CN109384426A - 一种陶粒建筑材料及制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭露一种陶粒建筑材料及制造方法，其中该陶粒建筑材料包括有：复数个陶粒、以及一发泡水泥。该陶粒系为粒状以黏土经高温烧结而形成，其粒径为3mm至8mm之间且体积百分比约占整体陶粒建筑材料的75%至85%之间。该发泡水泥，为一先发型发泡水泥，系由一水泥以及适量之发泡剂所组成，且其发泡后体积百分比约占整体陶粒建筑材料的15%至25%之间。该发泡水泥可与水混合搅拌并加入陶粒均匀混合且发泡完成呈砂浆状态后，灌模于一模具中使混合之砂浆硬化成形后，借以形成可组合之陶粒建筑材料者。

Description

一种陶粒建筑材料及制造方法

技术领域

本发明系有关于一种陶粒建筑材料及制造方法，尤指一种运用特定比例之陶粒与发泡水泥所制成之建筑材料，可经模具塑造并灌模成形之砌块，供应基础建筑材料所需者。

背景技术

传统砌砖墙房子至今已经几千年的历史，然而砖墙无法承受巨大强震的摇晃冲击，于是出现了钢筋水泥的加强砖造的工法，进一步改良为钢筋水泥RC(ReinforcedConcrete)的剪力外墙，高楼甚而采用钢骨SC(Steel Concrete)结构或是钢骨与钢筋混凝土的混和构造SRC(Steel Reinforced Concrete)。而内部隔间墙所用的预铸板或砌砖基于成本以及方便性等考量，因此各式各样不同的建筑材料所构成之隔间墙纷纷出笼。

习用之隔间墙的材料种类有很多型态，例如：红砖、水泥空心砖、发泡白砖以及含保丽龙颗粒之水泥轻质砖等等，其材料的物理特质以及强度均有所不同，所建构出用以结构墙体的效果也截然不同，防火性以及隔音能力也就有显著的差异。例如红砖不但施工慢环境差重量重，隔音效果差；水泥空心砖及发泡白砖容易受朝且强度不佳；保丽龙轻质砖耐火度差且含保丽龙颗粒遇火焚烧高温时会释放出有毒气体。

请参阅图1所示，图1为习用建筑材料之预铸板组装示意图。其中，该习用预铸板10于板厚两相对之侧面上设置有一凸块11与一凹槽12，于连续接合时可令该凸块11与另一习用预铸板10之该凹槽12相互接合，并于结合时留有一结合缝13，并于该结合缝13内填入水泥14，使两习用预铸板10可以结合固定。但因该凸块11与该凹槽12所产生的该接合缝13容积小，可填入接合之水泥14体积不大，虽仍可予以接合但凝固后所形成之水泥条之强度却差很多。更因为了降低成本，于该习用预铸板10之板厚中央设置一中空部15，企图减少重量达到轻量化的效果，固然可减少其重量，但却也更容易因为该中空部15导致更容易渗水，且强度也因此大打折扣。

更由于近年来环保意识的抬头，可废料回收重制的绿色建材将是未来的主流趋势，也是习用建材所无法达到的。故本发明之陶粒建筑材料甚至兼顾其轻量化、耐火性、抗噪音、防水性、保温性、以及抗压强度，更能符合环保的需求，以更轻量化使其搬运组装过程更加方便有效率，节省运输成本。

发明内容

本发明之第一目的，在于提供一种陶粒建筑材料及制造方法，其系可藉由该陶粒建筑材料内含以特定比例混合之复数个陶粒与发泡水泥，以达到兼具轻量化、防火、及高结构强度的良好特性。

本发明之另一目的，在于提供一种陶粒建筑材料及制造方法，其系可藉由该陶粒建筑材料含复数个陶粒与发泡水泥混合所产生的独立气孔，达到可隔热与保温的以及抗潮湿与隔音的特性。

为达上述之目的，本发明系提供一种陶粒建筑材料及制造方法，其中该陶粒建筑材料主要系由以持定比例混合之复数个陶粒与发泡水泥所构成。该陶粒系以黏土经高温烧结形成粒状，且均匀混合于该发泡水泥之内，并将该陶粒及该发泡水泥经预拌混合后之砂浆状态灌模于一模具中，使混合之砂浆硬化成形后形成可组合之砌块状的建筑材料者。

