CN1253398C - 现浇聚苯乙烯水泥复合发泡材料及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种聚苯乙烯水泥复合发泡材料及施工现场浇筑成型的方法，复合发泡材料由聚苯乙烯发泡粒，硅酸盐水泥，粉煤灰，亲和剂和发泡剂混合而成，其配方是：聚苯乙烯发泡粒堆体积0.8～1.1m3，按发泡率折算重量为4～16kg，水泥60～250kg，粉煤灰50～300kg，水30～160kg，亲和剂8～25kg，发泡剂5～15kg；现场施工方法是通过便携式电热蒸汽发泡机，将聚苯乙烯原料发泡成发泡粒，再通过水泥砂浆搅拌机，按上述配方顺序投料搅拌拌合，制取聚苯乙烯水泥复合发泡体，出料进行现场浇筑成型；本发明通过有机与无机材料复合发泡，获得非常好的保温性能的同时，也获得符合工程要求的强度，施工现场现浇成型，提高了施工质量，降低了工程成本。应用本发明，不受地域限制，是一种经济实用的新型建筑材料。
Description
技术领域
本发明涉及一种建筑材料，特别是涉及一种聚苯乙烯和硅酸盐水泥复合发泡保温材料及在建筑施工现场进行生产浇筑成型的方法。
背景技术
目前，聚苯乙烯发泡材料(简称苯板)一方面以发泡率高、容重轻、保温性能好、憎水耐水而被大量地应用于建筑的墙体和屋面保温工程；另一方面也由于强度低，易破损，防火性差，与无机材料亲和性差等自身缺陷，给建筑保温工程带来许多不良的后果。工程中常用的无机保温材料如：水泥珍珠岩、加气混凝土、陶粒混凝土、轻质镁水泥等材料强度较好，但隔热隔凉效果与有机发泡材料(苯板)比低几倍～几十倍，且吸水率高，耐水性差。可见，上述两种不同性能的保温材料的保温性能与强度之间表现为反比关系(保温性能越好，强度越差；反之强度越好，保温性能越差)。如何较好地解决这一矛盾，世界各国许多建筑材料专家都在为此进行不断探索和研究。
申请人在中国已申请的专利，专利号为02133070.0，发明名称为“现浇聚苯镁水泥复合发泡材料及施工方法”中，所公开的就是以保温性能较好的聚苯乙烯为原料，通过便携式电热蒸汽聚苯发泡机进行发泡作业，形成有机发泡体聚苯乙烯泡粒，再通过“便携式镁水泥发泡机”将强度性较好的镁水泥、粉煤灰、耐水剂、发泡剂、亲和剂按配合比顺序投料，制成镁水泥无机发泡体，然后将有机发泡体和无机发泡体混合、出料、现场浇筑成型。该项发明将有机保温材料和无机保温材料各自的优点有机地结合在一起，形成一种新型的保温建筑材料。但是镁水泥(轻烧镁和氯化镁)原材料资源有限，使该技术的实用性受到地区性限制。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述镁水泥资源的区限性，研制开发出一种新型的现浇聚苯乙烯水泥复合发泡材料及其施工方法，达到既能利用有机聚苯乙烯发泡保温效果好、发泡率高、又能利用硅酸盐水泥亲和性(与建筑结构体)好、强度高、耐火防火、资源广泛等特点的一种有机和无机复合材料双发泡体。并采用现浇方式通过生产施工一体化设备或现场施工设备，高效率、低成本的完成建筑物的屋面保温施工。
本发明聚苯乙烯水泥复合发泡材料是由聚苯乙烯发泡粒和水泥，粉煤灰，亲和剂，发泡剂混合而成，其要点是选用了硅酸盐水泥为无机发泡体原料，配方(按1m3建筑体用料为基准)是：聚苯乙烯发泡粒堆体积0.8～1.1m3，按发泡率折算重量为4～16kg，水泥60～250kg，粉煤灰50～300kg，水30～160kg，发泡剂5～15kg，亲和剂8～25kg。
