CN103539398A - 聚苯乙烯泡沫骨料混凝土保温砌块 - Google Patents

Abstract

本发明属于混凝土保温砌体材料领域，具体提供了一种聚苯乙烯泡沫骨料混凝土保温砌块，由聚苯乙烯泡沫骨料、料浆和发泡剂组成，其中上述三种成分的质量比例为：聚苯乙烯泡沫骨料:料浆:发泡剂=（0.004~0.01）:1.0:（0.008~0.015）；所述料浆的质量比组成为：水:水泥:河砂或粉煤灰:早强剂=（0.5~0.55）:1.0:（3.0~4.0）:（0.01~0.02）。本发明的聚苯乙烯泡沫骨料混凝土保温砌块可以兼顾砌体强度、制作工艺、生产成本三者的关系，抗压强度是同类产品的2倍以上，但是成本却比同类产品低20%。

Description

聚苯乙烯泡沫骨料混凝土保温砌块

技术领域

本发明属于混凝土保温砌体材料领域，具体提供了一种聚苯乙烯泡沫骨料混凝土保温砌块。

背景技术

泡沫混凝土最初的产生缘于北欧寒冷国家的建筑保温，几十年来，它的主要应用市场始终是建筑保温。虽然近年在其它领域应用量上升，但建筑保温始终是主导。由于世界能源枯竭的趋势日益明显，促进世界各国纷纷重视建筑节能，这就为泡沫混凝土的发展创造了条件。可以说，世界性的泡沫混凝土热是建筑节能的产物。我国政府已把建筑节能定为基本国策，推进力度逐年加大，这就决定了泡沫混凝土将在我国持续高速发展。

大力发展新型砌体材料是改善建筑功能、提高资源利用率和保护环境的重要措施。泡沫塑料使用一次后被丢弃，在自然界难以分解，从而形成一种“白色”污染，随着泡沫塑料用量的日益增大， 污染日益严重。国内现有泡沫混凝土技术虽然很多，申请的专利逾千个，而且每年仍会有新的专利申报，其根本原因是:泡沫混凝土自身固有的复杂性，泡沫混凝土的配方比普通混凝土要复杂得多。如专利申请号95112073公开了一种聚苯乙烯泡沫塑料保温砖，其特征是聚苯乙烯泡沫塑料、纤维材料、胶、加气剂、水泥、早强剂、减水剂、水（指自然含水成份）组成，其组成配比如下（重量百分比）：聚苯乙烯泡沫塑料7-15％、纤维材料0-6％、胶10-20％、加气剂0.5-2％、水泥51-80％、早强剂0.5-1％、减水剂0.5-2％、水1.5-3％（自然含水）。

专利申请号95112073公布的一种聚苯乙烯泡沫塑料保温砖，主要技术优势在于其保温性能，很难满足砌体的要求强度；专利申请号200810210615.1公开的一种轻骨料泡沫混凝土砌块及其制造方法，需要采用蒸汽蒸压养护，养护时间长，大批量生产困难。

综上所述，现有技术的主要缺点在于很难兼顾砌体强度、制作工艺、生产成本三者的关系。具体地说，强度高(抗压强度达到3Mpa以上)的成本就高，而且工艺相对复杂，很难大批量生产，其市场竞争力下降，推广自然受局限。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种聚苯乙烯泡沫骨料混凝土保温砌块，可以兼顾砌体强度、制作工艺、生产成本三者的关系，强度高(抗压强度达到3Mpa以上)，但是成本低。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种聚苯乙烯泡沫骨料混凝土保温砌块，由聚苯乙烯泡沫骨料、料浆和发泡剂组成，其中上述三种成分的质量比例为：聚苯乙烯泡沫骨料:料浆:发泡剂=（0.004~0.01）:1.0:（0.008~0.015）；所述料浆的质量比组成包括：水:水泥:河砂或粉煤灰:早强剂=（0.5~0.55）:1.0:（3.0~4.0）:（0.01~0.02）；所述水泥选用强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥。

