專利名稱：植物碎屑增強(qiáng)水泥常溫發(fā)泡墻體\屋面芯層及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種植物碎屑增強(qiáng)水泥常溫發(fā)泡墻體\屋面芯層及其制備方法，屬于一種符合第三個(gè)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的建筑材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
國(guó)家對(duì)建筑節(jié)能提出更高的要求，即要在1981年建筑規(guī)范規(guī)定在一個(gè)采暖季節(jié)每M2燒標(biāo)準(zhǔn)煤25Kg為100％的基礎(chǔ)上，節(jié)約采暖煤耗65％，即一個(gè)采煤季節(jié)每M2燒標(biāo)準(zhǔn)煤降低到8.5Kg為第三個(gè)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，目前正在實(shí)行第三個(gè)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)很高，一般磚瓦結(jié)構(gòu)，加氣混凝土和各種砌塊等新型墻體和屋面材料是達(dá)不到該標(biāo)準(zhǔn)的，建筑行業(yè)目前不得不將外墻體做成復(fù)合墻板(體)形式，即外墻外側(cè)采用聚苯(發(fā)泡)板或聚氨酯(發(fā)泡)板，外墻內(nèi)側(cè)復(fù)合加氣混凝土或砌塊。然而聚苯板(或聚氨酯板)的價(jià)格昂貴，通常壽命是10年需修理、20年需大修或更換，即在房屋使用壽命期間50-100年，墻體需更換保溫板多次！更為嚴(yán)重的是聚苯板的原材料是原油，約2噸原油才能生產(chǎn)1噸聚苯板，聚氨酯板的原材料異氰酸酯的原料也是原油，用聚苯板作節(jié)能房外墻體雖達(dá)到建筑節(jié)能要求，但卻要消耗原油，所以社會(huì)終端能量并不節(jié)能。為解決該問(wèn)題雖已出現(xiàn)草泥芯層(發(fā)明人正在申請(qǐng)的專利，怕水)和稻草板(怕火和腐爛)等，但那些技術(shù)不適合屋面和多層、高層建筑墻體，且發(fā)泡技術(shù)均采用高溫發(fā)泡或高溫高壓發(fā)泡，一方面費(fèi)用較高，不能現(xiàn)場(chǎng)制作，又不能和框架緊密結(jié)合，充滿空腔。
(二)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明為了克服以下技術(shù)的不足，提供了一種植物碎屑增強(qiáng)水泥常溫發(fā)泡墻體\屋面芯層，該芯層材料系常溫下發(fā)泡，能在建筑工地就地發(fā)泡，也可在工廠進(jìn)行，充填空腔可達(dá)90％，與框架(內(nèi)腔)粘接牢靠，提高大板強(qiáng)度和剛度，保溫隔熱性能優(yōu)越，原材料來(lái)源廣泛，最重要的是在制作外墻體和屋面過(guò)程中不額外消耗能源。
本發(fā)明的另一目的在于提供上述芯層的制備方法，通過(guò)該方法，既可以像一般發(fā)泡那樣預(yù)先發(fā)泡成一定的(標(biāo)準(zhǔn))形狀在大板空腔體中拼裝，也具有根據(jù)腔體形狀就地發(fā)泡，既適合低層或高層建筑上應(yīng)用，也適合其它工程保溫隔熱和減輕物體重量。
