CN1255360C - 现浇聚苯镁水泥复合发泡材料及施工方法 - Google Patents
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Abstract
一种现浇聚苯镁水泥复合发泡材料及施工方法，属于建筑技术领域，通过便携式电热蒸气聚苯发泡机制成苯有机发泡体和镁水泥无机发泡体，混合一起搅拌而成，并进行现场浇筑，其配方为：聚苯泡粒：粒径2-8mm，堆体积1000cm3，水：60-130ml，耐水剂：0.5-8g，发泡剂：0.5-10ml，亲和剂：1-15ml，氯化镁：80-120g，氧化镁：150-250g，粉煤灰：100-200g；其施工方法包括聚苯泡粒制取、原料选配、机械拌合、现场浇筑等工艺步骤，本发明提供了一种既有较高强度又具有较强保温性能的建筑材料，现场浇筑，灵活方便，节省了运输，提高了施工质量，降低了工程成本。
Description
技术领域
本发明属于建筑技术领域，特别涉及一种聚苯镁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)以其优良的保温性能，大量地应用于建筑的墙体和屋面的保温处理工程。同时也由于强度低、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。
聚苯乙烯发泡材料一方面发泡率非常高，容重非常轻，保温性能非常好，憎水耐水；另一方面强度极差，耐火性极差，与无机材料亲和性极差。而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，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懈的努力。
发明内容
为克服建筑上使用聚苯乙烯发泡材料存在的问题，本发明利用有机聚苯发泡保温效果好、发泡率高、亲和性(与建筑结构体)好、耐火防火等特点，提供一种复合材料发泡体。并通过生产施工一体化设备，高效率、低成本的完成建筑物的节能保温墙体和屋面的施工。
本发明采用了如下技术方案。通过“便携式电热蒸汽聚苯发泡机”完成可发性聚苯乙烯原料(粒径φ≤1mm)的发泡作业，发泡率为50～60倍(体积比)平均粒径φ≈4mm，同时通过“便携式镁水泥发泡机”将镁水泥、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。然后混合搅拌有机发泡体和无机发泡体，最后出料浇筑现场成型。其配方如下：
聚苯泡粒：(粒径2～8mm)堆体积1000cm3。
水：60～130ml、耐水剂：0.5～8g、发泡剂：0.5～10ml
亲和剂：1～15ml、氯化镁：80～120g
氧化镁：150～250g、粉煤灰：100～200g。
1、粉煤灰：根据镁水泥的特点，粉煤灰应选用酸性粉煤灰，即含有35％～50％SiO2、15％～30％Al2O3、15％以下的CaO，粉煤灰的烧失量小于2.5％。如果粉煤灰质量太差可通过增加耐水剂来调整，或采用高岭土、轻质火山灰、磨细水萃矿渣等替代或混合使用。
2、发泡剂：镁水泥发泡剂的种类很多，一般可分为二种工艺：其一是高速搅拌发泡剂(配成溶液)，先制好有一定汽泡支持度的细密泡沫体，然后与配制好的镁水泥浆混合搅拌；其二是将发泡剂与镁水泥一起配制，通过低速拌合使镁水泥发泡。本发明采用第二种发泡工艺。本发明发泡剂可选用双氧水、松香脂液、十二烷基苯磺酸纳胶液、丙烯酸、环已基甲酸、苯甲酸、正乳酸镁。
3、耐水剂：是由磷酸和磷酸盐组成，其配比为1∶0.5(重量比)，磷酸盐可以是磷酸纳、磷酸铝、磷酸镁、磷酸钾、磷酸铁。耐水剂的作用是稳定镁水泥的“5相”结构，使之生长发育稳定，同时在水化物中形成不溶于水的磷酸镁(Mg2P2O7)，从本质上改善镁水泥材料的耐水性。
4、亲和剂：是提高镁水泥对苯粒的握固力。苯粒是有机材料，而镁水泥是无机材料，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，使镁水泥表面产生憎水亲油的效果。然后握固有机苯粒，如此大大的改善材料的复合功能。也改善了镁水泥的耐水性。亲和剂可选用：甲基硅乳液、丁苯乳液、水溶性丙烯酸树脂、甲基硅酸钠、聚乙烯醇溶液。