上述聚苯乙烯发泡粒的原料聚苯乙烯粒径Ф≤1mm，发泡粒径为Ф2～6mm；水泥为硅酸盐水泥，是一种广泛使用的建筑材料；粉煤灰(市场销售)；发泡剂可用种类很多，一般可分为二种工艺，其一是高速搅拌发泡剂(配成溶液)，先制好有一定气泡支持度的细密泡沫体，然后与配制好的水泥浆混合搅拌，其二是将发泡剂与水泥一起配制，通过低速拌和使水泥发泡。本发明二种发泡工艺都可采用，发泡剂可选用双氧水、松香脂液、十二烷基磺酸钠胶液、丙烯酸、环己基甲酸、乳酸镁和铝粉；亲和剂是一种表面活性剂，用以提高水泥对苯粒的握固力。苯粒是有机材料，而水泥是无机材料，这两种材料的亲和性较差。故本发明提供一种亲和剂即同时具有亲水羟基(-OH)和亲油基(-R)的表面活性剂物质，亲水基与无机材料结合，使水泥表面产生亲油效果，然后握固有机苯粒，如此大大地改善了材料的复合性能。亲和剂可选用：甲基硅乳液、丁苯乳液、水溶性丙烯酸树脂、聚乙烯醇和苯丙乳液。
实现本发明现浇聚苯乙烯水泥复合发泡材料的施工方法是：聚苯乙烯发泡粒制取，原料选配，机械拌和和现场浇筑工艺步骤。
1.在施工现场通过“便携式电热蒸汽聚苯乙烯发泡机”控制发泡温度100℃，将聚苯乙烯原料(Ф≤1mm)进行发泡，发泡后的粒径Ф2～6mm。
2.再通过“水泥砂浆机”按其上述聚苯乙烯水泥复合发泡材料配方，将聚苯乙烯发泡粒、水泥、粉煤灰、水、发泡剂、亲和剂搅拌混合，拌和时间2分钟以上，要求湿容重为350～450Kg/m3；导热系数λ≤0.1W/mK；强度≥0.7MPa；塌落度40～60mm。
3.达到拌和时间后，即用现场水平和垂直运输设备进行浇筑成型，其步骤为：
①现场浇筑前，应将屋面清理干净，配合土建工程，根据房屋各部位的保温施工要求，预先设置保温层厚度和坡度标志线，保证保温层厚度及坡度的施工满足设计要求。
②当屋面单坡长向或短向超过6米时，分格缝应采用可压缩性苯板，厚度不小于20mm。备置刮平板，材料可用塑料板，厚度5～8mm。并带有板肋，长度大于浇筑宽度即长度在0.7～1.1mm范围。
③每次浇筑宽度0.6～1.0mm，浇筑宽度一侧，设置宽度板。其作用是浇筑物的挡板及按设计要求达到的屋面坡度，随浇筑随移动刮平板，刮平板在坡度板上移动。
④现场浇筑后72小时可进行下道工序作业。
⑤当该材料作为保温层使用时，基底不需作找平层。而上层表面也不需作找平层，现浇物刮平即可作为防水层的基层。
本发明最为显著的优点和效果是：
第一、通过有机与无机材料复合发泡，在获得非常好的保温性能的同时，也获得了符合工程要求的强度，较理想的解决了建筑保温材料的保温性能与强度之间的矛盾。
第二、施工现场现浇成型，既解决了保温材料运输、搬运过程中破损问题，又解决了施工作业面(保温层)的完整性、密实性、多样性、亲和性等一系列“老大难”问题，提高了施工质量，降低了工程成本。
第三、可灵活的调整复合材料的发泡率和强度，使之满足各类地区不同的建筑设计要求，达到经济技术指标最优化，获得良好的性能价格比。调整手段可通过聚苯发泡率、水泥发泡率、复合配比这三种途径之一来完成。
第四、本发明通过原材料(聚苯乙烯)的选用来解决屋面的含水率问题，并通过整体现浇的施工工艺来解决屋面的存水率问题。所以该材料能使屋面水汽无法泛滥，不会因夏天的膨胀和冬天的冻胀而导致复合保温层遭受破坏，从而也使得防水层保持完好，彻底解决了几十年来困扰人们的屋面漏水问题，给房屋维修带来极大方便。
第五、节能节土，环保利废。通过大量的使用粉煤灰、苯板包装物质等有机无机废弃物，变废为宝，符合国家提倡的新型建材标准。
具体实施方式
实施例1：
将可发性聚苯乙烯(Φ＝1mm)采用蒸汽发泡法，制成平均粒径4.5mm的苯泡粒(达到90倍)。
配方：①聚苯发泡粒：2.3g；②水：35g； ③水泥：60g；
④聚乙烯醇：5g； ⑤粉煤灰：50g；⑥松香脂液：2g。
