CN109572090B - 一种保温材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于建筑保温材料技术领域,具体为一种保温材料,包括蒸压加气混凝土和发泡陶瓷保温基材,所述蒸压加气混凝土和发泡陶瓷保温基材之间设置有过渡层,所述蒸压加气混凝土和发泡陶瓷保温基材通过过渡层结合为一体。本发明提供的保温材料,在建筑中起到保温维护一体的功能,既具有有机保温材料的轻质、隔声、保温隔热性,又具有无机非金属保温材料的耐久性、防火性、高强度等优势。该材料与建筑物同寿命,彻底解决有机保温材料使用寿命短的问题。

Description

一种保温材料及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑保温材料技术领域,具体为一种保温材料及其制备方法。
背景技术
墙体保温材料是建筑行业中使用较广的一种建材,可显著提高墙体保温性能。目前,随着居住建筑节能设计标准不断提高,常见的保温材料已不能满足当前节能标准的设计要求。市场上应用比较广泛的保温材料为有机保温材料、无机保温材料以及复合保温材料,这些保温材料在性能上差异较大。
聚苯板、挤塑板、酚醛板等有机保温材料的保温性能比较突出,但耐久性、防火性制约着产品的应用;发泡水泥、珍珠岩板等无机保温材料具有耐久性、防火性,但受生产成本高、强度低等原因,无法满足市场需求;市场上较常见的是将无机材料与有机材料相复合的复合保温材料,可以同时具备有机保温材料良好的保温性能和无机保温材料的耐久性、防火性,在建筑领域具有广泛的应用,然而,由于有机、无机两种材料存在不同的界面,两者之间结合不牢固,容易造成空鼓、脱落等现象。
申请号为201810307923.X,名称为“一种轻质防火高效保温板及其制备方法”的中国发明专利中公开了一种由加气混凝土板和聚苯板等高效保温材料组成的复合保温板,加气混凝土板和聚苯板之间通过钢筋网片和连接件进行固定,得到的保温板在不损失强度的前提下,加强了加气混凝土板的保温性能。然而加气混凝土板和聚苯板之间通过锚固的形式进行连接,两者之间连接不牢固,在使用时容易空鼓、开裂,造成保温难以与建筑同寿命的问题。
申请号为201611169022.6,名称为“一种复合环保型墙体保温材料”的中国发明专利中公开了一种复合保温材料,在硅酸铝复合保温材质的外墙板的顶部设置有橡塑保温板等有机保温材料,两者之间通过黏胶固定连接。然而,由于有机、无极两种材料存在不同的界面,两者之间通过粘胶结合不牢固,容易造成造成开裂、脱落等现象,影响复合保温材料的使用寿命。
技术方案
本发明的目的是为了解决现有技术中外墙保温产品保温性差、易燃、易老化、易空鼓、开裂等缺陷,提供一种保温效果好并且阻燃、耐久,彻底解决空鼓、开裂等问题的新型外墙外保温材料及其制备方法。
为解决上述技术问题,本发明的具体技术方案如下:
一种保温材料,其特征在于:包括蒸压加气混凝土和发泡陶瓷保温基材,所述蒸压加气混凝土和发泡陶瓷保温基材之间设置有过渡层,所述蒸压加气混凝土和发泡陶瓷保温基材通过过渡层结合为一体。
作为优选,所述过渡层包括蒸压加气混凝土与发泡陶瓷保温基材表面之间水化反应生成的托勃莫来石和钙长石。
作为优选,所述发泡陶瓷保温基材的至少一个面通过过渡层与蒸压加气混凝土连接。
作为优选,所述发泡陶瓷保温基材的一个面通过过渡层与蒸压加气混凝土连接。
作为优选,所述发泡陶瓷保温基材相对的两个面通过过渡层连接有蒸压加气混凝土。
作为优选,所述发泡陶瓷保温基材的上下两面通过过渡层连接有蒸压加气混凝土,其他四个面与蒸压加气混凝土平齐或高于蒸压加气混凝土。
作为优选,所述发泡陶瓷保温基材设置在所述蒸压加气混凝土内部,所述蒸压加气混凝土将所述发泡陶瓷保温基材完全包裹,所述发泡陶瓷保温基材设置有至少一块。
