CN108643398B - 钢丝网架凝胶玻珠建筑隔墙保温系统及其安装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢丝网架凝胶玻珠建筑隔墙保温系统及其安装方法，应用在建筑墙体领域中，解决了聚氨酯发泡墙体无法满足耐高温、防火需求的技术缺陷，其技术方案要点是包括镀锌钢丝网架、填充在镀锌钢丝网架内的凝胶波珠保温板以及喷抹在凝胶波珠保温板两侧的无机轻质砂浆防护层，首先制作镀锌钢丝网架，保证该系统具有较高的抗压强度与抗拉强度；然后在镀锌钢丝网架内安装凝胶玻珠保温板，利用凝胶玻珠保温板作为主要的保温层，具有优异的耐高温性、防火性、质轻以及防水性能，利用无机轻质砂浆防护层喷抹在凝胶玻珠保温板的两侧，有助于提高该系统的抗干裂性、保温与防水性。
Description
技术领域
本发明涉及建筑墙体系统，特别涉及一种钢丝网架凝胶玻珠建筑隔墙保温系统及其安装方法。
背景技术
近年来，随着全面推广建筑行业新材料的使用，粘土砖块将完全退出建筑市场。在传统的建筑行业，内墙建筑的原材料基本为粘土砖，而目前随着建筑新材料的推广，内墙的组成材料已经多样化，有大众化的水泥砖，也有轻质墙体砖等等，在这种改进的时刻，行业内学者、专家正寻求一种经济、环保且施工效率高的材料。
在房屋建造过程中，需要各种各样的板材，如内墙隔板、屋顶盖板、阳台封闭板等等。随着轻量化理念的兴起，轻质隔墙板越来越受到人们的青睐，轻质隔墙板是一种新型节能墙体材料，具有质量轻、强度高、多重环保、保温隔热、隔音、快速施工、降低墙体成本等优点。
目前，现有专利中申请公布号为CN10417927A的中国专利公开了一种轻质隔墙板，包括钢丝网架，钢丝网架内填充满聚氨酯泡沫，钢丝网架外还粘有防火板，该轻质隔墙板既结实又轻巧而且防火，后期处理容易，工人安装效率高，整个建筑物更轻，建筑物的承重柱、梁会变小，节省成本。
但是，随着建材行业的发展，对于建筑隔墙系统的耐高温、防火、抗压、抗裂以及防水性提出了更高的要求，聚氨酯泡沫具有质轻的优点，但其自身耐高温、防火性能较差，需要借助防火板实现耐高温、防火需求，基于此，亟待研发出同时兼具有质轻与耐高温、防火的隔墙保温系统。
发明内容
本发明的目的是提供一种钢丝网架凝胶玻珠建筑隔墙保温系统，弥补了现有技术的缺陷，具有优异的耐高温性、防火性、抗压强度、抗裂性以及防水性。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种钢丝网架凝胶玻珠建筑隔墙保温系统，包括镀锌钢丝网架、填充在镀锌钢丝网架内的凝胶玻珠保温板以及喷抹在凝胶玻珠保温板两侧的无机轻质砂浆防护层。
通过采用上述技术方案，首先制作镀锌钢丝网架，保证该系统具有较高的抗压强度与抗拉强度；然后在镀锌钢丝网架内安装凝胶玻珠保温板，利用凝胶玻珠保温板作为主要的保温层，具有优异的耐高温性、防火性、质轻以及防水性能，利用无机轻质砂浆防护层喷抹在凝胶玻珠保温板的两侧，有助于提高该系统的抗干裂性、保温与防水性。
本发明进一步设置为：所述凝胶玻珠保温板是以纳米气凝胶为填料主体、以玻化微珠为轻集料，并掺入添加剂挤压成型。