本發(fā)明是通過(guò)以下措施來(lái)實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的植物碎屑增強(qiáng)水泥常溫發(fā)泡墻體\屋面芯層，是由以下重量百分比的原料制成①植物碎屑6～20％②水泥46～62％③石膏粉劑，細(xì)度40目～80目1.0～2.5％④CaO，粉劑細(xì)度40目～80目10～15％⑤氯化鈣0～3％⑥發(fā)泡珍珠巖10～14％⑦水玻璃4.5～6％⑧氟硅酸鈉0.8～1.2％⑨鋁粉或脫脂鋁粉或鋁膏0.15～0.35％。
上述本發(fā)明的常溫發(fā)泡墻體\屋面芯層，所述的植物碎屑為一年生植物碎屑、果殼、多年生植物碎屑、果殼的一種或一種以上，顆粒尺寸0.5≤d≤3.5mm，長(zhǎng)度3～4mm；所述的水泥為標(biāo)號(hào)425以上的硅酸鹽水泥或礦渣水泥。
上述配比中CaCl2是根據(jù)植物碎屑的品種可加可不加，含糖分高的植物碎屑要加，反之可不加。
上述配比中鋁粉可以是脫脂鋁膏(加入了拉開粉)，需發(fā)泡的漿料量大用小值，漿料量小用大值。
水的加入量與漿料稀釋度有關(guān)，一般稀釋度與砂漿類似，太稀氣泡會(huì)破且不穩(wěn)定，太稠氣泡太少，通常由實(shí)驗(yàn)決定。一般水量占原料總重量的80％左右。
上述本發(fā)明的常溫發(fā)泡墻體\屋面芯層的制備方法，包括漿料的制備，以及大板或標(biāo)準(zhǔn)芯板的制備，1、漿料的制備①將植物碎屑、CaO粉劑、石膏、珍珠巖、氯化鈣水溶液(如需要)、氟硅酸鈉等共同加入攪拌機(jī)中，邊加邊攪拌，加完后攪拌1min；②加入清水，在攪拌過(guò)程中加入水玻璃水溶液，再攪拌1.5～2.0min；③加入水泥，邊加入邊攪拌，如水不夠補(bǔ)充加水，使水泥漿料稀稠度與砂漿類似，再攪拌1.5min；④加入鋁粉(或脫脂鋁膏)，攪拌1.5～2.0min后迅速自攪拌機(jī)中倒出。
2、制作大板①根據(jù)墻板和屋頂外形裁制框架邊框尺寸，邊框材料可以是木材、輕鋼龍骨或其它材料龍骨，或螺接或焊接成框架；②在框架一邊涂密封膏，密封膏由水泥和樹酯(如白乳膠、107膠)和水配制而成的聚合物水泥，再蓋上下面板，面板可以是水泥刨花板、水泥復(fù)合板和除石膏板以外的其它板材，用螺釘將板和邊框連成整體(板上劃窩)；③翻轉(zhuǎn)大板框架，在內(nèi)腔的五面均涂以密封連接膏；④將已攪拌好的漿料倒入大板腔體，并用抹子快速抹成平面；⑤等發(fā)泡完畢再在邊框上涂密封膏，將上面板蓋上劃窩打螺釘；⑥靜置、堆垛。
3、制作標(biāo)準(zhǔn)芯板①根據(jù)所需要的外形和尺寸制成活動(dòng)(可拆卸)邊框，內(nèi)涂脫模劑，脫模劑(隔離劑)可以是廢機(jī)油，廢蠟或粉劑；②邊框放在底板上，地板上撒隔離劑，尺寸＜0.3mm碎料，廢報(bào)紙，清灰等；③將已加入發(fā)泡劑的漿料倒入模框中，并用抹子迅速輕輕抹平；④將已涂脫模劑(如廢機(jī)油)的上面板蓋上，經(jīng)35～45min后(視季節(jié))拆去框架，靜置堆垛。
(1)本發(fā)明的第一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)是常溫下發(fā)泡技術(shù)。一般化工材料在加入發(fā)泡后，或蒸煮、或放入高溫高壓反應(yīng)釜中，故在建筑上應(yīng)用受限制，本發(fā)明是在常溫發(fā)泡后不再加溫和加壓，因此可以現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡，一方面可以和邊框和上下面板聯(lián)成一體，使大板的總體強(qiáng)度和剛度大大增加，另一方面是成本低，工藝簡(jiǎn)單，很適合在工程上(特別是在建筑工程)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡。