作为优选,所述发泡陶瓷保温基材设置在所述蒸压加气混凝土内部,所述发泡陶瓷保温基材的至少一个面外露,所述蒸压加气混凝土将所述发泡陶瓷保温基材的其他面包裹,所述发泡陶瓷保温基材外露的面与蒸压加气混凝土平齐或高于蒸压加气混凝土。
作为优选,所述发泡陶瓷保温基材设置有至少一层。
作为优选,所述发泡陶瓷保温材料层设置有通孔,浇注蒸压加气混凝土时,蒸压加气混凝土穿过发泡陶瓷保温材料层上的通孔,形成拉结结构。通过拉结结构可以增强蒸压加气混凝土层和发泡陶瓷保温材料层之间的连接强度,使保温材料整体结构更加稳固,有效防止开裂。
所述的蒸压加气混凝土密度为250-825kg/m3,抗压强度为1.0-10.0MPa,导热系数小于0.18w/(m.k),内部发泡陶瓷保温板密度小于450 kg/m3,抗压强度大于0.10 MPa,导热系数小于0.12 w/(m.k)。
本发明还公开了上述保温材料的制备方法,包括以下步骤:将预制的发泡陶瓷保温基材固定在蒸压加气混凝土生产模具中,浇注蒸压加气混凝土,脱模后进行蒸压养护,使蒸压加气混凝土和发泡陶瓷保温基材之间形成过渡层,即制得所述保温材料。
所述的保温材料的制备方法,具体包括以下工艺步骤:
(1)固定发泡陶瓷保温基材:将预制的发泡陶瓷保温基材固定在蒸压加气混凝土生产模具中;
(2)浇注:将蒸压加气混凝土的各原料混合均匀,然后浇注到固定有发泡陶瓷保温基材的生产模具中;
(3)预养护:将步骤(2)浇注完成后的模具,在≥20℃的条件下进行初期的发泡与水化硬化,该过程1.0-6.0h;
(4)脱模、切割:预养护结束后,去除发泡陶瓷保温基材的固定装置,进行脱模,切割;
(5)蒸压养护:切割后,在温度为150-220℃、压力1.0-1.5MPa的饱和热蒸汽中进行蒸压养护,该过程≥4h,即制得所述保温材料。
作为优选,所述蒸压加气混凝土包括以下重量份的原料:尾矿砂40-80份、生石灰5-30份、水泥5-30份、矿粉5-20份、石膏3-15份、铝粉0.10-0.35份、外加剂1-3份。
作为优选,所述水泥为普通硅酸盐42.5型号水泥;所述矿粉为纳米级超细矿粉,比表面积≥1200m2/g;所述石膏为电厂脱硫石膏;所述外加剂由质量分数为1:5的稳泡剂和甲基硅酸钠混合而成。
作为优选,所述步骤(2)中,按比例称取蒸压加气混凝土的各原料备用;将尾矿砂加水,用球磨机湿磨,制得砂浆,细度为200目方孔筛筛余≤35%;将生石灰块破碎后,用球磨机粉磨,制得生石灰粉,所得生石灰粉的比表面积≥200m2/g;石膏加水制得石膏浆,石膏浆的水料质量比为0.35-0.65;将铝粉加水,搅拌均匀制得铝粉浆,铝粉浆的水料质量比为0.25-0.60;将制得的砂浆、石膏浆加入搅拌机,混合搅拌,通过蒸汽使混合浆温度在30-70℃,然后将水泥、生石灰粉、矿粉加入搅拌机中,搅拌均匀,再将铝粉浆、外加剂加入,总料浆搅拌时间≥15s,然后浇注到固定有发泡陶瓷保温基材的生产模具中。
有益效果
本发明提供了一种外墙保温材料,在建筑中起到保温维护一体的功能,既具有有机保温材料的轻质、隔声、保温隔热性,又具有无机非金属保温材料的耐久性、防火性、高强度等优势。该材料与建筑物同寿命,彻底解决有机保温材料使用寿命短的问题。同时,该材料进行二次反应,在发泡陶瓷保温基材与蒸压加气混凝土之间形成过渡层,通过物理和化学反应,使材料形成一个整体,解决传统粘结、锚固等形式的连接带来的不牢固、界面层等问题,在应用中杜绝空鼓、开裂等现象,为外墙保温材料开辟一条新的道路。
本发明所述外墙保温材料在高温、高压的饱和蒸汽中进行蒸压养护,使发泡陶瓷保温基材与蒸压加气混凝土之间形成过渡层。所述过渡层既包括物理反应产物也包括化学反应产物,通过物理和化学双重作用,使发泡陶瓷保温基材与蒸压加气混凝土牢固的结合成一个整体。首先,发泡陶瓷保温基材的表面存在多个开口的气泡,当蒸压加气混凝土浇注在发泡陶瓷保温基材的表面时,蒸压加气混凝土会进入这些泡中,形成插接结构,使发泡陶瓷保温基材与蒸压加气混凝土结合更加牢固。
