节约了水泥，而且为降低导热系数提供了容重保证；②、与有机泡沫板相比，不但无毒不易燃、使用寿命长，而且抗压强度显著高于有机泡沫板、导热系数与之相当（130kg/m³）、生产成本成倍降低；③、与化学发泡法生产的泡沫混凝土相比，不但容重降低了10～30%，而且泡孔泡径由2～4mm降低到0.1～0.15mm，从而大幅度地降低了材质的传导传热和其泡孔中的空气对流传热，使泡沫混凝土制品的导热系数显著降低；④、体积吸水率可降到8%以下，综合本发明产品的以上优势，可知其在建筑保温中完全取代有机泡沫保温板将成为可能。

具体实施方式

本发明可选用42.5^#、52.5^#或62.5普通硅酸盐水泥，选用粉煤灰、硅灰中的一种或两种的混合物作为骨料，其中粉煤灰为一级或二级粉煤灰。选用聚丙烯或聚丙烯腈纤维、无机短纤维作为纤维材料。无机短纤维可配合聚丙烯或聚丙烯腈纤维使用，也可单独使用。首先把水泥、骨料和纤维按比例搅拌均匀制成基料；按重量百分比取石英粉10—15％，氟硼酸85％－90％，混合，制成浆料添加剂，把浆料添加剂与水混合混匀，制得添加剂浆料混合乳液；然后把基料与添加剂浆料混合乳液搅拌混合均匀制成混凝土浆料，其中浆料添加剂的用量为基料总重量的2～6%，水的用量为基料总重量的1.0～1.2倍。将制成的混凝土浆料送入发泡机，后在发泡机内加入发泡剂，启动发泡机，将所发泡沫与混凝土浆料混合制成泡沫浆料，然后注入事先制成的模具内，然后将泡沫浆料连同模具放置在25－30℃的条件下静置3－8小时，后送入蒸养室，常压蒸养3－6小时，后从蒸养室取出，脱模，切割后制得成品。

所述的发泡剂可采用市面有售的发泡剂产品。所述的发泡机包括发泡部分和混合部分，发泡部分可采用专利号为ZL201110245735.7的专利文献所公开的结构，混合部分可参考专利申请号为201110381178.1的技术方案。混凝土浆料和泡沫的混合在混合部分进行。

为进一步提高无机防火保温板的强度，优选直径为30～50μm，长度分别为12mm、9mm、6mm和3mm的聚丙烯或聚丙烯腈纤维作为纤维材料，其中长度为12mm、9mm、6mm、3mm的聚丙烯或聚丙烯腈纤维的重量比为1︰2︰3︰4。

所采用的浆料添加剂活性高，能够与骨料、水泥一起全覆盖泡沫表面，并逐步与水泥水化产物反应，进一步增强混凝土强度，从而为低容重、低导热无机防火保温板的生产提供了保证。上述添加剂中氟硼酸的质量浓度可选为30%，石英粉优选纳米级材料。

制备时，可根据规定的防火保温板的容重和待浇注模具的容积，按下式计算出所需水泥、骨料（粉煤灰、硅灰）、纤维及浆料添加剂的总重量，

，其中，w为粉料和浆料添加剂的总重量，单位为kg；d为待制备的保温板的目标容重，单位为kg/m³，V为待浇注模具的容积，单位为m³。1.12为泡沫混凝土制品的重量与所用原料重量之间的换算因子。除发泡剂外，其余各原料按照防火保温板的容重确定其用量：容重大时，可使用粉煤灰，同时减小水泥、硅灰、纤维及浆料添加剂的用量；容重小时，不使用粉煤灰，同时减小硅灰、水泥的用量，增加纤维及浆料添加剂的用量。骨料的总量为基料总重量的10～30%，纤维的总量为基料总重量的1—6%。所述发泡剂的用量为每立方米泡沫浆料0.4～0.6kg。

按照上述方法制成的防火保温板内部分布有封闭的气孔，气孔的平均孔径为0.1—0.15mm，防火保温板的容重为160—200 kg/m³，抗压强度为0.5—0.70MPa，导热系数为0.04—0.05W/（m·K）。