(2)本發(fā)明的第二個(gè)關(guān)鍵技術(shù)是在框架上安裝上下面板前必須在框邊涂一層密封膏(邊框可能是木材、輕鋼或其它材料)，使其在發(fā)泡漿料倒入腔體時(shí)漿液不受損失，否則要影響發(fā)泡芯材的質(zhì)量。密封膏一般由便宜的聚合物混凝土稀釋到膏狀，配比是水泥∶聚合物＝(2～2.5)∶1，其他比例視聚合物質(zhì)量而定。
(3)本發(fā)明的第三個(gè)關(guān)鍵技術(shù)是原材料的加料次序。如果植物纖維碎屑是農(nóng)作物，為凝結(jié)牢固需加CaCl2，則加料分四步驟。如植物是木屑則不需加CaCl2，加料可分三步驟，四步亦可。
(4)本發(fā)明的第四個(gè)關(guān)鍵技術(shù)是鋁粉加入時(shí)間是在漿料攪拌均勻，用水量合適(稀稠度合適)的最后加入，如加入鋁粉后氣泡立即產(chǎn)生，但不能穩(wěn)住立即破裂表示加水量過(guò)多。如泡沫少而堅(jiān)固，表明水少，在進(jìn)一步發(fā)泡時(shí)均需調(diào)節(jié)。
(5)本發(fā)明的第五個(gè)關(guān)鍵技術(shù)是加入的CaO主要是防腐，在加料次序中應(yīng)緊接著植物碎屑后加入同時(shí)加水時(shí)應(yīng)將植物碎屑包裹住，防止植物纖維在腔體中腐爛。
(6)本發(fā)明的第六個(gè)關(guān)鍵技術(shù)是制作標(biāo)準(zhǔn)尺寸芯材的邊框和上下底板均采用金屬材料，且在與芯材接觸處均涂脫模劑(或隔離劑)，脫模劑通常用廢機(jī)油、或其它便宜且具有隔離作用的材料(包括粉劑)。
本發(fā)明的植物碎屑增強(qiáng)水泥常溫發(fā)泡墻體\屋面芯層，可以常溫下發(fā)泡，即能在建筑工地就地發(fā)泡，也可在工廠進(jìn)行，充填空腔可達(dá)90％以上，與框架(內(nèi)腔)粘接牢靠，提高大板強(qiáng)度和剛度，保溫隔熱性能優(yōu)越，原材料來(lái)源廣泛，價(jià)格便宜，傳熱系數(shù)低，最重要的是在制作外墻體和屋面過(guò)程中不額外消耗能源。
本發(fā)明的制備方法，既可以像一般發(fā)泡那樣預(yù)先發(fā)泡成一定的(標(biāo)準(zhǔn))形狀在大板空腔體中拼裝，也具有根據(jù)腔體形狀就地發(fā)泡，既適合低層或高層建筑上應(yīng)用，也適合其它工程保溫隔熱和減輕物體重量。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例11、本實(shí)施例的常溫發(fā)泡植物碎屑增強(qiáng)水泥芯料是由下列重量比的原料制成①木屑尺寸0.5≤d≤3.5(mm)(長(zhǎng)度3～4mm) 8％②普通硅酸鹽水泥標(biāo)號(hào)525 55.0％③CaO 細(xì)度60目以上 14.0％④石膏細(xì)度60目 2％⑤水玻璃5.7％⑥氟硅酸鈉 1.0％⑦發(fā)泡珍珠巖14.0％⑧鋁粉(或脫脂鋁膏) 0.3％。
2、漿料的制備①將木屑過(guò)篩將0.5mm以下，3.5mm以上的木屑篩去，按配方秤重后倒入攪拌機(jī)中；②將細(xì)度合格的氧化鈣秤重后倒入攪拌機(jī)中，開動(dòng)攪拌機(jī)將其拌勻；③將石膏、發(fā)泡珍珠巖、氟硅酸鈉、清水等同時(shí)加入攪拌機(jī)中，攪拌1min；④將水玻璃稀釋后加入攪拌機(jī)中攪拌1.5～2.0min；⑤加入水泥，邊加入邊加水，直到合適的漿料濃度(類似于水泥砂漿濃度，由試驗(yàn)決定)；⑥加入鋁粉快速攪拌1.5～2.0min后將漿料自攪拌機(jī)倒出。
