CN115417625B - 一种保温砂浆和一种装配式建筑保温外墙板 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及装配式建筑技术领域,具体公开了一种保温砂浆和一种装配式建筑保温外墙板。所述保温砂浆包括以下以重量份数计的组分:水泥18~20份、粉煤灰2~2.2份、无机膨胀剂2.2~2.4、保温颗粒16~18份、纤维丝8~10份、钛酸酯偶联剂1.8~2份、酚醛树脂乳液1.8~2份、水5~6份;所述酚醛树脂乳液是由腰果酚、苯酚类化合物和甲醛水溶液在酸性催化剂下发生缩聚反应而得。所述装配式建筑保温外墙板包括钢筋混凝土内叶板、保温层和钢筋混凝土外叶板,所述保温层是所述保温砂浆制得。本申请提高了保温层的力学性能,避免了运输装配式建筑保温外墙板过程中损坏保温层。

Description

一种保温砂浆和一种装配式建筑保温外墙板
技术领域
本申请涉及装配式建筑技术领域,具体涉及一种保温砂浆和一种装配式建筑保温外墙板。
背景技术
通常,装配式建筑保温外墙板采用钢筋混凝土内叶板、保温层和钢筋混凝土外叶板的三层叠加做法。其中,在运输装配式建筑保温外墙板过程中,由于保温层的力学性能不佳而有可能导致保温层的损坏,从而使保温层发挥保温隔热作用大大折扣、甚至失效。
发明内容
为了提高保温层的力学性能,避免运输装配式建筑保温外墙板过程中损坏保温层,本申请提供一种保温砂浆和一种装配式建筑保温外墙板。
第一方面,本申请提供的一种保温砂浆,采用如下技术方案:
一种保温砂浆,所述保温砂浆包括以下以重量份数计的组分:
水泥18~20份、粉煤灰2~2.2份、无机膨胀剂2.2~2.4、保温颗粒16~18份、纤维丝8~10份、钛酸酯偶联剂1.8~2份、酚醛树脂乳液1.8~2份、水5~6份;
所述酚醛树脂乳液是由腰果酚、苯酚类化合物和甲醛水溶液在酸性催化剂下发生缩聚反应而得;以重量份数计,腰果酚8~10份、苯酚类化合物3~5份、甲醛水溶液5~6份、酸性催化剂0.05~0.1份。
在一些实施方式中,所述苯酚类化合物选自苯酚和二羟基苯酚。
在一些实施方式中,所述二羟基苯酚选自邻苯二酚(CAS号:120-80-9)、间苯二酚(CAS号:108-46-3)和对苯二酚(CAS号:123-31-9),优选为对苯二酚。
在一些实施方式中,所述苯酚类化合物为苯酚和二羟基苯酚的混合物。具体的,所述苯酚类化合物为重量比为1:(0.4~0.6)的苯酚和二羟基苯酚的混合物。
在一些实施方式中,所述酸性催化剂选自对甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸、硫酸、磷酸和盐酸。
在一些实施方式中,所述甲醛水溶液的浓度为35~40wt%,例如:37wt%(工业甲醛)。
在一些实施方式中,所述缩聚反应的反应温度为95~100℃,例如:96℃、97℃、98℃、99℃。
在一些实施方式中,所述酚醛树脂乳液的重均分子量为5~10万,优选为6~8万,例如:7万。
在一些实施方式中,所述酚醛树脂乳液的制备方法为:将腰果酚、苯酚类化合物和酸性催化剂混合并加热至缩聚反应的反应温度;然后,滴加甲醛水溶液,并且在甲醛水溶液滴加完毕后继续在缩聚反应的反应温度下保温反应,直至酚醛树脂乳液的重均分子量达到5~10万时加入饱和氢氧化钠钠水溶液调节反应体系pH=7,得到所述酚醛树脂乳液。
在一些实施方式中,所述钛酸酯偶联剂选自螯合型钛酸酯偶联剂和配位型钛酸酯偶联剂,优选为配位型钛酸酯偶联剂。
其中,所述螯合型钛酸酯偶联剂选自螯合100型钛酸酯偶联剂和螯合200型钛酸酯偶联剂。所述螯合100型钛酸酯偶联剂可以为二(焦磷酸二辛酯)羟乙酸钛酸酯。所述螯合200型钛酸酯偶联剂可以为二(磷酸二辛酯)钛酸乙二(醇)酯。
所述配位型钛酸酯偶联剂可以为四辛氧基钛二(亚磷酸二月桂酯)。
在一些实施方式中,所述保温颗粒为聚苯保温颗粒。
