CN109020454B - 水泥基保温材料的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水泥基保温材料的生产方法，包括以下步骤：S1:制备保温材料基体，所述保温材料基体包括载体，保温粉体；S2:制备胶粘微囊和发泡微囊；S3:在设定的模具中按照比例将所述保温材料基体，导电微囊胶粘微囊和发泡微囊混合；S4:利用高频线圈通电使所述微囊发生微爆，利用所述胶粘微囊将所述保温材料基体胶粘成整体，利用所述发泡微囊在所述整体内部产生气泡；S5:通过在模具中或者所述整体填充到实际工程部位，加入适量的拌合水获得水泥基保温材料。采用该发明生产的水泥基保温材料，具有施工简单，材料匀质性好，保温隔热性能优异，强度高等特点。

Description

水泥基保温材料的生产方法
技术领域
本发明涉及保温建材领域，尤其涉及一种水泥基保温材料的生产方法。
背景技术
水泥自从19世纪初被发明以来，由于其作为一种水硬性胶凝材料，加水搅拌后成浆体，能在空气中硬化或者在水中更好的硬化，并能把砂、石等材料牢固地胶结在一起，因此广泛被运用于土木建筑、水利、国防等工程上。由于以水泥为主的胶凝材料具有良好的强度和耐久性，因此成为了目前应用最广的最大宗建筑材料。
传统的水泥基材料虽然导热系数比钢材材料低，保温隔热性能要优于钢材材料。但是随着生活水平的提高，人们也越来越注重生活质量的提高，建筑物隔热保温是节约能源、改善居住环境和使用功能的一个重要方面。建筑能耗在人类整个能源消耗中所占比例一般在30-40％，绝大部分是采暖和空调的能耗，故建筑节能意义重大。现有技术中通过水泥基材料制作成保温材料通常是在水泥材料的基础上通过加入一些物理或者化学发泡剂，形成发泡板，但是对气泡的控制和分布难以控制，对保温材料整体的导热系数不均匀，而且对实际搅拌和施工工艺要求较高。传统的水泥基材料通常采用普通硅酸盐水泥，导致制成的保温材料整体强度较低。因此导热均匀的易于施工的水泥基保温材料的技术还亟待解决。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供一种水泥基保温材料的生产方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种水泥基保温材料的生产方法，包括以下步骤：
S1:制备保温材料基体，所述保温材料基体包括载体，保温粉体，所述保温粉体包括胶凝材料，保温材料；
S2:制备胶粘微囊和发泡微囊，所述胶粘微囊壁和发泡微囊能通过高频线圈通电发生微爆；
S3:在设定的模具中按照比例将所述保温材料基体，导电微囊胶粘微囊和发泡微囊混合；
S4:利用高频线圈通电使所述微囊发生微爆，利用所述胶粘微囊将所述保温材料基体胶粘成整体，利用所述发泡微囊在所述整体内部产生气泡；
S5:通过在模具中或者所述整体填充到实际工程部位，加入适量的拌合水获得水泥基保温材料。
本发明一个较佳实施例中，所述胶粘微囊壁和发泡微囊壁均为高分子有机物与金属颗粒混合制成。
本发明一个较佳实施例中，所述金属颗粒在高频线圈产生的磁场内产生涡流，进而加热所述金属颗粒。
本发明一个较佳实施例中，所述金属颗粒为铁粉颗粒。
本发明一个较佳实施例中，所述高分子有机物为甲基纤维素。
本发明一个较佳实施例中，其中S1步骤具体包括步骤：
S1.1：按照比例将胶凝材料，保温材料通过搅拌机混合均匀得到保温粉体；
S1.2：选择轻质材料颗粒作为载体，并将所述载体表面涂刷粘结剂；
S1.3：将所述保温粉体与所述涂刷粘结剂的载体混合，使所述保温粉体通过所述载体表面的粘结剂粘贴在所述载体表面。
