CN111305458A - 气凝胶隔热毡复合石墨挤塑板保温层及其夹心保温混凝土预制墙板和加工方法 - Google Patents

气凝胶隔热毡复合石墨挤塑板保温层及其夹心保温混凝土预制墙板和加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种气凝胶隔热毡复合石墨挤塑板保温层及其夹心保温混凝土预制墙板和加工方法，该保温层包括两块石墨挤塑板和夹设在其中的气凝胶隔热毡，石墨挤塑板为采用CO2发泡制备的石墨改性聚苯乙烯树脂的硬质泡沫保温板，气凝胶隔热毡为将玻璃纤维针刺毡浸入SiO2气凝胶后经超临界干燥工艺制备而成；夹心保温混凝土预制墙板包括上述保温层和分别夹设其两侧的预制钢筋混凝土的内叶板和外叶板。本发明通过特定工艺分别制备石墨挤塑板和气凝胶隔热毡后将其进行组合，优化两者的导热系数和厚度比例，制备得到兼备优异的保温、防水和防火性能的保温层，在此基础上制得的夹心保温混凝土预制墙板综合性能优异，市场竞争性良好。

Description

气凝胶隔热毡复合石墨挤塑板保温层及其夹心保温混凝土预 制墙板和加工方法
技术领域
本发明属于墙体砌筑材料技术领域，涉及装配式建筑夹心保温混凝土预制墙板领域，具体涉及一种气凝胶隔热毡复合石墨挤塑板保温层及其夹心保温混凝土预制墙板和加工方法。
背景技术
装配式建筑是以构件工厂预制化生产，现场装配式安装为模式，以标准化设计、工厂化生产、装配化施工，一体化装修和信息化管理为特征，整合从研发设计、生产制造、现场装配等各个业务领域，实现建筑产品节能、环保、全周期价值最大化的可持续发展的新型建筑生产方式，具有节材、节能、环保、安全、施工速度快、建筑质量高等优点，在后期新建建筑中的使用比例将逐渐增大。
装配式混凝土建筑预制构件的种类主要包括：夹心保温混凝土预制墙板、外墙实心板、内墙板、叠合楼板、阳台、空调板、楼梯、预制梁和预制柱等；其中，夹心保温混凝土预制墙板是指在预制混凝土外墙板的外叶板和内叶板中间设置保温层，通过连接件连接在一起，而形成的具有“三明治”结构的预制构件，是目前装配式混凝土建筑外墙的主要形式，从而实现建筑的节能保温、承重和围护三种功能的墙体。
装配式混凝土建筑外墙的保温效果主要依靠夹心保温混凝土预制墙板的保温性能，目前，夹心保温混凝土预制墙板的保温层多采用传统的单一保温材料，如模塑聚苯板、石墨模塑聚苯板、普通聚塑板、硬泡聚氨酯板等，其保温性能只能满足节能率大于75％的建筑节能标准，随着建筑节能标准要求的逐步提高，对夹心保温混凝土预制墙板的保温性能也随之提高；此外，由于夹心保温混凝土预制墙板通常是通过连接件连接形成的具有“三明治”结构的预制构件，外叶板和内叶板的连接安全均靠连接件的连接作用，而连接件的抗剪承载力等均与保温层的厚度相关，随着保温层厚度的增加，连接件的抗剪承载力明显降低，因此，保温层的厚度要求小于120mm，进一步考虑到地震、自重、温度和环境等综合影响因素，目前，行业内工厂实际生产和具体工程应用中的夹心保温混凝土预制墙板的保温层的厚度均控制在小于90mm。
综上所述，研究开发一种节能保温性能优异且连接安全的保温层，并将其与外叶板和内叶板结合，加工制得能满足行业的节能率大于80％的建筑节能标准的夹心保温混凝土预制墙板是目前本领域技术人员亟需解决的关键技术问题。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷不足，本发明提供了一种气凝胶隔热毡复合石墨挤塑板保温层及其夹心保温混凝土预制墙板和加工方法。
本发明采用如下技术方案：
