地聚物泡沫混凝土、泡沫混凝土夾芯復(fù)合保溫墻板及制備
【專利摘要】本發(fā)明提供一種無機地聚物泡沫混凝土、及應(yīng)用該無機地聚物泡沫混凝土制備的復(fù)合墻板、以及它們的制備方法，其中，該無機地聚物泡沫混凝土包括如下重量份的各組分：400～500份無機地聚物膠凝材料和0.5～10份發(fā)泡劑；其中，所述無機地聚物膠凝材料包括2～20重量份的活性硅鋁質(zhì)材料、4～30重量份的堿金屬鹽水溶液、1～20份無機填料、0.05～3份調(diào)凝劑。本發(fā)明的無機地聚物泡沫混凝土可制得輕質(zhì)、高強的無機地聚物泡沫混凝土夾芯復(fù)合保溫墻板，本發(fā)明提供的制備方法工藝簡單、生產(chǎn)效率高，可實現(xiàn)建筑外墻的保溫—裝飾一體化施工。
【專利說明】
地聚物泡沬混凝土、泡沬混凝土夾芯復(fù)合保溫墻板及制備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于建筑材料領(lǐng)域，具體涉及一種無機地聚物泡沫混凝土、及應(yīng)用該無機地聚物泡沫混凝土制得的超輕高強地聚物泡沫混凝土夾芯復(fù)合保溫墻板、以及它們的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]建筑能耗約占我國能源總消耗量的30%，且呈現(xiàn)逐年增長趨勢，實行建筑節(jié)能對能源資源緊缺的我國尤為重要和必要。使用保溫材料是實現(xiàn)建筑節(jié)能的有效途徑，聚氨酯泡沫板和擠塑聚苯乙烯板是目前應(yīng)用最廣泛的保溫材料，具有質(zhì)輕、導(dǎo)熱系數(shù)低、保溫性能好的優(yōu)點，但卻存在易燃、易老化、耐久性差的缺陷，而特別是高易燃性已經(jīng)成為建筑安全的一個重大隱患。無機保溫材料具有綠色環(huán)保、耐火、耐久、高強等突出優(yōu)點，近年來，以傳統(tǒng)水泥為基體的泡沫混凝土作為其中一種無機保溫材料得到了迅猛發(fā)展。然而，水泥基泡沫混凝土存在凝結(jié)時間長、強度低、收縮大、易開裂、吸水率高的缺陷，制約了泡沫混凝土的大規(guī)模應(yīng)用。另一方面，當(dāng)前的建筑外墻外保溫節(jié)能系統(tǒng)普遍存在施工工藝復(fù)雜、效率低、易開裂、使用壽命短等缺點，嚴(yán)重影響建筑物的節(jié)能效果。
[0003]在國家大力推進(jìn)建筑工業(yè)化的形勢下，開發(fā)適用于工業(yè)化裝配式建筑的新型墻體材料及保溫隔熱體系對于實現(xiàn)建筑節(jié)能目標(biāo)具有重要的現(xiàn)實意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種無機地聚物泡沫混凝土、及應(yīng)用該無機地聚物泡沫混凝土制備的復(fù)合墻板、以及它們的制備方法。本發(fā)明的無機地聚物泡沫混凝土可制得輕質(zhì)、高強的無機地聚物泡沫混凝土夾芯復(fù)合保溫墻板，本發(fā)明的制備方法工藝簡單、生產(chǎn)效率高，可實現(xiàn)建筑外墻的保溫一裝飾一體化施工。
[0005]本發(fā)明為達(dá)到其目的，采用的技術(shù)方案如下:
[0006]本發(fā)明第一方面提供一種無機地聚物泡沫混凝土，包括如下重量份的各組分:400?500份無機地聚物膠凝材料和0.5?10份發(fā)泡劑;其中，所述無機地聚物膠凝材料包括2?20重量份的活性硅鋁質(zhì)材料、4?30重量份的堿金屬鹽水溶液、I?20份無機填料、0.05?3份調(diào)凝劑。
[0007]進(jìn)一步的，所述活性硅鋁質(zhì)材料為礦渣、粉煤灰、赤泥、煤矸石、沸石粉、煅燒高嶺土及膨潤土中的至少一種。