其次,蒸压加气混凝土中的CaO、SiO2与发泡陶瓷保温基材中Al2O3、SiO2在175-185℃、1.1-1.2MPa的高温高压饱和蒸汽中进行水化反应,生成托勃莫来石(5CaO.6SiO2.5H2O)、钙长石(CaO. Al2O3.2SiO2)等水化产物,高温高压的条件,使反应延伸至过渡层,渗透至两者的表面,水化产物的形成使发泡陶瓷保温基材与蒸压加气混凝土通过化学结合形成了整体,极大地提高了两者之间的粘结强度。
本发明获得的保温材料技术性能如下:
抗压强度≥3.5MPa,体积吸水率≤6.0%,密度为280-500kg/m3,热阻值≥2.60(m2.k)/w,隔声量≥50dB,耐火极限≥3.0h,抗风压≥2000N/m2,冻融循环15次质量损失≤5.0%。
附图说明
图1为本发明实施例1所述保温材料的结构示意图;
图2为本发明实施例2所述保温材料的结构示意图;
图3为本发明实施例3所述保温材料的结构示意图;
图4为本发明实施例4所述保温材料的结构示意图;
图5为本发明实施例5所述保温材料的结构示意图;
图6为本发明实施例6所述保温材料的结构示意图;
图7为本发明实施例7所述保温材料的结构示意图;
图8为本发明实施例8所述保温材料的结构示意图;
图9为本发明实施例9所述保温材料的结构示意图;
图10为本发明实施例10所述保温材料的结构示意图;
图11为本发明实施例11所述保温材料的结构示意图;
图12为本发明实施例12所述保温材料的XRD测试图;
图13为本发明实施例12所述保温材料的SEM测试图;
图14为本发明实施例13所述保温材料的SEM测试图;
图15为本发明实施例12所述保温材料的粘结强度测试实验照片;
图16为本发明实施例12所述保温材料的粘结强度测试样品测试前的照片;
图17为本发明实施例12所述保温材料的粘结强度测试样品测试后的照片;
图中:1:蒸压加气混凝土、2:发泡陶瓷保温基材、3:过渡层。
具体实施方式
下面将结合本发明具体实施例,对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于
本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1所示,一种高强度保温砌块,包括蒸压加气混凝土层1和发泡陶瓷保温基材层2,所述蒸压加气混凝土层和发泡陶瓷保温基材层之间具有过渡层3,所述发泡陶瓷保温基材层设置在所述蒸压加气混凝土层的内部,所述蒸压加气混凝土层将所述发泡陶瓷保温基材层完全包裹,所述发泡陶瓷保温基材层和蒸压加气混凝土层通过过渡层结合为一体。所述过渡层包括蒸压加气混凝土层与发泡陶瓷保温基材层层之间水化反应生成的托勃莫来石和钙长石。所述蒸压加气混凝土层内部设置有多个陶瓷保温砌块。
实施例2
如图2所示,一种高强度保温砌块,包括蒸压加气混凝土层1和发泡陶瓷保温基材层2,所述蒸压加气混凝土层和发泡陶瓷保温基材层之间具有过渡层3,所述发泡陶瓷保温基材层设置在所述蒸压加气混凝土层的内部,所述蒸压加气混凝土层将所述发泡陶瓷保温基材层完全包裹,所述发泡陶瓷保温基材层和蒸压加气混凝土层通过过渡层结合为一体。所述过渡层包括蒸压加气混凝土层与发泡陶瓷保温基材层层之间水化反应生成的托勃莫来石和钙长石。
所述蒸压加气混凝土层内部设置有多个陶瓷保温砌块。所述蒸压加气混凝土层内部左右两端均设置有发泡陶瓷保温基材层。所述左右两端的发泡陶瓷保温基材层对称设置。所述蒸压加气混凝土层内部中间位置也设置有发泡陶瓷保温基材。所述中间位置的发泡陶瓷保温基材与左右两端设置的发泡陶瓷保温基材在不同高度上设置。
