CN114656230B - 一种节能环保材料在建筑系统中的应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种节能环保材料在建筑系统中的应用方法，涉及建筑材料技术领域，应用方法，包括以下步骤：计算所需节能环保材料的厚度和面积；根据所需面积设计节能环保材料单块的规格；根据应用场景所需功能，设计节能环保材料的制备方法进行定制；按照设计的定制方案制备所需铺设的节能环保材料；环保材料铺设，再经后续处理，完成节能环保材料在建筑系统中的应用；所述节能环保材料包括再生环保无机复合墙板。通过环保材料在特定应用场景中的定制应用，实现了采用较少的材料实现目标功能的发明目的，节约了公共供暖等资源，也减少了对材料的浪费，具备绿色节能的优点。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种节能环保材料在建筑系统中的应用方法。
背景技术
随着科学技术的飞速发展，目前的建筑材料早已脱离了早期建材的范畴，大量原本无法预料可以被应用在建筑领域的材料，在建材领域大显其道，人们通过不断地创新，创造了众多功能不同的建筑材料，其中有些提升了建筑材料的外表观感，有些提升了建筑材料的舒适度，有些改善了建筑材料的某方面性能，例如强度、吸声性、保暖性能等等，另外随着研究发现一些天然材料运用在建材中反而会对人体产生负面影响，大部分建材已经被人工制备替代，各种化学材料如高分子材料、无机材料等分别因其优越的性能和低廉的成本收到广大厂商的欢迎。近年间，不断地爆出有毒建筑材料伤害案件，人们对建材的安全性更加关注。另外随着全球环境恶化和资源逐渐枯竭，人们对节能环保材料的关注度也随之提升。
环保材料指的是绿色、环保、安全的建筑材料，节能环保材料指的是能够在应用到建筑系统中之后，节约能源的环保材料，这里说的节约能源，一方面指的是环保材料通过自身性质，带来一些性能，例如建材具有保温效果，从而减少对电能等公共资源的消耗，又例如建材具有吸声功能，从而减少外界噪音对用户的影响，或者建材具有轻质的特点，从增加墙体的使用年限或减少为了配合其使用的其他称重部分材料等等；另一方面，还要节约建筑材料自身的制备成本，减少原材料的消耗，从而减少对地球资源的消耗。
目前复合环保材料已经在建筑领域中得到了广泛的应用，随着应用年限的提高，复合材料的一些优缺点也已经渐渐暴露在人们面前。例如，当前技术中，一些层状结构(无腔体结构)的复合墙板，普遍采用在浇注过程中利用水泥进行胶结的技术，但是由于水泥的特殊性质，其实它与复合墙板中的其他材料之间的相互作用是非常复杂的，并且在制备和固化过程中都必然出现材料不均匀的情况，这就使得复合墙板整体出现不均匀的问题，这一问题在短期内不会体现出来，但随着墙板服役时间增长，在墙板会受力的应用场景下，就会出现墙板弯曲、裂纹、翘角等问题。另外，目前的技术中，为了保证抗裂能力，往往会大量使用纤维材料，一些环保意识强的商家会采用秸秆等植物纤维，另外一些商家也会采用其它纤维(降低成本或进一步提高性能)，但纤维的大量使用也会在一定程度上降低材料整体的均匀性(纤维自身的分布在材料中是必然不均匀的)，并且挤占了其他材料的份额，虽然纤维自身的强度和韧性在一定程度上抵消了他自身带来的材料不均匀造成的应力不均匀等问题的表现，但在长期应用上仍会出现问题。
另外，一些材料虽然自身是环保材料构成，但当将其应用在建筑系统中时，并不能达到上文所述的实现节约能源的效果。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种成本较低的高质量再生环保无机复合墙板在建筑系统中的应用，该材料自身无机环保可再生，且应用在建筑系统中之后，采用非常少的原材料和成本配合使用，即可实现保温、吸声、轻质、薄板的效果，并且可以根据应用场景的不同，定制相应功能的墙板材料。具体方案如下：
一种节能环保材料在建筑系统中的应用方法，包括以下步骤：
1)根据所需铺设节能环保材料的位置和面积，计算所需节能环保材料的厚度和面积；
2)根据所需面积设计节能环保材料单块的规格，包括长宽；
3)根据应用场景所需功能，设计节能环保材料的制备方法进行定制；
4)按照设计的定制方案包括制备方法、厚度和规格制备所需铺设的节能环保材料；