在一些实施方式中,所述纤维丝选自酚醛纤维丝、碳纤维丝、玻璃纤维丝、钢纤维丝。
在一些实施方式中,所述无机膨胀剂为氧化镁。
在一些实施方式中,所述保温砂浆的制备方法包括以下步骤:
P1、将所述水、所述水泥、所述粉煤灰、所述纤维丝和所述无机膨胀剂混合均匀;
P2、向步骤P1得到的混合料中加入所述钛酸酯偶联剂并混合均匀;
P3、向步骤P2得到的混合料中加入所述酚醛树脂乳液并混合均匀,得到所述保温砂浆。
第二方面,本申请提供的一种装配式建筑保温外墙板,采用如下技术方案:
一种装配式建筑保温外墙板,所述装配式建筑保温外墙板包括钢筋混凝土内叶板、保温层和钢筋混凝土外叶板,所述钢筋混凝土内叶板、所述保温层和所述钢筋混凝土外叶板通过拉结件连接,所述保温层是由所述保温砂浆制得。
在一些实施方式中,所述拉结件为断热拉结件。其中,所述拉结件的材质可以为高密度聚氯乙烯(UPVC)或聚酰胺(尼龙)。
在一些实施方式中,所述装配式建筑保温外墙板的厚度为220~280mm,其中,所述钢筋混凝土内叶板的厚度为140~160mm、所述保温层的厚度为40~60mm、所述钢筋混凝土外叶板的厚度为40~60mm。所述拉结件的高度为100~160mm、直径为10~20mm,所述拉结件伸入所述钢筋混凝土内叶板的深度为40~60mm,所述拉结件伸入所述钢筋混凝土外叶板的深度为20~40mm。具体的,所述装配式建筑保温外墙板的厚度为250mm,其中,所述钢筋混凝土内叶板的厚度为150mm,所述保温层的厚度为50mm,所述钢筋混凝土外叶板的厚度为50mm,所述拉结件的高度为130mm、直径为15mm;所述拉结件伸入所述钢筋混凝土内叶板的深度为50mm,所述拉结件伸入所述钢筋混凝土外叶板的深度为30mm。
综上所述,本申请具有以下有益效果:
第一、由于本申请采用钛酸酯偶联剂和酚醛树脂乳液的复配以提高保温砂浆的抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度等力学性能,避免了运输装配式建筑保温外墙板过程中损坏保温层,确保保温层发挥保温隔热作用。
第二、本申请中对于保温砂浆各项力学性能的提高,四辛氧基钛二(亚磷酸二月桂酯)>二(焦磷酸二辛酯)羟乙酸钛酸酯>二(磷酸二辛酯)钛酸乙二(醇)酯。
第三、本申请中由腰果酚和单羟基苯酚和/或二羟基苯酚的协同配合制得的酚醛树脂乳液,尤其是由腰果酚和单羟基苯酚、二羟基苯酚协同配合制得的酚醛树脂乳液,能够显著提高了保温砂浆各项力学性能。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
酚醛树脂乳液的制备
表1酚醛树脂乳液的配料表(单位:kg)
Figure GDA0003832397400000031
制备例1~7和制备对比例1~2酚醛树脂乳液的制备方法为:
首先,向反应釜中依次加入腰果酚、苯酚类化合物和酸性催化剂并加热至98℃;然后,在1小时内滴加完工业甲醛,滴加完毕后继续在98℃下进行保温反应,直至酚醛树脂乳液的重均分子量达到7万,加入饱和氢氧化钠钠水溶液调节反应体系pH=7,得到酚醛树脂乳液。
保温砂浆的制备
表2保温砂浆的配料表(单位:kg)
Figure GDA0003832397400000041
实施例1~9和对比例1~4保温砂浆的制备方法包括以下步骤:
P1、将水、水泥、粉煤灰、纤维丝、无机膨胀剂依次加入搅拌罐中并混合均匀;
P2、将钛酸酯偶联剂加入到搅拌罐中并混合均匀;
P3、将酚醛树脂乳液加入到搅拌罐中并混合均匀,得到保温砂浆。
保温砂浆的性能检测导热系数:根据GB10294-88《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法》的相关规定进行试验。其中,试件的制备:成型尺寸为300mm×300mm×30mm,成型时应使保温砂浆均匀填充于试模内,防止留下空隙。养护方法:试件成型后用聚乙烯薄膜覆盖,在试验室温度条件下养护7d后拆模,拆模后在试验室标准条件下养护21d,然后将试件放入70℃的烘箱中,烘干至恒重,取出放入干燥器中冷却至室温备用。