通过采用上述技术方案，纳米气凝胶的隔热性能是传统隔热材料的2～5 倍，高温下优势更加明显，而且寿命更长；纳米气凝胶的憎水性能较好，可有效防止水分进入管道、设备内部，同时具有A1级防火性能；纳米气凝胶质轻，易裁剪，容易成型，采用更少的包裹体积及更轻的重量，可大大降低保温材料的运输成本；在保温的同时，还可起到吸声降噪、缓冲震动等功能，仅需1/2～1/5的厚度即可达到传统材料相同的隔热效果，热损失非常小，空间利用率高；玻化微珠质量稳定可靠，容量轻，保温隔热性能好，粘结性强，早强快干，施工周期短，还具有优良的吸音、透气、耐高温性、耐水、耐冻与耐候性能，收缩率低，可以省去主体抹灰砂浆，直接施工于干状基面上，大大降低了施工成本，结构稳定，抗裂抗震性好，无空腔构造设计，抗负风压能力强；玻化微珠是对膨胀珍珠岩经过粉体固化剂、防渗水粘结材料改性形成，以玻化微珠为轻集料制备的凝胶玻珠保温板，具有优异的保温、隔热、防火以及抗震、缓冲、吸音、透气、耐水、耐冻与耐候性。
本发明进一步设置为：所述凝胶玻珠保温板包括如下重量份的组分：膨胀珍珠岩100～120份、无机硅凝胶10～20份、水泥基粘结剂5～10份、改性粉体固化剂20～25份、纳米气凝胶15～30份以及防渗水粘结材料5～10份。
通过采用上述技术方案，膨胀珍珠岩是用优质酸性火山玻璃岩石，经破碎、烘干、投入高温焙烧炉等多重工序膨胀而成的，具有优良的保温性能，而且稳定性高，延长建筑物的使用寿命；无机硅凝胶是一种高活性吸附材料，属非晶态物质，吸附性能高、热稳定性好、化学性质稳定、有较高的机械强度；改性粉体固化剂有利于提高固化速度，同时还具有石膏的速凝性、水泥的高强性，而且是低碱性，有助于减少该保温板出现返碱、剥落现象，还可消除放射性物质以及在成型过程中，能够灵活控制成型时间的优点；纳米气凝胶是一种纳米多孔材料，密度为3.55kg/m3，仅为空气密度的2.75倍，看上去像凝固的烟；其热导率是固态材料中最低的，掺入二氧化钛可使硅气凝胶成为新型高温隔热材料，性能极其优越，具有高弹性、强吸附的性能；防渗水粘结材料具有优异的防水、防渗、抗老化、抗冻融以及保温性能；通过上述配方形成的保温板具有质轻、易于成型、便于施工的优点，以及具有优异的保温、隔热、热稳定性以及高强、抗裂和防水、耐候、抗老化性。
本发明进一步设置为：所述改性粉体固化剂包括如下重量份的组分：粉体固化剂20～25份、高强度硅酸盐水泥50～55份、活性硅凝胶粘结剂1～1.5份、纳米气凝胶2～2.5份、丙纶纤维0.2～0.5份与防渗水粘结材料20～25份。
通过采用上述技术方案，改性粉体固化剂是对粉体固化剂改性形成，具有石膏的速凝性、水泥的高强性、低碱性，还提高了施工的固化速度，有助于提高抗裂性、高强性与耐候性。
本发明进一步设置为：所述凝胶玻珠保温板内置有低碳冷拔钢丝焊接网，丝径为0.5mm，网孔尺寸为20mm*20mm。
通过采用上述技术方案，低碳冷拔钢丝焊接网具有较高的抗压强度等物理力学性能，显著提高了该保温板的力学性能。
本发明进一步设置为：所述凝胶玻珠保温板的制备方法如下：
(1)将膨胀珍珠岩、无机硅凝胶、水泥基粘结剂、改性粉体固化剂、纳米气凝胶与防渗水粘结材料进行搅拌，得到混合物；
(2)在模具中内置低碳冷拔钢丝焊接网，然后向模具中浇筑(1)中的混合物，并压制成型。
通过采用上述技术方案，将各组分进行充分搅拌，然后在模具内浇筑成型，具有成型时间短、成型后质地均匀性高的优点。
本发明进一步设置为：所述无机轻质砂浆防护层包括如下重量份的组分：高强硅酸盐水泥20～30份、细砂10～15份、硅藻土料浆10～15份、粉煤灰8～12 份、硅纤维2～6份、活性硅凝胶粘结剂3～5份以及茶皂素3～5份。
通过采用上述技术方案，采用上述配方制备的无机轻质砂浆防护层，相比于现有技术中普通的无机砂浆层而言，具有质轻、保温、防水以及抗干裂的优点，添加少量的硅纤维，即可显著降低该保温系统的重量，同时还可增强抗压、抗拉强度。