一种气凝胶隔热毡复合石墨挤塑板保温层，包括两个独立且相互平行的石墨挤塑板和夹设在两个所述石墨挤塑板之间的气凝胶隔热毡，所述石墨挤塑板为采用CO2为发泡剂制备的石墨改性聚苯乙烯树脂的硬质泡沫保温板，所述气凝胶隔热毡为将玻璃纤维针刺毡浸入SiO2气凝胶后经超临界干燥工艺制备而成。
所述气凝胶隔热毡具有优异的保温等性能，但其压缩强度较低，而石墨挤塑板相对气凝胶隔热毡保温性较差，但其压缩强度高，将抗压缩强度高的石墨挤塑板放在压缩强度较低的气凝胶隔热毡两侧，对气凝胶隔热毡起到了很好地保护作用，充分发挥了石墨挤塑板强度高、气凝胶隔热毡保温性好的优势，两者组合既具有良好的抗压性能，又具有优异的保温性能；在满足80％建筑节能同等情况下，相比传统聚苯板保温材料，可降低夹心保温混凝土预制墙板中保温层的厚度30％左右，提高夹心保温混凝土预制墙板抗剪力20％。
在上述技术方案中，所述石墨挤塑板的制备方法包括，将质量比为(1.8-2.3)：1的石墨聚苯乙烯合成树脂和普通聚苯乙烯合成树脂，与阻燃剂和成核剂混匀，在180-200℃下溶解后注入CO2发泡剂挤压成型，所述石墨聚苯乙烯合成树脂中所加入的石墨为50-100目的天然鳞片石墨，其加入量为所述聚苯乙烯树脂的4-8wt％。
优选地，在上述技术方案中，所述阻燃剂为含溴、磷和氮的复合改性阻燃剂，卤溴含量≥78wt％，挥发份≤0.2％，密度为2.3kg/m3，可承受250-280℃的加工温度。
进一步优选地，在上述技术方案中，所述成核剂为325-500目的滑石粉。
在本发明的具体实施方案中，所述石墨挤塑板的表观密度为25-45kg/m3，导热系数≤0.024W/m·K，垂直板面方向的抗拉强度≥0.15MPa，压缩强度≥0.15MPa，体积吸水率≤1.5％，断裂弯曲负荷≥25N，弯曲变形≥20mm，燃烧性能B1级，具体厚度为20-100mm。
在上述技术方案中，所述气凝胶隔热毡的制备方法包括，采用溶胶凝胶法将耐碱玻璃纤维针刺毡浸入SiO2气凝胶溶胶中浸泡25-35min，取出静置8-15min后，在超临界干燥釜内干燥3-5d即得。
优选地，在上述技术方案中，所述SiO2气凝胶的浸入量为所述耐碱玻璃纤维针刺毡的30-50wt％。
进一步优选地，在上述技术方案中，所述耐碱玻璃纤维针刺毡中ZrO2和TiO2的含量分别为13-17wt％和5-7wt％。
在本发明的具体实施方案中，所述气凝胶隔热毡具有优异的保温、防水、防火等性能；具体地，厚度为5-40mm，优选为15-25mm，导热系数≤0.020W/m·K，优选为0.016W/m·K，密度为200±20kg/m3，憎水率≥99％，质量吸湿率≤1.0％，压缩强度(形变10％)≥60kPa，燃烧性能A1级。
再进一步地，在上述技术方案中，所述气凝胶隔热毡的导热系数为0.0145-0.02W/m·K，所述石墨挤塑板的导热系数为0.019-0.024W/m·K，且所述石墨挤塑板的厚度为所述气凝胶隔热毡的1.5-8.0倍。
在本发明的具体实施方案中，所述气凝胶隔热毡复合石墨挤塑板保温层的厚度≤90mm。
本发明另一方面提供了一种夹心保温混凝土预制墙板，包括预制钢筋混凝土内叶板、预制钢筋混凝土外叶板和上述的气凝胶隔热毡复合石墨挤塑板保温层，所述预制钢筋混凝土内叶板和预制钢筋混凝土外叶板独立且平行设置在所述气凝胶隔热毡复合石墨挤塑板保温层的两侧。
在上述技术方案中，所述预制钢筋混凝土内叶板的厚度为所述预制钢筋混凝土外叶板的3-4倍，所述气凝胶隔热毡复合石墨挤塑板保温层的厚度为所述预制钢筋混凝土内叶板和所述预制钢筋混凝土外叶板的厚度之和的2-3倍。