5)对所需铺设节能环保材料的表面进行处理，使用胶结材料将制备的节能环保材料铺设在上述表面，再经后续处理，完成节能环保材料在建筑系统中的应用；所述节能环保材料包括再生环保无机复合墙板。
优选地，步骤5)所述胶结材料包括常用的石灰胶结体系、水泥胶结体系、聚合物胶结体系、复合胶结材料中的一种或二种以上。
优选地，步骤5)所述胶结材料包括石灰砂浆、水泥砂浆、聚合物砂浆、复合胶结剂中的一种或二种以上。
优选地，步骤5)所述胶结材料的用量，以干燥后胶结层厚度不大于0.2倍节能环保材料厚度为准。实践证明，一旦胶结层厚度大于这一限定，就会对节能环保材料的应用效果产生显著影响。
优选地，步骤5)所述对表面进行处理，包括对所述表面进行清洁、填平等。
优选地，步骤5)所述铺设，要求采取阶梯形式的砌筑方式，同时要求上下缝为错缝排列，材料之间不留明显缝隙，期间经过垂直、平整校正。
优选地，步骤5)所述后续处理，包括将所留材料间缝隙用胶结材料补满、刮平，并在表面固化定型后，在表面进行铺设玻纤布、刷表面装饰材料等操作。
优选地，所述节能环保材料(再生环保无机复合墙板)包括以下组分：
粉煤灰、高炉水渣、建筑垃圾粉、蔗糖、熟石灰、麻刀、细砂。
所述建筑垃圾粉为建筑垃圾再生细骨料，制备方法为：取建筑垃圾经多层破碎、过筛、球磨，取粒径小于0.1mm的细粉，再经除铁、过筛即得。
所述建筑垃圾包括：再生混凝土碎料、碎砖料、石子料、碎瓦料、沙砾、渣土中的一种或二种以上。
优选地，所述再生环保无机复合墙板还可以包括玻璃态的活性氧化硅或活性氧化铝。
优选地，所述纤维类型为黄麻；麻刀纤维长度为0.2-0.4cm。
优选地，所述粉煤灰的准备方法为：将火力发电厂废弃的粉煤灰研磨，加入20-35％wt水，加热到55-70℃干燥，再次研磨，加水拌匀至含水量3-5％wt。
优选地，所述细砂粒度在0.2-1mm。
优选地，所述再生环保无机复合墙板包括以下结构：
内层、中间支撑层、外层，在使用过程中，内层面向基材或建筑不接触外部环境的一侧，外层面向建筑接触外部环境或更靠近外部环境的一侧；
所述内层包括：粉煤灰、建筑垃圾粉、蔗糖、熟石灰、麻刀、细砂；
所述中间支撑层包括：粉煤灰、高炉水渣、建筑垃圾粉、熟石灰、麻刀、细砂；
所述外层包括：粉煤灰、高炉水渣、建筑垃圾粉、蔗糖、熟石灰、麻刀、细砂；
三层结构中各组分的含量不同。
优选地，按质量份数计，所述内层包括：粉煤灰3-5份、建筑垃圾粉4-45份、蔗糖0.1-2份、熟石灰0.5-5份、麻刀0.01-0.25份、细砂2-10份；
所述中间支撑层包括：粉煤灰0.5-1份、高炉水渣20-30份、建筑垃圾粉40-60份、熟石灰2-4份、麻刀0.1-1份、细砂5-8份；
所述外层包括：粉煤灰2-4份、高炉水渣40-50份、建筑垃圾粉10-30份、蔗糖0.5-0.8份、熟石灰1-3份、麻刀0.01-0.15份、细砂1-3份。
优选地，所述中间支撑层包括还包括玻璃态的活性氧化硅或活性氧化铝。
优选地，所述中间支撑层包括：粉煤灰0.5-1份、高炉水渣20-30份、建筑垃圾粉40-60份、熟石灰2-4份、麻刀0.1-1份、细砂5-8份、活性氧化硅或活性氧化铝0.5-1份。
注：本发明提供的墙板的制备方法，会导致三层材料之间出现渗透，上述三层材料中各组分的含量，按未出现渗透的情况计(即浇注各层的浆料中比例为准)。
优选地，所述三层结构中，设内层铺设浆料厚度为l3，中间支撑层铺设浆料厚度为l2，外层铺设浆料厚度为l1，则l2＝βl1+μl3，其中，β为常数，取值为0.7-1.8，μ为常数，取值为1-3；l3＝εl1，ε为常数，取值为1.5-10，外层厚度l1为0.1-10cm。
注：本发明提供的墙板的制备方法，会导致三层材料之间出现渗透，故上述三层结构之间的厚度关系为铺设浆料厚度，按未出现渗透的情况计；另：当采用发泡材料时，该层铺设浆料厚度替换为发泡后该层厚度(仍然不计渗透效果)。
优选地，所述再生环保无机复合墙板，通过以下方法制备：
(1)在成型模具内按需浇注铺设外层浆料，在通入二氧化碳气体的条件下静置；
(2)在外层浆料上面继续按需浇注铺设中间支撑层浆料，在通入二氧化碳气体的条件下静置；
(3)在中间支撑层浆料上面继续按需浇注铺设内层浆料，在通入二氧化碳气体的条件下静置；
经脱模、养护后得到再生环保无机复合墙板。