[0008]進(jìn)一步的，所述堿金屬鹽溶液為堿金屬磷酸鹽水溶液、堿金屬氫氧化物水溶液、堿金屬硅酸鹽水溶液中一種或幾種混合而成。作為一種優(yōu)選方案，所述的堿金屬例如為鉀或鈉，堿金屬鹽水溶液的質(zhì)量濃度優(yōu)選在1?40 %。
[0009]優(yōu)選的，所述無機填料為石灰石粉、無水石膏和磨細(xì)天然砂粉中的至少一種，目的在于降低無機地聚物膠凝材料拌合物的粘聚性，改善其流動性和可澆筑性。
[0010]優(yōu)選的，所述發(fā)泡劑為物理發(fā)泡劑或化學(xué)發(fā)泡劑，其中，化學(xué)發(fā)泡劑優(yōu)選為雙氧水、鋁粉中至少一種，物理發(fā)泡劑優(yōu)選為動物蛋白、植物蛋白或復(fù)合發(fā)泡劑中的至少一種，其中采用雙氧水或鋁粉時為化學(xué)發(fā)泡方式，采用動物蛋白、植物蛋白或復(fù)合發(fā)泡劑時為物理發(fā)泡方式。
[0011]優(yōu)選的，所述調(diào)凝劑為碳酸鋰、硼酸、硫酸鋁或氯化鋇中的至少一種。
[0012]本發(fā)明第二方面提供一種制備如上文所述的無機地聚物泡沫混凝土的方法，包括如下步驟:
[0013]I)將堿金屬鹽水溶液、活性硅鋁質(zhì)材料、無機填料、調(diào)凝劑混合、攪拌，得無機地聚物膠凝材料；
[0014]2)采用物理發(fā)泡方式時，將物理發(fā)泡劑用水稀釋后(用水稀釋主要是為了達(dá)到制備泡沫的目的，作為一種具體方式，可以優(yōu)選按照1:10?30的質(zhì)量比例稀釋)，加入到發(fā)泡機中進(jìn)行發(fā)泡制備泡沫，將制得的泡沫加入步驟I)制備的無機地聚物膠凝材料中，攪拌至混合均勻，得無機地聚物泡沫混凝土；當(dāng)采用化學(xué)發(fā)泡方式時，將化學(xué)發(fā)泡劑加入步驟I)制得的無機地聚物膠凝材料中，經(jīng)靜停發(fā)泡，得無機地聚物泡沫混凝土。
[0015]本發(fā)明第三方面提供一種超輕高強地聚物泡沫混凝土夾芯復(fù)合保溫墻板，包括夾芯保溫層、和分別設(shè)于夾芯保溫層相對兩側(cè)面的裝飾面板，其中，所述夾芯保溫層由上文所述的無機地聚物泡沫混凝土制得。
[0016]作為一種具體實施方案，所述裝飾面板可選自硅鈣板、玻鎂板、石膏板、鋁板、天然石材或人造石材。
[0017]本發(fā)明第四方面提供一種制備如上文所述的超輕高強地聚物泡沫混凝土夾芯復(fù)合保溫墻板的方法，包括如下步驟:
[0018]I)將堿金屬鹽水溶液、活性硅鋁質(zhì)材料、無機填料、調(diào)凝劑混合、攪拌，得無機地聚物膠凝材料；
[0019]2)采用物理發(fā)泡方式時，將物理發(fā)泡劑用水稀釋后(具體的，可以按照1:10?30的比例稀釋)，加入到發(fā)泡機中進(jìn)行發(fā)泡制備泡沫，將制得的泡沫加入步驟I)制備的無機地聚物膠凝材料中，攪拌至混合均勻，得無機地聚物泡沫混凝土；當(dāng)采用化學(xué)發(fā)泡方式時，將化學(xué)發(fā)泡劑加入步驟I)制得的無機地聚物膠凝材料中，經(jīng)靜停發(fā)泡，得無機地聚物泡沫混凝土；
[0020]3)將裝飾面板插入鋼模具內(nèi)相對的兩側(cè)，并將制得的無機地聚物泡沫混凝土灌入插有裝飾面板的模具內(nèi)，根據(jù)漿體發(fā)泡能力確定實際澆筑量，使得漿體停止發(fā)泡時，其上表面略高于模具頂部，待無機地聚物泡沫混凝土達(dá)到初凝狀態(tài)，塌模現(xiàn)象停止時，截去模具表面多余的漿體，在常溫下靜置養(yǎng)護(hù)I?2天，將鋼模板脫開后，得超輕高強地聚物泡沫混凝土夾芯復(fù)合保溫墻板。
[0021 ]本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有如下有益效果:
