CN103643760B

CN103643760B - 一种发泡水泥充填式混凝土复合保温砌块及其制造方法

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Publication number: CN103643760B
Application number: CN201310740449.7A
Authority: CN
Inventors: 王武祥; 张磊蕾; 王爱军; 廖礼平
Original assignee: China Building Materials Academy CBMA
Current assignee: China Building Materials Academy CBMA
Priority date: 2013-12-27
Filing date: 2013-12-27
Publication date: 2015-08-19
Anticipated expiration: 2033-12-27
Also published as: CN103643760A

Abstract

一种发泡水泥充填式混凝土复合保温砌块及其制造方法。属于节能建筑材料技术领域。包括带空腔的混凝土基体；基体至少一个外表面内侧设有至少一个贯穿基体的空气间层，在基体内还设有至少一个截面面积大于空气间层之截面面积的空腔；在空腔中设有发泡水泥填充体。混凝土基体赋予混凝土复合保温砌块良好的物理力学性能和耐久性，空气间层和发泡水泥则赋予混凝土复合保温砌块良好的热工性能，同时设置空气间层便于制品转运、砌筑和装修施工。发泡水泥充填式混凝土复合保温砌块具有质轻、保温隔热和隔音效果好、比强度高、不燃、抗渗等特点，可广泛用于城镇框架结构建筑和村镇建筑内外墙体。本发明施工方便、性能稳定，大大降低了劳动强度和建筑成本。

Description

一种发泡水泥充填式混凝土复合保温砌块及其制造方法

技术领域

本发明涉及发泡水泥充填式混凝土复合保温砌块及其制造方法，属于节能建筑材料技术领域。

背景技术

随着我国建筑节能工作的全面推进和不断深化，对不同形式保温体系提出了迫切需求，结构功能一体化成为结构体系发展和应用的重要方向。结构与节能一体化，不仅丰富了建筑结构体系，也能较好地解决保温体系与建筑同寿命问题，推动了我国墙体材料革新和建筑节能工作。

混凝土小型砌块生产过程不仅节能、节土、利废，有利于环境保护，而且施工强度低、速度快、综合造价经济，属于我国鼓励发展类新型墙体材料。但是，混凝土小型砌块热工性能较差，其保温隔热性能尚不如同规格的粘土实心砖，难以满足建筑节能要求。随着我国建筑节能要求的不断提高，在充分利用混凝土小型砌块技术优势的同时，应设法改善和提高其热工性能，即发展保温型混凝土小型砌块，在不采用墙体内外保温技术条件下，混凝土小型砌块砌体热工性能满足我国节能建筑标准要求，从而提高混凝土小型砌块的市场竞争力，满足我国墙体材料革新与建筑节能的最新要求。

发泡水泥是采取化学发泡原理制备的新型无机保温材料，具有质轻、保温隔热性能好、比强度高、节能利废、不燃等性能。与采用物理发泡原理制备的泡沫水泥相比，具有早强、高强、耐久性好、成本低、尺寸稳定性好等特点，更适合用于制备混凝土制品。与目前广泛使用的有机类保温材料相比，具有不燃、耐久、成本低、应用方便等特点。

提高混凝土小型砌块热工性能的技术措施包括优化混凝土组成和砌块孔结构、在砌块孔洞中填充保温材料、采用组合结构复合保温材料等，或组合使用几种技术措施。保温型混凝土小型砌块种类较多，其中充填式混凝土小型砌块在我国夏热冬暖（冷）和部分寒冷地区生产和应用较为广泛。现有的充填式混凝土小型砌块主要存在以下缺点：（1）采用XPS、EPS、发泡聚氨酯等有机保温材料作为充填保温材料，显著降低了混凝土小型砌块的燃烧等级，由A级降为B1或B2，甚至B3；（2）采用泡沫混凝土、砂浆等材料制备带空腔的混凝土高强度外壳，该外壳吸水率高、耐水性差，尤其是尺寸稳定性差，极易出现开裂等病害；（3）采用物理发泡原理制备的泡沫混凝土（水泥）作为充填保温材料，易出现填充浆体泌水沉降、硬化后干表观密度高、保温性能较差、表面出现凹陷等问题；（4）现有填充用保温材料成本较高。因此如何优化砌块结构，采用经济适用的无机保温材料，并实现工业化、自动化生产是保温型混凝土小型砌块发展急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有保温型混凝土小型砌块及其生产工艺的不足之处，提供一种热工性能优良、不燃、耐久性好、质量和性能稳定、经济适用的发泡水泥充填式混凝土复合保温砌块及其制造方法。同时能充分利用建筑垃圾、粉煤灰等固体废弃物，节约水泥，发挥节能减排、保护环境的作用，符合发展循环经济、低碳经济和社会可持续发展战略需要。

