專利名稱：一種無機(jī)泡沫保溫材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及保溫材料領(lǐng)域，具體涉及一種無機(jī)泡沫保溫材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
我國建筑節(jié)能保溫墻體保溫技術(shù)和產(chǎn)品的推廣應(yīng)用起步于上世紀(jì)80年代中期，歷經(jīng)多年的發(fā)展，我國建筑節(jié)能外墻外保溫市場已發(fā)展成為種類繁多、技術(shù)構(gòu)造多樣、產(chǎn)品需求量巨大的一個(gè)產(chǎn)業(yè)。市場上推廣應(yīng)用的系統(tǒng)有發(fā)泡聚苯板(EPS板)薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)、發(fā)泡聚苯板現(xiàn)澆混凝土外墻外保溫系統(tǒng)、擠塑聚苯板(XPS板)外墻外保溫系統(tǒng)、膠粉聚苯顆粒復(fù)合型外墻外保溫系統(tǒng)、聚氨酯(現(xiàn)澆、噴涂和板類)外墻外保溫系統(tǒng)、膨脹?；?珠外墻外保溫系統(tǒng)、墻體自保溫系統(tǒng)以及復(fù)合保溫系統(tǒng)和保溫裝飾一體化系統(tǒng)等。聚苯板材料是國際上性能最好的保溫材料。聚苯板具有很多優(yōu)異性能，在歐美國家廣泛用于建筑物的屋頂、墻體、天花板、地板、門窗等作為保溫隔熱材料。歐美等發(fā)達(dá)國家的建筑保溫材料在中國的發(fā)展還有很大的空間。但是目前聚苯板材料開始受到大面積的質(zhì)疑，認(rèn)為它是造成火災(zāi)的罪魁禍?zhǔn)祝蚓褪巧蜿柎蠡?、央視大火以及上海?11. 5”特大火災(zāi)的發(fā)生，大家的矛頭一致對準(zhǔn)聚苯板材料，公安部下發(fā)公消字65號文件，要求保溫用的材料必須達(dá)到A級阻燃，即使通過技術(shù)改良，市場上的聚苯板和擠塑板也達(dá)不到A級阻燃。自2011年3月公安部發(fā)布65號文件后，傳統(tǒng)建筑外墻保溫材料聚苯乙烯泡沫板、聚氨酯泡沫板、聚苯乙烯擠塑板等有機(jī)保溫材料因存在火災(zāi)隱患而被禁用，各種無機(jī)保溫材料開始被應(yīng)用。比較常用的有巖棉、泡沫玻璃、聚氨酯等，甚至被淘汰的珍珠巖、復(fù)合硅酸鹽、海泡石和與有機(jī)硅復(fù)合的外墻保溫沙漿等也蠢蠢欲動。巖棉雖然保溫但吸水，有安全隱患；聚氨酯強(qiáng)度不夠，不能大面積使用，泡沫玻璃、珍珠巖、復(fù)合硅酸鹽、海泡石和與有機(jī)硅復(fù)合的外墻保溫砂漿導(dǎo)熱系數(shù)大，達(dá)不到要求的保溫效果，目前保溫市場真的沒有一種既能達(dá)到規(guī)定的保溫效果又能達(dá)到A級阻燃的產(chǎn)品。新興建筑保溫材料中泡沫混凝土因具有廣泛前景而備受關(guān)注，且發(fā)展迅速，目前已在很多工程中應(yīng)用。泡沫混凝土保溫板具有輕質(zhì)保溫、防火、耐久等優(yōu)點(diǎn)，是一種理想的建筑保溫材料。但目前市場上所采用的泡沫混凝土保溫板的顯著缺點(diǎn)是收縮率大，極易造成墻體外表開裂；其次是吸水率大，降低了保溫性能；再者力學(xué)強(qiáng)度低，在運(yùn)輸、施工過程中易破損。
發(fā)明內(nèi)容