所述料浆优选还包括增粘剂，增粘剂与水泥的质量比例为（0.01-0.1）:1.0。（增粘剂可以不加，只有在塑料粘性太差时才加入）

所述增粘剂优选为松香。

所述三种成分的质量比例优选为：聚苯乙烯泡沫骨料:料浆:发泡剂=0.005:1.0:0.01。

所述料浆的质量比组成优选为：水:水泥:河砂或粉煤灰:早强剂=0.55:1.0:3.0:0.015。

所述发泡剂优选的配方和配方的重量份组成为：

氯化钠                         10份-20份

    硫代硫酸钠（添加剂）            20份-45份

     拉开粉BX （分散剂）                20份-45份

     甲基萘磺酸钠甲醛缩合物（减水剂）   2份-4份

      三乙醇胺（增强剂）                 40份-45份。

所述早强剂优选为硫酸钠。

制备聚苯乙烯泡沫骨料混凝土保温砌块的方法，具体步骤为：

（1）将聚苯乙烯泡沫塑料制品破碎为粒径≤1cm的颗粒，得聚苯乙烯泡沫骨料；

（2）将水、水泥、增粘剂、早强剂按比例搅拌成料浆，然后加入聚苯乙烯泡沫骨料，得混合料浆；

（3）在混合料浆中加入发泡剂，经搅拌后形成泡沫料浆，入模；

（4）灌模后，3-4h脱模，洒水养护7天。

下面对本发明做进一步的解释和说明：

本发明的聚苯乙烯泡沫骨料混凝土保温砌块生产工艺简单，自重轻，保温性能好，强度较高，制作过程不污染环境，而且还能消耗大量难以消解的废弃聚苯乙烯泡沫塑料，以及工业废料粉煤灰，对于消除白色污染、利用工业废料起到很好的作用，是一种新型的保温墙体材料。

本发明的增粘剂、早强剂、发泡剂的具体成分如下；

增粘剂：松香（市售，购于湖南长沙明瑞化工有限公司）

早强剂: 硫酸钠；

发泡剂：可以采用市售产品，也可以自行配制。批量生产砌块，可市售，价格4000~10000元/吨，如长沙市的湖南迦德建材科技有限公司所生产的混凝土发泡剂，我们在实验中采用过，效果良好。优选采用自行配制的发泡剂，自行配制的配方如上所述。

实际工程应用中，必须考虑聚苯乙烯泡沫骨料混凝土保温砌块的强度要求！影响砌块的强度的关键因素有三：①水泥掺量；②增强剂的掺量；③水灰比。

水泥品种不同，强度等级不同，配方都有差异。水泥对产品的影响显而易见，只要水泥掺量足够多，砌块强度并不是问题，但成本直线上升，失去了其市场竞争力，因此，存在一个科学配方的问题，采用质量比例，聚苯乙烯泡沫骨料:料浆:发泡剂=（0.004~0.01）:1.0:（0.008~0.015），使得产品强度高且生产成本低，这是本发明的重要内容之一。所述水泥选用强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥，我们的研究表明：水泥强度等级为以42.5最好(与产地无明显关系)，采用的水泥强度等级过高，水泥掺量少，料浆的粘性差，采用的水泥强度等级过低，砌块强度（特别是后期强度）低，实用范围大大减小。

此外，气温不同，早强剂的掺量亦不同，具体为：夏季时，掺量以占水泥质量的1%左右为宜，春秋两季以占水泥质量的1.5%左右为宜，冬季占水泥质量的2.0%左右。早强剂用量超过水泥质量的2.5%之后，不利于砌块后期强度提高， 早强剂掺量在水泥质量的2%以内，可以得到强度等级为3Mpa的砌块，二年后强度可达5Mpa左右，但是早强剂掺量超过水泥质量的2.5%，二年后强度不到4Mpa。

与现有技术相比，本发明的优势在于：

1、不仅解决了废旧泡沫塑料制品污染环境的难题，而且可使废旧泡沫塑料制品得到二次利用。

2、该砌块大量利用废旧泡沫塑料和炉渣，对消除白色污染及炉渣利用起到了积极作用，有利于环境保护，节约粘土资源。

3、有良好的隔声性能，可以避免噪声污染；有隔热保温的性能，可以节约能耗。

4、比同等大小的粘土砖轻得多(约为其重量的1/3)，适用于框架结构非受力墙，尤其适用于高层建筑，能有效减轻建筑物的自重，减轻基础的荷载，提高建筑抗震能力。

5、可以兼顾砌体强度、制作工艺、生产成本三者的关系，抗压强度是同类产品的2倍以上，但是成本却比同类产品低20%。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。

以生产1m³聚苯乙烯泡沫骨料混凝土保温砌块为例，此处给出具体的完整生产工艺过程如下:

（1）泡沫塑料制品破碎：用破碎机(用量少时，用人工破碎亦可)将聚苯乙烯泡沫塑料制品破碎为粒径≤1cm的颗粒，得聚苯乙烯泡沫骨料；

（2）混合料浆的制备：将水82.5kg、水泥150kg（强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥，产地：湖南恒宇建材有限公司/湖南湘潭市双马工业园）、河砂或粉煤灰450kg、增粘剂0~15kg（可以不加，只有在塑料粘性太差时才加入）、早强剂2.25kg按如下比例：

水:水泥:河砂或粉煤灰:增粘剂:早强剂=0.55:1.0:3.0:0.0~0.1:0.015

搅拌成料浆，然后加入3~5kg聚苯乙烯泡沫骨料，得混合料浆； 

（3）掺加发泡剂：

所述发泡剂的配方和配方的重量份组成为：

     氯化钠               15份

    硫代硫酸钠            30份

     拉开粉BX                 35份

      甲基萘磺酸钠甲醛缩合物      3份

     三乙醇胺              42份。

采用以下两种方法之一加入发泡剂：

方法一:先取6~9kg发泡剂(已含三乙醇胺），按发泡剂:水=1:20(质量比)经搅拌后形成泡沫，掺入料浆充分搅拌后，入模；

方法二: 取3~4.5kg发泡剂(先不加入三乙醇胺)，按发泡剂:水=1:40(质量比)经搅拌后形成泡沫，然后加入增强剂三乙醇胺3~4kg，掺入料浆充分搅拌后，入模。

