CN110194617A - 一种绿色节能复合保温砌块及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种绿色节能复合保温砌块及其制备方法，绿色节能复合保温砌块包括砌块本体，砌块本体上开设有保温腔，保温腔内填充有发泡混凝土形成的保温层；按重量份数，砌块本体的制备原料包括水泥350‑450份、粉煤灰120‑200份、矿渣微粉40‑60份，粗骨料850‑1000份、细骨料650‑750份、水120‑150份、减水剂8‑12份、玄武岩纤维15‑20份、纤维素接枝壳聚糖15‑20份、碳化硅3‑5份；发泡混凝土的制备原料包括水泥195‑220份、矿渣微粉130‑155份、粉煤灰160‑195份、缔合型聚氨酯增稠剂5‑8份、聚乙烯醇10‑15份、月桂醇聚氧乙烯醚12‑17份、羧甲基纤维素钠5‑10份、水110‑130份、玄武岩纤维5‑10份、铝粉2.5‑5份。本发明的绿色节能复合保温砌块同时具有较佳的保温性能和抗压强度。

Description

一种绿色节能复合保温砌块及其制备方法

技术领域

本发明涉及绿色建材的技术领域，特别涉及一种绿色节能复合保温砌块及其制备方法。

背景技术

随着节能环保意识的加强，建筑节能已经成为实施节能减排措施的重要方面，作为建筑结构的重要组成部分，墙体的保温性能直接关系到建筑的节能效果。复合保温砌块作为节能墙体材料的重要组成部分，在节能建筑中占据重要地位。2016版《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录》也将复合保温砌块归至节能环保产业、高效节能产业中的绿色建筑材料名下，将复合保温砌块的研发上升至国家战略性层面。

现有的可参考专利号为ZL02133295.5的中国专利，其公开了一种外墙砌筑保温砖，用珍珠岩和粉煤灰做保温材料，用水泥作粘接和凝固剂，制成外墙砌块，从而使外墙体不用再作另外的内、外保温层，使砌筑和保温一次完成，不增加另外的工序。

然而，虽然上述保温砖具有良好的保温效果，但是，其抗压强度较差，大大限制了其在节能建材行业的发展。如何在确保保温砌块具有良好保温性的同时，还具有优异的抗压性能，是行业目前亟待解决的问题之一。

发明内容

针对现有技术不足，本发明的目的一在于：提供一种绿色节能复合保温砌块，同时具有优异的保温性能和抗压性能。

本发明的第一个目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种绿色节能复合保温砌块，包括砌块本体，砌块本体上开设有保温腔，所述保温腔内填充有发泡混凝土形成的保温层；

按重量份数，所述砌块本体的制备原料包括有以下组分：水泥350-450份、粉煤灰120-200份、矿渣微粉40-60份，粗骨料850-1000份、细骨料650-750份、水120-150份、减水剂8-12份、玄武岩纤维15-20份、纤维素接枝壳聚糖15-20份、碳化硅3-5份；

按重量份数，所述发泡混凝土的制备原料包括有以下组分：水泥195-220份、矿渣微粉130-155份、粉煤灰160-195份、缔合型聚氨酯增稠剂5-8份、聚乙烯醇10-15份、月桂醇聚氧乙烯醚12-17份、羧甲基纤维素钠5-10份、水110-130份、玄武岩纤维5-10份、铝粉2.5-5份。

通过采用上述方案，本发明采用含有保温腔的砌块本体，在保温腔内浇注发泡混凝土，形成保温层。本发明的砌块本体具有较高的抗压强度，能够对内部的保温层进行有效的支撑。与此同时，本发明的发泡混凝土具有较低的导热系数，填充于砌块本体的内部，能够大大提高保温砌块整体的保温性能，而且，发泡混凝土中加入玄武岩纤维，有利于提高发泡混凝土的结构强度，配合切块本体，提高保温砌块整体的抗压性能。本发明即克服了普通高强混凝土保温性差的缺陷，也克服了目前发泡混凝土力学性能差的缺陷，制得的保温砌块能够用作墙体材料，能够有效起到保温、绿色节能的效果。

混凝土在凝固过程中，内部的水泥发生水化作用，使得混凝土的内部释放大量水化热，容易使得混凝土内部和外界环境出现较大温差，造成混凝土的开裂。而本发明中，砌块本体和保温层的混凝土的原料配比均科学合理，能够大大降低混凝土凝固过程中的水化作用，缩小混凝土凝固过程中的内外温差，有利于减轻混凝土凝固过程中的开裂现象，进一步提高保温砌块的抗压性能。