为了实现上述目的，本发明砌块的技术方案是：

包括带空腔的混凝土基体1，所述混凝土基体1为长方体或正方体，使得所述混凝土基体1具有顶面、底面、前端面、后端面和两个侧面；所述混凝土基体1的混凝土由水泥、骨料、粉煤灰、外加剂和水组成；所述混凝土基体1的至少一个外表面的内侧设有至少一个贯穿所述混凝土基体的空气间层3，在所述混凝土基体1内还设有至少一个截面面积大于所述空气间层3之截面面积的空腔4；在所述空腔4中设有发泡水泥填充体2。

所述骨料为超轻陶粒、建筑垃圾再生原料、工业尾矿再生原料和石粉的混合物；其中各组分重量百分比为：超轻陶粒5~25%、建筑垃圾再生原料20~60%、工业尾矿再生原料0~40%、石粉0~40%。

所述发泡水泥填充体2的发泡水泥包括水泥、过氧化氢、改性剂、混合材和水，各组分的重量百分比为：水泥40-60%、过氧化氢3-5%、改性剂0.5-1%、混合材8-15%、水31-38%。

所述改性剂为硬脂酸钙、氯化钙、偏硅酸钠、无铁硫酸铝和木钙的混合物；各组分的重量百分比为：硬脂酸钙18.4~28.3%、氯化钙13.5~23.3%、偏硅酸钠4.8~9.6%、无铁硫酸铝30.1~50.7%、木钙4.9~8.3%。

所述混合材为粉煤灰、高岭土和建筑垃圾破碎微粉的混合物；各组分的重量百分比为：粉煤灰35~70%、高岭土10~35%、建筑垃圾破碎微粉10~40%。

所述发泡水泥填充体2的发泡水泥还包括有云母鳞片，所述云母鳞片的粒度为16目~20目，平均径厚比为80~120，所述云母鳞片的添加量占所述发泡水泥填充体中干料质量的3-5%。

所述空腔4为从垂直于水平面的方向贯通所述混凝土基体1的贯通结构，或为凹槽结构、且所述凹槽的槽口设于所述顶面；在所述空腔4的内表面设有至少一条凸肋5；在所述凸肋5上设有至少一个凸起形或凹入形断痕，用于增强所述发泡水泥填充体2与空腔4的结合整体性。

在所述前端面、后端面和/或两个侧面上分别设有至少一条灰槽6。

本发明砌块的制造方法，包括如下步骤，

1）带空腔的混凝土基体制备：采用强制式混凝土搅拌机将所述混凝土基体（1）的各组分搅拌均匀成混凝土混合料，然后使用砌块成型机振动加压成型；

2）发泡水泥制备：将所述发泡水泥填充体（2）的发泡水泥组分中除过氧化氢外的其余组分先混合搅拌均匀，然后加入过氧化氢，再搅拌成为填充用发泡水泥浆料待用；

3）发泡水泥充填式混凝土复合保温砌块成型：将步骤1）制备的带空腔的混凝土基体置于托板上，蒸汽养护2h-4h或自然养护4h-24h后，将步骤2）制备的发泡水泥浆料注入混凝土基体的空腔中，待发泡水泥化学发泡结束后，会形成高于所述混凝土基体顶面的面包头，去除所述面包头；然后继续养护，所述继续养护采用自然养护或蒸汽养护；所述蒸汽养护温度为40~90℃，养护时间为4h~12h，再自然养护至28天；所述自然养护应在自然条件下养护28天；

4）干燥：将步骤3）养护到期的砌块在鼓风干燥室内干燥，干燥室温度为40~90℃，干燥时间以发泡水泥充填式混凝土复合保温砌块的相对含水率达到25~45%为准；

5）成品堆码、包装；完毕。

步骤3）所述的去除面包头包括切除、压平或压入，

所述切除为：待所述发泡水泥填充体完全固化后，采用机械或手工切除；

所述压平为：往所述混凝土基体（1）的空腔（4）内注入所述发泡水泥浆料后，随即在所述混凝土基体（1）的顶面放置模板（7），以避免所述发泡水泥浆料在固化过程中溢出所述砌块的顶面；且确保所述混凝土复合保温砌块的顶面平整；