为了能更清楚地描述本发明所提出之陶粒建筑材料及制造方法以下将配合图示详细说明之。

请参阅图2所示，图2为本发明陶粒建筑材料生产流程示意图。其中，该陶粒建筑材料系包括有：复数个陶粒21以及发泡水泥22。该陶粒21系为陶瓷质地且具多孔隙之人造陶瓷颗粒，陶瓷造粒成形后并经由1050度C以上高温窑烧所烧结而成之轻质粒状，可以是以页岩或黏土所烧结而成，具有硬度高、导热系数低、重量轻、耐高温、耐酸硷等特性，更具有良好的防火、隔热、保温、隔音、防潮、抗冻、耐风化的效果。

该陶粒21之粒径大致可为1mm至15mm之间，并占整体陶粒建筑材料20中比例大致为体积百分比70%至90%之间为本发明之可实施例子。而在另一更佳实施例中，该陶粒21之最佳粒径为2mm至12mm之间，并占整体陶粒建筑材料20中最佳比例为75%至85%之间，此种比例将可获得更佳之防火、隔热、保温、隔音、防潮、抗冻、耐风化的效果。一般来说，市售陶粒21之比重大约介于0.4至1.5之间。此外，本发明之陶粒建筑材料20中并不添加习知技术中一般预伴水泥中所常添加的减水剂、粉煤灰、炉石灰、砂石等材料，如此可更为增强各陶粒21间藉由发泡水泥22来凝结的结构强度，而使本发明之陶粒建筑材料20中的陶粒21所占体积比例可顺利达到75%至85%的高比例。

该发泡水泥22为一先发型发泡水泥，系由一水泥以及适量(约占水泥重量百分比之0.1~2%)之发泡剂所组成，且该发泡水泥22占整体陶粒建筑材料20中的可实施比例为发泡后体积百分比10%至30%之间，且最佳比例为介于15%至25%之间。前述之发泡水泥22与陶粒21的体积比例控制方式，可藉由控制发泡水泥22中的发泡程度(亦即控制发泡剂之添加量)，而使所添加之陶粒21体积占最后成品之总体积中的比例来达到。一般来说，当陶粒建筑材料20中所含的陶粒21比例愈高时，其结构强度与抗压强度都将愈佳，但是，倘若发泡水泥22比例过低时却又会导致各颗陶粒21之间的密接性不足。因此，本发明藉由此一特定体积比例来混合发泡水泥22与陶粒21，将可达到兼具轻量化、防火、及高结构强度的最佳材料特性。该发泡水泥22以水先行搅拌发泡，且将该复数个陶粒21均匀混合于其中，经计算机计量予以粒料预拌，形成均匀混合之发泡砂浆状态。

该发泡水泥22的主要特点在于：一、隔热性，传导率在0.05至0.15Kcal/mh℃之间，是普通水泥制品的20－30倍，保温及隔热性能非常优异。二、轻量性，密度为250至1600kg/立方米之间，是普通水泥密度的1/5至1/8，是轻量产品，可有效减轻建筑物的负荷。三、隔音性，形成多孔性众多独立气孔，吸音能力可达0.09%至0.19%，是普通水泥的5倍，可较易解决公寓建造过程中的居住空间隔音问题。四、绿色环保，传统苯板材料遇高温后易分解有毒成分，发泡水泥完全克服了这方面的缺点。五、整体性好，发泡水泥与地面结构层及采暖填充层在材料上都是混凝土产品，整体性好。六、施工性能，自动化的施工设备根据需要设订参数，可对各项指标进行调整以满足特定的要求，施工性能良好。

之后，令呈砂浆状态之该陶粒21与发泡水泥21混合砂浆灌注于模具30内。该模具在20－40度C的环境下静养8－16小时使其凝固接着，将该灌模后的陶粒建筑材料20连同该模具30一并送至蒸汽室40予以蒸汽养护，并施以一适当时间加以蒸养，使该陶粒建筑材料20达到强度高、收缩小的目的，并于固化后将该成形之陶粒建筑材料20予以脱模处理。