优选地，步骤(1)所述通入二氧化碳气体的气压为P11.2-1.4大气压，气体温度保持在T135-40℃；静置时间为t130-50min。
优选地，步骤(2)所述通入二氧化碳气体的气压为P2，
其中，P0为0.03-0.05大气压，气体温度保持在T245-50℃；静置时间为t2，
其中，t0为10min。
优选地，步骤(3)所述通入二氧化碳气体的气压为P31.2-1.4大气压，气体温度保持在T335-40℃；静置时间为t350-90min。
气体温度可通过加压气体流动来保持。
所述外层浆料的制备方法包括：按粉煤灰2-4份、高炉水渣40-50份、建筑垃圾粉10-30份、蔗糖0.5-0.8份、熟石灰1-3份、麻刀0.01-0.15份、细砂1-3份、水60-80份取料，先将麻刀均匀分散在水中，再在搅拌条件下依次加入蔗糖、细砂、粉煤灰、熟石灰、高炉水渣和建筑垃圾粉，搅拌均匀。
所述中间支撑层浆料的制备方法包括：按粉煤灰0.5-1份、高炉水渣20-30份、建筑垃圾粉40-60份、熟石灰2-4份、麻刀0.1-1份、细砂5-8份、水60-80份取料，先将麻刀均匀分散在水中，再在搅拌条件下依次加入细砂、粉煤灰、熟石灰、高炉水渣和建筑垃圾粉，搅拌均匀。
优选地，当中间支撑层包括活性氧化硅或活性氧化铝时，中间支撑层浆料的制备方法包括：按粉煤灰0.5-1份、高炉水渣20-30份、建筑垃圾粉40-60份、熟石灰2-4份、麻刀0.1-1份、细砂5-8份、活性氧化硅或活性氧化铝0.5-1份、水60-80份取料，先将麻刀均匀分散在水中，再在搅拌条件下依次加入活性氧化硅或活性氧化铝、细砂、粉煤灰、熟石灰、高炉水渣和建筑垃圾粉，搅拌均匀。
所述内层浆料的制备方法包括：按粉煤灰3-5份、建筑垃圾粉4-45份、蔗糖0.1-2份、熟石灰0.5-5份、麻刀0.01-0.25份、细砂2-10份、水10-50份取料，先将麻刀均匀分散在水中，再在搅拌条件下依次加入蔗糖、细砂、粉煤灰、熟石灰、高炉水渣和建筑垃圾粉，搅拌均匀。
所述养护为自然养护，在室温(25-30℃)通风条件下静置30-35天。
另，本发明提供的方法，也可加入一系列化学助剂以加速固化或增强性能，如常用的各种类型增稠剂增强剂、防霉剂、速凝剂、催化剂等。
优选地，根据复合材料的应用场景，当需要轻质、保温、吸声等功能时，可在中间支撑层或内层材料中加入相应材料来获取相应功能，当加入发泡材料时，发泡后支撑层厚度不超过铺设时浆料厚度的2.5倍；经实践检验，仅在支撑层加入相应材料后，对复合墙板的整体力学性能的均匀性等并不造成显著影响。
当中间支撑层中按需加入发泡材料时，可采用常规发泡材料发泡剂，还可以加入稳泡剂等常用助剂。
按照上述内容，步骤3)所述根据应用场景所需功能，设计节能环保材料的制备方法进行定制，具体方法为：经实践检验，当再生环保无机复合墙板的所述中间支撑层中加入发泡材料后，发泡后支撑层厚度与铺设时浆料厚度的比例关系，决定了整体再生环保无机复合墙板的性能取向：当应用场景要求再生环保无机复合墙板具备较好的吸声功能时，发泡后支撑层厚度为支撑层铺设浆料时浆料厚度的1.6-1.8倍；当应用场景要求再生环保无机复合墙板具备较好的保温功能时，发泡后支撑层厚度为支撑层铺设浆料时浆料厚度的1.3-1.5倍，并且选择中间支撑层包括活性氧化硅或活性氧化铝的制备方案；当应用场景要求再生环保无机复合墙板具备轻质特点时，发泡后支撑层厚度为支撑层铺设浆料时浆料厚度的2-2.5倍。
有益效果
本发明的有益效果在于：
本发明通过环保材料在特定应用场景中的定制应用，实现了采用较少的材料(包括墙板自身制备的材料和与其配合使用的材料都有所精简)即可实现目标功能的发明目的，节约了公共供暖等资源，也减少了对材料的浪费，并且通过一层厚度不大的墙板，可以实现以往需要通过吸声层、保温层、强度支撑层等多种材料才能达到的效果，具备绿色节能的优点。
本发明提供的方案中包括一种新型再生环保无机复合墙板的制备方法，该方法具备以下特点：