本发明一个较佳实施例中，所述粘结剂为环氧树脂。
本发明一个较佳实施例中，所述胶凝材料包括普通硅酸盐水泥，高贝利特硫铝水泥，石膏。
本发明一个较佳实施例中，所述石膏为无水硬石膏。
本发明一个较佳实施例中，所述保温材料包括玄武岩纤维，膨胀珍珠岩。
本发明一个较佳实施例中，所述胶粘微囊内部设有热固性树脂。
本发明一个较佳实施例中，所述热固性树脂为环氧热固性树脂。
本发明一个较佳实施例中，所述发泡微囊内部设有发泡剂。
本发明一个较佳实施例中，所述发泡剂为偶氮化合物。
本发明一个较佳实施例中，所述发泡剂为偶氮二甲酰胺。
本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：
(1)该发明生产的水泥基保温材料先通过机械搅拌混合，然后利用高频线圈将胶粘微囊进行微爆，微爆之后的热固性树脂会将保温基体进行胶结起来，而同时发泡微囊内部设有的发泡剂，在微爆之后产生气泡，由于机械搅拌的干搅比传统的湿法搅拌要均匀，因此最后产生的气泡也相对均匀，另外由于保温基体还有保温材料加上均匀分布的气泡起到了很好的保温材料。
(2)该水泥基材料在后期施工时不需要进行搅拌，传统的水泥基材料中添加了纤维类的材料之后的搅拌施工性能很差，而本发明中只需要进行加水即可，便利了实际施工，也提高了实际施工的工作效率。
(3)将保温粉体通过粘结剂粘接在载体表面，采用的环氧树脂粘结剂，粘结力强，通过水化之后，实际上载体成为了水泥砂浆结构中的骨料，而且粗骨料通过环氧树脂与水化的水泥石连接，改善了界面薄弱区，能够增强水泥基材料的强度。
(4)采用普硅水泥—高贝利特硫铝水泥—石膏三元体系，能够保证早期的水泥石的强度，同时，高贝利特水泥中C4A3S，矿物β-C2S矿物的比例大幅度增加，C4A3S的增加使复合体系水化产物中钙矾石的含量增加，钙矾石的微膨胀作用补偿了C-S-H凝胶的收缩，使得水泥石更为致密，力学性能更为优异，并且当C4A3S水化时，石膏促进了钙矾石的快速形成，使得复合体系早期水化速度加快，早期强度明显提高。β-C2S矿物含量增加，大量的β-C2S矿物使复合体系的水泥发泡保温板的后期抗压强度进一步提升。
(5)玄武岩纤维是以纯天然玄武岩矿石为原料，在1450～1500℃熔窑中熔融后，快速拉制而成的连续纤维。具有高强度、永久阻燃性、短期耐温在1000℃，可长期在760℃温度环境下使用，其拉伸强度可达3500～3800MPa，具有极高的拉伸强度。相比于其他纤维，玄武岩纤维与水泥材料有着天然的相容性，玄武岩纤维是典型的硅酸盐纤维，它与水泥材料结合时很容易分散，复合后的材料具有优异的防渗抗裂性和抗冲击性。
(6)膨胀珍珠岩是珍珠岩矿砂经预热，瞬时高温焙烧膨胀后制成的一种内部为蜂窝状结构的白色颗粒状的材料。其原理为:珍珠岩矿石经破碎形成一定粒度的矿砂，经预热焙烧，急速加热(1000℃以上)，矿砂中水分汽化，在软化的含有玻璃质的矿砂内部膨胀，形成多孔结构，体积膨胀10-30倍的非金属矿产品。膨胀珍珠岩由于原料来源广泛，生产设施简单，对人体无害，而且具有良好的保温隔热性能。
(6)利用陶粒作为载体，能够将保温基体吸附在表面，陶粒自身具有堆积密度低，外表坚硬内部有微孔，这些微孔赋予陶粒质轻的特点，因此利用陶粒作为载体能够赋予水泥基保温材料更好的保温隔热的性能。
(7)采用偶氮二甲酰胺作为发泡剂，这种发泡剂能够在受热的情况下释放气体，一方面由于微囊受热后能够产生高温造成偶氮二甲酰胺的受热分解，释放气体，使整体内部留有气泡，同时另一方面在水泥水化的过程中，由于水化反应为放热反应也能进一步对偶氮二甲酰胺进行加热，使未分解的继续分解，进一步保证了整体内部的气泡，提高了水泥基保温材料的保温隔热性能。