[0022](I)本發(fā)明采用無機地聚物取代水泥作為膠凝材料制備泡沫混凝土，無機地聚物是一種新型環(huán)保膠凝材料，產(chǎn)品無須高溫煅燒，強度發(fā)展快，耐久性好，其在新型墻體材料領(lǐng)域的應(yīng)用可促進(jìn)傳統(tǒng)材料產(chǎn)業(yè)的節(jié)能減排，符合國家綠色環(huán)保、低碳節(jié)能的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。
[0023](2)本發(fā)明制備的無機地聚物泡沫混凝土的干表觀密度為150?300kg/m3，28d抗壓強度為1.0?2.0MPa。相比普通泡沫混凝土，所制備的無機地聚物泡沫混凝土具有密度低、強度高的優(yōu)點，其與面板的界面粘結(jié)性好，可解決現(xiàn)有水泥基泡沫混凝土夾芯保溫板粘結(jié)強度低導(dǎo)致的面板脫離問題，有效保證墻體施工質(zhì)量和結(jié)構(gòu)耐久性。
[0024](3)無機地聚物泡沫混凝土強度發(fā)展快，所制備的夾芯保溫復(fù)合墻板無需蒸養(yǎng)，常溫養(yǎng)護(hù)，工藝簡單，可大大提高企業(yè)生產(chǎn)效率，為生產(chǎn)企業(yè)帶來顯著經(jīng)濟效益，從而推動新型墻體材料產(chǎn)業(yè)健康快速發(fā)展。
[0025](4)利用本發(fā)明的無機地聚物泡沫混凝土制備的夾芯復(fù)合保溫墻板具有超輕、高強的特點，抗壓強度達(dá)到3.5?6.0MPa，可實現(xiàn)建筑外墻保溫-裝飾一體化施工，能克服當(dāng)前其它外墻外保溫節(jié)能系統(tǒng)施工工藝復(fù)雜、效率低、容易開裂、裝飾性差、使用壽命短等缺點，是一種綜合性價比優(yōu)越的外墻外保溫節(jié)能體系，可在建筑工業(yè)化裝配式墻體中推廣應(yīng)用，具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0026]與傳統(tǒng)水泥相比，以鋁硅質(zhì)原料在堿激發(fā)條件下制備的地聚合物，具有原料來源廣泛、制備工藝簡單、過程綠色和強度高、凝結(jié)時間可調(diào)等優(yōu)異性能，是一種新型綠色無機膠凝材料。以地質(zhì)聚合物作為膠凝材料，采用不同發(fā)泡方式制備功能性泡沫地質(zhì)聚合物，并以無機泡沫地聚物為保溫夾芯層，制成保溫一裝飾一體化復(fù)合墻板，能克服當(dāng)前其它外墻外保溫節(jié)能系統(tǒng)施工工藝復(fù)雜、效率低、容易開裂、裝飾性差、使用壽命短等缺點，是一種綜合性價比優(yōu)越的外墻外保溫節(jié)能體系。
【具體實施方式】
[0027]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步說明:
[0028]實施例中的份數(shù)為重量份。
[0029]實施例1
[0030]一種超輕高強地聚物泡沫混凝土夾芯復(fù)合保溫墻板，按照如下步驟制備:
[0031 ] I)按照如下配方稱取各組分:硅酸鈉溶液20份(硅酸鈉溶液質(zhì)量濃度25 %，模數(shù)2.0)、礦渣15份、石灰石粉3份、氯化鋇0.5份，經(jīng)混合、攪拌，制得無機地聚物膠凝材料。
[0032]2)稱取I份河南華泰建材開發(fā)有限公司的HT型復(fù)合發(fā)泡劑和15份水，攪拌均勻，將稀釋后得到的發(fā)泡液加入發(fā)泡機中進(jìn)行發(fā)泡，制備出細(xì)小、均勻的泡沫待用；
[0033]3)取400份步驟I)制得的無機地聚物膠凝材料和步驟2)制得的泡沫混合、攪拌，得到干密度等級為250kg/m3的無機地聚物泡沫混凝土；