本发明的另一目的在于公开了一种钢丝网架凝胶玻珠建筑隔墙保温系统的安装方法，包括如下步骤：
(1)由三维空间焊接镀锌钢丝网架；
(2)在镀锌钢丝网架中间填充凝胶玻珠保温板；
(3)施工现场安装后，在凝胶玻珠保温板的两侧喷抹无机轻质砂浆防护层。
通过采用上述技术方案，上述安装过程简单、快捷，安装后，该保温系统具有优异的保温、隔热、防火以及高强、抗压、防水性能。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、本发明提供了一种钢丝网架凝胶玻珠建筑隔墙保温系统，采用镀锌钢丝网架、填充凝胶玻珠保温板以及在保温板两侧喷抹无机砂浆防护层，具有优异的耐高温性、防火性以及抗压强度、抗裂性与防水性；
2、该保温系统内包含凝胶玻珠保温板，是以纳米气凝胶为主体、以玻化微珠为轻集料以及添加剂挤压成型，具有优异的保温、隔热、防火以及抗震、缓冲、吸音、透气、耐水、耐冻与耐候性；
3、在凝胶玻珠保温板的配方中，采用改性粉体固化剂，具有石膏的速凝性、水泥的高强性、低碱性，还提高了施工的固化速度，有助于提高抗裂性、高强性与耐候性；
4、本发明还提供了该保温系统的安装方法，安装过程简单、快捷，安装稳固性高，且保温、隔热、防水效果佳。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例中所用粉体固化剂在申请日之前已进行专利申请，申请号为：201710982052.7。
实施例一：
一种凝胶玻珠保温板的制备方法，包括如下步骤：
(1)制备改性粉体固化剂：a、将粉体固化剂20份、高强度硅酸盐水泥50份、活性硅凝胶粘结剂1份、纳米气凝胶2份、丙纶纤维0.2份进行均匀混合；b、将a中的混合物与防渗水粘结材料20份掺混，形成改性粉体固化剂；
(2)备料：膨胀珍珠岩100份、无机硅凝胶10份、水泥基粘结剂5份、改性粉体固化剂20份、纳米气凝胶15份与防渗水粘结材料5份；
(3)在模具中内置低碳冷拔钢丝焊接网，然后将步骤(2)的混合物浇筑在模具中，进行模压成型，保温板厚度为100mm。
实施例二：
一种凝胶玻珠保温板的制备方法，包括如下步骤：
(1)制备改性粉体固化剂：a、将粉体固化剂20份、高强度硅酸盐水泥50份、活性硅凝胶粘结剂1.2份、纳米气凝胶2.2份、丙纶纤维0.3份进行均匀混合； b、将a中的混合物与防渗水粘结材料20份掺混，形成改性粉体固化剂；
(2)备料：膨胀珍珠岩105份、无机硅凝胶12份、水泥基粘结剂5份、改性粉体固化剂22份、纳米气凝胶15份与防渗水粘结材料6份；
(3)在模具中内置低碳冷拔钢丝焊接网，然后将步骤(2)的混合物浇筑在模具中，进行模压成型，保温板厚度为100mm。
实施例三：
一种凝胶玻珠保温板的制备方法，包括如下步骤：
(1)制备改性粉体固化剂：a、将粉体固化剂22份、高强度硅酸盐水泥52份、活性硅凝胶粘结剂1份、纳米气凝胶2.2份、丙纶纤维0.4份进行均匀混合；b、将a中的混合物与防渗水粘结材料20份掺混，形成改性粉体固化剂；
(2)备料：膨胀珍珠岩110份、无机硅凝胶15份、水泥基粘结剂8份、改性粉体固化剂23份、纳米气凝胶20份与防渗水粘结材料6份；
(3)在模具中内置低碳冷拔钢丝焊接网，然后将步骤(2)的混合物浇筑在模具中，进行模压成型，保温板厚度为100mm。
实施例四：
一种凝胶玻珠保温板的制备方法，包括如下步骤：