在本发明的具体实施方案中，所述预制钢筋混凝土外叶板的厚度≥50mm，优选为60mm。
在本发明的具体实施方案中，所述预制钢筋混凝土内叶板的厚度为180-200mm，按剪力墙进行设计，优选为200mm。
在本发明的一个优选方案中，所述夹心保温混凝土预制墙板还包括连接件和/或饰面层。
详细地，所述连接件穿设在所述气凝胶隔热毡复合石墨挤塑板保温层上，且两端分别锚固在所述预制钢筋混凝土内叶板和预制钢筋混凝土外叶板的内侧；优选地，所述连接件在预制钢筋混凝土内叶板和预制钢筋混凝土外叶板中的锚固深度≥30mm，所述连接件在预制钢筋混凝土内叶板和预制钢筋混凝土外叶板中保护层厚度≥25mm。
在本发明的具体实施方案中，所述连接件以热固性树脂为基体相，玻璃纤维为增强相，通过拉挤工艺制备成型，其横截面为棒状，拉伸强度标准值≥700MPa，层间剪切强度标准值≥30MPa，抗拔承载力标准值≥6.0kN，拉伸弹性模量、抗剪承载力标准值及其性能指标满足相关标准(《预制保温墙体用纤维增强塑料连接件》JG/T561-2019)中的要求。
详细地，所述饰面层设置在所述预制钢筋混凝土外叶板的外侧。
在本发明的具体实施方案中，所述饰面层可以为清水混凝土、装饰混凝土、瓷砖饰面、大理石饰面或无需抹灰找平的涂料饰面等。
进一步地，在上述技术方案中，所述预制钢筋混凝土内叶板和预制钢筋混凝土外叶板包括以下重量份的原料：水泥10-16份、粉煤灰3-5份、0.16-5mm砂30-40份、5-25mm连续级配的骨料40-50份、外加剂0.2-0.8份和水4-8份。
具体地，所述预制钢筋混凝土内叶板和预制钢筋混凝土外叶板中还包括直径和强度等性能均满足GB/T51231-2016《装配式混凝土建筑技术标准》的技术要求。
在本发明的具体实施方案中，所述夹心保温混凝土预制墙板的传热系数小于0.035W/m2·K，其他性能指标满足相关标准(《装配式混凝土结构技术规程》JGJ 1-2014)中的要求。
本发明再一方面提供了上述夹心保温混凝土预制墙板的加工方法，包括，将所述预制钢筋混凝土外叶板浇注并振实后，铺设所述气凝胶隔热毡复合石墨挤塑板保温层，随后将所述预制钢筋混凝土内叶板浇注并振实，最后进行养护。
优选地，在上述技术方案中，所述夹心保温混凝土预制墙板的加工方法还包括，在所述预制钢筋混凝土内叶板的浇注之前，将连接件插入所述气凝胶隔热毡复合石墨挤塑板保温层，并锚入所述预制钢筋混凝土外叶板的浇注料中。
进一步地，在上述技术方案中，所述养护为自然养护或加温加湿养护，优选为加温加湿养护。
进一步优选地，在上述技术方案中，所述加温加湿养护包括，在48-53℃、相对养护湿度＞90％下养护3-5h，随后在53-58℃、相对养护湿度＞95％下养护6-9h。
在本发明的具体实施方案中，所述夹心保温混凝土预制墙板的加工方法具体如下：
在饰面层上先浇筑预制钢筋混凝土外叶板，进行高频振动，频率0-50Hz变频可调，再在预制钢筋混凝土外叶板上铺设石墨挤塑板，在石墨挤塑板上面错缝铺设气凝胶隔热毡，随后在气凝胶隔热毡上面再错缝铺设石墨挤塑板，最后在气凝胶隔热毡和石墨挤塑板复合而成的气凝胶隔热毡复合石墨挤塑板保温层上插入连接件，并锚入预制钢筋混凝土外叶板内，并浇筑预制钢筋混凝土内叶板后用振动棒振捣密实均匀，静停2小时，然后送入预养窑养护，养护温度控制在45-55℃，相对养护湿度保持90％以上，养护时间3-5小时后用抹光机进行抹平收光，抹平收光后送养护窑内进行养护，养护窑内温度50-60℃，相对养护湿度大于95％，养护时间6-10h，最后拆模，即制得包含气凝胶隔热毡复合石墨挤塑板保温层的夹心保温混凝土预制墙板。