所述压入为：待所述发泡水泥填充体发泡完成后，延迟10-20分钟、在所述发泡水泥固化前在所述混凝土基体（1）的顶面放置模板（7），并施加压力至所述发泡水泥填充体顶面与所述混凝土基体（1）顶面平齐。

本发明采用上述技术方案后，主要有以下特点：

1．本发明为墙体自保温用混凝土复合保温砌块，解决了混凝土小型砌块热工性能差的问题，是一种结构功能一体化的新型墙体砌筑材料。

2．本发明采用混凝土、应用振动加压成型工艺制备带空腔的混凝土基体，作为发泡水泥充填式混凝土复合保温砌块承重主体，尺寸稳定性好，强度高，解决了采用泡沫混凝土、砂浆等所制基材吸水率高、耐水性差和易开裂等弊病。

3．本发明采用发泡水泥作为混凝土复合保温砌块填充保温材料，解决了有机保温材料作为填充保温材料带来的燃烧性能问题，且具有耐久、成本低、生产方便等特点。

4．本发明采用发泡水泥作为混凝土复合保温砌块填充保温材料，解决了使用泡沫混凝土（水泥）作为填充保温材料时易出现的泌水沉降以及硬化后干表观密度高、保温性能较差、表面出现凹陷等问题，且具有早强、高强、耐久性好、成本低等特点。

5．本发明通过优化带空腔的混凝土基体结构、调整轻混凝土和发泡水泥的干表观密度，可使发泡水泥充填式混凝土复合保温砌块砌体传热系数满足国家建筑节能标准要求。

6．本发明采用带空腔的混凝土基体制备→发泡水泥浆料制备→发泡水泥充填式混凝土复合保温砌块成型→干燥工艺流程，可实现发泡水泥充填式混凝土复合保温砌块工业化和自动化生产，生产效率高、劳动强度低。

7．本发明采用干燥工艺控制发泡水泥充填式混凝土复合保温砌块的相对含水率，可保证其热工功能，有效控制其上墙后的线性干缩，以免墙体出现裂缝；构成本发明砌块的两部分（即基体与填充体）结合强度高，使用适应性好，在具有多个凸肋的情况下，在相邻凸肋之间可以采用专用设备将砌块分割，作为主规格砌块的辅助块使用。

8．本发明利用粉煤灰、炉底渣、建筑垃圾、工业尾矿等固体废弃物，符合国家发展循环经济、低碳经济和可持续发展战略。

9．本发明产品可广泛用于城镇框架结构建筑和村镇建筑内外墙体。

10．采用本发明的制造方法，制得的混凝土基体干表观密度为550-750kg/m³，强度等级达到MU2.5、MU3.5或MU5.0；发泡水泥填充体干表观密度为100-180kg/m³，立方体抗压强度为0.10-0.40MPa，导热系数为0.045-0.055W/（m²·K）；最终获得的成品保温砌块的干表观密度≤800kg/m³，强度等级达到MU2.5、MU3.5或MU5.0，同时具有良好的保温性能、不燃性和耐久性。

