CN111662063A - 一种防火保温薄板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种防火保温薄板及其制备方法，所述防火保温薄板包括：活性反应料40‑55份、发气时间调节剂2‑6份、砂45‑60份、超细集料1‑5份、发气剂0.3‑1份和改性剂0.5‑5份；发气时间调节剂由三乙醇胺、二乙醇胺、季戊四醇、丙三醇和木糖醇中的一种与建筑石膏以质量比(1‑5):50磨制而成；改性剂为氰胺改性环氧树脂；发气剂为金属铝粉、十八烯酸和三萜皂苷，金属铝粉粒径为10‑60μm连续级配，其中10μm≤D50＜30μm与30μm≤D50≤60μm的比例为(1‑3):(1‑2)。本发明的防火保温薄板质量好，导热系数不大于0.10W/m·K，在厚度为50‑75mm时切割损耗率不超过5％。
Description
技术领域
本发明涉及无机材料领域，更具体地，涉及一种防火保温薄板及其制备方法。
背景技术
随着循环经济的发展和对建筑节能水平要求的提高，钢结构建筑迅速发展。与钢结构相配套的辅助材料也成为研究热点，其中钢结构的防火保温是热点之一。
钢结构防火通常做法为涂布防火涂料，但防火涂料表面强度较低，与接缝材料的粘结力不佳，易出现接缝渗漏问题；同时钢结构梁、柱部位如果保温措施不到位，极易形成冷桥，因此需要一种兼顾保温与防火的轻质无机薄板。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种防火保温薄板及其制备方法。
本发明提供一种防火保温薄板，包括以下重量份的组分：活性反应料40-55份、发气时间调节剂2-6份、砂45-60份、超细集料1-5份、发气剂0.3-1份和改性剂0.5-5份；
所述发气时间调节剂由三乙醇胺、二乙醇胺、季戊四醇、丙三醇和木糖醇中的一种与建筑石膏以质量比(1-5):50磨制而成；
所述改性剂为氰胺改性环氧树脂；
所述发气剂为金属铝粉、十八烯酸和三萜皂苷的复合物，所述金属铝粉粒径为10-60μm连续级配，其中10μm≤D50＜30μm与30μm≤D50≤60μm的比例为(1-3):(1-2)。
本发明通过各组分的合理配伍，得到了一种质量稳定可控的防火保温薄板，其中发气时间调节剂使发气与稠化速度相匹配，保证了产品生产中浇注发气的稳定性，改性剂降低薄板吸水率并具有一定减水和增强作用，降低水汽的渗入，以免影响钢结构的防火防腐效果。
进一步地，所述发气剂中金属铝粉、十八烯酸和三萜皂苷的质量比为(1-3)：(1-2)：(1-3)，进一步优选为3:1:2。
进一步地，所述砂可为石英砂，具体为级配砂，其中70-140目占砂总量的30-45％，180目以上占砂总量的55-70％。所述超细集料为碳酸钙，细度不小于1000目。
本发明通过砂的不同级配，并辅以超细集料碳酸钙，增强了气孔壁厚的强度；同时配合复合发气剂形成的不同孔径，搭建了薄板的多孔骨架体系，提高产品性能，更好的满足了生产和应用需要。
进一步地，所述活性反应料包括水泥15-20份、粉煤灰12-18份、硅微粉1-5份(以固体计)和生石灰10-15份。
其中，所述水泥为42.5普通硅酸盐水泥。
所述硅微粉为液态，固含量不小于50％，SiO2含量不小于90％。
所述粉煤灰为二级灰，SiO2含量不低于50％。
所述生石灰的活性氧化钙含量不低于88％，氧化镁含量不高于3％，细度为0.08mm负压筛余不大于10％。
在本发明一个优选实施方式中，所述防火保温薄板包括以下重量份的组分：42.5普通硅酸盐水泥17-19份、硅微粉3-5份、粉煤灰15-18份、生石灰10-12份、发气时间调节剂3-5份、石英砂45-50份(70-140目30-40wt％，180目以上60-70wt％)、碳酸钙(细度不小于1000目)3-5份、发气剂0.6-0.8份和氰胺改性环氧树脂1-3份；
所述发气时间调节剂由三乙醇胺、二乙醇胺、季戊四醇、丙三醇和木糖醇中的一种与建筑石膏以质量比(1-3):50磨制而成；