(1)制备改性粉体固化剂：a、将粉体固化剂25份、高强度硅酸盐水泥52份、活性硅凝胶粘结剂1.5份、纳米气凝胶2.3份、丙纶纤维0.5份进行均匀混合； b、将a中的混合物与防渗水粘结材料25份掺混，形成改性粉体固化剂；
(2)备料：膨胀珍珠岩115份、无机硅凝胶15份、水泥基粘结剂8份、改性粉体固化剂25份、纳米气凝胶25份与防渗水粘结材料8份；
(3)在模具中内置低碳冷拔钢丝焊接网，然后将步骤(2)的混合物浇筑在模具中，进行模压成型，保温板厚度为100mm。
实施例五：
一种凝胶玻珠保温板的制备方法，包括如下步骤：
(1)制备改性粉体固化剂：a、将粉体固化剂25份、高强度硅酸盐水泥55份、活性硅凝胶粘结剂1.5份、纳米气凝胶2.5份、丙纶纤维0.5份进行均匀混合； b、将a中的混合物与防渗水粘结材料25份掺混，形成改性粉体固化剂；
(2)备料：膨胀珍珠岩120份、无机硅凝胶20份、水泥基粘结剂10份、改性粉体固化剂25份、纳米气凝胶30份与防渗水粘结材料10份；
(3)在模具中内置低碳冷拔钢丝焊接网，然后将步骤(2)的混合物浇筑在模具中，进行模压成型，保温板厚度为100mm。
实施例六：
一种无机轻质砂浆防护层的制备方法，包括如下步骤：
(1)备料：高强硅酸盐水泥20份、细砂10份、硅藻土料浆10份、粉煤灰8 份、硅纤维2份、活性硅凝胶粘结剂3份以及茶皂素3份；
(2)将步骤(1)中的各组分进行均匀混合，备用。
实施例七：
一种无机轻质砂浆防护层的制备方法，包括如下步骤：
(1)备料：高强硅酸盐水泥22份、细砂12份、硅藻土料浆12份、粉煤灰8 份、硅纤维3份、活性硅凝胶粘结剂3份以及茶皂素3份；
(2)将步骤(1)中的各组分进行均匀混合，备用。
实施例八：
一种无机轻质砂浆防护层的制备方法，包括如下步骤：
(1)备料：高强硅酸盐水泥25份、细砂12份、硅藻土料浆12份、粉煤灰10 份、硅纤维4份、活性硅凝胶粘结剂4份以及茶皂素4份；
(2)将步骤(1)中的各组分进行均匀混合，备用。
实施例九：
一种无机轻质砂浆防护层的制备方法，包括如下步骤：
(1)备料：高强硅酸盐水泥28份、细砂15份、硅藻土料浆12份、粉煤灰12 份、硅纤维5份、活性硅凝胶粘结剂3份以及茶皂素5份；
(2)将步骤(1)中的各组分进行均匀混合，备用。
实施例十：
一种无机轻质砂浆防护层的制备方法，包括如下步骤：
(1)备料：高强硅酸盐水泥30份、细砂15份、硅藻土料浆15份、粉煤灰12 份、硅纤维6份、活性硅凝胶粘结剂5份以及茶皂素5份；
(2)将步骤(1)中的各组分进行均匀混合，备用。
实施例十一：
一种钢丝网架凝胶玻珠建筑隔墙保温系统的安装方法，包括如下步骤：
(1)由三维空间焊接镀锌钢丝网架；
(2)在镀锌钢丝网架内填充实施例一；
(3)当施工现场安装后，在实施例一的两侧均匀喷抹实施例六，喷抹厚度为 25mm。
实施例十二：
一种钢丝网架凝胶玻珠建筑隔墙保温系统的安装方法，包括如下步骤：
(1)由三维空间焊接镀锌钢丝网架；
(2)在镀锌钢丝网架内填充实施例二；
(3)当施工现场安装后，在实施例二的两侧均匀喷抹实施例七，喷抹厚度为 25mm。
实施例十三：
一种钢丝网架凝胶玻珠建筑隔墙保温系统的安装方法，包括如下步骤：
(1)由三维空间焊接镀锌钢丝网架；
(2)在镀锌钢丝网架内填充实施例三；
(3)当施工现场安装后，在实施例三的两侧均匀喷抹实施例八，喷抹厚度为 25mm。
实施例十四：
一种钢丝网架凝胶玻珠建筑隔墙保温系统的安装方法，包括如下步骤：