实施例3
如图3所示,一种高强度保温砌块,包括蒸压加气混凝土层1和发泡陶瓷保温基材层2,所述蒸压加气混凝土层和发泡陶瓷保温基材层之间具有过渡层3,所述发泡陶瓷保温基材层设置在所述蒸压加气混凝土层的内部,所述蒸压加气混凝土层将所述发泡陶瓷保温基材层完全包裹,所述发泡陶瓷保温基材层和蒸压加气混凝土层通过过渡层结合为一体。所述过渡层包括蒸压加气混凝土层与发泡陶瓷保温基材层层之间水化反应生成的托勃莫来石和钙长石。
所述蒸压加气混凝土层内部设置有多个陶瓷保温砌块。所述蒸压加气混凝土层内部左右两端均设置有发泡陶瓷保温基材层。所述左右两端的发泡陶瓷保温基材层在不同高度上间隔设置。
实施例4
如图4所示,一种防开裂复合保温砌块,包括上下两层蒸压加气混凝土层1和位于中间层的发泡陶瓷保温基材2,所述发泡陶瓷保温基材和上下两层蒸压加气混凝土层之间通过过渡层3结合为一体,所述过渡层包括蒸压加气混凝土层与发泡陶瓷保温基材层之间水化反应生成的托勃莫来石和钙长石。所述上下两层蒸压加气混凝土层厚度相同。所述发泡陶瓷保温基材的厚度与蒸压加气混凝土层的厚度比为2:1。
实施例5
如图5所示,一种防开裂复合保温砌块,包括三层蒸压加气混凝土层1,和设置在蒸压加气混凝土层之间的两层发泡陶瓷保温基材层2,所述发泡陶瓷保温基材2和上下两层蒸压加气混凝土层1之间通过过渡层3结合为一体,所述过渡层包括蒸压加气混凝土层与发泡陶瓷保温基材层之间水化反应生成的托勃莫来石和钙长石。
所述三层蒸压加气混凝土层厚度相同。所述两层发泡陶瓷保温基材的厚度相同。所述发泡陶瓷保温基材的厚度与蒸压加气混凝土层的厚度比为1:1。
实施例6
如图6所示,一种防开裂复合保温砌块,包括四层蒸压加气混凝土层1,和设置在蒸压加气混凝土层之间的三层发泡陶瓷保温基材层2,所述发泡陶瓷保温基材2和上下两层蒸压加气混凝土层1之间通过过渡层3结合为一体,所述过渡层包括蒸压加气混凝土层与发泡陶瓷保温基材层之间水化反应生成的托勃莫来石和钙长石。所述四层蒸压加气混凝土层厚度不相同。所述三层发泡陶瓷保温基材的厚度相同。
实施例7
如图7所示,一种多功能建筑外墙保温砌块,包括蒸压加气混凝土层和发泡陶瓷保温基材层,所述发泡陶瓷保温基材层设置在所述蒸压加气混凝土层的内部,所述发泡陶瓷保温基材层的三个面外露,可防止热桥,所述蒸压加气混凝土层将所述发泡陶瓷保温基材层的其他面包裹,所述蒸压加气混凝土层和发泡陶瓷保温基材层之间设置有过渡层,所述发泡陶瓷保温基材层和蒸压加气混凝土层通过过渡层结合为一体。
所述过渡层包括蒸压加气混凝土层与发泡陶瓷保温基材层表面之间水化反应生成的托勃莫来石和钙长石。所述蒸压加气混凝土层内的左右两端均设置有发泡陶瓷保温基材层,且所述发泡陶瓷保温基材层在厚度方向上间隔设置。所述发泡陶瓷保温基材层外露的面与蒸压加气混凝土层平齐。
实施例8
如图8所示,一种多功能建筑外墙保温砌块,包括蒸压加气混凝土层和发泡陶瓷保温基材层,所述发泡陶瓷保温基材层设置在所述蒸压加气混凝土层的内部,所述发泡陶瓷保温基材层的三个面外露,可防止热桥,所述蒸压加气混凝土层将所述发泡陶瓷保温基材层的其他面包裹,所述蒸压加气混凝土层和发泡陶瓷保温基材层之间设置有过渡层,所述发泡陶瓷保温基材层和蒸压加气混凝土层通过过渡层结合为一体。
所述过渡层包括蒸压加气混凝土层与发泡陶瓷保温基材层表面之间水化反应生成的托勃莫来石和钙长石。所述蒸压加气混凝土内的左右两端对称设置有发泡陶瓷保温基材。所述蒸压加气混凝土层内部中间位置也设置有陶瓷保温砌块,且所述中间位置的陶瓷保温砌块与左右两端设置的陶瓷保温砌块在不同高度上设置。
所述发泡陶瓷保温基材层外露的面与蒸压加气混凝土层平齐。
实施例9