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)本发明通过控制石墨挤塑板中石墨聚苯乙烯合成树脂和普通聚苯乙烯合成树脂的加入质量比，同时协调控制阻燃剂和成核剂和加入量，同时，通过控制气凝胶隔热毡中的SiO2气凝胶的浸入量和耐碱玻璃纤维针刺毡的种类，得到具有优异的保温、防水、防火等性能的气凝胶隔热毡，并在此基础上，将石墨挤塑板和气凝胶隔热毡进行组合，通过优化石墨挤塑板和气凝胶隔热毡的导热系数和厚度比例，制备得到兼备优异的保温、防水和防火性能的气凝胶隔热毡复合石墨挤塑板保温层；
(2)本发明通过将气凝胶隔热毡复合石墨挤塑板保温层与预制钢筋混凝土内叶板和预制钢筋混凝土外叶板组合，制得夹心保温混凝土预制墙板，通过调整其厚度，具有强度高、保温性能好且组装施工便捷等特点，且能有效保证由该夹心保温混凝土预制墙板装配安装得到的预制墙体的受力、抗震安全性；
(3)本发明所提供的夹心保温混凝土预制墙板的加工方法施工简单，所用设备常见，加工过程原料易得，制备成本低廉，所制得的产品在满足80％建筑节能同等情况下，相比传统聚苯板保温材料，可降低夹心保温混凝土预制墙板中保温层的厚度30％左右，提高夹心保温混凝土预制墙板抗剪力20％。
附图说明
图1为本发明实施例提供的以气凝胶隔热毡复合石墨挤塑板为保温层的夹心保温混凝土预制墙板的结构示意图；
图中：
饰面层1，预制钢筋混凝土外叶板层2，气凝胶隔热毡保温层3，石墨挤塑板保温层4，预制钢筋混凝土内叶板层5，连接件6。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
以下实施例仅用于说明本发明，并不用来限制本发明的保护范围。
以下实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
以下实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1
本发明实施例提供了一种气凝胶隔热毡复合石墨挤塑板保温层，具体包括两块石墨挤塑板和一块气凝胶隔热毡，上述气凝胶隔热毡夹设在上述两块石墨挤塑板之间。
具体地，上述石墨挤塑板为采用CO2为发泡剂制备的石墨改性聚苯乙烯树脂的硬质泡沫保温板，其表观密度35kg/m3，导热系数为0.023W/m·K；垂直板面方向的抗拉强度为0.20MPa，压缩强度为0.18MPa，体积吸水率为0.5％，断裂弯曲负荷为28N，弯曲变形为27mm，燃烧性能B1级，氧指数32％。
详细地，上述石墨挤塑板的制备方法包括，将质量比为2：1的石墨聚苯乙烯合成树脂和普通聚苯乙烯合成树脂，与阻燃剂和成核剂混匀，在180-200℃下溶解后注入CO2发泡剂挤压成型，上述石墨聚苯乙烯合成树脂中所加入的石墨为50-100目的天然鳞片石墨，其加入量为聚苯乙烯树脂的6.5wt％；上述阻燃剂为含溴、磷和氮的复合改性阻燃剂，卤溴含量≥78wt％，挥发份≤0.2％，密度为2.3kg/m3，可承受250-280℃的加工温度；上述成核剂为325-500目的滑石粉。
具体地，上述气凝胶隔热毡为将玻璃纤维针刺毡浸入SiO2气凝胶后经超临界干燥工艺制备而成，其厚度为20mm，导热系数为0.016W/m·K，密度为200kg/m3，憎水率为99.9％，质量吸湿率为0.4％，压缩强度(形变10％)80kPa，燃烧性能A1级。
详细地，上述气凝胶隔热毡的制备方法包括，采用溶胶凝胶法将耐碱玻璃纤维针刺毡浸入SiO2气凝胶溶胶中浸泡30min，取出静置10min后，在超临界干燥釜内干燥4d即得；其中，SiO2气凝胶的浸入量为耐碱玻璃纤维针刺毡的45wt％；耐碱玻璃纤维针刺毡中ZrO2和TiO2的含量分别为13-17wt％和5-7wt％。