与传统的采用石灰胶结的体系相比，提供的墙板可在含水环境中使用；与传统的采用水泥胶结的体系相比，提供的可再生环保无机复合墙板具有更优秀的力学性能，板材内部应力均匀，长期使用不易出现裂痕和翘角等问题，且强度可以与水泥胶结体系一较高下，远远高于传统的石灰胶结体系。另外外层所采用的材料和制备方法保证了墙板的耐久性。未采用大量的纤维，并且使用的纤维材料长度较短，并在浆料制备步骤加以特定限制，最大限度地降低了纤维材料对材料整体性能的负面影响，并且结合特定的材料，实现了现有其他技术中只能依靠大量使用纤维才能达到的抗裂等效果。三层结构无论是从用料上，还是从厚度等参数上，均不相同，我们原本想通过这样的不同来制备一种具备特殊功能的材料，但经实践发现，配合特殊的制备工艺后，能够在成品墙板中制备出特殊的层结构，经切割观察差，在制备得到的墙板的相邻层之间，存在非常均匀的渗透层，并且必须是配合本发明提供的制备工艺(包括二氧化碳通入、压力、温度、时间等，还包括三层的制备顺序)，才能形成这样的均匀渗透层，经性能验证，发现当形成这样的渗透层时，墙板的性能时最佳的。提供的墙板虽然分为三层制备，但实际上各层之间具有相互渗透的关系，并未形成明显的分层结构，且在后续的性能试验中表明，层间相互作用力非常顽强，受力或浸水、骤冷骤热等条件下均未出现分层或层间部位裂纹等问题，这可能与特有的渗透结构有关，也可能与本发明提供的特有的胶结体系有关。在中间支撑层中加入活性氧化硅或活性氧化铝后，我们发现墙体自身的保温性能有所提升，但对实际应用从场景中材料所能表现的力学性能是否有所影响已经无法进一步判断(实际应用场景中的应力并不超出试验的应力)，这是我们事先没有预料到的。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
除非特别指出，以下实施例和对比例为平行试验，采用同样的处理步骤和参数。
除非特别指出，制备例、实施例中采用的原材料粒度等一系列参数采用市售的上文技术方案所限定范围内的参数，例如麻刀选用黄麻，麻刀纤维长度为0.2-0.4cm；建筑垃圾粉也可购买粒度在限定范围内的组分适宜的处理后的粉体成品；以下实施例和对比例为平行试验，采用同样的处理步骤和参数。
一、再生环保无机复合墙板的制备与性能检测：
制备例1外层浆料的制备：
按粉煤灰2份、高炉水渣40份、建筑垃圾粉10份、蔗糖0.5份、熟石灰1份、麻刀0.01份、细砂1份、水60份取料，先将麻刀均匀分散在水中，再在搅拌条件下依次加入蔗糖、细砂、粉煤灰、熟石灰、高炉水渣和建筑垃圾粉，搅拌均匀。
制备例2外层浆料的制备：
按粉煤灰3份、高炉水渣45份、建筑垃圾粉20份、蔗糖0.7份、熟石灰2份、麻刀0.15份、细砂3份、水65份取料，先将麻刀均匀分散在水中，再在搅拌条件下依次加入蔗糖、细砂、粉煤灰、熟石灰、高炉水渣和建筑垃圾粉，搅拌均匀。
制备例3中间支撑层浆料的制备：
按粉煤灰0.5份、高炉水渣20份、建筑垃圾粉40份、熟石灰2份、麻刀0.1份、细砂5份、水60份取料，先将麻刀均匀分散在水中，再在搅拌条件下依次加入细砂、粉煤灰、熟石灰、高炉水渣和建筑垃圾粉，搅拌均匀。
制备例4中间支撑层浆料的制备：
按粉煤灰0.8份、高炉水渣25份、建筑垃圾粉45份、熟石灰3份、麻刀0.5份、细砂7份、水70份取料，先将麻刀均匀分散在水中，再在搅拌条件下依次加入细砂、粉煤灰、熟石灰、高炉水渣和建筑垃圾粉，搅拌均匀。
制备例5中间支撑层浆料的制备：
按粉煤灰0.8份、高炉水渣25份、建筑垃圾粉45份、熟石灰3份、麻刀0.5份、细砂7份、活性氧化铝0.7份、水75份取料，先将麻刀均匀分散在水中，再在搅拌条件下依次加入活性氧化硅或活性氧化铝、细砂、粉煤灰、熟石灰、高炉水渣和建筑垃圾粉，搅拌均匀。
制备例6内层浆料的制备：
按粉煤灰3份、建筑垃圾粉20份、蔗糖0.1份、熟石灰0.5份、麻刀0.01份、细砂2份、水20份取料，先将麻刀均匀分散在水中，再在搅拌条件下依次加入蔗糖、细砂、粉煤灰、熟石灰、高炉水渣和建筑垃圾粉，搅拌均匀。
制备例7内层浆料的制备：
按粉煤灰4份、建筑垃圾粉45份、蔗糖0.5份、熟石灰3份、麻刀0.25份、细砂10份、水50份取料，先将麻刀均匀分散在水中，再在搅拌条件下依次加入蔗糖、细砂、粉煤灰、熟石灰、高炉水渣和建筑垃圾粉，搅拌均匀。
对比制备例1外层浆料的制备：(与制备例2不同麻刀含量)
按粉煤灰3份、高炉水渣45份、建筑垃圾粉20份、蔗糖0.7份、熟石灰2份、麻刀0.7份、细砂3份、水65份取料，先将麻刀均匀分散在水中，再在搅拌条件下依次加入蔗糖、细砂、粉煤灰、熟石灰、高炉水渣和建筑垃圾粉，搅拌均匀。
对比制备例2外层浆料的制备：(与制备例2不同麻刀尺寸)