3、制作大板構(gòu)件和墻體①制作大板構(gòu)件大板的邊框龍骨材料有輕鋼、木材、除石膏板外的所有人造板材或鋁板彎折等經(jīng)螺、釘、焊等組合成邊框，邊框涂密封膏，用螺釘將下面板擰到邊框上，翻轉(zhuǎn)龍骨，在底板內(nèi)壁和邊框內(nèi)壁涂上連接膩?zhàn)?或密封膏)，后迅速將經(jīng)發(fā)泡的漿料倒入，稍抹平后蓋上已涂連接膩?zhàn)?或密封膏)，擰上螺釘，即完成大板發(fā)泡墻體制作。
②安裝到墻體或屋面上完成大板制作后，將大板釘合(或螺栓連接)在屋頂梁上，留下必要的縫隙；用螺栓連接在墻體的上、下圈梁上，留下必要的縫隙。
③嵌入墻體或屋面上墻體外墻板材螺接在龍骨上，將已切割成標(biāo)準(zhǔn)尺寸的芯材碼入空腔，塊與塊之間用水泥膏連接，最后將內(nèi)墻面板用螺釘固定。
屋面安裝芯材與墻體操作相同。
注不論是屋頂或墻體，如果內(nèi)部安裝設(shè)備、管道或其它物品，應(yīng)在發(fā)泡前或嵌入芯材前事先固定再倒入發(fā)泡漿料或再碼入芯材。
本發(fā)明制作的墻體或大板構(gòu)件的主要性能是當(dāng)上下面板為麥草水泥復(fù)合板厚度為10mm；大板構(gòu)件總厚度為106mm；經(jīng)測(cè)試，熱阻為0.713m2·K/W；傳熱系數(shù)1.40W/m2·K；隔音41dB；大板壽命50～70年；耐火極限難燃級(jí)B1或B2實(shí)施例21、本實(shí)施例的常溫發(fā)泡植物碎屑增強(qiáng)水泥芯料是由下列重量比的原料制成①麥草碎屑寬度0.5～2.0mm，厚度≤1mm 8％②普通硅酸鹽水泥 標(biāo)號(hào)42554％③CaO細(xì)度60目以上 10.6％④石膏 1.5％⑤CaCl2(水溶劑)5％(固)⑥發(fā)泡珍珠巖14％⑦水玻璃5.63％⑧氟硅酸鈉 1.0％⑨鋁粉(或脫脂鋁粉) 0.27％。
2、漿料的制備①將麥草過(guò)篩，篩去長(zhǎng)度在0.5mm以下，3.5mm以上的麥草，按配方秤重倒入攪拌機(jī)中；②將水溶解后的氯化鈣水溶液秤重后倒入攪拌機(jī)中，開動(dòng)攪拌機(jī)讓其與麥草充分混合，將麥草包裹，然后再加入氧化鈣、石膏、發(fā)泡珍珠巖，和氟硅酸鈉按重量比全部加入到攪拌機(jī)中，攪拌1～2min；③加入水玻璃水溶液，同時(shí)加入大量清水，使混合料成漿料后攪拌1min；④加入水泥，加入過(guò)程中調(diào)節(jié)漿料的稀稠度(用加入清水調(diào)節(jié))；⑤最后加入鋁粉或脫脂鋁膏，攪拌1～2分鐘倒入墻體(或屋面)空腔。
3、制作大板構(gòu)件和墻體與實(shí)例1中的3相同。
本發(fā)明制作的屋頂板的主要性能是屋頂大板上下面板為麻稈水泥復(fù)合板，厚度10mm，構(gòu)件總厚度為100mm；經(jīng)測(cè)試，熱阻為0.750m2·K/W；傳熱系數(shù)1.33W/m2·K；隔音41dB；屋頂壽命50～70年；耐火級(jí)難燃級(jí)B1或B2
實(shí)施例31、本實(shí)施例的常溫發(fā)泡植物碎殼增強(qiáng)水泥芯料是由下列重量比的原料制成①向日葵殼(花生殼相同)碎顆粒尺寸0.5～3.5mm，長(zhǎng)度3～4mm 6％②礦渣水泥標(biāo)號(hào)425 54％③氯化鈣固體量6％，將其溶化成水液④氧化鈣細(xì)度60目以上11.6％⑤石膏 1.5％⑥發(fā)泡珍珠巖14％⑦水玻璃5.6％⑧氟硅酸鈉 1.0％⑨鋁粉或脫脂鋁膏0.28％2、漿料的制備將實(shí)例2中的制芯材步驟中的麥草換成經(jīng)篩選后的向日葵殼外，其他步驟完全相同。
3、制作外墻體與實(shí)例1中的3完全相同。