(1)由三维空间焊接镀锌钢丝网架；
(2)在镀锌钢丝网架内填充实施例四；
(3)当施工现场安装后，在实施例四的两侧均匀喷抹实施例九，喷抹厚度为 25mm。
实施例十五：
一种钢丝网架凝胶玻珠建筑隔墙保温系统的安装方法，包括如下步骤：
(1)由三维空间焊接镀锌钢丝网架；
(2)在镀锌钢丝网架内填充实施例五；
(3)当施工现场安装后，在实施例五的两侧均匀喷抹实施例十，喷抹厚度为 25mm。
对比例一：
以现有专利中申请公布号为CN10417927A的中国专利公开的一种轻质隔墙板作为对比例一。
对比例二：在对比例一的两侧喷抹普通无机砂浆防护层，厚度为25mm。
检测过程：(将各样品送至江苏省建工建材质量检测中心进行检测)
针对保温板的检测：(1)外观质量：肉眼观察；(2)干密度：按照JGJ/T70的规定进行；(3)导热系数：按照GB/T10294的规定进行；(4)抗压强度：按照JGJ/T70 的规定进行；(5)吸水率：按照JGJ/T70的规定进行；(6)防火性：按照GB8624 的规定进行。
针对保温系统的检测：(7)外观质量：肉眼观察；(8)面密度：按照JG/T169 的规定进行；(9)传热系数：按照GB/T 13475的规定；(10)含水率：按照JG/T169 的规定；(11)耐火极限：按照GB/T9978.1、GB/T9978.8的规定进行。
1、保温板外观质量的检测结果如下表所示：(针对裂纹以及缺棱掉角两项指标)
通过上表可知，实施例一～实施例五制备的保温板表面无缺棱、掉角现象，表面牢固性优异，而对比例的保温板表面出现缺棱、掉角，表面强度较低，在使用过程中容易出现返碱现象，产生破损、剥落。
2、保温板干密度(kg/m3)的检测结果如下表所示：
通过上表可知，各实施例与对比例一的保温板经过干密度的检测后，实施例的检测结果明显优于对比例一的结果，具有较高的干密度，质地比较厚实，表明保温板内单位体积中所含的保温材料的重量较大，有利于促进保温板具有优异的保温性能。
3、保温板导热系数的检测结果如下表所示：单位W/(m·K)
通过上表可知，实施例一～实施例五制备的保温板经过导热系数的检测后，均在标准要求的合格范围内，实施例的导热系数在0.050～0.060W/(m·K)左右，远远小于对比例一的导热系数，导热系数越小，则不利于热量的传导，从而制得具有优异保温性能的保温板。
4、保温板抗拉强度(MPa)的检测结果如下表所示：
通过上表可知，实施例一～实施例五制备的保温板的抗拉强度均在标准要求的范围内，实施例的抗拉强度明显优于对比例一的抗拉强度，制得具有优良的抗拉强度的保温板。
5、保温板吸水率(％)的检测结果如下表所示：
通过上表可知，实施例一～实施例五制备的保温板的吸水率均在标准范围之内，且实施例保温板的吸水率明显小于对比例一的体积含水率，表明实施例制备的保温板的防水性能更加优异。
6、保温板防火等级的检测结果如下表所示：
通过上表可知，实施例一～实施例五制备的保温板防火等级均达到A级，具有优异的防火性能；而对比例一仅达到B1级，本申请的保温板在防火等级方面效果尤为突出。
7、保温系统的外观质量检测结果如下表所示：
通过上表可知，实施例十一～实施例十五的保温系统外观质量良好，无板面外露筋、泛霜泛碱、飞边毛刺，贯通性裂缝现象；而对比例二则会出现较多处裂缝、蜂窝气孔、缺棱缺角等现象。
8、150mm保温系统的面密度(kg/m3)的检测结果如下表所示：