如图9所示,一种高强度保温板,包括蒸压加气混凝土层1和发泡陶瓷保温基材层2,所述发泡陶瓷保温基材层设置在所述蒸压加气混凝土层的内部,所述蒸压加气混凝土层将所述发泡陶瓷保温基材层完全包裹,所述蒸压加气混凝土层和发泡陶瓷保温基材层之间设置有过渡层3,所述发泡陶瓷保温基材层和蒸压加气混凝土层通过过渡层结合为一体。所述过渡层包括蒸压加气混凝土层与发泡陶瓷保温基材层之间水化反应生成的托勃莫来石和钙长石。
作为优选,还设置有加强层,所述加强层设置于发泡陶瓷保温板外侧。加强层可以显著提高保温板的整体强度。所述加强层包括设置在发泡陶瓷保温板相对两侧的钢筋,所述钢筋之间通过连接件连接。作为优选,所述加强层包括设置在发泡陶瓷保温板相对两侧的金属网,所述金属网之间通过连接件连接。可以显著提高保温板的整体强度。
实施例10
如图10所示,一种可防止热桥的保温板,包括蒸压加气混凝土层1和发泡陶瓷保温基材层2,所述发泡陶瓷保温基材层设置在所述蒸压加气混凝土层的内部,所述发泡陶瓷保温基材层相对的两面外露,所述蒸压加气混凝土层将所述发泡陶瓷保温基材层的其他面包裹,所述蒸压加气混凝土层和发泡陶瓷保温基材层之间设置有过渡层3,所述发泡陶瓷保温基材层和蒸压加气混凝土层通过过渡层结合为一体。所述过渡层包括蒸压加气混凝土层与发泡陶瓷保温基材层之间水化反应生成的托勃莫来石和钙长石。
实施例11
如图11所示,一种保温砌块,包括上层的蒸压加气混凝土层1和下层的发泡陶瓷保温基材层2,所述蒸压加气混凝土层和发泡陶瓷保温基材层之间具有过渡层3,发泡陶瓷保温基材层的上侧面通过过渡层与蒸压加气混凝土层连接。
实施例12
一种保温材料,包括蒸压加气混凝土和发泡陶瓷保温基材,所述发泡陶瓷保温基材和蒸压加气混凝土之间通过过渡层结合为一体。所述发泡陶瓷保温基材层的一个面通过过渡层连接有蒸压加气混凝土。
所述的蒸压加气混凝土密度为250-825kg/m3,抗压强度为1.0-10.0MPa,导热系数小于0.18w/(m.k),内部发泡陶瓷保温板密度小于450 kg/m3,抗压强度大于0.10 MPa,导热系数小于0.12 w/(m.k)。
所述过渡层包括蒸压加气混凝土与发泡陶瓷保温基材之间水化反应生成的托勃莫来石和钙长石。托勃莫来石和钙长石的形成使发泡陶瓷保温基材与蒸压加气混凝土形成了整体,极大地提高了两者之间的粘结强度。
所述蒸压加气混凝土包括以下重量份的原料:尾矿砂40份、生石灰5份、水泥5份、矿粉5份、石膏3份、铝粉0.1份、外加剂1份。所述水泥为普通硅酸盐42.5型号水泥;所述矿粉为纳米级超细矿粉,比表面积≥1200m2/g;所述石膏为电厂脱硫石膏;所述外加剂由质量分数为1:5的稳泡剂和甲基硅酸钠混合而成。稳泡剂可以提高气泡膜的表面张力,防止气孔破坏,保持气孔完整独立,甲基硅酸钠可以降低固-液-气相表面张力,分子中的硅醇基与硅酸盐材料中的硅分子进行反应脱水,从而实现“反毛细管作用”,具备憎水性。
上述保温材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)固定发泡陶瓷保温基材:将预制的发泡陶瓷保温基材固定在蒸压加气混凝土生产模具中;
(2)浇注:按比例称取蒸压加气混凝土的各原料备用;将尾矿砂加水,用球磨机湿磨,制得砂浆,细度为200目方孔筛筛余≤35%;将生石灰块破碎后,用球磨机粉磨,制得生石灰粉,所得生石灰粉的比表面积≥200m2/g;石膏加水制得石膏浆,石膏浆的水料质量比为0.35;将铝粉加水,搅拌均匀制得铝粉浆,铝粉浆的水料质量比为0.25;将制得的砂浆、石膏浆加入搅拌机,混合搅拌,通过蒸汽使混合浆温度在30℃,然后将水泥、生石灰粉、矿粉加入搅拌机中,搅拌均匀,再将铝粉浆、外加剂加入,总料浆搅拌15s,然后浇注到固定有发泡陶瓷保温基材的生产模具中。
(3)预养护:将步骤(2)浇注完成后的模具,在55℃的条件下进行初期的发泡与水化硬化,该过程2.5h;