所述发气剂由金属铝粉、十八烯酸和三萜皂苷以质量比3:1:2构成，所述金属铝粉粒径为10-60μm连续级配，其中10μm≤D50＜30μm与30μm≤D50≤60μm的比例为(1-3):(1-2)。
本发明所述防火保温薄板的厚度优选为50-75mm。
本发明还提供上述防火保温薄板的制备方法，包括以下步骤：
(1)将水泥、粉煤灰和生石灰与发气时间调节剂混合均匀，球磨至0.08mm筛余不大于3％；
(2)将连续级配的金属铝粉混合，加入水中，搅拌均匀，然后加入十八烯酸和三萜皂苷，搅拌10s，待用；
(3)将硅微粉和改性剂加入水中，搅拌，然后加入砂和超细集料，继续搅拌，搅拌均匀后再加入步骤(1)所得混合物料，搅拌，最后加入步骤(2)所得复合发气剂，搅拌，得到浆料；
(4)将步骤(3)所得浆料倒入模具中，发气养护，得到坯体；
(5)将步骤(4)所得坯体进行蒸压养护。
进一步地，步骤(3)中所述水的温度不低于30℃。
进一步地，步骤(5)中所述蒸压养护条件为温度180±5℃，压力1.0±0.1Mpa，时间5-7h。
本发明的有益效果：
本发明从防火薄板的应用特点入手，对薄板的配料体系进行了优化，在保证薄板强度的前提下，实现了薄板导热系数不大于0.10W/m·K，厚度为50-75mm时切割损耗率不大于5％，得到了一种应用前景广阔的兼顾保温与防火的轻质无机薄板。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可通过正规渠道商购买得到的常规产品。
以下实施例中：
水泥为42.5普通硅酸盐水泥，由北京水泥公司生产，28d抗压强度58MPa，比表面积340kg/m2；
生石灰的活性氧化钙含量不低于88％，氧化镁含量不高于3％，细度为0.08mm负压筛余不大于10％；
粉煤灰为二级灰，SiO2含量不低于50％；
硅微粉为液态，固含量不低于50％，SiO2含量不低于90％；
碳酸钙细度为1000目；
所涉及的发气剂、改性剂以及发气时间调节剂为北京建筑科学研究总院生产。
实施例1
本实施例提供一种防火保温薄板，由以下重量份的组分组成：活性反应料47份(水泥17份、硅微粉5份，粉煤灰15份和生石灰10份)、三乙醇胺和建筑石膏球磨混合物3份(三乙醇胺：建筑石膏＝1：50)、石英砂50份、碳酸钙5份、发气剂0.6份和氰胺改性环氧树脂3份；
其中，发气剂由金属铝粉、十八烯酸和三萜皂苷以质量比3:1:2构成，金属铝粉粒径为10-60μm连续级配，其中10μm≤D50＜30μm与30μm≤D50≤60μm的比例为1:1；
石英砂具有不同级配，其中70-140目占40wt％，180目占60wt％；
生石灰活性氧化钙含量89％，消化时间2-3min。
本实施例还提供上述防火保温薄板的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将粉煤灰、水泥、生石灰与三乙醇胺和建筑石膏球磨混合物充分混合后，在球磨机中球磨至0.08mm负压筛余不大于3％；
(2)将连续级配的金属铝粉混合，加入水中，搅拌均匀，然后加入十八烯酸和三萜皂苷，搅拌不少于10s，得到复合发气剂，备用；
(3)将硅微粉和改性剂溶于不低于30℃的水中，然后加入石英砂和碳酸钙，搅拌3min，再加入步骤(1)所得混合物料，搅拌3min，再加入步骤(2)所得复合发气剂，搅拌30s，得到浆料；
(4)将步骤(3)所得浆料倒入模具中，送入养护窑中发气养护4h，得到坯体；
(5)将步骤(4)所得坯体放入蒸压釜，在温度180℃、压力1.0Mpa下进行蒸压养护6h，得到所述防火保温薄板。
实施例2
本实施例提供一种防火保温薄板，包括以下重量份的组分：活性反应料51份(水泥19份、硅微粉5份，粉煤灰15份和生石灰12份)、木糖醇和建筑石膏球磨混合物5份(木糖醇:建筑石膏＝3:50)、石英砂47份、碳酸钙3份、发气剂0.8份和氰胺改性环氧树脂3份；