本发明进一步设置为：所述缔合型聚氨酯增稠剂、聚乙烯醇、月桂醇聚氧乙烯醚和铝粉的重量比为1:2:2.2:0.5。

通过采用上述方案，缔合型聚氨酯增稠剂、聚乙烯醇、月桂醇聚氧乙烯醚和铝粉组成发泡体系，试验数据显示，上述四种原料物质具有协同增效的作用，当上述四种组分的重量比为1:2:2.2:0.5时，制得的保温砌块的保温性能最佳。这与适宜的发泡体系能够使得混凝土具有良好的发泡性能有关。

本发明进一步设置为：按重量份数，所述砌块本体的制备原料包括有以下组分：水泥400份、粉煤灰160份、矿渣微粉50份，粗骨料900份、细骨料700份、水130份、减水剂10份、玄武岩纤维17份、纤维素接枝壳聚糖17份、碳化硅4份。

本发明进一步设置为：所述发泡混凝土的制备原料包括有以下组分：水泥200份、矿渣微粉145份、粉煤灰175份、缔合型聚氨酯增稠剂6份、聚乙烯醇12份、月桂醇聚氧乙烯醚13.2份、羧甲基纤维素钠7份、水120份、玄武岩纤维8份、铝粉3份。

本发明进一步设置为：所述减水剂选用聚羧酸高效减水剂。

本发明进一步设置为：所述水泥为P.O42.5。

本发明的目的二在于：提供一种上述绿色节能复合保温砌块的制备方法，包括有以下制备步骤：

a、按重量份数，按重量份数，将砌块本体的制备原料混合均匀并输送到模具内冲压成型，养护，得保温砌块；

b、按重量份数，将水泥、矿渣微粉、粉煤灰、玄武岩纤维和一半重量的水混合均匀，得初始浆料；

c、按重量份数，将缔合型聚氨酯增稠剂、聚乙烯醇、月桂醇聚氧乙烯醚、羧甲基纤维素钠、铝粉和剩余重量份的水混合发泡，得泡沫；

d、将步骤c中的泡沫和步骤b中的初始浆料混合均匀，浇注于砌块本体的保温腔中，养护，得绿色节能复合保温砌块。

通过采用上述方案，泡沫为发泡体系，泡沫表面粘度较小时，发泡倍数高，但此时的泡沫与水泥、矿渣微粉、粉煤灰接触后会出现严重的破泡现象，破泡后的泡沫吸附在水泥、矿渣微粉、粉煤灰颗粒的表面，从而严重影响混凝土的凝结。泡沫表面粘度较大时，与水泥、矿渣微粉、粉煤灰接触后，虽然破泡现象减轻，但发泡倍数也显著降低，使得混凝土的内部孔隙结构减少，导热系数上升，保温性能下降。本发明中，缔合型聚氨酯增稠剂、聚乙烯醇、月桂醇聚氧乙烯醚和铝粉组成发泡体系的泡沫的表面粘度适中，与水泥、矿渣微粉、粉煤灰接触后，泡沫的破泡现象较轻，而且，还具有较高的发泡倍数，由此改善了混凝土的发泡性能，使得本发明的混凝土的导热系数低，保温性能佳。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、本发明的保温砌块同时具有保温性能佳、强度高的特点；

2、本发明在强度高的砌块本体内填充保温性能佳的发泡混凝土，即克服了普通高强混凝土保温性差的缺陷，也克服了目前发泡混凝土力学性能差的缺陷，制得的保温砌块能够用作墙体材料，能够有效起到保温、绿色节能的效果；

3、本发明的保温层的制备原料中，缔合型聚氨酯增稠剂、聚乙烯醇、月桂醇聚氧乙烯醚和铝粉获得的泡沫的表面粘度适中，混凝土的发泡性能优异，发泡混凝土的导热系数低，上述四种原料物质具有协同增效的作用，且当上述四种组分的重量比为1:2:2.2:0.5时，制得的保温砌块的保温性能最佳；

4、本发明中，砌块本体和保温层的混凝土的原料配比均科学合理，能够大大降低混凝土凝固过程中的水化作用，缩小混凝土凝固过程中的内外温差，有利于减轻混凝土凝固过程中的开裂现象。

