CN104829188A - 一种自保温砌块芯材或夹层专用泡沫混凝土材料及其制备方法 - Google Patents

一种自保温砌块芯材或夹层专用泡沫混凝土材料及其制备方法 Download PDF

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陈雪梅
刘元正
钟华
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Abstract

本发明提供一种自保温砌块芯材或夹层专用泡沫混凝土材料及制备方法,其组成材料及质量份数是:水泥100份、快硬硫铝酸盐水泥2~15份、活性微硅粉5~20份、橡胶粉2~10份、乳胶粉2~8份、纤维0~2份、憎水剂0.2~1.5份、引气剂0.01~0.2份、减水剂0.1~2份、发泡剂1.5~3份、水24~50份。该泡沫混凝土材料专为自保温砌块芯材或夹层所需特点设计,具有较高的粘结强度、较低的压折比、低的导热系数与吸水率、良好的耐久性、生产工艺简单、保温隔热性能良好及阻燃等特点,有效地缓解现有自保温砌块芯材或夹层抗剪切变形能力差、强度低、易收缩开裂、渗水、易燃等问题。

Description

一种自保温砌块芯材或夹层专用泡沬混凝土材料及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种自保温砌块芯材或夹层专用泡沫混凝土材料及其制备方法,具体是制备一种可代替易燃、老化的轻质聚苯板,用于自保温砌块芯材或夹层的材料,可有效缓解普通泡沫混凝土芯材及夹层易开裂、强度低、粉化、渗水、变形能力差等问题的表观密度为160〜300 kg / m3泡沫混凝土材料的方法,属于建筑材料技术领域。
[0002]
背景技术
[0003] 面对能源日益紧缺的情况,目前我国部分地区,如北京、天津等已经开始实施第三步节能设计标准,即节能率达到65%。传统的普通混凝土小型空心砌块保温隔热性能较差,为了满足建筑节能设计的要求,墙体自保温砌块应运而生。墙体自保温砌块是在普通混凝土砌块的基础上,通过一些有效措施来提高砌块的保温隔热性能的一种功能砌块,即用该砌块所砌筑的单一墙体体系(自保温墙体)既可以起到保温隔热又可起到墙体结构围护的作用。
[0004] 为了提高普通砌块的保温隔热性能,就要改变传统砌块传热系数高的缺点。这主要从两个方面进行改进:(I)改变砌块的孔洞排列和形状大小;(2)选用不同原材料。
[0005] 现有的自保温砌块分别从块型设计和原材料的选择上进行了研究和改进。如公开号为CN201089993的“Z型单腔自保温砌块”、公开号为CN201411814的“一种自保温插板砌块”、公开号CN201137245的“复合自保温砌块”等绝大多数专利产品,公开的砌块结构主要由强度较高的外壳和空心或填充导热系数低的材料如有机泡沫塑料、或低密度的无机材料等组成。用于充填的有机泡沫塑料是可燃的,也不耐高温;而用于充填的无机类不燃保温隔热材料:如玻化微珠保温砂浆、聚苯颗粒保温砂浆,价格较高或具有很大的区域性限制,运输费用较高。公开号CN102493593的“用于墙体自保温的煤矸石泡沫混凝土砌块”、公开号为CN202131705的“发泡水泥保温夹层砌块”等专利提出芯材或夹层采用低密度的泡沫混凝土可制得性能较好的自保温砌块,但并未公开所用芯材或夹层的制备方法与性能指标。
[0006] 研究者普遍认为用于芯材及夹层的材料只要导热系数低就好,因此研究低密度泡沫混凝土的报道越来越多,而针对自保温砌块的特点及使用环境对芯材及夹层材料进行设计的研究几乎没有。低密度泡沫混凝土导热系数较低,具有很好的隔热性能,但其与砌块的粘结性能、抗剪切变形能力、抗渗透等性质同样重要。
发明内容
[0007] 本发明的目的在于公开一种自保温砌块芯材或夹层专用泡沫混凝土材料及其制备方法。该泡沫混凝土材料专为自保温砌块芯材或夹层所需特点设计,具有较高的粘结强度、较低的压折比、低的导热系数与吸水率、且与砌块同寿命、生产工艺简单、保温隔热性能良好及阻燃等特点,有效地增强了普通低密度泡沫混凝土芯材或夹层抗剪切变形的能力,改善了易收缩开裂、粘结能力不强、易渗水等问题。
[0008] 本发明的内容是:一种自保温砌块芯材或夹层专用泡沫混凝土材料及制备方法,其特征在于包括以下重量份的原材料:水泥100份、快硬硫铝酸盐水泥2〜15份、活性微硅粉5〜20份、橡胶粉2〜10份、乳胶粉2〜8份、纤维O〜2份、憎水剂0.2〜1.5份、弓丨气剂0.01〜0.2份、减水剂0.1〜2份、发泡剂1.5〜3份、水24〜50份。