于图2所示之本实施例中，该脱模后之陶粒建筑材料20可以是较大尺寸(例如长、宽达一公尺以上)的原始建筑材料20。再以钻石锯片机台50加工切割成预定尺寸之若干较小砌块201(例如长、宽、高各为数十公分之方块体)成品。之后，这些砌块201便可供被载至施工现场予以组装结合成墙体等。当然，也可以是使用长、宽、高各为数十公分之小型模具来砌块201成品者。

如图3所示，即为本发明之砌块之一较佳实施例的立体示意图。于本发明之砌块201的一最佳实施例中系包括有：复数陶粒21其粒径为2mm至12mm之间且占整体砌块201体积比例为75%至85%之间、以及一发泡水泥22其发泡后占整体砌块201体积比例为15%至25%之间。藉由该陶粒21与发泡水泥22可在本发明之砌块201中产生众多封闭、独立且不相连通的微小气孔，因此更富有一定之弹性，足以平衡其热涨冷缩之变形量，也同时达到隔热、保温、抗潮湿与隔音等功能；并且，更藉由75%至85%之陶粒21与15%至25%之发泡水泥22此一独特的混合比例，更可使本发明之砌块201兼具轻量化、防火、及高结构强度的良好特性者。

该陶粒建筑材料20固化后经加工切割所形成之砌块201，比起相同体积之习用砌块或水泥板之重量来说相对来的轻，于搬运或吊载时可大幅减少负载荷重，更可以减轻建筑物楼板之负重，降低结构成本。

该砌块201主要用途可用于建筑物的外墙、墙壁、地面的隔音隔热、建筑物的屋顶隔热、以及温泉浴池墙壁等等。又该陶粒建筑材料20所形成之砌块201之成分完全符合环保绿色概念，于该陶粒建筑材料20加工成形的过程中或是于现场施工组装过程中，其产生之废料或多余的料件均可回收压碎重制再利用，不仅兼具环保概念更能节省成本支出。

请参阅图4所示，图4为本发明陶粒建筑材料之灌浆模具的另一较佳实施例图。其中，该模具30a内可以设置若干小隔间301，每一小隔间301之尺寸即符合单一砌块201的长宽高尺寸。藉此，当经由灌浆、蒸养及脱膜制程后，即可完成多数砌块201之成品而不再需要额外切割制程者。

请参阅图5所示，图5为本发明陶粒建筑材料制造方法步骤流程图。如图所示，此流程包含下列步骤：步骤81：将一发泡水泥与水加入发泡剂先行搅拌使其开始发泡，并将复数个陶粒置入一起搅拌；发泡，且令该发泡水泥完全发泡完毕；步骤82：令该混合有陶粒之发泡水泥充分搅拌，形成均匀混合之砂浆状态；其中，该陶粒的体积百分比约占全体的70%至90%之间、且发泡水泥发泡后的体积百分比约占全体的15%至25%之间此为本发明之可实施例；而当陶粒21之体积比例为75%至85%，且发泡水泥22发泡后之体积比例为15%至25%时，则为本发明之最佳实施例；步骤83：将预拌发泡后之混合砂浆灌注至该模具中；步骤84：将灌注后之该模具在20－40度C的环境下静养8－16小时使其凝固后再施以蒸汽养护使其提高强度，并于固化定形后将该成形之陶粒建筑材料予以脱模；以及步骤85：将该陶粒建筑材料予以切割成预定尺寸之砌块成品。值得一提的是，倘若是使用如图4所示之模具30a来灌浆时，则不需进行此切割步骤85。

综上所述，本发明陶粒建筑材料及制造方法，其中，该陶粒建筑材料20所制成之该砌块201其内部包含有以特定比例混合之复数个陶粒21与发泡水泥22，使该砌块201形成内部众多独立气孔，不但可隔音防潮兼具防火保温的效果，更可具有良好的整体强度。然而，发泡水泥22更能减少实质的重量，在实际施工上可降低吊车吨位，大幅加快施工时程，对整体营造成本之降低，有明显之效果，进而减少运输的成本。

唯以上所述之实施例不应用于限制本发明之可应用范围，本发明之保护范围应以本发明之申请专利范围内容所界定技术精神及其均等变化所含括之范围为主者。即大凡依本发明申请专利范围所做之均等变化及修饰，仍将不失本发明之要义所在，亦不脱离本发明之精神和范围，故都应视为本发明的进一步实施状况。