抗压强度fcc:依据GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》的相关规定进行试验,其中,试件为抗压强度试验标准试件。
劈裂抗拉强度fts:依据GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》的相关规定进行试验,其中,试件为劈裂抗拉强度试验标准试件。
抗折强度ff:依据GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》的相关规定进行试验,其中,试件为抗折强度试验标准试件。
表3保温砂浆的性能检测结果
试验项目 导热系数,W/(m·K) <![CDATA[抗压强度f<sub>cc</sub>,MPa]]> <![CDATA[劈裂抗拉强度f<sub>ts</sub>,MPa]]> <![CDATA[抗折强度f<sub>f</sub>,MPa]]>
实施例1 0.037 24.5 1.84 3.9
实施例2 0.035 22.8 1.72 3.6
实施例3 0.032 23.9 1.80 3.8
实施例4 0.033 23.4 1.76 3.7
实施例5 0.031 25.5 1.90 4.1
实施例6 0.028 27.5 2.12 4.4
实施例7 0.030 26.7 2.02 4.2
实施例8 0.032 24.0 1.78 3.8
实施例9 0.034 23.5 1.74 3.7
对比例1 0.040 16.8 1.35 2.8
对比例2 0.042 13.5 1.03 2.3
对比例3 0.038 11.7 0.91 2.0
对比例4 0.045 10.2 0.82 1.7
从表3可以看出,本申请的保温砂浆具有较低的导热系数,以及较高的抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度等力学性能。
通过比较实施例6、对比例3~4可知,钛酸酯偶联剂和酚醛树脂乳液能够协同提高保温砂浆的抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度。
这可能是由于钛酸酯偶联剂能够使无机材料(例如:水泥、粉煤灰、氧化镁)和有机材料(酚醛树脂乳液、聚苯保温颗粒)的界面实现化学键接,钛酸酯偶联剂和酚醛树脂在保温砂浆中形成三维网状结构,并且酚醛树脂乳液中的腰果酚烷基长链穿插在保温砂浆中,从而提高保温砂浆的力学性能。
通过比较实施例6、8~9可知,对于保温砂浆各项力学性能的提高,四辛氧基钛二(亚磷酸二月桂酯)>二(焦磷酸二辛酯)羟乙酸钛酸酯>二(磷酸二辛酯)钛酸乙二(醇)酯。
通过比较实施例1~7和对比例1可知,相较于仅由腰果酚制得的酚醛树脂乳液,由腰果酚和单羟基苯酚和/或二羟基苯酚的协同配合制得的酚醛树脂乳液,尤其是由腰果酚和单羟基苯酚、二羟基苯酚协同配合制得的酚醛树脂乳液,能够显著提高了保温砂浆各项力学性能。这可能是由于仅由腰果酚制得的酚醛树脂乳液中的腰果酚烷基长链过多、位阻过大,影响穿插在保温砂浆中腰果酚烷基长链的均匀性,甚至使腰果酚烷基长链在保温砂浆中发生团聚,从而影响保温砂浆的各项力学性能;然而,腰果酚和单羟基苯酚和/或二羟基苯酚的配合,能够降低酚醛树脂乳液中的腰果酚烷基长链位阻,防止腰果酚烷基长链在保温砂浆中发生团聚,以及保证腰果酚烷基长链在保温砂浆中的穿插均匀性。
进一步的,通过比较实施例1~7可知,相较于腰果酚和单羟基苯酚的配合、以及腰果酚和二羟基苯酚的配合,腰果酚和单羟基苯酚以及二羟基苯酚的配合制得的酚醛树脂乳液,更能够提高保温砂浆的抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度。