(4)脱模、切割:预养护结束后,去除发泡陶瓷保温基材的固定装置,进行脱模,切割;
(5)蒸压养护:切割后,在温度为175℃、压力1.2MPa的饱和热蒸汽中进行蒸压养护,该过程10h,即制得所述保温材料。
所得产品的性能如下:
抗压强度≥3.5MPa,体积吸水率≤6.0%,密度为280-500kg/m3,热阻值≥2.60(m2.k)/w,隔声量≥50dB,耐火极限≥3.0h,抗风压≥2000N/m2,冻融循环15次质量损失≤5.0%。
所得产品采用XRD现代分析,分析结果如图12所示,图中A为蒸压加气混凝土,B为陶瓷保温板,C为过渡层,从分析结果可以看出,蒸压加气混凝土主要包括Ca5(OH)2Si6O16·4H2O及未完全水化的SiO2,发泡陶瓷保温基材主要包括CaAlSi3O8等长石类,过渡层包括Ca5(OH)2Si6O16·4H2O、CaAlSi3O8及未完全水化的SiO2
所得产品采用SEM现代分析手段,分析结果如图13所示,图中左侧为发泡陶瓷保温基材,右侧为蒸压加气混凝土,中间为两种材料的过渡层,从图中可以看出,发泡陶瓷保温基材晶体层笼状结构,蒸压加气混凝土以柱状、针状及胶凝状为主,过渡层呈絮状结构将发泡陶瓷保温基材及蒸压加气混凝土牢固结合,材料之间相互交错,结合致密,晶体结构相互搭接。
对产品的粘结强度进行测试,根据GB/T20473-2006《建筑保温砂浆粘结强度测试》,采用电子拉力试验机,实验过程如图15所示,所述保温材料测试前的照片如图17所示,所述保温材料测试后的照片如图16所示,当破坏力达到一定程度时,产品断裂面在蒸压加气混凝土处或发泡陶瓷保温基材处,而两种材料结合处,即过渡层处则没有断裂,再次证明两种材料通过“二次反应”形成的过渡层,在两种材料间形成牢固的结合,且形成的过渡层的强度大于蒸压加气混凝土和发泡陶瓷保温基材。
实施例13
一种保温材料,包括蒸压加气混凝土和发泡陶瓷保温基材,所述发泡陶瓷保温基材和蒸压加气混凝土通过过渡层结合为一体。所述过渡层包括蒸压加气混凝土与发泡陶瓷保温基材之间水化反应生成的托勃莫来石和钙长石。托勃莫来石和钙长石的形成使发泡陶瓷保温基材与蒸压加气混凝土形成了整体,极大地提高了两者之间的粘结强度。
所述蒸压加气混凝土包括以下重量份的原料:尾矿砂80份、生石灰30份、水泥30份、矿粉20份、石膏15份、铝粉0.35份、外加剂3份。所述水泥为普通硅酸盐42.5型号水泥;所述矿粉为纳米级超细矿粉,比表面积≥1200m2/g;所述石膏为电厂脱硫石膏;所述外加剂由质量分数为1:5的稳泡剂和甲基硅酸钠混合而成。稳泡剂可以提高气泡膜的表面张力,防止气孔破坏,保持气孔完整独立,甲基硅酸钠可以降低固-液-气相表面张力,分子中的硅醇基与硅酸盐材料中的硅分子进行反应脱水,从而实现“反毛细管作用”,具备憎水性。
上述保温材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)固定发泡陶瓷保温基材:将预制的发泡陶瓷保温基材固定在蒸压加气混凝土生产模具中;
(2)浇注:按比例称取蒸压加气混凝土的各原料备用;将尾矿砂加水,用球磨机湿磨,制得砂浆,细度为200目方孔筛筛余≤35%;将生石灰块破碎后,用球磨机粉磨,制得生石灰粉,所得生石灰粉的比表面积≥200m2/g;石膏加水制得石膏浆,石膏浆的水料质量比为0.65;将铝粉加水,搅拌均匀制得铝粉浆,铝粉浆的水料质量比为0.60;将制得的砂浆、石膏浆加入搅拌机,混合搅拌,通过蒸汽使混合浆温度在70℃,然后将水泥、生石灰粉、矿粉加入搅拌机中,搅拌均匀,再将铝粉浆、外加剂加入,总料浆搅拌45s,然后浇注到固定有发泡陶瓷保温基材的生产模具中。
(3)预养护:将步骤(2)浇注完成后的模具,在60℃的条件下进行初期的发泡与水化硬化,该过程1.0h;
