CN110028336A - 复合保温隔热材料及基于该材料的墙体和建筑物 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种复合保温隔热材料及基于该材料的保温隔热墙体和建筑物。复合保温隔热材料的原料包括20‑200重量份轻骨料、250‑500重量份水泥、200‑500重量份砂粒、250‑600重量份陶粒、20‑300重量份粉煤灰、1‑50重量份添加剂和100‑400重量份水。本发明的保温隔热材料的性能大大高于建筑物耐火极限的规定，可作为保温墙体的主要材料，而不影响墙体本身的承重能力。
Description
技术领域
本发明涉及建筑用保温隔热材料，具体涉及复合保温隔热材料及基于该材料的墙体和建筑物。
背景技术
在建筑物中使用的材料包括保温材料、隔热材料、高强度材料等。其中保温材料一般是指导热系数小于等于0.2的材料。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。
现有技术中已公开了许多保温建筑材料。例如，CN104761282A公开了一种建筑物隔热保温材料，包括下述重量份的原料：粉煤灰硅酸盐水泥25-45份，粉煤灰4-12份，发泡剂1-3份，六偏磷酸钠0.3-0.5份，水20-40份。本发明的建筑物隔热保温材料为A级轻质材料，具有保温、隔热、隔音的特点。
再例如，CN107344839A公开了一种建筑保温防火材料及其制备方法。该建筑保温防火材料含有有机成分和无机成分，很好的发挥了各自的效果，并具有良好的兼容性，方便使用，易于施工。同时，克服了无机材料易粉化、保温效果差等缺点，具有轻质、隔音、耐高温、弹性模量大、耐腐蚀、耐久等优点。该材料环保性能好，燃烧性能达到A1级，不会燃烧，无有毒气体产生。
如上所述，现有保温材料虽然具有良好的保温性能，但是这些保温材料的强度不高，大量使用会影响得到的墙体的强度或承重能力。
发明内容
为解决现有技术中的至少部分技术问题，本发明研发了一种新型保温隔热材料，其具有保温隔热性的同时还具有优异的强度。至少部分地基于此完成了本发明。具体地，本发明包括以下内容。
本发明的第一方面，提供一种复合保温隔热材料，所述复合保温隔热材料的原料包括20-200重量份轻骨料、250-500重量份水泥、200-500重量份砂粒、250-600重量份陶粒、20-300重量份粉煤灰、1-50重量份添加剂和100-400重量份水。
优选地，所述轻骨料选自玻化微珠、蛭石、膨胀珍珠岩和改性膨胀珍珠岩中的至少一，且密度为50-150kg/m3。
优选地，所述添加剂由包括10-30重量份发泡剂、5-100重量份石灰、5-100重量份石膏、5-50重量份聚氨酯、3-9重量份六偏磷酸钠的物质制备得到。
优选地，所述发泡剂为二烷基二甲基氧化胺和/或N-十二烷基乙醇胺。
优选地，所述水泥为粉煤灰硅酸盐水泥。
优选地，复合保温隔热材料的容重为450-550kg/m3。
本发明的第二方面，提供一种保温隔热墙体，其包括由第一方面所述的复合保温隔热材料制备得到的保温隔热层。
优选地，保温隔热墙体包括第一水泥砂浆层、第二水泥砂浆层和保温隔热层，所述第一水泥砂浆层和所述第二水泥砂浆层的厚度各自分别为10-20mm，且分别设置于所述保温隔热层的两侧，所述保温隔热层的厚度为100-200mm。
优选地，保温隔热墙体进一步包括骨架结构，所述骨架结构包埋于所述保温隔热层内。
本发明的第三方面，提供一种建筑物，其包括第二方面所述的保温隔热墙体。
本发明的保温隔热材料的性能大大高于《建筑防火规范》建筑物耐火极限的规定，可作为保温墙体的主要材料，而不影响墙体本身的承重能力。
附图说明
图1一种示例性墙体的剖面结构图。
附图标记说明：
1-保温隔热墙体、10-第一水泥砂浆层、20-第二水泥砂浆层、30-保温隔热层、40-钢骨架结构。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为具体公开了该范围的上限和下限以及它们之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。除非另有说明，否则“％”为基于重量的百分数，“份”为基于重量的份。
本发明的术语“复合保温隔热材料”是指用于建筑物保温和/或隔热的建筑热材料。与传统的保温隔热材料不同，本发明的复合保温隔热材料不仅具有保温隔热性能，而且还具有更强的承重能力。另外，由于本发明的复合保温隔热材料为无机材料，所以防火性能优异，其导热系统可达0.085W/M.K以下，抗压强度可达220-500Kpa。