附图说明

图1为本发明基本砌块的结构示意图，

图2为本发明优化砌块的结构示意图，

图3为本发明基本砌块之混凝土基体的立体图，

图4为本发明优化砌块之混凝土基体的立体图，

图5为本发明基本砌块混凝土基体的主视图，

图6为图5中B-B剖视图一，

图7为图5中B-B剖视图二，

图8为图5中C-C剖视图，

图9为图5中A-A剖视图，

图10为图9中D-D剖视图，

图11为图9中E-E剖视图，

图12为本发明优化砌块混凝土基体的主视图，

图13为图12中F-F剖视图，

图14为本发明优化砌块使用方法示意图，

图15为本发明优化砌块分隔块一的示意图，

图16为本发明优化砌块分隔块二的示意图，

图17为本发明优化砌块分隔块三的示意图；

图18为本发明制造方法的示意图，

图19为图18的左视图，

图20为本发明制造方法中优化措施二的示意图一，

图21为本发明制造方法中优化措施二的示意图二，

图22为本发明制造方法中优化措施三的示意图一，

图23为本发明制造方法中优化措施三的示意图二；

图中：

1是混凝土基体，11是1/4砌块，12是3/4砌块，13是1/2砌块，

2是发泡水泥填充体，21是面包头，

3是空气间层，

4是空腔，41是腔底，

5是凸肋，51是辅助凸肋，52是断痕，53是凸肋连接梁，

6是灰槽；

7是模板；

图14中的双点划线为优化砌块的分割线。

具体实施方式

本发明砌块的如图1-17所示：包括带空腔的混凝土基体1，所述混凝土基体1为长方体或正方体，使得所述混凝土基体1具有顶面、底面、前端面、后端面和两个侧面；所述混凝土基体1的混凝土由水泥、骨料、粉煤灰、混凝土外加剂和水组成；所述混凝土基体1的至少一个外表面的内侧设有至少一个贯穿所述混凝土基体的空气间层3，在所述混凝土基体1内还设有至少一个截面面积大于所述空气间层3之截面面积的空腔4；在所述空腔4中设有发泡水泥填充体2。

所述改性剂为硬脂酸钙、氯化钙、偏硅酸钠、无铁硫酸铝和木钙的混合物；各组分的重量百分比为：硬脂酸钙18.4~28.3%、氯化钙13.5~23.3%、偏硅酸钠4.8~9.6%、无铁硫酸铝30.1~50.7%、木钙4.9~8.3%。前述改性剂作用是用于提高发泡水泥浆体的结构稳定性、加速结构形成过程和强度发展、降低硬化体的吸水性和收缩性、调整和优化发泡混凝土的孔结构和孔径大小等。

所述混合材为粉煤灰、高岭土和建筑垃圾破碎微粉的混合物；各组分的重量百分比为：粉煤灰35~70%、高岭土10~35%、建筑垃圾破碎微粉10~40%。前述混合材作用是用于提高发泡水泥的物理力学性能，改善耐久性等。

所述发泡水泥填充体2的发泡水泥还包括有云母鳞片，所述云母鳞片的粒度为16目~20目，平均径厚比为80~120，所述云母鳞片的添加量占所述发泡水泥填充体中干料质量的3-5%。通过云母鳞片在发泡水泥填充体中的三维乱向分布，显著改善发泡水泥填充体的三维尺寸稳定性，提高防火性能、隔热性能、隔音性能。这点需要进一步详细说明的是：均匀混合在发泡水泥中的特定尺寸的云母鳞片（16目~20目，平均径厚比为80~120），随着发泡水泥整体的膨胀，在膨胀前、膨胀中和膨胀后均能保持均布状态。同时在发泡过程中刚好能够与发泡水泥气泡的尺寸相适配，而其质量又使得气泡不足以“驱动”它移动，但能根据结合时的角度驱使云母鳞片进行无序的角度变化，这就使得云母鳞片在定型后的发泡水泥中在片状体的角度上形成三维的“乱向”分布，而在分布均匀性上又能得到一定的保证。得到上述效果后，使得云母鳞片在固化后的发泡水泥中起到显著改善填充体的三维尺寸稳定性，提高防火性能、隔热性能、隔音性能的作用。

本发明的砌块在结构方面：空腔4为从垂直于水平面的方向贯通混凝土基体1的贯通结构，或为凹槽结构、且凹槽的槽口设于顶面。图5中左半部分显示为贯通结构，右半部分显示为凹槽结构，并且中部凸肋5（主肋）的底部设有凸肋连接梁53。图6-11进一步说明了上述两种实施方式以及其它优化实施例的区别。

在前端面、后端面和/或两个侧面上分别设有至少一条灰槽6。一般情况下，灰槽6设置在两侧面，利于相邻砌块之间的结合强度；但不排除在前、后端面也设置灰槽6，以利于墙体表面灰层的结合强度。

空气间层3垂直于水平面方向，为盲孔结构或通孔结构。这点根据客户的需要而定。空气间层3主要起减重、保温等作用，同时便于施工和装修。

在凸肋5设置上，本案提供两种主要块形，

一是如图1、3、5-11所示的基本砌块形式，在空腔4的内表面设有至少一条凸肋5；

在凸肋5上设有至少一个凸起形或凹入形断痕，用于增强发泡水泥填充体2与空腔4的结合整体性。出于加工便利性的考虑空腔4为贯通结构时，在凸肋5表面设置凸起形的断痕比较方便。但随着加工工艺技术的进步，凹入式的断痕并非不能实现，如图6中空腔4底部也相当于一种凹入形的断痕。用于增强发泡水泥填充体2与空腔4的结合整体性。