具体实施方式

以下对本发明作进一步详细说明。

以下实施例中采用的水泥为P.O42.5，粗骨料为含泥量≤5％、粒径为10-30mm的碎石，细骨料为含泥量≤4％的砂，粉煤灰和矿渣微粉的粒径≤0.1mm，玄武岩纤维的直径为20μm、长度为2.5mm。

以下实施例中的绿色节能复合保温砌块均包括砌块本体，砌块本体的规格是长*高*宽为666mm*375mm*200mm，于砌块本体的顶面中心处贯穿开设有内部空间为长方体状的保温腔，保温腔的内壁距离砌块本体的对应外壁之间的垂直距离为25mm，即砌块本体的壁厚为25mm，保温腔内填充有发泡混凝土形成的保温层。

实施例1

一种绿色节能复合保温砌块，包括包含保温层的砌块本体。

按重量份数，砌块本体的制备原料包括有以下组分：水泥350份、粉煤灰200份、矿渣微粉40份，粗骨料1000份、细骨料650份、水150份、聚羧酸高效减水剂8份、玄武岩纤维20份、纤维素接枝壳聚糖15份、碳化硅5份；

按重量份数，发泡混凝土的制备原料包括有以下组分：水泥195份、矿渣微粉155份、粉煤灰160份、缔合型聚氨酯增稠剂8份、聚乙烯醇10份、月桂醇聚氧乙烯醚17份、羧甲基纤维素钠5份、水130份、玄武岩纤维5份、铝粉5份。

制备方法包括有以下步骤：

a、按重量份数，按重量份数，将砌块本体的制备原料混合均匀并输送到模具内冲压成型，养护，得保温砌块；

b、按重量份数，将水泥、矿渣微粉、粉煤灰、玄武岩纤维和一半重量的水混合均匀，得初始浆料；

c、按重量份数，将缔合型聚氨酯增稠剂、聚乙烯醇、月桂醇聚氧乙烯醚、羧甲基纤维素钠、铝粉和剩余重量份的水混合发泡，得泡沫；

d、将步骤c中的泡沫和步骤b中的初始浆料混合均匀，浇注于砌块本体的保温腔中，养护，得绿色节能复合保温砌块。

实施例2

一种绿色节能复合保温砌块，包括包含保温层的砌块本体。

按重量份数，砌块本体的制备原料包括有以下组分：水泥400份、粉煤灰160份、矿渣微粉50份，粗骨料900份、细骨料700份、水130份、减水剂10份、玄武岩纤维17份、纤维素接枝壳聚糖17份、碳化硅4份；

按重量份数，发泡混凝土的制备原料包括有以下组分：水泥200份、矿渣微粉145份、粉煤灰175份、缔合型聚氨酯增稠剂6份、聚乙烯醇12份、月桂醇聚氧乙烯醚13.2份、羧甲基纤维素钠7份、水120份、玄武岩纤维8份、铝粉3份。

制备方法包括有以下步骤：

a、按重量份数，按重量份数，将砌块本体的制备原料混合均匀并输送到模具内冲压成型，养护，得保温砌块；

b、按重量份数，将水泥、矿渣微粉、粉煤灰、玄武岩纤维和一半重量的水混合均匀，得初始浆料；

c、按重量份数，将缔合型聚氨酯增稠剂、聚乙烯醇、月桂醇聚氧乙烯醚、羧甲基纤维素钠、铝粉和剩余重量份的水混合发泡，得泡沫；

d、将步骤c中的泡沫和步骤b中的初始浆料混合均匀，浇注于砌块本体的保温腔中，养护，得绿色节能复合保温砌块。

实施例3

一种绿色节能复合保温砌块，包括包含保温层的砌块本体。

按重量份数，砌块本体的制备原料包括有以下组分：水泥450份、粉煤灰120份、矿渣微粉60份，粗骨料850份、细骨料750份、水120份、聚羧酸高效减水剂12份、玄武岩纤维15份、纤维素接枝壳聚糖20份、碳化硅3份；

按重量份数，发泡混凝土的制备原料包括有以下组分：水泥220份、矿渣微粉130份、粉煤灰195份、缔合型聚氨酯增稠剂5份、聚乙烯醇15份、月桂醇聚氧乙烯醚12份、羧甲基纤维素钠10份、水110份、玄武岩纤维10份、铝粉2.5份。