具体实施方式
现在结合实施例对本发明作进一步详细的说明。
一种水泥基保温材料的生产方法，包括以下步骤：
S1:制备保温材料基体，保温材料基体包括载体，保温粉体，保温粉体包括胶凝材料，保温材料；
S2:制备胶粘微囊和发泡微囊，胶粘微囊壁和发泡微囊能通过高频线圈通电发生微爆；
S3:在设定的模具中按照比例将保温材料基体，导电微囊胶粘微囊和发泡微囊混合；
S4:利用高频线圈通电使微囊发生微爆，利用胶粘微囊将保温材料基体胶粘成整体，利用发泡微囊在整体内部产生气泡；
S5:通过在模具中或者整体填充到实际工程部位，加入适量的拌合水获得水泥基保温材料。
具体而言，胶粘微囊壁和发泡微囊壁均为高分子有机物与金属颗粒混合制成，金属颗粒在高频线圈产生的磁场内产生涡流，进而加热金属颗粒。该发明生产的水泥基保温材料先通过机械搅拌混合，然后利用高频线圈将胶粘微囊进行微爆，微爆之后的热固性树脂会将保温基体进行胶结起来，而同时发泡微囊内部设有的发泡剂，在微爆之后产生气泡，由于机械搅拌的干搅比传统的湿法搅拌要均匀，因此最后产生的气泡也相对均匀，另外由于保温基体还有保温材料加上均匀分布的气泡起到了很好的保温材料。其中热固性树脂为环氧热固性树脂，发泡剂为偶氮类化合物，具体为二甲酰胺。采用偶氮二甲酰胺作为发泡剂，这种发泡剂能够在受热的情况下释放气体，一方面由于微囊受热后能够产生高温造成偶氮二甲酰胺的受热分解，释放气体，使整体内部留有气泡，同时另一方面在水泥水化的过程中，由于水化反应为放热反应也能进一步对偶氮二甲酰胺进行加热，使未分解的继续分解，进一步保证了整体内部的气泡，提高了水泥基保温材料的保温隔热性能。
其中S1步骤具体包括：
S1.1：按照比例将胶凝材料，保温材料通过搅拌机混合均匀得到保温粉体；
S1.2：选择轻质材料颗粒作为载体，并将所述载体表面涂刷粘结剂；
S1.3：将所述保温粉体与所述涂刷粘结剂的载体混合，使所述保温粉体通过所述载体表面的粘结剂粘贴在所述载体表面。
将保温粉体通过粘结剂粘接在载体表面，采用的环氧树脂粘结剂，粘结力强，通过水化之后，实际上载体成为了水泥砂浆结构中的骨料，而且粗骨料通过环氧树脂与水化的水泥石连接，改善了界面薄弱区，能够增强水泥基材料的强度。
胶凝材料包括普通硅酸盐水泥，高贝利特硫铝水泥，石膏，石膏为无水硬石膏。采用普硅水泥—高贝利特硫铝水泥—石膏三元体系，能够保证早期的水泥石的强度，同时，高贝利特水泥中C4A3S，矿物β-C2S矿物的比例大幅度增加，C4A3S的增加使复合体系水化产物中钙矾石的含量增加，钙矾石的微膨胀作用补偿了C-S-H凝胶的收缩，使得水泥石更为致密，力学性能更为优异，并且当C4A3S水化时，石膏促进了钙矾石的快速形成，使得复合体系早期水化速度加快，早期强度明显提高。β-C2S矿物含量增加，大量的β-C2S矿物使复合体系的水泥发泡保温板的后期抗压强度进一步提升。
利用陶粒作为载体，能够将保温基体吸附在表面，陶粒自身具有堆积密度低，外表坚硬内部有微孔，这些微孔赋予陶粒质轻的特点，因此利用陶粒作为载体能够赋予水泥基保温材料更好的保温隔热的性能。
其中保温材料包括玄武岩纤维，玄武岩纤维是以纯天然玄武岩矿石为原料，在1450～1500℃熔窑中熔融后，快速拉制而成的连续纤维。具有高强度、永久阻燃性、短期耐温在1000℃，可长期在760℃温度环境下使用，其拉伸强度可达3500～3800MPa，具有极高的拉伸强度。相比于其他纤维，玄武岩纤维与水泥材料有着天然的相容性，玄武岩纤维是典型的硅酸盐纤维，它与水泥材料结合时很容易分散，复合后的材料具有优异的防渗抗裂性和抗冲击性。