实施例1

防火保温板的目标容重为160kg/m³，模具总容积为0.864m³，为了在浇筑时适当留有余量，按0.90m³计算，则所需水泥、骨料、纤维及浆料添加剂的总质量（kg）。各原料的比例选择及用量为：525^#水泥：70%，即90kg；骨料：26%，即33.43kg；纤维：2%，即2.57kg，其中长度12、9、6、3mm纤维的用量依次为0.257、0.514、0.771、1.028kg；浆料添加剂：2%，即2.57kg，自来水：128 kg。

以上原料按照所述方法制成规格为300×300×40mm的防火保温板，烘干后容重为159.6kg/m³，抗压强度为0.5MPa，导热系数为0.042W/（m·K）。

实施例2

防火保温板的目标容重为170kg/m³，模具总容积为0.864m³，为了在浇筑时适当留有余量，按0.89m³计算，则所需水泥、骨料、纤维及浆料添加剂的总质量（kg）。各原料的比例选择及用量为：525^#水泥：75%，即103.58kg；骨料：18%，即24.32kg；纤维：3%，即4.05kg，其中长度12、9、6、3mm纤维的用量依次为0.405、0.81、1.215、1.62kg；浆料添加剂：4%，即5.40kg，自来水：149.89kg。

以上原料按照所述方法制成规格为300×300×40mm的防火保温板，烘干后容重为170.5kg/m³，抗压强度为0.62MPa，导热系数为0.046W/（m·K）。

实施例3

防火保温板的目标容重为200kg/m³，模具总容积为0.864m³，为了在浇筑时适当留有余量，按0.88m³计算，则所需水泥、骨料、纤维及浆料添加剂的总质量

（kg）。各原料的比例选择及用量为：525^#水泥：65%，即104.0kg；骨料：27%，即43.2kg；无机纤维：7%，即11.2kg；浆料添加剂：1%，即1.6kg，自来水：176.0kg。

以上原料按照所述方法制成规格为300×300×40mm的防火保温板，烘干后容重为201.5kg/m³，抗压强度为0.69MPa，导热系数为0.050W/（m·K）。

Claims (5)

1.一种低导热防火保温板的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一、按重量百分比取42.5^#、52.5^#或62.5^#普通硅酸盐水泥64－89％、骨料10－30％和纤维1－6%，搅拌均匀，制成基料，备用；

所述的骨料为粉煤灰、硅灰中的一种或两种的混合物；

所述的纤维为无机纤维、聚丙烯纤维或聚丙烯腈纤维中的一种；

采用聚丙烯纤维或聚丙烯腈纤维时要求其直径为30～50μm，长度分别为12mm、9mm、6mm和3mm，上述四种长度的纤维的重量比为1︰2︰3︰4；

步骤二、按重量百分比取石英粉10－15%，氟硼酸85％－90％，混合，制成浆料添加剂；

步骤三、按基料的总重量，先取2－6%的浆料添加剂，再取基料总重量1.0－1.2倍的水，置入容器内，混合均匀，制成添加剂浆料混合乳液；

步骤四、将步骤一制成的基料与步骤三制成的添加剂浆料混合乳液送入搅拌器，搅拌均匀，制成混凝土浆料，备用； 

步骤五、将上述步骤四制成的混凝土浆料送入发泡机，后在发泡机内加入发泡剂，开机，将所发泡沫与混凝土浆料混合制成泡沫浆料，然后注入事先制成的模具内；

所述的发泡剂，为市售发泡剂；

步骤六、将泡沫浆料连同模具放置在25－30℃的条件下静置3－8小时，后送入蒸养室，常压蒸养3－6小时，后从蒸养室取出，脱模，切割后制得成品。

2.如权利要求1所述的一种低导热防火保温板的制备方法，其特征在于：所述发泡剂的用量为：每立方米泡沫浆料加入0.4－0.6kg发泡剂。

3.如权利要求1所述的一种低导热防火保温板的制备方法，其特征在于：所述水泥、骨料、纤维和浆料添加剂的总重量                                               

，其中d为待制备的保温板的目标容重，单位为kg/m³，V为待浇注模具的容积，单位为m³。

4.如权利要求1所述的一种低导热防火保温板的制备方法，其特征在于：所述的氟硼酸的质量浓度为30—40%。

5.利用权利要求1所述方法制成的低导热防火保温板，其特征在于：所述防火保温板内部分布有封闭的气孔，气孔的平均孔径为0.1—0.15mm，防火保温板的容重为160—200 kg/m³，抗压强度为0.5—0.70MPa，导热系数为0.04—0.05W/（m·K）。