本发明所选用的无机凝胶材料，镁水泥的各种综合性能除耐水性能较差外各项指标都较好。所以本发明的技术方案设计始终围绕兼顾改善镁水泥耐水性这一基本点来完成总体目标的实现。首先苯泡粒占复合发泡材料的80％(体积比)，苯粒是有机材料，有机材料不但不吸水不含水而且憎水，这样苯泡粒与镁水泥复合后的结果使镁水泥变成”迷宫”结构，大大增加了水对镁水泥侵蚀的难度。其次粉煤灰、耐水剂、发泡剂、亲和剂都具有改善镁水泥耐水性的特点。这种层层设防综合治理的结果使得复合发泡材料的耐水性能无庸置疑。更何况复合发泡材料在使用中是填充物并不直接与水接触。
本发明具有如下特点：
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(导热系数≤0.025W/m2k)的同时，也获得较高的强度(＞2.3MPa)，成功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、现场发泡现浇成型，即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、镁水泥发泡率、复合配比这三种途径之一来完成。复合发泡材料的容重可调范围为0.3～1.7(g/cm3)。此外由于镁水泥是防火材料，可通过有机无机配合比达到各种级别防火要求。
第四、生产和施工过程由“一体化”便携设备完成。这不仅节时省力，比传统工效提高10～15倍，而且降低运输材料体积50～60倍，大大缩减了工程成本造价，提高了综合效益。
第五、节能节土，环保利废。通过大量的使用粉煤灰、苯板包装物等有机无机废弃物，变废为宝来替代粘土砖等建筑材料，符合国家提倡的新型建材标准，市场潜力极大。
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4mm的苯泡粒(达到60倍)。
配方：①水：42ml ②磷酸：1.8g ③磷酸钠：0.8g
④丙烯酸：4ml ⑤聚乙烯酸溶液：8ml
⑥氯化镁：40g ⑦粉煤灰：50g
⑧氧化镁：80g ⑨苯泡粒：290cm3
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模具成型，当24小时后起模得(体积7×7×7＝343cm3容重＝0.572g/cm3)1号正方型试块。
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3.3mm的苯泡粒(发泡体积60倍)。
配方：①水：100ml ②磷酸：2.6g ③磷酸钠：1.3
④松香脂液：3ml ⑤甲基硅酸钠：2ml
⑥卤粒镁：80g ⑦粉煤灰：120g
⑧氧化镁(轻烧镁)：160g ⑨苯泡粒：830cm3
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小时后脱模得体积V＝942(cm)3，密度ρ＝0.4832g/cm3二号圆型试块。
参数检测(10天)：
| 参数 | 实例1 | 实例2 |
| 容重(kg/m3) | 0.572 | 0.483 |
| 抗压强度(MPa) | 2.5 | 1.8 |
| 导热系数(W/m2k) | 0.025 | 0.017 |
| 干缩值(mm/m) | ≤0.05 | ≤0.05 |
| 吸水率(重量比) | 9.4％ | 8.3％ |
| 冻融(15次)重量损失 | ＜3.8％ | ＜3.8％ |
| 冻融(15次)强度损失 | ＜8％ | ＜8％ |
| 气孔率 | 83％ | 86％ |
| 防火 | 不燃 | 不燃 |
本发明的施工方法：包含聚苯泡粒制取、原料选配、机械拌合和现场浇筑等工艺步骤。
1.在施工现场指定地点用专用设备发泡，主要控制指标如下：
发泡温度100度，原料粒径0.5～2mm，发泡后粒径2～8mm，优选原料粒径0.8～1.0mm，发泡后粒径3.34～4.0mm。
2.按试配的配合比，用专用便携可移动搅拌机拌合。
