一種可調節室內環境溫濕度的墻體材料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及建筑領域，尤其涉及一種可調節室內環境溫濕度的墻體材料及其制備 方法。
【背景技術】
[0002] 目前，國家對建筑節能的要求日益提高，同時人們對居住環境舒適性的要求也愈 來愈高，因此迫切需要一種兼具室內溫度和濕度調節功能、又能有效降低建筑能耗的新材 料。相變儲能技術及吸濕材料的快速發展為這一材料的研制提供了可能。目前，相變儲能 材料在太陽能利用、余熱利用、建筑節能等領域已經得到了應用。
[0003] 傳統墻體材料的溫度調節能力極小，目前市面上已存在幾種相變儲能保溫砂漿， 與傳統砂漿相比，其熱物理性能得到很大提升，然而砂漿本身用量較少，其有效相變材料含 量也不高，因此導致整體熱容量較低，故常需在外墻處采取一定的保溫措施。也有研究者提 出對空心砌塊采取相變材料填芯的措施，雖然該種做法避免了墻體材料強度的損失，但是 由于制作工藝復雜，其應用也受到較大限制。此外，還有研究者提出以無機多孔材料復合相 變材料制作復合相變墻體材料，通過采用不同的相變材料組合，實現了較廣的相變溫度范 圍，但其相變材料有泄漏風險，相變材料可能與基體材料產生相互作用，故其耐久性和穩定 性方面存在不足。
[0004] 普通石膏基材料吸收液態水能力極強，但對水蒸氣的吸附能力極低，傳統的建筑 材料水蒸氣吸附能力也極差。研究表明，空氣濕度過低時，人體水分喪失快，各種傳染病發 病率增尚，同時涂料、油漆等也易發生開裂、脆化等；而濕度過尚時，又容易引發風濕性關節 炎等疾病。人體感覺舒適的相對濕度范圍在40%~70% RH之間。當前室內濕度的調節多 依賴空調及加濕器等實現，這些都會增加能耗，并且其濕度控制范圍也不盡合理。因此，需 要一種制作方便、具有溫度調節和濕度調節功能、耐久性優異的功能墻體材料為人們提供 舒適又節能環保的建筑。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的在于提供一種制作方便、具有溫度調節和濕度調節功能、耐久性優 異的功能墻體材料。
[0006] 為實現上述目的，本發明提供一種可調節室內環境溫濕度的墻體材料，其特征在 于，由以下重量百分比的成分制備得到，
[0007] 建筑石膏 42-52%;; 溫度調節組分 5-15%; 濕度調節組分 2-8%; 本 32-42%; 減氷劑 0. 1-0：. 4%：； 顏料 0.005-0.01%; 纖維 0. 2-1. 0%。
[0008] 進一步，所述建筑石膏為遇水2小時抗折強度彡3. 5MPa、抗壓強度彡lOMPa，凝結 時間在6-8min內的建筑石膏。
[0009] 進一步，所述溫度調節組分為相變溫度范圍在18-28攝氏度之間、相變焓大于 80kJ/kg 1的相變材料制得的復合相變材料。
[0010] 進一步，所述濕度調節組分為25°C、75% RH環境下吸濕量大于自身重量10%的硅 膠、高分子吸水性樹脂、沸石、高嶺土、海泡石中的一種或一種以上組合。
[0011] 進一步，所述減水劑為聚羧酸減水劑。
[0012] 進一步，所述纖維為聚丙烯纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維中的一種或一種以上組 合。
[0013] 進一步，所述可調節室內環境溫濕度的墻體材料的制備方法為，先將建筑石膏、溫 度調節組分、濕度調節組分和纖維在混料機中預攪拌混合均勻制得粉料，再向攪拌鍋內注 入水、減水劑、顏料攪拌為均質溶液，隨后將粉料倒入均質溶液中，高速攪拌至混合均勻，制 得均勻的料漿，然后向模具內注漿，靜置四到六分鐘后脫模；墻體材料經自然晾干或快速烘 干脫去游離水后，涂刷有機硅防水劑即可。
[0014] 本發明還提供所述可調節室內環境溫濕度的墻體材料的制備方法，其特征在于， 先將建筑石膏、溫度調節組分、濕度調節組分和纖維在混料機中預攪拌混合均勻制得粉料， 再向攪拌鍋內注入水、減水劑、顏料攪拌為均質溶液，隨后將粉料倒入均質溶液中，高速攪 拌幾十秒后，向模具內注漿，靜置數分鐘后脫模；墻體材料經自然晾干或快速烘干脫去游離 水后，涂刷有機硅防水劑即可。