[复合保温隔热材料]
本发明的第一方面，提供一种复合保温隔热材料，其原料包括轻骨料、水泥、砂粒、陶粒、粉煤灰、添加剂和水。复合保温隔热材料的容重一般为450-550kg/m3，优选500-550kg/m3。
本发明的轻骨料是指密度在50-150kg/m3之间，优选80-100kg/m3之间的骨料，其实例包括但不限于玻化微珠、蛭石、膨胀珍珠岩和改性膨胀珍珠岩。本发明可使用上述物质中的一种，也可以组合使用两种以上物质。在组合使用的情况下，两种以上物质的混合比不特别限定，只要控制其密度在50-150kg/m3之间即可。本发明的轻骨料能为材料提供轻质、高强、保温和耐火等特点。轻骨料的用量一般为20-200重量份，优选50-150重量份，更优选60-100重量份。
本发明的水泥可为任意水硬性无机胶凝材料，用于水中硬化把砂、石等材料牢固地胶结在一起。本发明优选使用由硅酸盐水泥熟料、20％-40％粉煤灰和适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，即粉煤灰硅酸盐水泥。水泥的用量一般为250-500重量份，优选300-450重量份，更优选350-400重量份。
本发明的砂粒包括中砂和细砂，可根据需要而自由选择，也可使用中砂和细砂的混合物。其中，中砂是指粒径在0.5mm-0.25mm范围内砂石碎屑物。细砂是指粒径大于0.075mm的颗粒超过全重85％细度模数为2.2-1.6的砂石。本发明中砂粒的用量一般为200-500重量份，优选250-450重量份，更优选300-400重量份。
本发明中陶粒的使用可进一步降低热导率，增强保温隔热性能。优选地，本发明的陶粒为粉煤灰陶粒，从而在降低热导率的同时还提供更大的强度和减轻重量。陶粒的用量一般为250-600重量份，优选300-500重量份，更优选350-400重量份。
本发明中粉煤灰的使用可增强材料后期的强度。粉煤灰的用量一般为20-300重量份，优选50-200重量份，更优选60-100重量份。如果用量过大，则降低隔热效果。另一方面，如果用量过小，则所得材料的后期强度增强效果变差。
本发明中添加剂用于改善材料的粘接性、膨化性能和矿化性能。优选地，添加剂包括发泡剂、石灰、石膏、聚氨酯和六偏磷酸钠。其中，发泡剂一般为10-30重量份，优选12-25重量份，更优选15-20重量份。本发明的发泡剂优选为二烷基二甲基氧化胺和/或N-十二烷基乙醇胺。此类发泡剂的使用可以大大降低保温隔热性，例如可使导热系数[W/(m.K)]降低18％以上，优选20％以上。石灰一般为5-100重量份，优选10-70重量份，更优选20-50重量份。石膏一般为5-100重量份，优选10-70重量份，更优选20-50重量份。本发明使用聚氨酯用于提高发泡性，进而提高隔热性能。聚氨酯一般为5-50重量份，优选10-40重量份，更优选20-40重量份。本发明还使用六偏磷酸钠促进材料中分子之间的结合，提高材料的强度。六偏磷酸钠一般为3-9重量份，优选5-9重量份。
需要说明的是，保温隔热材料和添加剂中各成分重量比表示了添加剂中各成分之间的配比关系。
[保温隔热墙体]
本发明的第二方面，提供一种保温隔热墙体，其包括第一方面所述的复合保温隔热材料。
在某些实施方案中，本发明的保温隔热墙体包括第一水泥砂浆层、第二水泥砂浆层和保温隔热层。第一水泥砂浆层和第二水泥砂浆层分别设置于保温隔热层的两侧。
本发明中，第一水泥砂浆层和第二水泥砂浆层用于保护混凝土层免受外界环境的影响。两者可以是相同材料的层，也可以是不同材料的层。第一水泥砂浆层第层可包括水泥砂浆和网格材料。水泥砂浆可使用1:3重量比的水泥和砂浆的混合物。网格材料可使用耐碱玻纤网格布。网格材料可内贴于水泥砂浆层中。第一水泥砂浆层和第二水泥砂浆层的厚度一般为10-20mm，优选12-15mm。
本发明中，保温隔热层只要包括由第一方面所述的材料得到的层即可。由于本发明的复合保温隔热材料具有更优的承重能力，可以将保温隔热层作为墙体的主要结构层，并且可使其厚度达100mm以上，例如100-200mm，优选120-180mm。在使用该厚度的同时，本发明的墙体仍然具有优异的墙体承重能力。
在某些实施方案中，本发明的保温隔热墙体进一步包括骨架结构，骨架结构包埋于保温隔热层内。由此可进一步增强墙体的承重能力。
[建筑物]