其中，发气剂由金属铝粉、十八烯酸和三萜皂苷以质量比3:1:2构成，金属铝粉粒径为10-60μm连续级配，其中10μm≤D50＜30μm与30μm≤D50≤60μm的比例为3:2；
石英砂中70-140目占砂总量的30wt％，180目占砂总量的70wt％；
生石灰活性氧化钙含量89％，消化时间2-3min。
本实施例还提供上述防火保温薄板的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将粉煤灰、水泥、生石灰与木糖醇和建筑石膏球磨混合物充分混合后，在球磨机中球磨至0.08mm负压筛余不大于3％；
(2)将连续级配的金属铝粉混合，加入水中，搅拌均匀，然后加入十八烯酸和三萜皂苷，搅拌10s，得到复合发气剂，备用；
(3)将硅微粉和改性剂加入不低于30℃的水中，然后加入石英砂和碳酸钙，搅拌3min，再加入步骤(1)所得混合物料，搅拌3min，再加入步骤(2)所得复合发气剂，搅拌30s，得到浆料；
(4)将步骤(3)所得浆料倒入模具中，送入养护窑中发气养护5h，得到坯体；
(5)将步骤(4)所得坯体放入蒸压釜，在温度180℃、压力1.0Mpa下进行蒸压养护6h，得到所述防火保温薄板。
对比例1
本对比例提供一种防火保温薄板，包括以下重量份的组分：活性反应料51份(水泥19份、硅微粉5份，粉煤灰15份和生石灰12份)、脱硫石膏5份、石英砂47份、碳酸钙3份、发气剂0.8份和氰胺改性环氧树脂3份；
其中，发气剂由金属铝粉、十八烯酸和三萜皂苷以质量比3:1:2构成，金属铝粉粒径为10-60μm连续级配，其中10μm≤D50＜30μm与30μm≤D50≤60μm的比例为3:2；
石英砂中70-140目占砂总量的30wt％，180目占集料总量的70wt％；
生石灰活性氧化钙含量89％，消化时间2-3min。
其制备方法同实施例1。
对比例2
本对比例提供一种防火保温薄板，包括以下重量份的组分：活性反应料51份(水泥19份、硅微粉5份，粉煤灰15份和生石灰12份)、木糖醇和建筑石膏球磨混合物5份(木糖醇:建筑石膏＝3:50)、石英砂50份和发气剂0.8份；
其中，发气剂为金属铝粉：氧化石蜡皂＝1：6；金属铝粉D50为23um；
石英砂0.08mm筛余小于8％；
生石灰活性氧化钙含量89％，消解时间2-3min。
其制备方法同实施例1。
对比例3
本对比例提供一种防火保温薄板，包括如下重量份的组分：水泥19份、生石灰12份、脱硫石膏5份、砂64份，发气剂0.8份(金属铝粉:氧化石蜡皂＝1:6)；其中石英砂0.08mm筛余小于8％；生石灰活性氧化钙含量70％，消解时间5-6min。其制备方法如下：
(1)将金属铝粉和氧化石蜡皂加入水中，搅拌均匀，备用；
(2)将球磨后的砂浆和脱硫石膏加入搅拌器内，随后加入水泥、生石灰，再加入步骤(1)所得混合物，搅拌均匀；
(3)将步骤(2)所得浆料倒入模具中，送入养护窑中发气养护4h，得到坯体；
(4)将步骤(3)所得坯体放入蒸压釜，在温度195℃、压力1.3Mpa下进行蒸压养护6h，得到所述防火保温薄板。
性能测试
将实施例1-2及对比例1-3所得防火保温薄板进行性能测试，包括密度、抗压强度、导热系数、吸水率和切割损失率。
测试方法：
抗压强度为立方体试块强度，指非绝干强度，抗压时含水率为8％-12％；
密度为105℃烘至绝干，测得干密度；
导热系数使用热流计法；
吸水率使用干燥重量法测定。
测试结果如下表所示：
表1防火保温薄板性能测试结果
由以上结果可以看出，本发明实施例制得的防火保温薄板具有质轻、强度高、保温性好和切割损失率低等优点。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种防火保温薄板，其特征在于，包括以下重量份的组分：活性反应料40-55份、发气时间调节剂2-6份、砂45-60份、超细集料1-5份、发气剂0.3-1份和改性剂0.5-5份；