[0015] 本發明所述建筑石膏為主材，其用量為42-52重量％，用量過低時所得墻體材料 強度較低，用量過高時所得墻體材料功能組分（包括溫度調節和濕度調節組分）含量不足， 相應的溫度或濕度調節能力降低；
[0016] 所述溫度調節組分用于調節溫度，其用量為5-15重量％，用量過低時所得墻體材 料熱物理性能較差，用量過高則對墻體材料強度不利；所述濕度調節組分（其用量為2-8 重量％ )用于調節濕度，用量過低時墻體材料吸濕量較低，濕度調節能力較低，而用量過高 則會導致墻體材料強度損失；所述水（其用量為32-42重量％ )用于提供建筑石膏化學反 應用水及提供漿料流動性以保證墻體材料成型質量，用水量過低會影響漿料流動性，用水 量過高則會導致墻體材料強度不足；所述減水劑是減水組分，其用量為0. 1-0. 4重量％ ;顏 料用于調節外觀顏色，其用量為0. 005-0.0 l重量％ ;其中的纖維用于提高強度，其用量為 0. 2-1. 0重量％，纖維用量過高易導致墻體材料成型操作困難。
[0017] 本發明所述建筑石膏，性能要求為遇水2小時抗折強度彡3. 5MPa、抗壓強度 彡 IOMPa0
[0018] 本發明采用定形相變材料作為溫度調節組分，如微膠囊或表面封裝的無機多孔吸 附相變材料，要求相變材料相變溫度在18_28°C之間；微膠囊如以石蠟為芯材、聚合物為壁 材的微膠囊復合相變材料；表面封裝的多孔吸附相變材料如采用陶粒吸附石蠟，然后采用 海藻酸鈉反應包封，制成的顆粒型復合相變材料。
[0019] 本發明所述濕度調節組分為硅膠（具有微孔結構的橡膠狀凝膠）、高分子吸水性 樹脂、多孔無機材料（沸石、高嶺土、海泡石）中的一種或多種組合。
[0020] 待墻體材料完成干燥過程后，在其表面涂刷防水劑，使其防水性能大大提高。
[0021] 本發明的有益效果：
[0022] 1.優化了功能墻體材料的制作工藝；（1)采用復合相變材料與建筑石膏粉預拌均 勻混合的工藝，解決了相變材料填芯砌塊制作工藝復雜的問題；（2)與相變砂漿相比，本發 明技術方案相變材料含量大大提高，明顯改善了墻體的熱物理性能。
[0023] 2.減小了室內環境溫度波動；（1)在建筑石膏中添加復合相變材料制作墻體材 料，由于相變材料含量高，墻體的熱惰性和熱容量得到極大提升，因此削弱了室外溫度和熱 流波動對室內環境的影響；（2)所采用的相變材料相變溫度處于人體舒適溫度范圍內，故 墻體能隨著室內環境溫度升高或降低而吸熱或放熱，從而有效控制了室內環境溫度波動。
[0024] 3.減小了室內環境濕度波動；（1)傳統墻體材料和普通石膏砌塊對水蒸氣的吸附 能力極小，加入了濕度調節組分，墻體的吸濕和放濕性能顯著改善；（2)石膏材料本身具有 微孔結構，從而進一步提高水蒸氣分子的吸附量，使室內的環境濕度控制在較小的波動范 圍內。
[0025] 4.提高了墻體的耐久性；（1)采用定形相變材料，如微膠囊或表面封裝的無機多 孔吸附相變材料，有效解決了相變材料的泄漏問題，避免了相變材料與基體材料之間的相 互作用；（2)采用表面防水處理工藝，阻止了液態水向墻體內部的迀移過程，進一步提高墻 體耐久性。
[0026] 5.提尚墻體抗滲、抗裂能力；（1)加入大量相變材料，墻體熱惰性提尚，避免了外 墻在太陽輻射下由于溫度不均導致裂縫產生的現象；（2)石膏的收縮極小，能有效防止墻 體開裂、滲漏問題的產生；（3)采用防水技術，阻止液態水由墻體外部向墻體內部的迀移， 大大提尚墻體抗滲能力。
[0027] 6.提高墻體的防火性能；（1)墻體遇火時，相變材料會吸收熱量，減緩溫度上升過 程，從而減小火勢蔓延，提供逃生及營救時間；（2)隨著溫度升高，墻體主要成分二水硫酸 鈣吸收熱量發生脫水反應，釋放出的水蒸氣在墻體表面積聚，起到阻燃的作用。
[0028] 7.降低了建筑能耗；由于墻體能夠自發進行室內溫度和濕度環境的調節，減少了 建筑采暖或使用空調制冷的需求，從而降低建筑能耗，達到節能環保的目的。
[0029] 8.采用溫度調節組分和濕度調節組分，保證墻體材料同時具有室內環境溫度調節 和濕度調節功能；
[0030] 9.采用粉料預先均勻攪拌技術，保證墻體材料的均質性，制品強度高，收縮小；墻 體材料熱物理性能優異，墻體無需再做保溫層，減少施工環節。
【具體實施方式】
[0031] 下面詳細描述本發明的實施例，所述