二是在基本砌块形式上进一步的优化砌块，如图2、4、12、13所示，在空腔4的内表面设有至少一对凸肋5，一对凸肋中的一个凸肋设于朝向前端面方向，另一个凸肋设于朝向后端面方向。即无论是如图1、3、5-11所示的基本砌块形式，还是图2、4、12、13所示的优化砌块形式，处于基体1宽度方向中心位置的主凸肋5都是应该设置的。进一步地在该对主凸肋两侧还设置有辅助凸肋51，一对主凸肋和两对辅助凸肋51在宽度方向（即两侧面之间）均布。这样就便于在加工中沿主凸肋和辅助凸肋51的中心进行分割，分割为1/2、3/4、1/4的块形。以便于不同场合的使用。

本发明砌块的制造方法，包括如下步骤，

1）带空腔的混凝土基体制备：采用强制式混凝土搅拌机将所述混凝土基体1的各组分搅拌均匀成混凝土混合料，然后使用砌块成型机振动加压成型；

2）发泡水泥制备：将所述发泡水泥填充体2的发泡水泥组份中除过氧化氢外的其余组分先混合搅拌均匀，然后加入过氧化氢，再搅拌成为填充用发泡水泥浆料待用；

3）发泡水泥充填式混凝土复合保温砌块成型：将步骤1）制备的带空腔的混凝土基体置于托板上，蒸汽养护2h-4h或自然养护4h-24h后，将步骤2）制备的发泡水泥浆料注入混凝土基体的空腔中，待发泡水泥化学发泡结束后，会形成高于所述混凝土基体顶面的面包头（即发泡水泥溢出基体顶面的部分），如图18、19所示，去除所述面包头；然后继续养护，所述继续养护采用自然养护或蒸汽养护；所述蒸汽养护温度为40~90℃，养护时间为4h~12h，再自然养护至28天；所述自然养护应在自然条件下养护28天；这里的自然养护指在室外常温（5-35℃）下静置；

5）成品堆码、包装；完毕。

步骤3）所述的去除面包头包括切除、压平或压入，

所述压平为：往所述混凝土基体1的空腔4内注入所述发泡水泥浆料后，随即在所述混凝土基体1的顶面放置模板7，以避免所述发泡水泥浆料在固化过程中溢出所述砌块的顶面；且确保所述混凝土复合保温砌块的顶面平整；如图20、21所示，图20采用的是有底的基体，图21显示的是空腔贯通形的基体。

所述压入为：待所述发泡水泥填充体发泡完成后，延迟10-20分钟、在所述发泡水泥固化前在所述混凝土基体1的顶面放置模板7，并施加压力至所述发泡水泥填充体顶面与所述混凝土基体1顶面平齐，如图22、23所示。

这里需要明确的是发泡完成的时间点为：发泡到一定高度，且表面不再出现消泡时，就表明发泡结束了，此时表面形成硬壳。而10-20分钟这一时间内发泡水泥整体仍具有一定的塑性变形能力，在此时间内进行压入，能有效去除面包头，且优化发泡水泥中气泡分散性和云母鳞片无序性；同时填充体顶面的硬度、强度大大增加，不易破损。

采用压平或压入措施时，尽管会导致发泡水泥的密度增加，但气泡在发泡过程中被压缩，导致速度减慢、运动“势能”增大，使得云母鳞片被翻动的驱动力更加没有规律，由于本发明采用的发泡水泥配方在发泡过程中气泡的尺寸一般在0.3~1.5mm，不足以驱动云母鳞片移动，而只能翻转。这种情况下，最终产品中的云母鳞片排列的无序性更佳，使得产品的保温、隔热、隔音，三维尺寸稳定性等得到更好的保障。