进一步的,通过比较实施例5~7可知,相较于腰果酚和邻苯二酚的配合、以及腰果酚和间苯二酚的配合,腰果酚和对苯二酚配合制得的酚醛树脂乳液,更能够提高保温砂浆的抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度。
通过比较实施例6和对比例2可知,相较于由苯酚和对苯二酚制得的酚醛树脂乳液,由苯酚、对苯二酚和腰果酚制得的酚醛树脂乳液,能够显著提高了保温砂浆各项力学性能。由此可知,虽然由苯酚和对苯二酚制得的酚醛树脂乳液能够在保温砂浆中形成三维网状结构,但是缺少腰果酚烷基长链的穿插,大大降低了保温砂浆的各项力学性能。
装配式建筑保温外墙板的制备
装配式建筑保温外墙板的制备方法包括以下步骤:
S1、将钢筋混凝土内叶板的钢筋骨架放置在浇注模具中,布置材质为高密度聚氯乙烯(UPVC)或聚酰胺(尼龙)的拉结件,拉结件呈矩形阵列排布且相邻两个拉结件的间隔为500mm,并将拉结件绑扎在钢筋混凝土内叶板的钢筋骨架上;之后,向浇注模具中浇注混凝土并形成厚度150mm为钢筋混凝土内叶板,并且拉结件伸入钢筋混凝土内叶板的深度为50mm;
S2、待钢筋混凝土内叶板初凝后,向浇注模具中浇注本申请的保温砂浆并形成厚度为50mm的保温层;
S3、待保温层初凝后,将钢筋混凝土外叶板的钢筋骨架绑在拉结件上,向浇注模具中混凝土并形成厚度为50mm的钢筋混凝土外叶板,并且拉结件伸入钢筋混凝土外叶板的深度为30mm;
S4、经养护,得到总厚度为250mm的装配式建筑保温外墙板。
其中,浇注钢筋混凝土内叶板和钢筋混凝土外叶板的混凝土可以根据工程要求选择,例如:C30混凝土、C35混凝土、C40混凝土、C45混凝土、C50混凝土、C55混凝土、C60混凝土、C65混凝土、C70混凝土、C75混凝土、C80混凝土、C85混凝土、C90混凝土、C95混凝土、C100混凝土等。
可以理解的是,以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式,然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言,在不脱离本发明的精神和实质的情况下,可以做出各种变型和改进,这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种保温砂浆,其特征在于,所述保温砂浆包括以下以重量份数计的组分:
水泥18~20份、粉煤灰2~2.2份、无机膨胀剂2.2~2.4、保温颗粒16~18份、纤维丝8~10份、钛酸酯偶联剂1.8~2份、酚醛树脂乳液1.8~2份、水5~6份;
所述酚醛树脂乳液是由腰果酚、苯酚类化合物和甲醛水溶液在酸性催化剂下发生缩聚反应而得;以重量份数计,腰果酚8~10份、苯酚类化合物3~5份、甲醛水溶液5~6份、酸性催化剂0.05~0.1份;
所述苯酚类化合物为重量比为1:(0.4~0.6)的苯酚和二羟基苯酚的混合物。
2.根据权利要求1所述的保温砂浆,其特征在于,所述二羟基苯酚选自邻苯二酚、对苯二酚和间苯二酚。
3.根据权利要求1中所述的保温砂浆,其特征在于,所述酚醛树脂乳液的重均分子量为5~10万。
4.根据权利要求1所述的保温砂浆,其特征在于,所述钛酸酯偶联剂选自螯合型钛酸酯偶联剂和配位型钛酸酯偶联剂。
5.根据权利要求1所述的保温砂浆,其特征在于,所述保温颗粒为聚苯保温颗粒。
6.根据权利要求1所述的保温砂浆,其特征在于,所述纤维丝选自酚醛纤维丝、碳纤维丝、玻璃纤维丝、钢纤维丝。
7.根据权利要求1所述的保温砂浆,其特征在于,所述无机膨胀剂为氧化镁。
8.一种装配式建筑保温外墙板,所述装配式建筑保温外墙板包括钢筋混凝土内叶板、保温层和钢筋混凝土外叶板,其特征在于,所述保温层是由权利要求1至7中任意一项所述的保温砂浆制得。
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