[0009] 本发明的内容中:所述水泥为P.042.5级普通硅酸盐水泥;快硬硫铝酸盐水泥组成为熟料+石膏彡90%,石灰石彡10%,其抗压强度Id彡33MPa,3d彡42.5MPa,28d彡45.0MPa,比表面积应不小于350m2/kg,初凝< 30min,终凝< 60min。
[0010] 本发明的内容中:所述活性微硅粉为无定形超细粉末,其主要成份是S12,含量85%〜95%,比表面积:15〜27 m2/g,松散容重:150〜200 kg/m3,活性指标彡85%。
[0011]本发明的内容中:所述橡胶粉为天然橡胶粉、废弃轮胎橡胶粉、改性橡胶粉中的一种。
[0012] 本发明的内容中:所述乳胶粉为醋酸乙烯酯与乙烯共聚乳胶粉,固含> 98%,细度
0.5 〜8 μ m0
[0013] 本发明的内容中:所述纤维为8〜19mm的聚丙烯纤维。
[0014] 本发明的内容中:所述憎水剂为市售有机硅憎水剂,硬酯酸钙憎水剂及改性硬脂酸钙憎水剂中的一种。
[0015] 本发明的内容中:所述引气剂为市售烷基苯磺酸盐类引气剂。
[0016] 本发明的内容中:所述减水剂为聚羧酸类高性能减水剂,固含35%〜50%,减水率18% 〜35%。
[0017] 本发明的内容中:所述发泡剂为动物蛋白发泡剂,且与水按1:15〜40的比例稀释后机械发泡。
[0018] 本发明自保温砌块芯材或夹层专用泡沫混凝土材料的制备方法,主要是:先按重量份数称取粉料与纤维并搅拌至各材料混合均匀,然后加入所需的减水剂及水搅拌至均匀的浆体,最后将发泡剂与水按1:15〜40混合制得的泡沫掺入浆体中混匀经浇筑养护成型。
[0019] 与现有技术相比,本发明具有下列特点和有益效果:
(I)本发明在自保温砌块芯材或夹层专用泡沫混凝土材料中加入可再分散乳胶粉,提高了芯材与基材的粘结强度以及泡沫混凝土的软化系数。
[0020] (2)本发明在自保温砌块芯材或夹层专用泡沫混凝土材料中加入橡胶粉,不仅可以降低芯材或夹层的导热系数,与纤维、乳胶粉合用可显著降低泡沫混凝土的压折比,增强其抵抗变形与开裂的能力。
[0021] (3)本发明在自保温砌块芯材或夹层专用泡沫混凝土材料中加入表面活性剂一引气剂,可降低浆体的表面张力,使得引入的泡沫易分散、稳定、形成良好的孔结构体系,有利于提高芯材或夹层的强度和降低其导热系数。
[0022] (4)本发明在自保温砌块芯材或夹层专用泡沫混凝土材料中加入憎水剂,提高了芯材或夹层的耐水性,从而使自保温砌块的抗渗漏问题得到缓解。
[0023] (5)本发明制备的泡沫混凝土表观密度在160〜300 kg / m3范围内,其抗压强度可达0.4〜1.5 M P a,压折比I〜2.5,导热系数0.0314〜0.0502 W / (m*k),72h的体积吸水率5%〜20%,粘结强度0.15〜0.6MPa,较普通低密度泡沫混凝土性能优异。
[0024] (6)本发明制备的自保温砌块芯材或夹层专用泡沫混凝土相比于使用聚苯颗粒注塑在空心砌块砖中,生产工艺简单,成本低且为A级不燃材料;相比与聚苯板夹层,粘结性能好,耐久性好,有利于提高砌块的抗震性能;相比于普通低密度泡沫混凝土,性能更突出,针对性更强。
具体实施方式
[0025] 具体实施方式参照实施例,但不限于实施例。
[0026] 实施例1
首先称取水泥220份、快硬硫铝酸盐水泥20份、活性微硅粉22份、橡胶粉10份、乳胶粉8份、纤维2份、憎水剂1.5份、引气剂0.05份、减水剂1.2份、发泡剂3.3份、水71份。将粉料(水泥、快硬硫铝酸盐水泥、活性微硅粉、橡胶粉、乳胶粉、、憎水剂、引气剂)与纤维在搅拌机中搅拌均匀;然后将减水剂与水加入搅拌机中搅拌至均匀浆体;同时将发泡剂与水按1:25的比例稀释发泡;最后将制得的泡沫与浆体混匀后即可浇筑成型,经养护后测定其表观密度为298 kg / m3,抗压强度1.2MPa,压折比2,导热系数0.0451 W / (m.k),体积吸水率10%,与砂浆的粘结强度0.2MPa,在自然养护过程中无裂纹产生。
[0027] 实施例2
首先称取水泥210份、快硬硫铝酸盐水泥20份、活性微硅粉30份、橡胶粉10份、乳胶粉8份、纤维2份、憎水剂1.5份、引气剂0.05份、减水剂1.3份、发泡剂3.3份、水75份。将粉料(水泥、快硬硫铝酸盐水泥、活性微硅粉、橡胶粉、乳胶粉、、憎水剂、引气剂)与纤维在搅拌机中搅拌均匀;然后将减水剂与水加入搅拌机中搅拌至均匀浆体;同时将发泡剂与水按1:25的比例稀释发泡;最后将制得的泡沫与浆体混匀后即可浇筑成型,经养护后测定其表观密度为284 kg / m3,抗压强度1.3 MP a,压折比2,导热系数0.0411 W / (m.k),体积吸水率8%,与砂浆的粘结强度0.24 M P a,在自然养护过程中无裂纹产生。