实施例2
本实施例提供一种气凝胶隔热毡复合石墨挤塑板为保温层的夹心保温混凝土预制墙板，其结构示意图如图1所示，包括预制钢筋混凝土内叶板5、预制钢筋混凝土外叶板2和上述的气凝胶隔热毡复合石墨挤塑板保温层，其中，上述预制钢筋混凝土内叶板5和预制钢筋混凝土外叶板2通过连接件6固定设置在气凝胶隔热毡复合石墨挤塑板保温层3的两侧。
具体地，预制钢筋混凝土外叶板层2的厚度为60mm；预制钢筋混凝土内叶板层5的厚度为200mm；连接件6为玻璃纤维增强塑料连接件，横截面形状为棒状，拉伸强度标准值为900MPa，层间剪切强度标准值为45MPa，抗拔承载力标准值为8.2kN，抗剪承载力标准值为2.2kN，在预制钢筋混凝土内叶板5中锚固深度为45mm，气凝胶隔热毡复合石墨挤塑板保温层的厚度为70mm(其中，气凝胶隔热毡保温层3和两侧石墨挤塑板保温层4的厚度分别为20mm和25mm)，在预制钢筋混凝土外叶板2中锚固深度为35mm，连接件6在保温层中的横截面面积(不含套环面积)70mm2，其他性能指标符合《预制保温墙体用纤维增强塑料连接件》JG/T561-2019的要求；饰面层为清水混凝土。
本实施例还提供了以气凝胶隔热毡复合石墨挤塑板为保温层的夹心保温混凝土预制墙板的制备方法，具体为：在清水混凝土饰面层1上面先浇筑60mm厚预制钢筋混凝土外叶板层2，进行高频振动，振动频率40Hz，振动时间2min；再在预制钢筋混凝土外叶板层2上铺设25mm厚石墨挤塑板保温层4，在石墨挤塑板保温层4上面错缝铺设20mm厚气凝胶隔热毡保温层3，在气凝胶隔热毡保温层3上面再错缝铺设25mm厚石墨挤塑板保温层4，在气凝胶隔热毡保温层3和石墨挤塑板保温层4复合而成的保温层上插入连接件6，并锚入预制钢筋混凝土外叶板层2内的长度35mm，然后浇筑200mm预制钢筋混凝土内叶板层5，连接件6锚入预制钢筋混凝土内叶板层5内的长度45mm，用振动棒振捣密实均匀，静停2小时，然后送入预养护窑进行预养，养护温度50℃、相对养护湿度90％以上，养护时间4小时，然后用抹光机进行抹平收光，抹平收光后送养护窑内进行养护，养护窑内温度55℃，相对养护湿度95％，养护时间8小时后，最后拆模，即制得以气凝胶隔热毡复合石墨挤塑板为保温层的夹心保温混凝土预制墙板。
本实施例中，所述夹心保温混凝土预制墙板的保温层厚度为70mm，传热系数为0.032W/m2·K，既满足80％建筑节能标准中传热系数≤0.035W/m2·K的要求，又满足预制夹心外墙板保温层厚度≤90mm要求，保温墙板的其他性能均满足《装配式混凝土建筑技术标准》GB/T51231-2016的要求，具有较高的性价比。
实施例3
本实施例提供一种气凝胶隔热毡复合石墨挤塑板为保温层的夹心保温混凝土预制墙板，其结构示意图如图1所示，包括气凝胶隔热毡保温层3和设置在气凝胶隔热毡保温层3两侧的石墨挤塑板保温层4、预制钢筋混凝土外叶板层2、预制钢筋混凝土内叶板层5，外叶板层2、石墨挤塑板保温层4、气凝胶隔热毡保温层3与内叶板层5通过连接件6连接。