通过上表可知，实施例十一～实施例十五与对比例二经过面密度的检测后，检测结果均在标准要求范围内，实施例的检测结果明显优于对比例二的结果，具有较高的面密度，质地比较厚实，表明保温系统内单位体积中所含的保温材料的重量较大，有利于促进保温系统具有优异的保温性能。
9、保温系统传热系数的检测结果如下表所示：单位W/(m2·K)
通过上表可知，实施例十一～实施例十五制备的保温系统经过传热系数的检测后，均在标准要求的合格范围内，远远小于对比例二的传热系数，传热系数越小，则不利于热量的传导，从而制得具有优异保温性能的保温系统。
10、保温系统含水率(％)的检测结果如下表所示：(江苏地区为年平均相对湿度在50～75％的地区，因此标准为≤10％)；
通过上表可知，实施例十一～实施例十五制备的保温系统的含水率均在标准范围之内，且实施例保温系统的含水率明显小于对比例一的含水率，表明实施例制备的保温系统的防水性能更加优异。
11、保温系统耐火极限的检测结果如下表所示：
通过上表可知，实施例十一～实施例十五制备的保温系统的耐火极限均达到合格标准，耐3h以上燃烧；而对比例二在持续燃烧0.5h后，则达到耐火极限，表明本申请的保温系统具有更优异的耐火性。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (5)
1.一种钢丝网架凝胶玻珠建筑隔墙保温系统，其特征在于：包括镀锌钢丝网架、填充在镀锌钢丝网架内的凝胶波珠保温板以及喷抹在凝胶波珠保温板两侧的无机轻质砂浆防护层；
所述凝胶波珠保温板是以纳米气凝胶为填料主体、以玻化微珠为轻集料，并掺入添加剂挤压成型；所述凝胶波珠保温板包括如下重量份的组分：膨胀珍珠岩 100~120份、无机硅凝胶 10~20份、水泥基粘结剂 5~10份、改性粉体固化剂 20~25份、纳米气凝胶 15~30份以及防渗水粘结材料 5~10份；
所述无机轻质砂浆防护层包括如下重量份的组分：高强硅酸盐水泥 20~30份、细砂 10~15份、硅藻土料浆 10~15份、粉煤灰 8~12份、硅纤维 2~6份、活性硅凝胶粘结剂 3~5份以及茶皂素 3~5份。
2.根据权利要求1所述的钢丝网架凝胶玻珠建筑隔墙保温系统，其特征在于，所述改性粉体固化剂包括如下重量份的组分：粉体固化剂 20~25份、高强度硅酸盐水泥 50~55份、活性硅凝胶粘结剂 1~1.5份、纳米气凝胶2~2.5份、丙纶纤维 0.2~0.5份与防渗水粘结材料20~25份。
3.根据权利要求1所述的钢丝网架凝胶玻珠建筑隔墙保温系统，其特征在于：所述凝胶玻珠保温板内置有低碳冷拔钢丝焊接网，丝径为0.5mm，网孔尺寸为20mm*20mm。
4.根据权利要求1所述的钢丝网架凝胶玻珠建筑隔墙保温系统，其特征在于，所述凝胶玻珠保温板的制备方法如下：
（1）将膨胀珍珠岩、无机硅凝胶、水泥基粘结剂、改性粉体固化剂、纳米气凝胶与防渗水粘结材料进行搅拌，得到混合物；
（2）在模具中内置低碳冷拔钢丝焊接网，然后向模具中浇筑（1）中的混合物，并压制成型。
5.一种如权利要求1~4任意一项所述的钢丝网架凝胶玻珠建筑隔墙保温系统的安装方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）由三维空间焊接镀锌钢丝网架；
（2）在镀锌钢丝网架中间填充凝胶玻珠保温板；
（3）施工现场安装后，在凝胶玻珠保温板的两侧喷抹无机轻质砂浆防护层。
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