[0028] 实施例3
首先称取水泥210份、快硬硫铝酸盐水泥20份、活性微硅粉28份、橡胶粉16份、乳胶粉12份、纤维2份、憎水剂1.5份、引气剂0.05份、减水剂1.3份、发泡剂3.3份、水80份。将粉料(水泥、快硬硫铝酸盐水泥、活性微硅粉、橡胶粉、乳胶粉、、憎水剂、引气剂)与纤维在搅拌机中搅拌均匀;然后将减水剂与水加入搅拌机中搅拌至均匀浆体;同时将发泡剂与水按1:25的比例稀释发泡;最后将制得的泡沫与浆体混匀后即可浇筑成型,经养护后测定其表观密度为305 kg/ m3,抗压强度1.25 MP a,压折比1.5,导热系数0.0401 W / (m.k),体积吸水率7%,与砂浆的粘结强度0.31 M P a,在自然养护过程中无裂纹产生。
[0029] 实施例4
首先称取水泥180份、快硬硫铝酸盐水泥8份、活性微硅粉10份、橡胶粉10份、乳胶粉12份、纤维2.5份、憎水剂1.5份、引气剂0.1份、减水剂1.4份、发泡剂3.3份、水58份。将粉料(水泥、快硬硫铝酸盐水泥、活性微硅粉、橡胶粉、乳胶粉、、憎水剂、引气剂)与纤维在搅拌机中搅拌均匀;然后将减水剂与水加入搅拌机中搅拌至均匀浆体;同时将发泡剂与水按1:25的比例稀释发泡;最后将制得的泡沫与浆体混匀后即可浇筑成型,经养护后测定其表观密度为242 kg/ m3,抗压强度0.92 MP a,压折比1.3,导热系数0.0391 W / (m.k),体积吸水率6%,与砂浆的粘结强度0.18 M P a,在自然养护过程中无裂纹产生。
[0030] 实施例5
首先称取水泥145份、快硬硫铝酸盐水泥6份、活性微硅粉6份、橡胶粉8份、乳胶粉10份、纤维1.8份、憎水剂1.2份、引气剂0.05份、减水剂1.1份、发泡剂3.6份、水42份。将粉料(水泥、快硬硫铝酸盐水泥、活性微硅粉、橡胶粉、乳胶粉、、憎水剂、引气剂)与纤维在搅拌机中搅拌均匀;然后将减水剂与水加入搅拌机中搅拌至均匀浆体;同时将发泡剂与水按1:25的比例稀释发泡;最后将制得的泡沫与浆体混匀后即可浇筑成型,经养护后测定其表观密度为189 kg/ m3,抗压强度0.71 MP a,压折比1.15,导热系数0.0361 ff / (m.k),体积吸水率5.2%,与砂浆的粘结强度0.16 M P a,在自然养护过程中无裂纹产生。
[0031] 实施例6
首先称取水泥100份、快硬硫铝酸盐水泥10份、活性微硅粉15份、橡胶粉7份、乳胶粉8份、纤维1.2份、憎水剂0.6份、引气剂0.1份、减水剂1.2份、发泡剂3份、水31份。将粉料(水泥、快硬硫铝酸盐水泥、活性微硅粉、橡胶粉、乳胶粉、、憎水剂、引气剂)与纤维在搅拌机中搅拌均匀;然后将减水剂与水加入搅拌机中搅拌至均匀浆体;同时将发泡剂与水按1:25的比例稀释发泡;最后将制得的泡沫与浆体混匀后即可浇筑成型,经养护后测定其表观密度为165 kg / m3,抗压强度0.42 M P a,压折比I,导热系数0.0341 W / (m.k),体积吸水率4.1%,与砂浆的粘结强度0.10 M P a,在自然养护过程中无裂纹产生。
[0032] 上述实施例中:所述水泥为P.042.5级普通硅酸盐水泥;快硬硫铝酸盐水泥组成为熟料+石膏彡90%,石灰石彡10%,其抗压强度Id彡33MPa,3d彡42.5 MPa,28d彡45.0MPa,比表面积应不小于350m2/kg,初凝< 30min,终凝< 60min。
[0033] 上述实施例中:所述活性微硅粉为无定形超细粉末,其主要成份是S12,含量85%〜95%,比表面积:15〜27 m2/g,松散容重:150〜200 kg/m3,活性指标彡85%。
[0034] 上述实施例中:所述橡胶粉为天然橡胶粉、废弃轮胎橡胶粉、改性橡胶粉中的一种,细度彡80。
[0035] 上述实施例中:所述乳胶粉为醋酸乙烯酯与乙烯共聚乳胶粉,固含>98%,细度
0.5 〜8 μ m0
[0036] 上述实施例中:所述纤维为8〜19mm的聚丙烯纤维。
[0037] 上述实施例中:所述憎水剂为市售有机硅憎水剂,硬酯酸钙憎水剂及改性硬脂酸钙憎水剂中的一种。
[0038] 上述实施例中:所述引气剂为市售烷基苯磺酸盐类引气剂。
[0039] 上述实施例中:所述减水剂为聚羧酸类高性能减水剂,固含35%〜50%,减水率18% 〜35%。
[0040] 上述实施例中:所述发泡剂为动物蛋白发泡剂,且与水按1:15〜40的比例稀释后机械发泡。