所述发气时间调节剂由三乙醇胺、二乙醇胺、季戊四醇、丙三醇和木糖醇中的一种与建筑石膏以质量比(1-5):50磨制而成；
所述改性剂为氰胺改性环氧树脂；
所述发气剂为金属铝粉、十八烯酸和三萜皂苷的复合物，所述金属铝粉粒径为10-60μm连续级配，其中10μm≤D50＜30μm与30μm≤D50≤60μm的比例为(1-3):(1-2)。
2.根据权利要求1所述的一种防火保温薄板，其特征在于，所述发气剂中金属铝粉、十八烯酸和三萜皂苷的质量比为(1-3)：(1-2)：(1-3)。
3.根据权利要求1所述的一种防火保温薄板，其特征在于，所述砂为级配砂，70-140目占30-45wt％，180目以上占55-70wt％；
所述超细集料为碳酸钙，细度不小于1000目。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种防火保温薄板，其特征在于，所述活性反应料包括水泥15-20份、硅微粉1-5份、粉煤灰12-18份和生石灰10-15份，其中所述硅微粉以固体含量计。
5.根据权利要求4所述的一种防火保温薄板，其特征在于，
所述硅微粉为液态，固含量不低于50％，SiO2含量不低于90％；
和/或，所述水泥为42.5普通硅酸盐水泥；
和/或，所述粉煤灰为二级灰，SiO2含量不低于50％；
和/或，所述生石灰的活性氧化钙含量不低于88％，氧化镁含量不高于3％。
6.根据权利要求1所述的一种防火保温薄板，其特征在于，所述防火保温薄板包括以下重量份的组分：42.5普通硅酸盐水泥17-19份、粉煤灰15-18份、硅微粉3-5份、生石灰10-12份、发气时间调节剂3-5份、石英砂45-50份、碳酸钙3-5份、发气剂0.6-0.8份和改性剂1-3份；
所述发气时间调节剂由三乙醇胺、二乙醇胺、季戊四醇、丙三醇和木糖醇中的一种与建筑石膏以质量比(1-3):50磨制而成；
所述石英砂中70-140目占30-40wt％，180目以上占60-70wt％；
所述发气剂由金属铝粉、十八烯酸和三萜皂苷以质量比3:1:2构成，所述金属铝粉粒径为10-60μm连续级配，其中10μm≤D50＜30μm与30μm≤D50≤60μm的比例为(1-3):(1-2)；
所述改性剂为氰胺改性环氧树脂。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种防火保温薄板，其特征在于，所述防火保温薄板的厚度为50-75mm。
8.一种防火保温薄板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将水泥、粉煤灰和生石灰与发气时间调节剂混合均匀，球磨至0.08mm筛余不大于3％；
(2)将连续级配的金属铝粉混合，加入水中，搅拌均匀，然后加入十八烯酸和三萜皂苷，搅拌均匀，待用；
(3)将硅微粉和改性剂加入水中，搅拌，然后加入砂和超细集料，搅拌均匀后再加入步骤(1)所得混合物料，搅拌均匀，加入步骤(2)所得复合发气剂，搅拌，得到浆料；
(4)将步骤(3)所得浆料倒入模具中，发气养护，得到坯体；
(5)将步骤(4)所得坯体进行蒸压养护。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述水的温度不低于30℃。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤(5)中所述蒸压养护条件为温度180±5℃，压力1.0±0.1Mpa，时间5-7h。
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| 陶有生等: "《蒸压加气混凝土砌块生产》", 30 November 2018, 中国建材工业出版社 * |
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