冷却后的发泡水泥充填式混凝土复合保温砌块堆码在转运板上，再采用塑料布包装，堆放时应有防雨、防潮措施。

上述方法中，步骤1）通过调整原材料组成及含量得到不同导热系数的水泥混凝土和不同强度等级、不同块体密度的带空腔的混凝土基体；步骤1）可以通过更换模具生产不同规格、不同形状、不同密度等级和强度等级的带空腔的混凝土基体；步骤2）通过调整各组分含量得到不同干表观密度、立方体抗压强度和导热系数的发泡水泥。步骤3）通过采用不同导热系数的发泡水泥填充带空腔的混凝土基体，可生产不同砌体传热系数的发泡水泥充填式混凝土复合保温砌块；步骤4）可以控制发泡水泥充填式混凝土复合保温砌块的相对含水率，从而保证制品的保温隔热性能，控制其上墙后的干缩和开裂。

本发明砌块结构中的混凝土基体赋予混凝土复合保温砌块良好的物理力学性能和耐久性，空气间层和发泡水泥则赋予混凝土复合保温砌块良好的热工性能，同时设置空气间层便于制品转运、砌筑和装修施工。发泡水泥充填式混凝土复合保温砌块具有质轻、保温隔热和隔音效果好、比强度高、不燃、抗渗等特点，可广泛用于城镇框架结构建筑和村镇建筑内外墙体。本发明施工方便、性能稳定，大大降低了劳动强度和建筑成本。

下面结合实施例进一步说明本发明：

实施例1

带空腔的混凝土基体规格尺寸为390mm×240mm×190mm，外形为长方体，侧面为平头，后端面内侧基体内设有1排宽度为20mm的空气间层，内部设有一排面积较大的空腔。空气间层由3个小孔组成，空腔形状为上下通孔、中间带有1个凸肋，凸肋上设置凸起形断痕。发泡水泥填充体通过在线填充设备，填充于混凝土基体的空腔中。带空腔的混凝土基体与充填的发泡水泥通过胶结和机械咬合（即与断痕形成的嵌合结构）组合成一体。

采用强制式混凝土搅拌机将水泥、超轻陶粒、粉煤灰、外加剂和水等搅拌均匀成混合料，使用砌块成型机成型带空腔的混凝土基体，该坯体带托板经70℃的蒸汽养护2h后待用。将水泥、粉煤灰、改性剂、过氧化氢和水等混合搅拌均匀，制成填充用发泡水泥浆料，然后在线填充于混凝土基体的空腔中，待发泡水泥化学发泡结束后，采用手工去除“面包头”，带托板自然养护至28天。出厂前在50℃的干燥窑内干燥，当相对含水率小于40%（中等地区）时停止干燥。

本发明中的自然养护为：在常温（5-35℃）条件下，室外露天静置。

经测试，所述带空腔的混凝土基体块体密度为730kg/m³，强度等级达到MU3.5；充填的发泡水泥干表观密度为100kg/m³，立方体抗压强度为0.10MPa，导热系数为0.045W/（m·K）；本发明的发泡水泥充填式混凝土复合保温砌块干表观密度为780kg/m³，强度等级达到MU3.5，平均热阻为1.070（m²·K）/W。

实施例2

带空腔的混凝土基体规格尺寸为390mm×240mm×190mm，外形为长方体，侧面为平头，前端面和后端面内侧基体内各设有1排宽度为14mm的空气间层，内部设有一排宽度较大的空腔。空气间层由2个小孔组成，空腔形状为上下通孔、中间带有3个凸肋。发泡水泥填充体通过离线填充于混凝土基体的空腔中。所述带空腔的混凝土基体与充填的发泡水泥通过胶结组合成一体。

采用强制式混凝土搅拌机将水泥、建筑垃圾再生原料、粉煤灰、混凝土外加剂和水等搅拌均匀成混合料，使用砌块成型机成型带空腔的混凝土基体，该坯体带托板经50℃的蒸汽养护4h后待用。将水泥、硅灰、改性剂、铝粉和水等混合搅拌均匀，制成填充用发泡水泥浆料，然后在线填充于混凝土基体的空腔中，待发泡水泥化学发泡结束后，采用机械方式，切除“面包头”，带托板在40℃温度下蒸汽养护12h，然后自然养护至28天。出厂前在40℃的干燥室内干燥，当相对含水率小于45%（潮湿地区）时停止干燥。

经测试，所述带空腔的混凝土基体块体密度为700kg/m³，强度等级达到MU2.5；充填的发泡水泥干表观密度为180kg/m³，立方体抗压强度为0.40MPa，导热系数为0.055W/（m·K）；本发明的发泡水泥充填式混凝土复合保温砌块干表观密度为780kg/m³，强度等级达到MU2.5，平均热阻为1.077（m²·K）/W。