制备方法包括有以下步骤：

a、按重量份数，按重量份数，将砌块本体的制备原料混合均匀并输送到模具内冲压成型，养护，得保温砌块；

b、按重量份数，将水泥、矿渣微粉、粉煤灰、玄武岩纤维和一半重量的水混合均匀，得初始浆料；

c、按重量份数，将缔合型聚氨酯增稠剂、聚乙烯醇、月桂醇聚氧乙烯醚、羧甲基纤维素钠、铝粉和剩余重量份的水混合发泡，得泡沫；

d、将步骤c中的泡沫和步骤b中的初始浆料混合均匀，浇注于砌块本体的保温腔中，养护，得绿色节能复合保温砌块。

实施例4

一种绿色节能复合保温砌块，与实施例2的不同之处在于：发泡混凝土的制备原料包括有以下组分：水泥195份、矿渣微粉155份、粉煤灰160份、缔合型聚氨酯增稠剂8份、聚乙烯醇10份、月桂醇聚氧乙烯醚17份、羧甲基纤维素钠5份、水130份、玄武岩纤维5份、铝粉5份。

实施例5

一种绿色节能复合保温砌块，与实施例2的不同之处在于：发泡混凝土的制备原料包括有以下组分：水泥220份、矿渣微粉130份、粉煤灰195份、缔合型聚氨酯增稠剂5份、聚乙烯醇15份、月桂醇聚氧乙烯醚12份、羧甲基纤维素钠10份、水110份、玄武岩纤维10份、铝粉2.5份。

实施例6

一种绿色节能复合保温砌块，与实施例2的不同之处在于：砌块本体的制备原料包括有以下组分：水泥350份、粉煤灰200份、矿渣微粉40份，粗骨料1000份、细骨料650份、水150份、聚羧酸高效减水剂8份、玄武岩纤维20份、纤维素接枝壳聚糖15份、碳化硅5份。

实施例7

一种绿色节能复合保温砌块，与实施例2的不同之处在于：砌块本体的制备原料包括有以下组分：水泥450份、粉煤灰120份、矿渣微粉60份，粗骨料850份、细骨料750份、水120份、聚羧酸高效减水剂12份、玄武岩纤维15份、纤维素接枝壳聚糖20份、碳化硅3份。

实施例8

一种绿色节能复合保温砌块，与实施例2的不同之处在于：发泡混凝土的制备原料中，缔合型聚氨酯增稠剂8份、聚乙烯醇10份、月桂醇聚氧乙烯醚17份、铝粉5份。

实施例9

一种绿色节能复合保温砌块，与实施例2的不同之处在于：发泡混凝土的制备原料中，缔合型聚氨酯增稠剂5份、聚乙烯醇15份、月桂醇聚氧乙烯醚12份、铝粉2.5份。

对比例1

一种绿色节能复合保温砌块，与实施例2的不同之处在于：发泡混凝土的制备原料中，未添加缔合型聚氨酯增稠剂。

对比例2

一种绿色节能复合保温砌块，与实施例2的不同之处在于：发泡混凝土的制备原料中，未添加聚乙烯醇。

对比例3

一种绿色节能复合保温砌块，与实施例2的不同之处在于：发泡混凝土的制备原料中，未添加月桂醇聚氧乙烯醚。

对比例4

一种绿色节能复合保温砌块，与实施例2的不同之处在于：发泡混凝土的制备原料中，未添加铝粉。

对实施例1-9和对比例1-4制备的绿色节能复合保温砌块的保温性能和强度进行检测，结果如表1所示。

表1绿色节能复合保温砌块的检测结果

试样	当量导热系数(W/m·K)	抗压强度(MPa)
			实施例1	0.068	5.3
实施例2	0.052	6.5
			实施例3	0.073	5.9
实施例4	0.066	5.5
			实施例5	0.069	6.0
实施例6	0.056	5.6
			实施例7	0.058	6.1
实施例8	0.064	6.3
			实施例9	0.071	6.4
对比例1	0.085	6.2
			对比例2	0.082	6.3
对比例3	0.080	6.4
			对比例4	0.088	6.2

由表1可以看出，本发明制备的保温砌块同时具有较佳的保温性能和抗压性能。这是因为：本发明采用含有保温腔的砌块本体，在保温腔内浇注发泡混凝土，形成保温层。本发明的砌块本体具有较高的强度，能够对内部的保温层进行有效的支撑。与此同时，本发明的发泡混凝土具有较低的导热系数，填充于砌块本体的内部，能够大大提高保温砌块整体的保温性能。本发明即克服了普通高强混凝土保温性差的缺陷，也克服了目前发泡混凝土力学性能差的缺陷，制得的保温砌块能够用作墙体材料，能够有效起到保温、绿色节能的效果。