具体地，气凝胶隔热毡层3由玻璃纤维针刺毡复合纳米二氧化硅气凝胶而成，厚度为10mm，导热系数为0.016W/m·K，密度为200kg/m3，憎水率为99.9％，质量吸湿率为0.4％，压缩强度(形变10％)80kPa，燃烧性能A1级；石墨挤塑板是以CO2为发泡剂、石墨改性聚苯乙烯树脂的硬质泡沫保温板，表观密度35kg/m3，导热系数为0.023W/m·K；垂直板面方向的抗拉强度为0.20MPa，压缩强度为0.18MPa，体积吸水率为0.5％，断裂弯曲负荷为28N，弯曲变形为27mm，燃烧性能B1级，氧指数32％，两侧石墨挤塑板保温层4厚度分别为40mm；预制钢筋混凝土外叶板层2厚度60mm；预制钢筋混凝土内叶板层5厚度200mm；连接件6为玻璃纤维增强塑料连接件，横截面形状为棒状，拉伸强度标准值为900MPa，层间剪切强度标准值为45MPa，抗拔承载力标准值为8.2kN，抗剪承载力标准值为2.2kN，在内叶墙中锚固长度为45mm、保温层厚度为70mm、在外叶墙中锚固长度为35mm，连接件在保温层中的横截面面积(不含套环面积)70mm2，其他性能指标符合《预制保温墙体用纤维增强塑料连接件》JG/T561-2019的要求；饰面层为瓷砖饰面。
本实施例还提供了以气凝胶隔热毡复合石墨挤塑板为保温层的夹心保温混凝土预制墙板的制备方法，具体为：铺设硅胶膜，在硅胶膜内放置固定瓷砖形成瓷砖饰面层1，在饰面层1上面先浇筑60mm厚预制钢筋混凝土外叶板层2，进行高频振动，振动频率40Hz，振动时间2min；再在预制钢筋混凝土外叶板层2上铺设40mm厚石墨挤塑板保温层4，在石墨挤塑板保温层4上面错缝铺设10mm厚气凝胶隔热毡保温层3，在气凝胶隔热毡保温层3上面再错缝铺设40mm厚石墨挤塑板保温层4，在气凝胶隔热毡保温层3和石墨挤塑板保温层4复合而成的保温层上插入连接件6，并锚入预制钢筋混凝土外叶板层2内的长度35mm，然后浇筑200mm预制钢筋混凝土内叶板层5，连接件6锚入预制钢筋混凝土内叶板层5内的长度45mm，用振动棒振捣密实均匀，静停2小时，然后送入预养护窑进行预养，养护温度50℃、相对养护湿度90％以上，养护时间4小时，然后用抹光机进行抹平收光，抹平收光后送养护窑内进行养护，养护窑内温度55℃，相对养护湿度95％，养护时间8小时后，最后拆模，即制得以气凝胶隔热毡复合石墨挤塑板为保温层的夹心保温混凝土预制墙板。
本实施例中，所采用的气凝胶隔热毡复合石墨挤塑板保温层中气凝胶隔热毡层厚度为10mm，两侧石墨挤塑板保温层厚度分别为40mm，所述夹心保温混凝土预制墙板的保温层厚度为90mm，传热系数为0.032W/m2·K，既满足80％建筑节能标准中传热系数≤0.035W/m2·K的要求，又满足预制夹心外墙板保温层厚度≤90mm要求，保温墙板的其他性能均满足《装配式混凝土建筑技术标准》GB/T 51231-2016的要求。
本实施例采用了反打工艺的瓷砖饰面，所述反打工艺是指生产预制保温外墙板时，先浇筑外叶墙混凝土板，再铺设保温层，最后浇筑内叶墙混凝土板的制作工艺。
本实例还降低了气凝胶隔热毡层3的厚度，增加了石墨挤塑板保温层4的厚度，较厚的石墨挤塑板保温层4在制备过程中对气凝胶隔热毡层3起到了更好的保护作用，但增加了外墙板厚度。
实施例4
本实施例提供一种气凝胶隔热毡复合石墨挤塑板为保温层的夹心保温混凝土预制墙板，其结构示意图如图1所示，包括气凝胶隔热毡保温层3和设置在气凝胶隔热毡保温层3两侧的石墨挤塑板保温层4、预制钢筋混凝土外叶板层2、预制钢筋混凝土内叶板层5，外叶板层2、石墨挤塑板保温层4、气凝胶隔热毡保温层3与内叶板层5通过连接件6连接。