[0034]4)將兩塊尺寸為2440mm X 500mm X 50mm的娃|丐板插入鋼模具內(nèi)相對的兩側(cè)，將制得的無機地聚物泡沫混凝土灌入插有裝飾面板的鋼模具內(nèi)，根據(jù)漿體發(fā)泡能力確定實際澆筑量，使得漿體停止發(fā)泡時，其上表面略高于模具頂部，待無機地聚物泡沫混凝土達(dá)到初凝狀態(tài)，塌?，F(xiàn)象停止時，用鋼絲截去模具表面多余的漿體，在常溫下靜置養(yǎng)護(hù)I?2d，將鋼模板脫開后，得超輕高強地聚物泡沫混凝土夾芯復(fù)合保溫墻板，抗壓強度達(dá)4.SMPa，導(dǎo)熱系數(shù)
0.1lw/(m.K)ο
[0035]實施例2
[0036]一種超輕高強地聚物泡沫混凝土夾芯復(fù)合保溫墻板，按照如下步驟制備:
[0037]I)按照如下配方稱取各組分:硅酸鈉和氫氧化鈉的混合溶液15份(溶液質(zhì)量濃度30%，模數(shù)2.0)、煅燒高嶺土 10份、石灰石粉I份、碳酸鋰0.2份，經(jīng)混合、攪拌，制得無機地聚物膠凝材料；
[0038]2)稱取I份東莞市塘廈深海建筑材料廠生產(chǎn)的SH-1261型動物蛋白發(fā)泡劑和20份水，攪拌均勻，將稀釋后得到的發(fā)泡液加入發(fā)泡機中進(jìn)行發(fā)泡，制備出細(xì)小、均勻的泡沫待用；
[0039]3)取步驟I)制得的無機地聚物膠凝材料500份和步驟2)制得的泡沫混合、攪拌，得到干密度等級為300kg/m3無機地聚物泡沫混凝土；
[°04°] 4)將兩塊尺寸為2440mm X 500mm X 50mm娃I丐板插入模具內(nèi)相對的兩側(cè)，將制得的無機地聚物泡沫混凝土灌入插有裝飾面板的模具內(nèi)，根據(jù)漿體發(fā)泡能力確定實際澆筑量，使得漿體停止發(fā)泡時，其上表面略高于模具頂部，待無機地聚物泡沫混凝土達(dá)到初凝狀態(tài)，塌模現(xiàn)象停止時，用鋼絲截去模具表面多余的漿體，在常溫下靜置養(yǎng)護(hù)I?2d，將鋼模板脫開后，得超輕高強地聚物泡沫混凝土夾芯復(fù)合保溫墻板，抗壓強度達(dá)5.5MPa，導(dǎo)熱系數(shù)
0.13w/(m.K)ο[0041 ] 實施例3
[0042]一種超輕高強地聚物泡沫混凝土夾芯復(fù)合保溫墻板，按照如下步驟制備:
[0043]I)按照如下配方稱取各組分:硅酸鉀溶液15份(溶液質(zhì)量濃度25%，模數(shù)2.0)、煅燒高嶺土 10份、礦渣3份、石灰石粉2份、氯化鋇0.8份，經(jīng)混合、攪拌，制得無機地聚物膠凝材料。
[0044]2)將10份質(zhì)量濃度為30%的雙氧水溶液和450份步驟I)制得的無機地聚物膠凝材料混合，攪拌均勻，經(jīng)靜停發(fā)泡制得無機地聚物泡沫混凝土料漿。
[0045]3)將兩塊尺寸為2440mm X 500mm X 50mm玻鎂板插入模具內(nèi)相對的兩側(cè)，并將制得的無機地聚物泡沫混凝土料漿灌入插有裝飾面板的模具內(nèi)，使得漿體發(fā)泡穩(wěn)定后的上表面略高于模具頂部，待無機地聚物泡沫混凝土達(dá)到初凝狀態(tài)，塌?，F(xiàn)象停止時，用鋼絲截去模具表面多余的漿體，在常溫下靜置養(yǎng)護(hù)I?2d，將鋼模板脫開后，得到干密度為200kg/m3的超輕高強地聚物泡沫混凝土夾芯復(fù)合保溫墻板，抗壓強度達(dá)4.4MPa，導(dǎo)熱系數(shù)0.09w/(m.K)ο
[0046]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明做任何形式上的限制，故凡未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種無機地聚物泡沫混凝土，其特征在于，包括如下重量份的各組分:400?500份無機地聚物膠凝材料、0.5?10份發(fā)泡劑； 其中，所述無機地聚物膠凝材料包括2?20重量份的活性硅鋁質(zhì)材料、4?30重量份的堿金屬鹽水溶液、I?20份無機填料、0.05?3份調(diào)凝劑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無機地聚物泡沫混凝土，其特征在于，所述活性硅鋁質(zhì)材料為礦渣、粉煤灰、赤泥、煤矸石、沸石粉、煅燒高嶺土及膨潤土中的至少一種。