实施例3

带空腔的混凝土基体规格尺寸为390mm×310mm×190mm，外形为长方体，两侧面及前后端面分别设有一对灰槽，前端面内侧基体内设有1排宽度为25mm的空气间层，基体设有一排宽度较大的空腔。空气间层由4个小孔组成，空腔形状为凹槽结构（即具有槽底41）、中间带有3对凸肋，每个凸肋上设置有凹入形断痕。发泡水泥填充体通过在线填充于混凝土基体的空腔中。所述带空腔的混凝土基体与充填的发泡水泥通过胶结和机械咬合组合成一体采用强制式混凝土搅拌机将水泥、工业尾矿再生原料、粉煤灰、混凝土外加剂和水等搅拌均匀成混合料，使用砌块成型机成型带空腔的混凝土基体，该坯体带托板经自然养护8h后待用。将水泥、磨细矿渣、改性剂、过氧化氢和水等混合搅拌均匀，制成填充用发泡水泥浆料，然后在线填充于混凝土基体的空腔中，待发泡水泥化学发泡结束后，采用压平去除方式，去除“面包头”，带托板在90℃温度下蒸汽养护4h，然后自然养护至28天。出厂前在90℃的干燥室内干燥，当相对含水率小于35%（干燥地区）时停止干燥。

经测试，所述带空腔的混凝土基体块体密度为730kg/m³，强度等级达到MU5.0；充填的发泡水泥干表观密度为100kg/m³，立方体抗压强度为0.10MPa，导热系数为0.045W/（m·K）；本发明的发泡水泥充填式混凝土复合保温砌块干表观密度为790kg/m³，强度等级达到MU5.0，平均热阻为1.632（m²·K）/W。

实施例4

带空腔的混凝土基体规格尺寸为390mm×310mm×190mm，外形为长方体，两侧面分别设有2个灰槽，前后端面内侧各设有1排宽度为20mm的空气间层，基体内部设有一排宽度较大的空腔。所述空气间层由3个小孔组成，空腔形状为上下通孔，空腔4正中位置内设有一对凸肋5，在凸肋5的下部设有凸肋连接梁53，使得砌块基体在转运过程中的强度更好，避免凸肋底部出现掉渣、缺角的缺陷。发泡水泥填充体通过离线填充于混凝土基体的空腔中。所述带空腔的混凝土基体与充填的发泡水泥通过胶结和机械咬合组合成一体。

采用强制式混凝土搅拌机将水泥、砂、石粉、粉煤灰、混凝土外加剂和水等搅拌均匀成混合料，使用砌块成型机成型带空腔的混凝土基体，该坯体带托板经自然养护8h后待用。将水泥、高岭土、改性剂、铝粉和水等混合搅拌均匀，制成填充用发泡水泥浆料，然后在线填充于混凝土基体的空腔中，待发泡水泥化学发泡结束后，采用压入方式去除“面包头”，带托板在60℃温度下蒸汽养护8h，然后自然养护至28天。出厂前在60℃的干燥窑内干燥，当相对含水率小于40%（中等地区）时停止干燥。

经测试，所述带空腔的混凝土基体块体密度为700kg/m³，强度等级达到MU3.5；充填的发泡水泥干表观密度为180kg/m³，立方体抗压强度为0.40MPa，导热系数为0.055W/（m·K）；本发明的发泡水泥充填式混凝土复合保温砌块干表观密度为790kg/m³，强度等级达到MU3.5，平均热阻为1.381（m²·K）/W。

Claims

1.一种发泡水泥充填式混凝土复合保温砌块，其特征在于，包括带空腔的混凝土基体(1)，所述混凝土基体(1)为长方体或正方体，使得所述混凝土基体(1)具有顶面、底面、前端面、后端面和两个侧面；所述混凝土基体(1)的混凝土由水泥、骨料、粉煤灰、外加剂和水组成；所述混凝土基体(1)的至少一个外表面的内侧设有至少一个贯穿所述混凝土基体的空气间层(3)，在所述混凝土基体(1)内还设有至少一个截面面积大于所述空气间层(3)之截面面积的空腔(4)；在所述空腔(4)中设有发泡水泥填充体(2)；