(4)脱模、切割:预养护结束后,去除发泡陶瓷保温基材的固定装置,进行脱模,切割;
(5)蒸压养护:切割后,在温度为220℃、压力1.5MPa的饱和热蒸汽中进行蒸压养护,该过程4h,即制得所述保温材料。
所得产品的性能如下:
抗压强度≥3.5MPa,体积吸水率≤6.0%,密度为280-500kg/m3,热阻值≥2.60(m2.k)/w,隔声量≥50dB,耐火极限≥3.0h,抗风压≥2000N/m2,冻融循环15次质量损失≤5.0%。
所得产品采用SEM现代分析手段,分析结果如图14所示,图中左侧为发泡陶瓷保温基材,右侧为蒸压加气混凝土,中间为两种材料的过渡层,从图中可以看出,发泡陶瓷保温基材晶体层笼状结构,蒸压加气混凝土以柱状、针状及胶凝状为主,过渡层呈絮状结构将发泡陶瓷保温基材及蒸压加气混凝土牢固结合,材料之间相互交错,结合致密,晶体结构相互搭接。
实施例14
一种保温材料,包括蒸压加气混凝土和发泡陶瓷保温基材,所述发泡陶瓷保温基材和蒸压加气混凝土通过过渡层结合为一体。所述过渡层包括蒸压加气混凝土与发泡陶瓷保温基材之间水化反应生成的托勃莫来石和钙长石。托勃莫来石和钙长石的形成使发泡陶瓷保温基材与蒸压加气混凝土形成了整体,极大地提高了两者之间的粘结强度。
所述蒸压加气混凝土包括以下重量份的原料:尾矿砂58份、生石灰14份、水泥13份、矿粉7份、石膏4份、铝粉0.23份、外加剂2份。所述水泥为普通硅酸盐42.5型号水泥;所述矿粉为纳米级超细矿粉,比表面积≥1200m2/g;所述石膏为电厂脱硫石膏;所述外加剂由质量分数为1:5的稳泡剂和甲基硅酸钠混合而成。稳泡剂可以提高气泡膜的表面张力,防止气孔破坏,保持气孔完整独立,甲基硅酸钠可以降低固-液-气相表面张力,分子中的硅醇基与硅酸盐材料中的硅分子进行反应脱水,从而实现“反毛细管作用”,具备憎水性。
上述保温材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)按比例称取蒸压加气混凝土各种原材料备用;将尾矿砂加水,用球磨机湿磨,制得砂浆,细度为200目方孔筛筛余≤15%;将生石灰块用颚式破碎机破碎后,用球磨机粉磨,制得生石灰粉,比表面积≥600m2/g;石膏加水制得石膏浆,石膏浆水料质量比为0.58;将铝粉加水,搅拌均匀制得铝粉浆,铝粉浆水料质量比为0.35;
(2)将发泡陶瓷保温基材通过钢钎孔固定在鞍架上,钢钎与发泡陶瓷保温基材进行固定,鞍架可以实现发泡保温板纵向间距、横向间距,能够实现发泡陶瓷保温基材在模具中的三位立体定位;
(3)将步骤(1)制得的砂浆、石膏浆加入搅拌机,混合搅拌,通过蒸汽使混合浆温度在30℃,然后将水泥、石灰、矿粉加入搅拌机中,搅拌均匀,再将铝粉浆、外加剂加入,总料浆搅拌45s,浇注到模具车内。
(4)浇注后,将带有发泡陶瓷保温基材的鞍架与模具车组合,将发泡陶瓷保温基材植入到模具车内,在58℃的预养间内进行初期的发泡与水化硬化,该过程2.8h;
(5)预养结束后,进行拔钎,去除钢钎与发泡陶瓷的固定装置;
(6)拔钎后,进行脱模,六面精准切割,切割精度为1.0mm;
(7)切割后,在温度为150℃、压力1.0MPa的高温高压条件下进行蒸汽养护,该过程15h,即制得外墙保温材料。
所得产品的性能如下:
抗压强度≥3.5MPa,体积吸水率≤6.0%,密度为280-500kg/m3,热阻值≥2.60(m2.k)/w,隔声量≥50dB,耐火极限≥3.0h,抗风压≥2000N/m2,冻融循环15次质量损失≤5.0%。

Claims (9)