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無機地聚物泡沫混凝土，其特征在于，所述堿金屬鹽水溶液為堿金屬磷酸鹽水溶液、堿金屬氫氧化物水溶液、堿金屬硅酸鹽水溶液中一種或幾種混合而成。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無機地聚物泡沫混凝土，其特征在于，所述無機填料為石灰石粉、無水石膏和磨細(xì)天然砂粉中的至少一種。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無機地聚物泡沫混凝土，其特征在于，所述調(diào)凝劑為碳酸鋰、硼酸、硫酸鋁或氯化鋇中的至少一種。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無機地聚物泡沫混凝土，其特征在于，所述發(fā)泡劑為物理發(fā)泡劑或化學(xué)發(fā)泡劑;優(yōu)選的，所述物理發(fā)泡劑選自動物蛋白、植物蛋白或復(fù)合發(fā)泡劑中的至少一種;優(yōu)選的，所述化學(xué)發(fā)泡劑選自雙氧水、鋁粉中的至少一種。7.—種制備如權(quán)利要求1?6任一項所述的無機地聚物泡沫混凝土的方法，其特征在于，包括如下步驟: 1)將堿金屬鹽水溶液、活性硅鋁質(zhì)材料、無機填料、調(diào)凝劑混合、攪拌，得無機地聚物膠凝材料； 2)將物理發(fā)泡劑用水稀釋后加入到發(fā)泡機中進(jìn)行發(fā)泡制備泡沫，將制得的泡沫加入步驟I)制得的無機地聚物膠凝材料中，攪拌至混合均勻，得無機地聚物泡沫混凝土;或，將化學(xué)發(fā)泡劑加入步驟I)制得的無機地聚物膠凝材料中，經(jīng)靜停發(fā)泡，得無機地聚物泡沫混凝土。8.一種超輕高強地聚物泡沫混凝土夾芯復(fù)合保溫墻板，其特征在于，包括夾芯保溫層和分別設(shè)于夾芯保溫層相對兩側(cè)面的裝飾面板，其中，所述夾芯保溫層由如權(quán)利要求1?6任一項所述的無機地聚物泡沫混凝土制得。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的超輕高強地聚物泡沫混凝土夾芯復(fù)合保溫墻板，其特征在于，所述裝飾面板選自硅鈣板、玻鎂板、石膏板、鋁板、天然石材或人造石材。10.—種制備如權(quán)利要求8所述的超輕高強地聚物泡沫混凝土夾芯復(fù)合保溫墻板的方法，其特征在于，包括如下步驟: 1)將活性硅鋁質(zhì)材料、無機填料、堿金屬鹽水溶液、調(diào)凝劑混合、攪拌，得無機地聚物膠凝材料； 2)將物理發(fā)泡劑用水稀釋后加入到發(fā)泡機中進(jìn)行發(fā)泡制備泡沫，將制得的泡沫加入步驟I)制得的無機地聚物膠凝材料中，攪拌至混合均勻，得無機地聚物泡沫混凝土;或，將化學(xué)發(fā)泡劑加入步驟I)制得的無機地聚物膠凝材料中，經(jīng)靜停發(fā)泡，得無機地聚物泡沫混凝土； 3)將裝飾面板插入鋼模具內(nèi)相對的兩側(cè)，并將制得的無機地聚物泡沫混凝土灌入插有裝飾面板的鋼模具內(nèi)，待無機地聚物泡沫混凝土達(dá)到初凝狀態(tài)，塌模現(xiàn)象停止時，截去模具表面多余的漿體，在常溫下靜置養(yǎng)護(hù)l-2d，將鋼模板脫開后，得超輕高強地聚物泡沫混凝土夾芯復(fù)合保溫墻板。
【文檔編號】C04B14/10GK105967535SQ201610311131
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月11日
【發(fā)明人】祝雯, 胡賀松
【申請人】廣州市建筑科學(xué)研究院有限公司