按粉煤灰3份、高炉水渣45份、建筑垃圾粉20份、蔗糖0.7份、熟石灰2份、麻刀0.15份、细砂3份、水65份取料，先将麻刀均匀分散在水中，再在搅拌条件下依次加入蔗糖、细砂、粉煤灰、熟石灰、高炉水渣和建筑垃圾粉，搅拌均匀。麻刀采用尺寸为0.8-1.2cm的黄麻。
对比制备例3中间支撑层浆料的制备：(与制备例4不同麻刀含量)
按粉煤灰0.8份、高炉水渣25份、建筑垃圾粉45份、熟石灰3份、麻刀、1.5份、细砂7份、水70份取料，先将麻刀均匀分散在水中，再在搅拌条件下依次加入细砂、粉煤灰、熟石灰、高炉水渣和建筑垃圾粉，搅拌均匀。
对比制备例4中间支撑层浆料的制备：(与制备例4不同麻刀尺寸)
按粉煤灰0.8份、高炉水渣25份、建筑垃圾粉45份、熟石灰3份、麻刀0.5份、细砂7份、水70份取料，先将麻刀均匀分散在水中，再在搅拌条件下依次加入细砂、粉煤灰、熟石灰、高炉水渣和建筑垃圾粉，搅拌均匀。麻刀采用尺寸为0.8-1.2cm的黄麻。
对比制备例5中间支撑层浆料的制备：(与制备例7不同麻刀含量)
按粉煤灰4份、建筑垃圾粉45份、蔗糖0.5份、熟石灰3份、麻刀0.5份、细砂10份、水50份取料，先将麻刀均匀分散在水中，再在搅拌条件下依次加入蔗糖、细砂、粉煤灰、熟石灰、高炉水渣和建筑垃圾粉，搅拌均匀。
对比制备例6中间支撑层浆料的制备：(与制备例7不同麻刀尺寸)
按粉煤灰4份、建筑垃圾粉45份、蔗糖0.5份、熟石灰3份、麻刀0.25份、细砂10份、水50份取料，先将麻刀均匀分散在水中，再在搅拌条件下依次加入蔗糖、细砂、粉煤灰、熟石灰、高炉水渣和建筑垃圾粉，搅拌均匀。麻刀采用尺寸为0.8-1.2cm的黄麻。
实施例一种再生环保无机复合建筑材料的制备：
(1)在成型模具内按需浇注铺设外层浆料，在通入二氧化碳气体的条件下静置；
(2)在外层浆料上面继续按需浇注铺设中间支撑层浆料，在通入二氧化碳气体的条件下静置；
(3)在中间支撑层浆料上面继续按需浇注铺设内层浆料，在通入二氧化碳气体的条件下静置；
(4)经脱模、养护后得到再生环保无机复合建筑材料。
所述三层结构中，设内层铺设浆料厚度为l3，中间支撑层铺设浆料厚度为l2，外层铺设浆料厚度为l1，则l2＝βl1+μl3，其中，β为常数，取值为0.7-1.8，μ为常数，取值为1-3；l3＝εl1，ε为常数，取值为1.5-10，外层厚度l1为0.1-10cm。
步骤(1)所述通入二氧化碳气体的气压为P11.2-1.4大气压，气体温度保持在T135-40℃；静置时间为t130-50min。
步骤(2)所述通入二氧化碳气体的气压为P2，
其中，P0为0.02大气压，气体温度保持在T245-50℃；静置时间为t2，
其中，t0为10min。
步骤(3)所述通入二氧化碳气体的气压为P31.6-1.7大气压，气体温度保持在T335-40℃；静置时间为t350-90min。
气体温度可通过加压气体流动来保持。
所述养护为自然养护，在室温(25-30℃)通风条件下静置30-35天。
实施例、部分对比例所用浆料及各步骤差异参数如下：
对比例4：与实施例5的区别在于：在制备顺序中将外层与内层顺序上进行颠倒(各自的浆料制备方法、铺设厚度、通入二氧化碳静置条件分别保持不变，仅调换顺序)。
对比例5：按照中国专利CN201610391116.1说明书中所述的第三种实施例(表层和芯层均按第三种实施例制备)制备复合墙板。
以上仅为我们进行的大量实验中的一部分举例，包含在本发明所限定的参数范围(包括参数算法关系范围)内的全部技术特征的组合，均能够达到与其他条件相似前提下的试验差距不显著的效果，在此不进行赘述。
对全部实施例以及对比例所得样品进行力学性能、保温性能等检测(每个实施例/对比例对10组样品进行检测，除去检测失败或有明显失误的样品外，其与样品检测结果取平均值作为该实施例/对比例的检测结果)，结果如下：
实施例1(抗压强度为0.38MPa)与实施例2(抗压强度为0.42MPa)所得产品各项性能差异不显著，证明配方在本发明规定范围内的，可以按照使用需要和生产成本(原材料囤积、地域特征等)进行调整，并不影响从产品效果。
实施例3(抗压强度为0.45MPa)在实施例2配方的基础上，对各层的铺设厚度上，采用了本发明提供的特定厚度，经试验发现力学性能有所提升。