本发明的第三方面，提供一种建筑物，其包括本发明第二方面所述的保温隔热层。优选地，本发明的建筑物为装配式建筑物，即，以不同预制件作为装配单元，并通过现场装配或组装而得到的建筑物。优选地，本发明墙体为外墙体，并且建筑物的外墙全部由本发明的墙体连接构成，从而避免了建筑物预先构建主体承重框架。
实施例1
在没有特别说明的情况下，本发明使用的任何试剂均为市场购买的一般试剂。
按下述重量(kg)取各原料，并将各原料搅拌混合均匀制成浆料，再将浆料放入模具，静停2小时后，拆模，再过24小时后切割，包装，养护至龄期28天。
100kg玻化微珠、300kg水泥、200kg砂粒、500kg粉煤灰陶粒、50kg粉煤灰、40kg添加剂和200kg水；
其中添加剂由下述物质混合得到：20kg二烷基二甲基氧化胺、50kg石灰、50kg石膏、30kg聚氨酯、5kg六偏磷酸钠。
由此得到的材料的导热系数[W/(m.K)]为0.84，抗压强度460Kpa。
实施例2
按下述重量(kg)取各原料，并将各原料搅拌混合均匀制成浆料，再将浆料放入模具，静停2小时后，拆模，再过24小时后切割，包装，养护至龄期28天。
100kg玻化微珠、350kg水泥、300kg砂粒、550kg粉煤灰陶粒、50kg粉煤灰、40kg添加剂和200kg水；
其中添加剂由下述物质混合得到：15kg二烷基二甲基氧化胺、80kg石灰、50kg石膏、50kg聚氨酯、8kg六偏磷酸钠。
由此得到的材料的导热系数[W/(m.K)]为0.085，抗压强度456Kpa。
比较例1
按下述重量(kg)取各原料，并将各原料搅拌混合均匀制成浆料，再将浆料放入模具，静停2小时后，拆模，再过24小时后切割，包装，养护至龄期28天。
100kg玻化微珠、350kg水泥、300kg砂粒、250kg陶粒、50kg粉煤灰、40kg添加剂和200kg水；
其中添加剂由下述物质混合得到：80kg石灰、50kg石膏、8kg六偏磷酸钠。
由此得到的材料的导热系数[W/(m.K)]为0.214，抗压强度550Kpa。
实施例3
本实施例为一种示例性墙体结构。如图1所示，本实施例的墙体1包括第一水泥砂浆层10、第二水泥砂浆层20和保温隔热层30。第一水泥砂浆层10和第二水泥砂浆层20的厚度各自分别为15mm，且分别设置于保温隔热层30的两侧。保温隔热层的厚度为135mm。在该墙体1的内部还包括钢骨架结构40，钢骨架结构包埋于保温隔热层30的内部。
在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本申请说明书和实施例仅是示例性的。
Claims (10)
1.一种复合保温隔热材料，其特征在于，所述复合保温隔热材料的原料包括20-200重量份轻骨料、250-500重量份水泥、200-500重量份砂粒、250-600重量份陶粒、20-300重量份粉煤灰、1-50重量份添加剂和100-400重量份水。
2.根据权利要求1所述的复合保温隔热材料，其特征在于，所述轻骨料选自玻化微珠、蛭石、膨胀珍珠岩和改性膨胀珍珠岩中的至少一，且密度为50-150kg/m3。
3.根据权利要求1所述的复合保温隔热材料，其特征在于，所述添加剂由包括10-30重量份发泡剂、5-100重量份石灰、5-100重量份石膏、5-50重量份聚氨酯、3-9重量份六偏磷酸钠的物质制备得到。
4.根据权利要求1所述的复合保温隔热材料，其特征在于，所述发泡剂为二烷基二甲基氧化胺和/或N-十二烷基乙醇胺。
5.根据权利要求1所述的复合保温隔热材料，其特征在于，所述水泥为粉煤灰硅酸盐水泥。
6.根据权利要求1所述的复合保温隔热材料，其特征在于，所述材料的容重为450-550kg/m3。
7.一种保温隔热墙体，其特征在于，包括由根据权利要求1-6任一项所述的复合保温隔热材料制备得到的保温隔热层。
8.根据权利要求7所述的保温隔热墙体，其特征在于，包括第一水泥砂浆层、第二水泥砂浆层和保温隔热层，所述第一水泥砂浆层和所述第二水泥砂浆层的厚度各自分别为10-20mm，且分别设置于所述保温隔热层的两侧，所述保温隔热层的厚度为100-200mm。
9.根据权利要求7所述的保温隔热墙体，其特征在于，进一步包括骨架结构，所述骨架结构包埋于所述保温隔热层内。
10.一种建筑物，其特征在于，包括根据权利要求7-9任一项所述的保温隔热墙体。
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