按编号顺序向搅拌状态下的容器中依次投料，投料结束后，继续搅拌2分钟，然后浇注7cm×7cm×7cm的模具成型，当24小时后起模得(体积7×7×7＝343cm3湿容重＝450g/cm3干容重＝396g/cm3)1号正方形试块。
实施例2：
将可发性聚苯乙烯(Φ＝0.8mm)采用蒸汽发泡法制成平均粒径Φ3.8mm的聚苯发泡粒(发泡体积107倍)。
配方：①聚苯发泡粒：6.8g；②水：75g； ③水泥：130g；
④苯丙乳液：9g； ⑤粉煤灰：100g；⑥双氧水：12g。
按编号顺序向搅拌状态下的容器中依次投料，投料结束后，继续搅拌2分钟，然后浇注直径Φ200mm，高h＝30mm的圆模具成型。24小时后脱模得(V＝942cm3湿容重＝346g/cm3干容重＝307g/cm3)二号圆型试块。
参数检测(28天)：
| 参数 | 实例1 | 实例2 |
| 容重(g/cm3) | 396 | 307 |
| 抗压强度(Mpa) | 1.5 | 0.9 |
| 导热系数(W/mK) | 0.095 | 0.072 |
| 干缩值(mm/m) | ≤0.5 | ≤0.7 |
| 吸水率(重量比) | 9.4％ | 8.3％ |
| 冻融(15次)重量损失 | ＜3.2％ | ＜3.8％ |
| 冻融(15次)强度损失 | ＜3.6％ | ＜3.6％ |
| 气孔率 | 82％ | 86％ |
| 放火 | 不燃 | 不燃 |
Claims (5)
1.一种现浇聚苯乙烯水泥复合发泡材料，由聚苯乙烯发泡粒和水泥、粉煤灰、发泡剂、亲和剂混合而成，其特征是选用发泡剂为双氧水或松香脂液或十二烷基磺酸钠胶液或丙烯酸或环己基甲酸或乳酸镁或铝粉；选用亲和剂为甲基硅乳液或丁苯乳液或水溶性丙烯酸树脂或聚乙烯醇或苯丙乳液，选用了硅酸盐水泥为无机发泡体原料，配方按1m3建筑体用料为基准是：
聚苯乙烯发泡粒：堆体积0.8～1.1m3，
按发泡率折算重量为4～16Kg，
水泥：60～250Kg，
粉煤灰：50～300Kg，
水：30～160Kg，
发泡剂：5～15Kg，
亲和剂：8～25Kg。
2.按照权利要求1所述的一种现浇聚苯乙烯水泥复合发泡材料，其特征是聚苯乙烯原料粒径选用Φ≤1mm，发泡粒粒径为Φ2～6mm。
3.一种现浇聚苯乙烯水泥复合发泡材料的施工方法，首先通过便携式电热蒸汽聚苯发泡机，在发泡温度100℃下，将聚苯乙烯原料进行发泡形成发泡粒，再通过水泥砂浆搅拌机将聚苯乙烯发泡粒、水泥、粉煤灰、水、亲和剂、发泡剂按配合比顺序投料，搅拌拌合2分钟以上，制成聚苯乙烯水泥复合发泡体，然后出料，进行现场浇筑成型，其特征是选用发泡剂为双氧水或松香脂液或十二烷基磺酸钠胶液或丙烯酸或环己基甲酸或乳酸镁或铝粉；选用亲和剂为甲基硅乳液或丁苯乳液或水溶性丙烯酸树脂或聚乙烯醇或苯丙乳液，选用了硅酸盐水泥为无机发泡体原料，配方按1m3建筑体用料为基准是：
聚苯乙烯发泡粒：堆体积0.8～1.1m3，
按发泡率折算重量为4～16Kg，
水泥：60～250Kg，
粉煤灰：50～300Kg，
水：30～160Kg，
发泡剂：5～15Kg，
亲和剂：8～25Kg。
4.按照权利要求3所述的一种现浇聚苯乙烯水泥复合发泡材料的施工方法，其特征是搅拌拌合后要求获得的聚苯乙烯水泥复合发泡体，湿容重为350～450kg/m3；导热系数λ≤0.1W/mK；强度≥0.7MPa；塌落度40～60mm。
5.按照权利要求3所述的一种现浇聚苯乙烯水泥复合发泡材料的施工方法，其特征是现场浇筑后72小时可进行下道工序作业。
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