基于目前保溫材料的技術(shù)現(xiàn)狀，本發(fā)明的目的在于提供一種輕質(zhì)高強(qiáng)，保溫性能好，導(dǎo)熱率低，吸水率低，抗裂性好的無機(jī)泡沫水泥保溫材料，以滿足當(dāng)前市場的需求和解決現(xiàn)有技術(shù)的不足。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是通過以下措施來實(shí)現(xiàn)的一種無機(jī)泡沫水泥保溫材料，原料組成包含水泥漿體與泡沫，其中水泥漿體的組成及各組分的質(zhì)量比為普通硅酸鹽水泥硫鋁酸鹽水泥粉煤灰硅灰膨脹劑促凝增強(qiáng)劑減水劑防水劑纖維水=75-200 0-130 0-80 5-30 0-30 O. 2-1 0-0.5 0-0.5 O. 5-3 30-130 ;發(fā)泡泡沫的組成及各組分的質(zhì)量比為發(fā)泡劑穩(wěn)泡劑:水=1 O. 002-0. 01 20-30。本發(fā)明所述的原料組成中水泥漿體與泡沫之間的體積比為水泥漿體泡沫=0. I-O. 2 : O. 8—0. 9 ο其中本發(fā)明所述的發(fā)泡劑種類為動物脂或植物脂發(fā)泡劑，穩(wěn)泡劑種類為阿拉伯樹
膠、十二烷基磺酸鈉中至少一種。其中本發(fā)明所述的促凝增強(qiáng)劑為硅酸鈉、硅酸鉀、硅酸鋰、碳酸鈉中至少之一，優(yōu)選為硅酸鋰或含有硅酸鋰的復(fù)配增強(qiáng)劑。促凝增強(qiáng)劑組分相比之前通用的早強(qiáng)劑，不僅僅增強(qiáng)水泥材料的早期強(qiáng)度，中后期硅酸鹽與水泥會發(fā)生二次水化反應(yīng)，生成水泥硅酸鈣，進(jìn)一步增強(qiáng)水泥材料的強(qiáng)度，因?yàn)槿绻杷徕c或硅酸鉀往往容易引起水泥的泛堿現(xiàn)象，而硅酸鋰卻不會，所以優(yōu)選為硅酸鋰或含有硅酸鋰的復(fù)配增強(qiáng)劑。 其中本發(fā)明所述的防水劑種類為有機(jī)硅。其中本發(fā)明所述的減水劑為聚羧酸、奈系減水劑中至少一種。其中本發(fā)明所述的纖維為聚乙烯醇、聚丙烯纖維中至少一種。另外本發(fā)明還提供上述無機(jī)泡沫水泥保溫材料的制備方法，其具體制備步驟如下I)水泥漿體制備將普通硅酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、粉煤灰、硅灰按所述比例干混1-2分鐘，按所述比例加入水及膨脹劑、促凝增強(qiáng)劑、減水劑、防水劑攪拌2-4分鐘，緩慢加入纖維攪拌1-3分鐘。2)泡沫的制備將發(fā)泡劑、穩(wěn)泡劑和水按所述比例混合均勻，移入發(fā)泡機(jī)中，在發(fā)泡機(jī)中制取均勻穩(wěn)定的泡沫。3)將水泥漿體及泡沫按所述體積比在攪拌機(jī)中攪拌3-10分鐘至拌合均勻。4)將制備好的泡沫水泥澆筑到用保溫板制作的模具中，澆注后模具上面覆蓋保溫板，3-72h后拆模、切割，保溫養(yǎng)護(hù)。本發(fā)明所述的無機(jī)泡沫水泥保溫材料的制備中所用水的水溫為20_35°C。溫度的選擇和控制對發(fā)泡水泥的制備非常重要，在本發(fā)明所述的無機(jī)泡沫水泥保溫材料過程中，控制水溫在20°C 35°C，在該溫度范圍內(nèi)，水泥凝結(jié)速度與穩(wěn)泡速度能達(dá)到一致，可以達(dá)到最好的發(fā)泡效果。同時(shí)在發(fā)泡漿體保溫養(yǎng)護(hù)中，所用的模具為保溫板材質(zhì)，保溫板材質(zhì)的模具可以充分利用水化熱，加速水化進(jìn)程，有助于提高保溫材料早期強(qiáng)度。發(fā)泡水泥保溫板的制備中，成分選擇，成分之間質(zhì)量比，生產(chǎn)工藝的步驟及參數(shù)等整個(gè)流程決定了最終水泥保溫版的性能，本發(fā)明是在經(jīng)過大量試驗(yàn)的基礎(chǔ)上提出的。成分選擇及最佳配比范圍以及生產(chǎn)步驟及參數(shù)控制，使本發(fā)明生產(chǎn)的保溫板相比較當(dāng)前市場上通用的保溫板性能大大提高。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述無機(jī)泡沫水泥保溫材料徹底解決了有機(jī)保溫材料防火性差、耐候性差，與建筑物不同壽命等缺陷；目前市場上的泡沫混凝土保溫板收縮率大，極易造成墻體外表開裂；吸水率大，保溫性能低，力學(xué)強(qiáng)度低等缺陷。