实施例4(抗压强度为0.55MPa)在实施例2的基础上，在制备步骤增加了本发明限定的温度、压强、时间等条件，经试验发现其层间交界处已经不具备明显的分层结构，并且出现均匀的渗透层，力学性能显著提升，长期应力条件下不出现分层或层交界处裂痕等问题。
实施例5(抗压强度为0.59MPa)在实施例4基础上对各层的铺设厚度上，采用了本发明提供的特定厚度，经试验发现力学性能较实施例4进一步有所提升。证明本发明的铺设厚度对材料效果的主要贡献在于提升力学性能。
实施例6(抗压强度为0.60MPa，导热系数为0.11824W/(m·K))在实施例5的基础上，加入了活性氧化铝，我们原本的目的是进一步提升墙板的强度，但在现有的应用场景中(包括含水环境下)的检测条件下，加入活性氧化铝与否，本发明提供的墙板的力学性能已经不能看出显著的差异或应用优势，然而，在保温性能检测中，我们意外地发现，在加入了活性氧化铝后，墙板自身(在不加入发泡材料时)的保温性能得到了大幅提升(实施例5的导热系数为0.19738W/(m·K))，尤其是在中间支撑层中的加入效果尤其显著,，我们将在后续的研发中进行这一方向的进一步探索。
对比例1(抗压强度为0.41MPa)在实施例5的基础上，将外层材料与内层材料同一化为制备例7所制备的原内层浆料，试验证明，其外层与中间支撑层之间虽然仍然形成了渗透层，但渗透层不均匀，在边缘部分渗透层较厚，中间部分较薄或未见渗透，出现明显的层状结构，甚至有些试验样品，在渗透部位出现了旋涡状结构，切面结构类似树木的年轮或结节，墙板的力学性能非常差，由于结构不均匀，在力学试验中常常出现断裂，其实际的力学性能不易检测。
对比例2(抗压强度为0.47MPa)在实施例5的基础上，采用的纤维材料含量较高，按照我们固有的知识，可以预见这样做是会提升材料整体的强度的，然而，经试验发现，对比例2的材料强度显著低于实施例5。对比例3(抗压强度为0.43MPa)在实施例5的基础上，采用的纤维材料为长纤维，同样地，在我们的固有认知中，这样的纤维能够带来更高的力学性能，但试验证明，对比例4的墙板强度等性能也均显著低于实施例5；从切面观察二者的层结构，发现二者每层结构都不均匀，渗透层结构尤其不均匀。
对比例4(抗压强度为0.45MPa)采用了与实施例5相反的层制备顺序，经试验(切割观察横切面以及力学试验、保温试验等)发现，其力学性能较实施例5显著下降，且切面显示内层与中间支撑层之间出现了明显的层状结构，发生的渗透微乎其微，力学试验中也出现了内层与中间支撑层交界处出现密集裂痕的现象。
对比例5(抗压强度为0.52MPa)采用了现有的水泥胶结体系，经观察，墙板的各层之间是存在显著的层结构的，并且在一些层与层交界处出现了分层(尤其是在养护结束后，甚至在未经力学试验前，即在边缘处出现了一些层间裂缝)，经检测，由于其具备的层间裂缝，其防水效果反而略逊于本本应当不适用于含水环境下的石灰胶结体系的本申请实施例1或2，当然，本申请是对原本的石灰胶结体系进行了比较大的革新。另外，对比例5的力学性能上与本申请实施例5较为接近，虽然其中的发泡结构可能影响了他的抗压强度，但我们知道，在现有的石灰胶结体系中，通过石灰胶结得到的建筑材料其硬度均远远不及水泥胶结体系，本申请通过改进胶结体系，已经克服了这一差距，并且在力学试验中，对比例2墙板在受压结束后，往往常出现更严重的层间裂缝(尤其是边缘处)。
在长期(60d)应力试验中，我们对全部样品在中心、边缘等不同部位不间断地施加不同大小并且不断变化的力(0.01-0.5MPa不等)，结果显示，形变量从小到大(从少到多)依次为：实施例6、实施例5、实施例4、实施例3、实施例2、实施例1、对比例4、对比例3、对比例2、对比例4、对比例1、对比例5，具体情况包括：实施例4、5、6几乎无形变，对比例2、3形变较严重，均出现层交界处不均匀的、集中的裂痕，边缘处出现轻微层间缝隙；对比例1参与试验的10组样品有8组出现直接碎裂现象，不做参考；对比例4变形较严重，试验后切面显示内层与中间支撑层之间出现较多的分布较为均匀的裂痕，内层与中间支撑层之间在墙板边缘处出现明显的分离现象；对比例5变形严重，试验后切面显示三层之间均出现大量的分离部位，墙板边缘处三层完全分离，10组样品中有2组样品断裂。
二、再生环保无机复合墙板在建筑系统中的应用：
1、根据应用场景所需功能，设计节能环保材料的制备方法进行定制