附图说明：

图1系为习用建筑材料之预铸板组装示意图。

图2系为本发明陶粒建筑材料生产流程示意图。

图3系为本发明陶粒建筑材料之砌块的一较佳实施例立体示意图。

图4系为本发明陶粒建筑材料之模具的另一实施例图。

图5系为本发明陶粒建筑材料制造方法步骤流程图。

主要元件符号说明

10．．．习用预铸板

11．．．凸块

12．．．凹槽

13．．．结合缝

14．．．水泥

15．．．中空部

20．．．陶粒建筑材料

201．．．砌块

21．．．陶粒

22．．．发泡水泥

30、30a．．．模具

301．．．隔间

40．．．蒸汽室

50．．．钻石锯片机台

步骤81~85．．．陶粒建筑材料制造方法步骤流程。

Claims (9)

1.一种陶粒建筑材料，其包括有：复数个陶粒，该陶粒系为陶瓷质地且具多孔隙之人造陶瓷颗粒，乃是以页岩或黏土经造粒成形后、再由1050℃以上高温窑烧所烧结而成之轻质粒状，该陶粒之粒径为1mm至15mm之间；以及一发泡水泥，系将水泥、水与发泡剂混合搅拌而得，该复数个陶粒系混合于发泡水泥中一起搅拌而呈一砂浆状之混合物；其中，该陶粒

之体积百分比系占整体陶粒建筑材料的70%至90%之间，且发泡水泥之发泡后体积百分比系占整体陶粒建筑材料的10%至30%之间；并且，该陶粒建筑材料中并不添加减水剂、粉煤灰、炉石灰、及砂石。

2.如申请专利范围第1项所述之陶粒建筑材料，其中，该陶粒之最佳粒径为2mm至12mm之间，并占整体陶粒建筑材料中比例最佳为75%至85%之间。

3.如申请专利范围第2项所述之陶粒建筑材料，其中，该发泡水泥占整体陶粒建筑材料中的最佳比例为15%至25%之间。

4.如申请专利范围第1项所述之陶粒建筑材料，其中，该发泡水泥占整体陶粒建筑材料中的最佳比例为15%至25%之间。

5.如申请专利范围第1项所述之陶粒建筑材料，其中，该陶粒建筑材料可经由灌模的方式硬化形成为方块状之一砌 块。

6.一种陶粒建筑材料制造方法，包括有下列步骤：将水泥、发泡剂与水先行搅拌以形成发泡水泥，且将复数个陶粒置入一起混合搅拌；其中，该陶粒系为陶瓷质地且具多孔隙之人造陶瓷颗粒，乃是以页岩或黏土经造粒成形后、再由1050℃以上高温窑烧所烧结而成之轻质粒状，该陶粒之粒径为1mm至15mm之间；令该发泡水泥与陶粒之混合物完全发泡完毕以形成均匀混合之砂浆状混合物；将预拌发泡后之砂浆状混合物灌注至一模具中；其中，该陶粒之体积百分比系占整体陶粒建筑材料的70%至90%之间，且发泡水泥发泡后之体积百分比系占整体陶粒建筑材料的10%至30%之间；以及将灌注后之该模具在20-40度C的环境下静养8-16小时使其凝固，并于固化定形后将该成形之陶粒建筑材料予以脱模；其中，该陶粒建筑材料中并不添加减水剂、粉煤灰、炉石灰、及砂石。

7.如申请专利范围第6项所述之陶粒建筑材料制造方法，其中，在将陶粒建筑材料脱模后更包括有下列步骤：将陶粒建筑材料切割成预定尺寸之若干砌块成品。

8.如申请专利范围第6项所述之陶粒建筑材料制造方法，其中，该陶粒之粒径系介于2mm至12mm之间，且并占整体陶粒建筑材料中比例最佳为75%至85%之间；并且， 该发泡水泥占整体陶粒建筑材料中的最佳体积比例为15%至25%之间。

9.如申请专利范围第6项所述之陶粒建筑材料制造方法，其中，于该模具内系设置有若干小隔间，每一小隔间之尺寸即符合单一砌块的长宽高尺寸；藉此，当经由灌浆、蒸养及脱膜制程后，即可完成多数砌块之成品而不再需要额外的切割制程。