具体地，气凝胶隔热毡层3由玻璃纤维针刺毡复合纳米二氧化硅气凝胶而成，厚度为30mm，导热系数为0.016W/m·K，密度为200kg/m3，憎水率为99.9％，质量吸湿率为0.4％，压缩强度(形变10％)80kPa，燃烧性能A1级；石墨挤塑板是以CO2为发泡剂、石墨改性聚苯乙烯树脂的硬质泡沫保温板，表观密度35kg/m3，导热系数为0.023W/m·K；垂直板面方向的抗拉强度为0.20MPa，压缩强度为0.18MPa，体积吸水率为0.5％，断裂弯曲负荷为28N，弯曲变形为27mm，燃烧性能B1级，氧指数32％，两侧石墨挤塑板保温层4厚度分别为20mm；预制钢筋混凝土外叶板层2厚度60mm；预制钢筋混凝土内叶板层5厚度200mm；连接件6为玻璃纤维增强塑料连接件，横截面形状为棒状，拉伸强度标准值为900MPa，层间剪切强度标准值为45MPa，抗拔承载力标准值为8.2kN，抗剪承载力标准值为2.2kN，在内叶墙中锚固长度为45mm、保温层厚度为70mm、在外叶墙中锚固长度为35mm，连接件在保温层中的横截面面积(不含套环面积)70mm2，其他性能指标符合《预制保温墙体用纤维增强塑料连接件》JG/T561-2019的要求；饰面层为清水混凝土。
本实施例还提供了以气凝胶隔热毡复合石墨挤塑板为保温层的夹心保温混凝土预制墙板的制备方法，具体为：铺设硅胶膜，在硅胶膜内放置固定瓷砖形成瓷砖饰面层1，在饰面层1上面先浇筑60mm厚预制钢筋混凝土外叶板层2，进行高频振动，振动频率40Hz，振动时间2min；再在预制钢筋混凝土外叶板层2上铺设20mm厚石墨挤塑板保温层4，在石墨挤塑板保温层4上面错缝铺设30mm厚气凝胶隔热毡保温层3，在气凝胶隔热毡保温层3上面再错缝铺设20mm厚石墨挤塑板保温层4，在气凝胶隔热毡保温层3和石墨挤塑板保温层4复合而成的保温层上插入连接件6，并锚入预制钢筋混凝土外叶板层2内的长度35mm，然后浇筑200mm预制钢筋混凝土内叶板层5，连接件6锚入预制钢筋混凝土内叶板层5内的长度45mm，用振动棒振捣密实均匀，静停2小时，然后送入预养护窑进行预养，养护温度50℃、相对养护湿度90％以上，养护时间4小时，然后用抹光机进行抹平收光，抹平收光后送养护窑内进行养护，养护窑内温度55℃，相对养护湿度95％，养护时间8小时后，最后拆模，即制得以气凝胶隔热毡复合石墨挤塑板为保温层的夹心保温混凝土预制墙板。
本实施例中，所采用的气凝胶隔热毡复合石墨挤塑板保温层中气凝胶隔热毡层厚度为30mm，两侧石墨挤塑板保温层厚度分别为20mm，所述夹心保温混凝土预制墙板的保温层厚度为70mm，传热系数为0.032W/m2·K，既满足80％建筑节能标准中传热系数≤0.035W/m2·K的要求，又满足预制夹心外墙板保温层厚度≤90mm要求，保温墙板的其他性能均满足《装配式混凝土建筑技术标准》GB/T 51231-2016的要求。
本实施例增加了气凝胶隔热毡层3的厚度，石墨挤塑板保温层4的厚度随之降低，但因石墨挤塑板保温层4的厚度降低，在浇筑混凝土时容易被压坏，对气凝胶隔热毡层3的保护作用降低。
最后，以上仅为本发明的较佳实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种气凝胶隔热毡复合石墨挤塑板保温层，其特征在于，包括两个独立且相互平行的石墨挤塑板和夹设在两个所述石墨挤塑板之间的气凝胶隔热毡，所述石墨挤塑板为采用CO2为发泡剂制备的石墨改性聚苯乙烯树脂的硬质泡沫保温板，所述气凝胶隔热毡为将玻璃纤维针刺毡浸入SiO2气凝胶后经超临界干燥工艺制备而成。
2.根据权利要求1所述的气凝胶隔热毡复合石墨挤塑板保温层，其特征在于，
所述石墨挤塑板的制备方法包括，将质量比为(1.8-2.3)：1的石墨聚苯乙烯合成树脂和普通聚苯乙烯合成树脂，与阻燃剂和成核剂混匀，在180-200℃下溶解后注入CO2发泡剂挤压成型，所述石墨聚苯乙烯合成树脂中所加入的石墨为50-100目的天然鳞片石墨，其加入量为所述聚苯乙烯树脂的4-8wt％；