(1)定制要求吸声功能应用场景的节能环保材料的制备方法：
取上述实施例5的制备方案为基础，区别在于：
按实施例5中间支撑层浆料制备完成后，用物理发泡方法对其进行发泡，预设配比为发泡后浆料体积为发泡前的1.8倍，所述物理法发泡是把发泡剂利用空压机(即发泡机)加压后形成泡沫，而后将泡沫与制备的浆料同时搅拌，搅拌过程中浆料将不断膨胀，当膨胀效果达到预先设定的配比后即可形成发泡的中间支撑层浆料，采用发泡的中间支撑层浆料替代实施例5中的中间支撑层浆料进行墙板制备。制备的墙板导热系数为0.05032W/(m·K)，吸声系数在500Hz下为约0.65，1000Hz下为约0.78，在2000Hz下为约0.71(委托中科光析化工技术研究所检测)。
更优的方案包括：在物理发泡制备泡沫时，控制通入的气体中二氧化碳25-30％vol，能够抵消发泡对力学性能的影响。
(2)定制要求保温功能应用场景的节能环保材料的制备方法：
取上述实施例5的制备方案为基础，区别在于：
按实施例5中间支撑层浆料制备完成后，用物理发泡方法对其进行发泡，预设配比为发泡后浆料体积为发泡前的1.3倍，所述物理法发泡是把发泡剂利用空压机(即发泡机)加压后形成泡沫，而后将泡沫与制备的浆料同时搅拌，搅拌过程中浆料将不断膨胀，当膨胀效果达到预先设定的配比后即可形成发泡的中间支撑层浆料，采用发泡的中间支撑层浆料替代实施例6中的中间支撑层浆料进行墙板制备。制备的墙板导热系数为0.05129W/(m·K)，吸声系数在500Hz下为约0.33，1000Hz下为约0.37，在2000Hz下为约0.36(委托中科光析化工技术研究所检测)。
取上述实施例6的制备方案为基础，区别在于：
按实施例6中间支撑层浆料制备完成后，用物理发泡方法对其进行发泡，预设配比为发泡后浆料体积为发泡前的1.3-1.4倍，所述物理法发泡是把发泡剂利用空压机(即发泡机)加压后形成泡沫，而后将泡沫与制备的浆料同时搅拌，搅拌过程中浆料将不断膨胀，当膨胀效果达到预先设定的配比后即可形成发泡的中间支撑层浆料，采用发泡的中间支撑层浆料替代实施例6中的中间支撑层浆料进行墙板制备。制备的墙板导热系数为0.03101W/(m·K)。
实践证明，当预设配比发泡后浆料体积与发泡前浆料体积比超过1.4倍后，发泡体积对保温效果的提升就极其有限了，并且会大大增加墙板的厚度。
更优的方案包括：在物理发泡制备泡沫时，控制通入的气体中二氧化碳10-20％vol，能够抵消发泡对力学性能的影响(基于环保节能理念，无需加入更多二氧化碳)。
上述节能环保材料在建筑系统中的应用，包括以下步骤：
1)根据所需铺设节能环保材料的位置和面积，计算所需节能环保材料的厚度和面积；
2)根据所需面积设计节能环保材料单块的规格，包括长宽；
3)根据应用场景所需功能，设计节能环保材料的制备方法进行定制；
4)按照设计的定制方案包括制备方法、厚度和规格制备所需铺设的节能环保材料；
5)对所需铺设节能环保材料的表面进行处理，使用胶结材料将制备的节能环保材料铺设在上述表面，再经后续处理，完成节能环保材料在建筑系统中的应用；所述节能环保材料包括再生环保无机复合墙板。
步骤5)所述胶结材料包括常用的建筑胶。
步骤5)所述胶结材料的用量，以干燥后胶结层厚度为0.05倍节能环保材料厚度为准。
步骤5)所述对表面进行处理，包括对所述表面进行清洁、填平等。
步骤5)所述铺设，要求采取阶梯形式的砌筑方式，同时要求上下缝为错缝排列，材料之间不留明显缝隙，期间经过垂直、平整校正。
步骤5)所述后续处理，包括将所留材料间缝隙用胶结材料补满、刮平，并在表面固化定型后，在表面进行铺设玻纤布、刷表面装饰材料等操作。
将采用上述定制方案定制的墙板应用在试验毛坯中，取得了良好的保温效果和吸声效果，且采用较薄的墙板，即可同时实现从前需要多层不同功能的材料才能实现的支撑、吸声、保温的综合效果，节约公共供暖资源和其他建筑材料，增加建筑使用面积，是一种绿色环保的方案。
以上对本发明优选的具体实施方式和实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式和实施例，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明构思的前提下作出各种变化。
Claims (9)