1.一种保温材料,其特征在于:包括蒸压加气混凝土和发泡陶瓷保温基材,所述蒸压加气混凝土和发泡陶瓷保温基材之间设置有过渡层,所述蒸压加气混凝土和发泡陶瓷保温基材通过过渡层结合为一体,所述发泡陶瓷保温基材的至少一个面通过过渡层与蒸压加气混凝土连接;所述发泡陶瓷保温基材设置在所述蒸压加气混凝土内部,所述蒸压加气混凝土将所述发泡陶瓷保温基材完全包裹,所述发泡陶瓷保温基材设置有至少一块;所述过渡层包括蒸压加气混凝土与发泡陶瓷保温基材表面之间水化反应生成的托勃莫来石和钙长石;所述发泡陶瓷保温基材相对的两个面通过过渡层连接有蒸压加气混凝土。
2.根据权利要求1所述的保温材料,其特征在于:所述蒸压加气混凝土内部设置有至少一层发泡陶瓷保温基材。
3.一种保温材料,其特征在于:包括蒸压加气混凝土和发泡陶瓷保温基材,所述蒸压加气混凝土和发泡陶瓷保温基材之间设置有过渡层,所述蒸压加气混凝土和发泡陶瓷保温基材通过过渡层结合为一体,所述发泡陶瓷保温基材的至少一个面通过过渡层与蒸压加气混凝土连接;所述发泡陶瓷保温基材设置在所述蒸压加气混凝土内部,所述发泡陶瓷保温基材的至少一个面外露,所述蒸压加气混凝土至少将所述发泡陶瓷保温基材相对的两个面包裹,所述发泡陶瓷保温基材外露的面与蒸压加气混凝土平齐或高于蒸压加气混凝土;所述过渡层包括蒸压加气混凝土与发泡陶瓷保温基材表面之间水化反应生成的托勃莫来石和钙长石;所述发泡陶瓷保温基材相对的两个面通过过渡层连接有蒸压加气混凝土。
4.根据权利要求3所述的保温材料,其特征在于:所述发泡陶瓷保温基材的上下两面通过过渡层连接有蒸压加气混凝土,其他四个面与蒸压加气混凝土平齐或高于蒸压加气混凝土。
5.根据权利要求3-4任一所述的保温材料,其特征在于:所述蒸压加气混凝土内部设置有至少一层发泡陶瓷保温基材。
6.权利要求1-5任一所述保温材料的制备方法,其特征在于包括以下步骤:将发泡陶瓷保温基材固定在蒸压加气混凝土生产模具中,浇注蒸压加气混凝土,脱模后进行蒸压养护,使蒸压加气混凝土和发泡陶瓷保温基材表面之间形成过渡层,即制得所述保温材料。
7.根据权利要求6所述的保温材料的制备方法,其特征在于,具体包括以下工艺步骤:
(1)固定发泡陶瓷保温基材:将预制的发泡陶瓷保温基材固定在蒸压加气混凝土生产模具中;
(2)浇注:将蒸压加气混凝土的各原料混合均匀,然后浇注到固定有发泡陶瓷保温基材的生产模具中;
(3)预养护:将步骤(2)浇注完成后的模具,在≥20℃的条件下进行初期的发泡与水化硬化;
(4)脱模、切割:预养护结束后,去除发泡陶瓷保温基材的固定装置,进行脱模,切割;
(5)蒸压养护:切割后,在温度为150-220℃、压力1.0-1.5MPa的饱和热蒸汽中进行蒸压养护即制得所述保温材料。
8.根据权利要求7所述的保温材料的制备方法,其特征在于,所述蒸压加气混凝土包括以下重量份的原料:尾矿砂40-80份、生石灰5-30份、水泥5-30份、矿粉5-20份、石膏3-15份、铝粉0.10-0.35份、外加剂1-3份;所述外加剂由质量分数为1:5的稳泡剂和甲基硅酸钠混合而成。
9.根据权利要求7所述的保温材料的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中,按比例称取蒸压加气混凝土的各原料备用;将尾矿砂加水,用球磨机湿磨,制得砂浆,细度为200目方孔筛筛余≤35%;将生石灰块破碎后,用球磨机粉磨,制得生石灰粉,所得生石灰粉的比表面积≥200m2/g;石膏加水制得石膏浆,石膏浆的水料质量比为0.35-0.65;将铝粉加水,搅拌均匀制得铝粉浆,铝粉浆的水料质量比为0.25-0.60;将制得的砂浆、石膏浆加入搅拌机,混合搅拌,通过蒸汽使混合浆温度在30-70℃,然后将水泥、生石灰粉、矿粉加入搅拌机中,搅拌均匀,再将铝粉浆、外加剂加入,搅拌,然后浇注到固定有发泡陶瓷保温基材的生产模具中。
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