优选地，所述阻燃剂为含溴、磷和氮的复合改性阻燃剂，卤溴含量≥78wt％，挥发份≤0.2％，密度为2.3kg/m3，可承受250-280℃的加工温度；
进一步优选地，所述成核剂为325-500目的滑石粉。
3.根据权利要求1所述的气凝胶隔热毡复合石墨挤塑板保温层，其特征在于，
所述气凝胶隔热毡的制备方法包括，采用溶胶凝胶法将耐碱玻璃纤维针刺毡浸入SiO2气凝胶溶胶中浸泡25-35min，取出静置8-15min后，在超临界干燥釜内干燥3-5d即得；
优选地，所述SiO2气凝胶的浸入量为所述耐碱玻璃纤维针刺毡的30-50wt％；
进一步优选地，所述耐碱玻璃纤维针刺毡中ZrO2和TiO2的含量分别为13-17wt％和5-7wt％。
4.根据权利要求1-3任一项所述的气凝胶隔热毡复合石墨挤塑板保温层，其特征在于，所述气凝胶隔热毡的导热系数为0.0145-0.02W/m·K，所述石墨挤塑板的导热系数为0.019-0.024W/m·K，且所述石墨挤塑板的厚度为所述气凝胶隔热毡的1.5-8.0倍。
5.一种夹心保温混凝土预制墙板，其特征在于，包括预制钢筋混凝土内叶板、预制钢筋混凝土外叶板和权利要求1所述的气凝胶隔热毡复合石墨挤塑板保温层，所述预制钢筋混凝土内叶板和预制钢筋混凝土外叶板独立且平行设置在所述气凝胶隔热毡复合石墨挤塑板保温层的两侧。
6.根据权利要求5所述的夹心保温混凝土预制墙板，其特征在于，所述预制钢筋混凝土内叶板的厚度为所述预制钢筋混凝土外叶板的3-4倍，所述气凝胶隔热毡复合石墨挤塑板保温层的厚度为所述预制钢筋混凝土内叶板和所述预制钢筋混凝土外叶板的厚度之和的2-3倍。
7.根据权利要求5或6所述的夹心保温混凝土预制墙板，其特征在于，还包括连接件和/或饰面层；
所述连接件穿设在所述气凝胶隔热毡复合石墨挤塑板保温层上，且两端分别锚固在所述预制钢筋混凝土内叶板和预制钢筋混凝土外叶板的内侧；优选地，所述连接件在预制钢筋混凝土内叶板和预制钢筋混凝土外叶板中的锚固深度≥30mm，所述连接件在预制钢筋混凝土内叶板和预制钢筋混凝土外叶板中保护层厚度≥25mm；
所述饰面层设置在所述预制钢筋混凝土外叶板的外侧。
8.根据权利要求5-7任一项所述的夹心保温混凝土预制墙板，其特征在于，所述预制钢筋混凝土内叶板和预制钢筋混凝土外叶板包括以下重量份的原料：水泥10-16份、粉煤灰3-5份、0.16-5mm砂30-40份、5-25mm连续级配的骨料40-50份、外加剂0.2-0.8份和水4-8份。
9.一种权利要求5所述的夹心保温混凝土预制墙板的加工方法，其特征在于，包括，
将所述预制钢筋混凝土外叶板浇注并振实后，铺设所述气凝胶隔热毡复合石墨挤塑板保温层，随后将所述预制钢筋混凝土内叶板浇注并振实，最后进行养护；
优选地，还包括，在所述预制钢筋混凝土内叶板的浇注之前，将连接件插入所述气凝胶隔热毡复合石墨挤塑板保温层，并锚入所述预制钢筋混凝土外叶板的浇注料中。
10.根据权利要求9所述的夹心保温混凝土预制墙板的加工方法，其特征在于，所述养护为自然养护或加温加湿养护，优选为加温加湿养护；
进一步优选地，所述加温加湿养护包括，在48-53℃、相对养护湿度＞90％下养护3-5h，随后在53-58℃、相对养护湿度＞95％下养护6-9h。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111945980A (zh) * 2020-07-28 2020-11-17 湖南恒信新型建材有限公司 一种具有独特隔热性能的装饰集成墙板

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