1.一种节能环保材料在建筑系统中的应用方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)根据所需铺设节能环保材料的位置和面积，计算所需节能环保材料的厚度和面积；
2)根据所需面积设计节能环保材料单块的规格，包括长宽；
3)根据应用场景所需功能，设计节能环保材料的制备方法进行定制；
4)按照设计的定制方案包括制备方法、厚度和规格制备所需铺设的节能环保材料；
5)对所需铺设节能环保材料的表面进行处理，使用胶结材料将制备的节能环保材料铺设在上述表面，再经后续处理，完成节能环保材料在建筑系统中的应用；所述节能环保材料包括再生环保无机复合墙板；
所述再生环保无机复合墙板包括以下结构：
内层、中间支撑层、外层；所述内层包括：粉煤灰、建筑垃圾粉、蔗糖、熟石灰、麻刀、细砂；所述中间支撑层包括：粉煤灰、高炉水渣、建筑垃圾粉、熟石灰、麻刀、细砂；所述外层包括：粉煤灰、高炉水渣、建筑垃圾粉、蔗糖、熟石灰、麻刀、细砂；三层结构中各组分的含量不同；
所述三层结构中，设内层铺设浆料厚度为l3，中间支撑层铺设浆料厚度为l2，外层铺设浆料厚度为l1，则l2＝βl1+μl3，其中，β为常数，取值为0.7-1.8，μ为常数，取值为1-3；l3＝εl1，ε为常数，取值为1.5-10，外层厚度l1为0.1-10cm；
所述再生环保无机复合墙板，通过以下方法制备：
(1)在成型模具内按需浇注铺设外层浆料，在通入二氧化碳气体的条件下静置；
(2)在外层浆料上面继续按需浇注铺设中间支撑层浆料，在通入二氧化碳气体的条件下静置；
(3)在中间支撑层浆料上面继续按需浇注铺设内层浆料，在通入二氧化碳气体的条件下静置；
经脱模、养护后得到再生环保无机复合墙板；
步骤(1)所述通入二氧化碳气体的气压为P11.2-1.4大气压，气体温度保持在T135-40℃；静置时间为t130-50min；
步骤(2)所述通入二氧化碳气体的气压为P2，
其中，P0为0.03-0.05大气压，气体温度保持在T245-50℃；静置时间为t2，
其中，t0为10min；
步骤(3)所述通入二氧化碳气体的气压为P31.2-1.4大气压，气体温度保持在T335-40℃；静置时间为t350-90min；
气体温度通过加压气体流动来保持。
2.根据权利要求1所述的节能环保材料在建筑系统中的应用方法，其特征在于：步骤5)所述胶结材料包括石灰胶结体系、水泥胶结体系、聚合物胶结体系、复合胶结材料中的一种或二种以上。
3.根据权利要求1所述的节能环保材料在建筑系统中的应用方法，其特征在于：步骤5)所述胶结材料包括石灰砂浆、水泥砂浆、聚合物砂浆、复合胶结剂中的一种或二种以上。
4.根据权利要求1所述的节能环保材料在建筑系统中的应用方法，其特征在于：步骤5)所述胶结材料的用量，以干燥后胶结层厚度不大于0.2倍节能环保材料厚度为准。
5.根据权利要求1所述的节能环保材料在建筑系统中的应用方法，其特征在于：步骤5)所述对表面进行处理，包括对所述表面进行清洁、填平。
6.根据权利要求1所述的节能环保材料在建筑系统中的应用方法，其特征在于：步骤5)所述铺设，要求采取阶梯形式的砌筑方式，同时要求上下缝为错缝排列，材料之间不留明显缝隙，期间经过垂直、平整校正。
7.根据权利要求1所述的节能环保材料在建筑系统中的应用方法，其特征在于：步骤5)所述后续处理，包括将所留材料间缝隙用胶结材料补满、刮平，并在表面固化定型后，在表面进行铺设玻纤布、刷表面装饰材料操作。
8.根据权利要求1所述的节能环保材料在建筑系统中的应用方法，其特征在于：步骤3)所述根据应用场景所需功能，设计节能环保材料的制备方法进行定制，具体方法包括：当应用场景要求再生环保无机复合墙板具备较好的吸声功能时，用物理发泡方法对其中间支撑层浆料进行发泡，预设配比为发泡后浆料体积为发泡前的1.6-1.8倍。
9.根据权利要求1所述的节能环保材料在建筑系统中的应用方法，其特征在于：步骤3)所述根据应用场景所需功能，设计节能环保材料的制备方法进行定制，具体方法包括：当应用场景要求再生环保无机复合墙板具备较好的保温功能时，用物理发泡方法对其中间支撑层浆料进行发泡，预设配比为发泡后浆料体积为发泡前的1.3-1.4倍。
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