Claims (11)

1.一种自保温砌块芯材或夹层专用泡沫混凝土材料及制备方法,其特征在于包括以下重量份的原材料:水泥100份、快硬硫铝酸盐水泥2〜15份、活性微硅粉5〜20份、橡胶粉2〜10份、乳胶粉2〜8份、纤维O〜2份、憎水剂0.2〜1.5份、引气剂0.01〜0.2份、减水剂0.1〜2份、发泡剂1.5〜3份、水24〜50份。
2.按权利要求1所述一种自保温砌块芯材或夹层专用泡沫混凝土材料,其特征在于:所述水泥为P.042.5级普通硅酸盐水泥;快硬硫铝酸盐水泥组成为熟料+石膏> 90%,石灰石彡10%,其抗压强度Id彡33MPa,3d彡42.5MPa,28d彡45.0MPa,比表面积大于350m2/kg,初凝< 30min,终凝< 60min。
3.按权利要求1所述一种自保温砌块芯材或夹层专用泡沫混凝土材料,其特征在于:所述活性微硅粉为无定形超细粉末,其主要成份是S12,含量85〜95%,比表面积:15〜27m2/g,松散容重:150〜200 kg/m3,活性指标彡85%。
4.按权利要求1所述一种自保温砌块芯材或夹层专用泡沫混凝土材料,其特征在于:所述橡胶粉为天然橡胶粉、废弃轮胎橡胶粉、改性橡胶粉中的一种。
5.按权利要求1所述一种自保温砌块芯材或夹层专用泡沫混凝土材料,其特征在于:所述乳胶粉为醋酸乙烯酯与乙烯共聚乳胶粉,固含> 98%,细度0.5〜8 μ m。
6.按权利要求1所述一种自保温砌块芯材或夹层专用泡沫混凝土材料,其特征在于:所述纤维为8〜19mm的聚丙烯纤维。
7.按权利要求1所述一种自保温砌块芯材或夹层专用泡沫混凝土材料,其特征在于:所述憎水剂为市售有机硅憎水剂,硬酯酸钙憎水剂及改性硬脂酸钙憎水剂中的一种。
8.按权利要求1所述一种自保温砌块芯材或夹层专用泡沫混凝土材料,其特征在于:所述引气剂为市售烷基苯磺酸盐类引气剂。
9.按权利要求1所述一种自保温砌块芯材或夹层专用泡沫混凝土材料,其特征在于:所述减水剂为聚羧酸类高性能减水剂,固含35%〜50%,减水率18%〜35%。
10.按权利要求1所述一种自保温砌块芯材或夹层专用泡沫混凝土材料,其特征在于:所述发泡剂为动物蛋白发泡剂,且与水按1:15〜40的比例稀释后机械发泡。
11.按权利要求1所述一种自保温砌块芯材或夹层专用泡沫混凝土材料的制备方法,其特征在于:先按重量份数称取粉料与纤维并搅拌至各材料混合均匀,然后加入所需的减水剂及水搅拌至均匀的浆体,最后将发泡剂与水按1:15〜40混合制得的泡沫掺入浆体中混匀并浇筑成型。
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