保温材料还包括膨胀珍珠岩，膨胀珍珠岩是珍珠岩矿砂经预热，瞬时高温焙烧膨胀后制成的一种内部为蜂窝状结构的白色颗粒状的材料。其原理为:珍珠岩矿石经破碎形成一定粒度的矿砂，经预热焙烧，急速加热(1000℃以上)，矿砂中水分汽化，在软化的含有玻璃质的矿砂内部膨胀，形成多孔结构，体积膨胀10-30倍的非金属矿产品。膨胀珍珠岩由于原料来源广泛，生产设施简单，对人体无害，而且具有良好的保温隔热性能。
该水泥基材料在后期施工时不需要进行搅拌，传统的水泥基材料中添加了纤维类的材料之后的搅拌施工性能很差，而本发明中只需要进行加水即可，便利了实际施工，也提高了实际施工的工作效率。
采用该发明生产方法的实施例的水泥基保温材料与市售的对比例的水泥基保温材料进行性能的对比，结果可见表1。
表1水泥基保温材料对比
Figure BDA0001830026780000071
通过试验数据可以发现采用该生产方法制成的水泥基保温材料，不仅施工方便，而且性能要比市售的水泥基保温材料要优异，具有更低的容重，更低的导热系数，即具有良好的保温性能，且干燥收缩值低于对比例，表明该实施例的水泥基保温材料具有良好的稳定性。
以上依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。

Claims (7)

1.一种水泥基保温材料的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：制备保温材料基体，所述保温材料基体包括载体，保温粉体，所述保温粉体包括胶凝材料，保温材料；
其中S1步骤具体包括步骤：
S1.1：按照比例将胶凝材料，保温材料通过搅拌机混合均匀得到保温粉体；
S1.2：选择轻质材料颗粒作为载体，并将所述载体表面涂刷粘结剂；
S1.3：将所述保温粉体与所述涂刷粘结剂的载体混合，使所述保温粉体通过所述载体表面的粘结剂粘贴在所述载体表面；
S2：制备胶粘微囊和发泡微囊，所述胶粘微囊壁和发泡微囊能通过高频线圈通电发生微爆；
S3：在设定的模具中按照比例将所述保温材料基体，导电微囊，胶粘微囊和发泡微囊混合；
S4：利用高频线圈通电使所述微囊发生微爆，利用所述胶粘微囊将所述保温材料基体胶粘成整体，利用所述发泡微囊在所述整体内部产生气泡；
S5：通过在模具中或者所述整体填充到实际工程部位，加入适量的拌合水获得水泥基保温材料；
采用陶粒作为所述载体；
所述胶粘微囊壁和发泡微囊壁均为高分子有机物与金属颗粒混合制成；
所述金属颗粒在高频线圈产生的磁场内产生涡流，进而加热所述金属颗粒。
2.根据权利要求1所述的一种水泥基保温材料的生产方法，其特征在于：所述胶凝材料包括普通硅酸盐水泥，高贝利特硫铝水泥，石膏。
3.根据权利要求2所述的一种水泥基保温材料的生产方法，其特征在于：所述石膏为无水硬石膏。
4.根据权利要求1所述的一种水泥基保温材料的生产方法，其特征在于：所述保温材料包括玄武岩纤维，膨胀珍珠岩。
5.根据权利要求1所述的一种水泥基保温材料的生产方法，其特征在于：所述胶粘微囊内部设有热固性树脂。
6.根据权利要求1所述的一种水泥基保温材料的生产方法，其特征在于：所述发泡微囊内部设有发泡剂。
7.根据权利要求6所述的一种水泥基保温材料的生产方法，其特征在于：所述发泡剂为偶氮化合物。
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