本發(fā)明所述無機(jī)泡沫水泥保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)可以達(dá)到O. 05以下，保溫性能更好，強(qiáng)度可以達(dá)到O. 5-1. 2Mpa，更加輕質(zhì)高強(qiáng)，孔徑O. 5-lmm,孔隙率達(dá)到80%_95%，吸水率更低，抗裂性好，屬A級不燃性材料，防火性好，使用壽命長，可達(dá)到與建筑物同壽命。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明得技術(shù)方案更加清楚明白，下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明所述的技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步的說明。實(shí)施例I :I)水泥漿體制備普通硅酸鹽水泥O. 75kg、硫鋁酸鹽水泥I. 3kg、粉煤灰O. 8kg、硅灰O. 3kg干混2分鐘，加入I. 3kg水、O. 3kg膨脹劑、O. Olkg促凝增強(qiáng)劑、O. 005kg減水劑、O. 005kg防水劑攪拌3分鐘，緩慢加入O. 03kg纖維攪拌2分鐘。2)泡沫的制備發(fā)泡劑5kg、穩(wěn)泡劑O. Olkg和水150kg混合均勻，移入發(fā)泡機(jī)中，在發(fā)泡機(jī)中制取均勻穩(wěn)定的泡沫。
3)水泥漿體及泡沫按O. 15 O. 85體積比在攪拌機(jī)中攪拌5分鐘至拌合均勻。4)將制備好的泡沫水泥澆筑到用保溫板制作的模具中，澆注后模具上面覆蓋保溫板，IOh后拆模、切割,保溫養(yǎng)護(hù)。本發(fā)明所述的無機(jī)泡沫水泥保溫材料的制備中所用水的水溫為20°C。實(shí)施例2 I)水泥漿體制備普通硅酸鹽水泥1kg、硫鋁酸鹽水泥1kg、粉煤灰O. 5kg、硅灰O. 2kg干混I分鐘，加入Ikg水、O. 25kg膨脹劑、O. Olkg促凝增強(qiáng)劑、O. 005kg減水劑、O. 005kg防水劑攪拌4分鐘，緩慢加入O. 02kg纖維攪拌3分鐘。2)泡沫的制備發(fā)泡劑5kg、穩(wěn)泡劑O. 025kg和水125kg混合均勻，移入發(fā)泡機(jī)中，在發(fā)泡機(jī)中制取均勻穩(wěn)定的泡沫。3)水泥漿體及泡沫按O. 2 O. 8體積比在攪拌機(jī)中攪拌10分鐘至拌合均勻。4)將制備好的泡沫水泥澆筑到用保溫板制作的模具中，澆注后模具上面覆蓋保溫板，36h后拆模、切割，保溫養(yǎng)護(hù)。本發(fā)明所述的無機(jī)泡沫水泥保溫材料的制備中所用水的水溫為22°C。實(shí)施例3:I)水泥漿體制備普通硅酸鹽水泥2kg、粉煤灰O. 7kg、硅灰O. 15kg干混2分鐘，加入I. 3kg水、O. 2kg膨脹劑、O. 02kg含硅酸鋰的復(fù)合促凝增強(qiáng)劑、O. 005kg減水劑、O. 004kg防水劑攪拌4分鐘，緩慢加入O. 03kg纖維攪拌3分鐘。2)泡沫的制備發(fā)泡劑5kg、穩(wěn)泡劑O. 05kg和水150kg混合均勻，移入發(fā)泡機(jī)中，在發(fā)泡機(jī)中制取均勻穩(wěn)定的泡沫。3)水泥漿體及泡沫按O. I O. 9體積比在攪拌機(jī)中攪拌10分鐘至拌合均勻。4)將制備好的泡沫水泥澆筑到用保溫板制作的模具中，澆注后模具上面覆蓋保溫板,72h后拆模、切割,保溫養(yǎng)護(hù)。本發(fā)明所述的無機(jī)泡沫水泥保溫材料的制備中所用水的水溫為35°C。以上實(shí)施例中制得的無機(jī)泡沫水泥保溫材料的性能參數(shù)如下
權(quán)利要求