根据要求通过试配获得现场的配合比，要求：容重，400kg/m3-600kg/m3；
导热系数，λ≤0.025W/m2K以下；强度≥1.5MPa以上；
拌合时间，2分钟以上；绸度要求，塌落度40～60mm。
3.达到拌合时间后，即用便携可移动搅拌机现场浇筑。
①现场浇筑前，基底要清刷干净。制作坡度板，可为木板、塑料板、薄钢板等。坡度板的坡度为设计坡度，坡度板数量可根据工程需要可多可少。
②备置刮平板，材料可用塑料板厚度5mm～8mm。并带有板肋，长度大于浇筑宽度即长度在0.7～1.1m范围。
③每次浇筑宽度0.6～1.0m，浇筑宽度一侧，设置坡度板。其作用是浇筑物的挡板及按设计要求达到的屋面坡度。
④.随浇筑随移动刮平板，刮平板在坡度板上移动。
⑤每隔6m～10m左右设置隔离条，即在坡度板浇筑物一
侧贴放防水卷材或其它材料。浇筑后撤出坡度板，而隔离条为永久置放物在保温层中，起分格作用。
⑥作业次序可从屋面一端开始向另一端单方向作业；也可从房屋两端同时向屋面中间相向作业。
⑦现场浇筑后24小时可进行下道工序作业。
当该产品作为找坡及保温同时使用时，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。
Claims (4)
1、一种现浇聚苯镁水泥复合发泡材料，其特征在于通过便携式电热蒸汽聚苯发泡机完成可发性聚苯乙烯原料的发泡作业，制成有机发泡体聚苯泡粒，粒径2～8mm，堆体积1000cm3，同时通过便携式镁水泥发泡机按下述配方顺序投料制成镁水泥无机发泡体，然后混合搅拌有机发泡体和无机发泡体而成，其配方如下：
水：60～130ml，
耐水剂：0.5～8g，
发泡剂：0.5～10ml，
亲和剂：1～15ml，
氯化镁：80～120g，
粉煤灰：100～200g，
氧化镁：150～250g，
其中耐水剂由磷酸、磷酸钠配制而成，以重量比计配比为1∶0.5；发泡剂为松香脂液或丙烯酸；亲和剂为甲基硅酸钠或聚乙烯醇溶液；粉煤灰为酸性粉煤灰，含有35％～50％SiO2、15％～30％Al2O3、15％以下的CaO，粉煤灰的烧失量小于2.5％。
2、一种使用权利要求1所述现浇聚苯镁水泥复合发泡材料的施工方法，其特征在于包含以下工艺步骤：
(1)聚苯泡粒制取，在便携式电热蒸气聚苯发泡机中进行，发泡温度100℃，原料粒径0.5～2mm，发泡后粒径2～8mm；
(2)原料选配，配方如下，
水：60～130ml，
耐水剂：0.5～8g，
发泡剂：0.5～10ml，
亲和剂：1～15ml，
氯化镁：80～120g，
粉煤灰：100～200g，
氧化镁：150～250g，
步骤(1)制取的聚苯泡粒：粒径2～8mm，堆体积1000cm3；
其中耐水剂由磷酸、磷酸钠配制而成，以重量比计配比为1∶0.5；发泡剂为松香脂液或丙烯酸；亲和剂为甲基硅酸钠或聚乙烯醇溶液；粉煤灰为酸性粉煤灰，含有35％～50％SiO2、15％～30％Al2O3、15％以下的CaO，粉煤灰的烧失量小于2.5％；
(3)机械拌合，将原料依配方次序投入便携可移动搅拌机中拌合，要求：拌合时间＞2分钟，绸度要求塌落度40～60mm；成型后复合材料容重400kg/m3～600kg/m3，导热系数λ≤0.025W/m2k，强度≥1.5MPa；
(4)现场浇筑，使用便携可移动搅拌机现场浇筑，浇筑前基底清刷干净，浇筑宽度为0.6～1.0m，浇筑宽度一侧设置坡度板，随浇筑随移动刮平板，刮平板在坡度板上移动，每隔6～10m设置隔离条，浇筑后撤出坡度板，隔离条永久置放，浇筑后24小时进行下道工序作业。
3、根据权利要求2所述的现浇聚苯镁水泥复合发泡材料的施工方法，其特征在于现场浇筑中所用坡度板为木板、塑料板或薄钢板，坡度板的坡度为设计坡度；所备刮平板用塑料板，厚度为5mm-8mm，带有板肋，长度要求大于浇筑宽度，长度在0.7～1.1m范围。
4、根据权利要求2所述的现浇聚苯镁水泥复合发泡材料的施工方法，其特征在于现场浇筑作业的次序为从屋面一端开始向另一端单方向作业或从房屋两端同时向屋面中间相向作业。
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