（4）砌块脱模：灌模后，2~4h脱模(春/秋/夏三季)，洒水养护7天。得聚苯乙烯泡沫骨料混凝土保温砌块，其几何尺寸为900×200×120 mm。

对其进行强度检测（采用150×150×150mm普通混凝土标准抗压强度模具制备），标准养护28天后，在万能实验机中测试，抗压强度达到3.0Mpa。养护两年后，强度达5.0Mpa。现在建筑材料市场出售的泡沫混凝土砌块，强度一般在1.5Mpa左右，本发明所生产的产品强度几乎为同类产品的两倍，而成本更低，粗略估计，可低20%左右。

任何一个新产品能够被市场接受，必须具备三性：安全，实用，经济。如前所述，本发明所生产的产品在安全性与实用性(强度为其核心指标)可以完全满足建筑用砌体的功能要求，因此，是否经济，便成为市场最为关心的问题，下面作一个直观的分析:

对本发明所生产的产品进行成本和利润分析，见表1。以砌筑1M ³ 砌体为例，做一个采用普通砌体与发明所生产的砌体经济效益对比：

目前，以湖南省为例，普通砌体单价为150元/ M³，一个建筑工人平均每天可砌1 M³，采用本发明所生产的砌块，因为重量轻，体积大，一块相当于普通砌块10~15块，同时，单位体积(1 M³)所用砌筑砂浆比普通砌体要少得多，约节省10元/M³，一个工人平均每天可砌2.5 M³立方米，若砌筑工人人工费每天以150元计，得：

采用普通砌体的 成本=150+150+10=310元/ M³；

采用本发明所生产的砌体的成本=200+60=260元/ M³；

价差=50元/ M³；

这个价差是非常明显的。

结合表1，可简单直观得出结论：本发明生产的产品，具有突出的安全性(高出同类产品一倍的强度)的同时生产成本低 (比同类产品成本低20%)。

Claims (8)

1.一种聚苯乙烯泡沫骨料混凝土保温砌块，其特征是，由聚苯乙烯泡沫骨料、料浆和发泡剂组成，其中上述三种成分的质量比例为：聚苯乙烯泡沫骨料:料浆:发泡剂=（0.004~0.01）:1.0:（0.008~0.015）；所述料浆的质量比组成包括：水:水泥:河砂或粉煤灰:早强剂=（0.5~0.55）:1.0:（3.0~4.0）:（0.01~0.02）；所述水泥选用强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥。

2.根据权利要求1所述一种聚苯乙烯泡沫骨料混凝土保温砌块，其特征是，所述料浆还包括增粘剂，增粘剂与水泥的质量比例为（0.01-0.1）:1.0。

3.根据权利要求2所述一种聚苯乙烯泡沫骨料混凝土保温砌块，其特征是，所述增粘剂为松香。

4.根据权利要求1或2所述一种聚苯乙烯泡沫骨料混凝土保温砌块，其特征是，所述三种成分的质量比例为：聚苯乙烯泡沫骨料:料浆:发泡剂=0.005:1.0:0.01。

5.根据权利要求1或2所述一种聚苯乙烯泡沫骨料混凝土保温砌块，其特征是，所述料浆的质量比组成为：水:水泥:河砂或粉煤灰:早强剂=0.55:1.0:3.0:0.015。

6.根据权利要求1或2所述一种聚苯乙烯泡沫骨料混凝土保温砌块，其特征是，所述发泡剂的配方和配方的重量份组成为：

     氯化钠               10份-20份

    硫代硫酸钠            20份-45份

     拉开粉BX                 20份-45份

      甲基萘磺酸钠甲醛缩合物   2份-4份

     三乙醇胺               40份-45份。

7.根据权利要求1或2所述一种聚苯乙烯泡沫骨料混凝土保温砌块，其特征是，所述早强剂为硫酸钠。

8.制备权利要求1-7之一所述聚苯乙烯泡沫骨料混凝土保温砌块的方法，其特征是：具体步骤为：

（1）将聚苯乙烯泡沫塑料制品破碎为粒径≤1cm的颗粒，得聚苯乙烯泡沫骨料；

（2）将水、水泥、增粘剂、早强剂按比例搅拌成料浆，然后加入聚苯乙烯泡沫骨料，得混合料浆；

（3）在混合料浆中加入发泡剂，经搅拌后形成泡沫料浆，入模；

（4）灌模后，3-4h脱模，洒水养护7天。