1.一種無機(jī)泡沫保溫材料，原料組成包含水泥漿體與發(fā)泡泡沫，其特征在于水泥漿體的組成及各組分的質(zhì)量比為普通硅酸鹽水泥硫鋁酸鹽水泥粉煤灰硅灰膨脹劑促凝增強(qiáng)劑減水劑防水劑纖維水=75-200 0-130 0-80 5-30 0-30 O.2-1 0-0. 5 0-0. 5 O. 5-3 30-130 ;發(fā)泡泡沫組成及各組分的質(zhì)量比為發(fā)泡劑穩(wěn)泡劑水=1 : O. 002-0. 01 20-30 ;所述的原料組成中水泥漿體與發(fā)泡泡沫之間的體積比為水泥漿體泡沫=0. 1-0. 2 O. 8-0. 9。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種無機(jī)泡沫水泥保溫材料，其特征在于所述的發(fā)泡劑種類為動物脂、植物脂發(fā)泡劑中至少一種，穩(wěn)泡劑種類為阿拉伯樹膠、十二烷基磺酸鈉中至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種無機(jī)泡沫水泥保溫材料，其特征在于所述的促凝增強(qiáng)劑為硅酸鈉、硅酸鉀、硅酸鋰、碳酸鈉中至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種無機(jī)泡沫水泥保溫材料，其特征在于所述的促凝增強(qiáng)劑優(yōu)選為硅酸鋰或含硅酸鋰的復(fù)合促凝增強(qiáng)劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種無機(jī)泡沫水泥保溫材料，其特征在于所述的防水劑種類為有機(jī)硅。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種無機(jī)泡沫水泥保溫材料，其特征在于所述的減水劑為聚羧酸、奈系減水劑中至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種無機(jī)泡沫水泥保溫材料，其特征在于所述的纖維為聚乙烯醇、聚丙烯纖維中至少一種。
8.一種制備權(quán)利要求I所述無機(jī)泡沫水泥保溫材料的方法，其具體制備步驟如下 1)水泥漿體制備將水泥、粉煤灰、硅灰按所述比例干混1-2分鐘，按所述比例加入水及膨脹劑、促凝增強(qiáng)劑、減水劑、防水劑攪拌2-4分鐘，緩慢加入纖維攪拌1-3分鐘； 2)泡沫的制備將發(fā)泡劑、穩(wěn)泡劑和水按所述比例混合均勻，移入發(fā)泡機(jī)中，在發(fā)泡機(jī)中制取均勻穩(wěn)定的泡沫； 3)將水泥漿體及泡沫按所述體積百分?jǐn)?shù)在攪拌機(jī)中攪拌3-10分鐘至拌合均勻； 4)將制備好的泡沫水泥澆筑到用保溫板制作的模具中，澆注后模具上面覆蓋保溫板，3-72h后拆模、切割，保溫養(yǎng)護(hù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述無機(jī)泡沫水泥保溫材料的制備方法，其特征在于制備中所用水的水溫為20-35 °C。
全文摘要
本發(fā)明所述的是一種無機(jī)泡沫水泥保溫材料及其制備方法，原料組成包含水泥漿體與泡沫。水泥漿體主要由普通硅酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、粉煤灰、硅灰、膨脹劑、促凝增強(qiáng)劑、減水劑、防水劑、纖維和水按一定比例組成，泡沫主要由泡沫劑、穩(wěn)泡劑和水按一定比例組成。與現(xiàn)有技術(shù)相比，該保溫材料保溫性能好，輕質(zhì)高強(qiáng)，吸水率低，抗裂性好，防火性好，使用壽命長。
文檔編號C04B38/02GK102838375SQ201210345008
公開日2012年12月26日 申請日期2012年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月17日
發(fā)明者賈立群, 薛一冰, 王崇杰, 管振忠, 劉巧玲 申請人:賈立群