由实施例2、8、9和对比例1-4可以看出，缔合型聚氨酯增稠剂、聚乙烯醇、月桂醇聚氧乙烯醚和铝粉组成的发泡体系对于保温砌块的抗压强度的影响不大，但是，对保温砌块的导热性能有很大影响，且具有协同增效的作用，这与适宜的发泡体系能够使得混凝土具有良好的发泡性能有关。当上述四种组分的重量比为1:2:2.2:0.5，即实施例2中的比例时，制得的保温砌块的保温性能最佳。

由实施例2、4-7可以看出，砌块本体和保温层的制备原料的配比对保温砌块的抗压强度具有较大影响。这是因为：混凝土在凝固过程中，内部的水泥发生水化作用，使得混凝土的内部释放大量水化热，容易使得混凝土内部和外界环境出现较大温差，造成混凝土的开裂。而本发明中，砌块本体和保温层的混凝土的原料配比均科学合理，能够大大降低混凝土凝固过程中的水化作用，缩小混凝土凝固过程中的内外温差，有利于减轻混凝土凝固过程中的开裂现象。

上述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 (7)

1.一种绿色节能复合保温砌块，包括砌块本体，砌块本体上开设有保温腔，其特征在于：

所述保温腔内填充有发泡混凝土形成的保温层；

按重量份数，所述砌块本体的制备原料包括有以下组分：水泥350-450份、粉煤灰120-200份、矿渣微粉40-60份，粗骨料850-1000份、细骨料650-750份、水120-150份、减水剂8-12份、玄武岩纤维15-20份、纤维素接枝壳聚糖15-20份、碳化硅3-5份；

按重量份数，所述发泡混凝土的制备原料包括有以下组分：水泥195-220份、矿渣微粉130-155份、粉煤灰160-195份、缔合型聚氨酯增稠剂5-8份、聚乙烯醇10-15份、月桂醇聚氧乙烯醚12-17份、羧甲基纤维素钠5-10份、水110-130份、玄武岩纤维5-10份、铝粉2.5-5份。

2.根据权利要求1所述的一种绿色节能复合保温砌块，其特征在于，所述缔合型聚氨酯增稠剂、聚乙烯醇、月桂醇聚氧乙烯醚和铝粉的重量比为1:2:2.2:0.5。

3.根据权利要求1所述的一种绿色节能复合保温砌块，其特征在于，按重量份数，所述砌块本体的制备原料包括有以下组分：水泥400份、粉煤灰160份、矿渣微粉50份，粗骨料900份、细骨料700份、水130份、减水剂10份、玄武岩纤维17份、纤维素接枝壳聚糖17份、碳化硅4份。

4.根据权利要求1所述的一种绿色节能复合保温砌块，其特征在于，所述发泡混凝土的制备原料包括有以下组分：水泥200份、矿渣微粉145份、粉煤灰175份、缔合型聚氨酯增稠剂6份、聚乙烯醇12份、月桂醇聚氧乙烯醚13.2份、羧甲基纤维素钠7份、水120份、玄武岩纤维8份、铝粉3份。

5.根据权利要求1所述的一种绿色节能复合保温砌块，其特征在于，所述减水剂选用聚羧酸高效减水剂。

6.根据权利要求1所述的一种绿色节能复合保温砌块，其特征在于，所述水泥为P.O42.5。

7.一种权利要求1-6任一所述的绿色节能复合保温砌块的制备方法，其特征在于，包括有以下制备步骤：

a、按重量份数，按重量份数，将砌块本体的制备原料混合均匀并输送到模具内冲压成型，养护，得保温砌块；

b、按重量份数，将水泥、矿渣微粉、粉煤灰、玄武岩纤维和一半重量的水混合均匀，得初始浆料；

c、按重量份数，将缔合型聚氨酯增稠剂、聚乙烯醇、月桂醇聚氧乙烯醚、羧甲基纤维素钠、铝粉和剩余重量份的水混合发泡，得泡沫；

d、将步骤c中的泡沫和步骤b中的初始浆料混合均匀，浇注于砌块本体的保温腔中，养护，得绿色节能复合保温砌块。