所述发泡水泥填充体(2)的发泡水泥包括水泥、过氧化氢、改性剂、混合材和水；

所述发泡水泥填充体(2)的发泡水泥还包括有云母鳞片，所述云母鳞片的粒度为16目～20目，平均径厚比为80～120，所述云母鳞片的添加量占所述发泡水泥填充体中干料质量的3-5％。

2.根据权利要求1所述的一种发泡水泥充填式混凝土复合保温砌块，其特征在于，所述骨料为超轻陶粒、建筑垃圾再生原料、工业尾矿再生原料和石粉的混合物；其中各组分重量百分比为：超轻陶粒5～25％、建筑垃圾再生原料20～60％、工业尾矿再生原料0～40％、石粉0～40％。

3.根据权利要求1所述的一种发泡水泥充填式混凝土复合保温砌块，其特征在于，所述改性剂为硬脂酸钙、氯化钙、偏硅酸钠、无铁硫酸铝和木钙的混合物；各组分的重量百分比为：硬脂酸钙18.4～28.3％、氯化钙13.5～23.3％、偏硅酸钠4.8～9.6％、无铁硫酸铝30.1～50.7％、木钙4.9～8.3％。

4.根据权利要求1所述的一种发泡水泥充填式混凝土复合保温砌块，其特征在于，所述混合材为粉煤灰、高岭土和建筑垃圾破碎微粉的混合物；各组分的重量百分比为：粉煤灰35～70％、高岭土10～35％、建筑垃圾破碎微粉10～40％。

5.根据权利要求1所述的一种发泡水泥充填式混凝土复合保温砌块，其特征在于，所述空腔(4)为从垂直于水平面的方向贯通所述混凝土基体(1)的贯通结构，或为凹槽结构、且所述凹槽的槽口设于所述顶面；在所述空腔(4)的内表面设有至少一条凸肋(5)；在所述凸肋(5)上设有至少一个凸起形或凹入形断痕，用于增强所述发泡水泥填充体(2)与空腔(4)的结合整体性。

6.根据权利要求1所述的一种发泡水泥充填式混凝土复合保温砌块，其特征在于，在所述前端面、后端面和/或两个侧面上分别设有至少一条灰槽(6)。

7.一种权利要求1所述的一种发泡水泥充填式混凝土复合保温砌块的制造方法，其特征在于，包括如下步骤，

1)带空腔的混凝土基体制备：采用强制式混凝土搅拌机将所述混凝土基体(1)的各组分搅拌均匀成混凝土混合料，然后使用砌块成型机振动加压成型；

2)发泡水泥制备：将所述发泡水泥填充体(2)的发泡水泥组分中除过氧化氢外的其余组分先混合搅拌均匀，然后加入过氧化氢，再搅拌成为填充用发泡水泥浆料待用；

3)发泡水泥充填式混凝土复合保温砌块成型：将步骤1)制备的带空腔的混凝土基体置于托板上，蒸汽养护2h-4h或自然养护4h-24h后，将步骤2)制备的发泡水泥浆料注入混凝土基体的空腔中，待发泡水泥化学发泡结束后，会形成高于所述混凝土基体顶面的面包头，去除所述面包头；然后继续养护，所述继续养护采用自然养护或蒸汽养护：

蒸汽养护温度为40～90℃，养护时间为4h～12h，再自然养护至28天；

自然养护应在自然条件下养护28天；

4)干燥：将步骤3)养护到期的砌块在鼓风干燥室内干燥，干燥室温度为40～90℃，干燥时间以发泡水泥充填式混凝土复合保温砌块的相对含水率达到25～45％为准；

5)成品堆码、包装；完毕。

8.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，步骤3)所述的去除面包头包括切除、压平或压入，

所述压平为：往所述混凝土基体(1)的空腔(4)内注入所述发泡水泥浆料后，随即在所述混凝土基体(1)的顶面放置模板(7)，以避免所述发泡水泥浆料在固化过程中溢出所述砌块的顶面；且确保所述混凝土复合保温砌块的顶面平整；所述压入为：待所述发泡水泥填充体发泡完成后，延迟10-20分钟、在所述发泡水泥填充体固化前在所述混凝土基体(1)的顶面放置模板(7)，并施加压力至所述发泡水泥填充体顶面与所述混凝土基体(1)顶面平齐。