本發(fā)明制作的墻體主要性能是墻體的內(nèi)外面板為棉稈增強(qiáng)水泥復(fù)合板，厚度13mm，墻體總厚度206mm；經(jīng)測(cè)試，熱阻為1.21m2·K/W；傳熱系數(shù)0.826W/m2·K；隔音45dB；屋頂壽命50～70年；耐火級(jí)難燃級(jí)B1或B24、制作標(biāo)準(zhǔn)尺寸的標(biāo)準(zhǔn)芯板①制成可拆卸的活動(dòng)邊框，邊框內(nèi)涂脫模劑，脫模劑(隔離劑)可以是廢機(jī)油，廢蠟或粉劑；②邊框放在底板上，地板上撒隔離劑，尺寸＜0.3mm碎料，廢報(bào)紙，清灰等；③將已加入發(fā)泡劑的漿料倒入模框中，并用抹子迅速輕輕抹平；④將已涂脫模劑(如廢機(jī)油)的上面板蓋上，經(jīng)35～45min后(視季節(jié))拆去框架，靜置，制成尺寸為8-18mm的標(biāo)準(zhǔn)芯板。
經(jīng)測(cè)試，性能為①芯材密度0.4-0.6g/m3②性能因密度和原材料的不同而不同，一般只要求密度。但密度達(dá)到0.6g/m3時(shí)抗壓強(qiáng)度在1-1.2MPa。
權(quán)利要求
1.一種植物碎屑增強(qiáng)水泥常溫發(fā)泡墻體\屋面芯層，其特征是由以下重量百分比的原料制成①植物碎屑6～20％②水泥46～62％③石膏粉劑，細(xì)度40目～80目1.0～2.5％④CaO，粉劑細(xì)度40目～80目10～15％⑤氯化鈣0～3％⑥發(fā)泡珍珠巖10～15％⑦水玻璃4.5～6％⑧氟硅酸鈉0.8～1.2％⑨鋁粉或脫脂鋁粉或鋁膏0.15～0.35％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的常溫發(fā)泡墻體\屋面芯層，其特征是，所述的植物碎屑為一年生植物碎屑、果殼、多年生植物碎屑、果殼的一種或一種以上，顆粒尺寸0.5≤d≤3.5mm，長(zhǎng)度3～4mm；所述的水泥為標(biāo)號(hào)425以上的硅酸鹽水泥或礦渣水泥。
3.一種權(quán)利要求1所述的常溫發(fā)泡墻體\屋面芯層的制備方法，其特征是，包括漿料的制備，以及大板或標(biāo)準(zhǔn)芯板的制備，漿料的制備①將植物碎屑、CaO粉劑、石膏、珍珠巖、氯化鈣水溶液、氟硅酸鈉共同加入攪拌機(jī)中，邊加邊攪拌，加完后攪拌1min；②加入清水，在攪拌過(guò)程中加入水玻璃水溶液，再攪拌1.5～2.0min；③加入水泥，邊加入邊攪拌，如水不夠補(bǔ)充加水，使水泥漿料稀稠度與砂漿類似，再攪拌1.5min；④加入鋁粉或脫脂鋁膏，攪拌1.5～2.0min后，即得漿料；大板的制備①根據(jù)墻板和屋頂外形裁制框架邊框尺寸，螺接或焊接成框架；②在框架一邊涂密封膏，密封膏由水泥、樹酯膠和水配制而成的聚合物水泥，再蓋上下面板，用螺釘將下面板和邊框連成整體；③翻轉(zhuǎn)大板框架，在內(nèi)腔的五面均涂以密封連接膏；④將已攪拌好的漿料倒入大板腔體，并用抹子快速抹成平面；⑤等發(fā)泡完畢再在邊框上涂密封膏，將上面板蓋上劃窩打螺釘；⑥靜置后，即得大板；標(biāo)準(zhǔn)芯板的制備①根據(jù)所需要的外形和尺寸制成活動(dòng)邊框，內(nèi)涂脫模劑；②邊框放在底板上，地板上撒隔離劑；③將已加入發(fā)泡劑的漿料倒入?？蛑校⒂媚ㄗ友杆佥p輕抹平；④將已涂脫模劑的上面板蓋上，經(jīng)35～45min后拆去框架，即得標(biāo)準(zhǔn)芯板。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種植物碎屑增強(qiáng)水泥常溫發(fā)泡墻體\屋面芯層及其制備方法，其原料為①植物碎屑6～20％，②水泥46～62％，③石膏粉劑，細(xì)度40目～80目1.0～2.5％，④CaO，10～15％，⑤氯化鈣0～3％，⑥發(fā)泡珍珠巖10～14％，⑦水玻璃4.5～6％，⑧氟硅酸鈉0.8～1.2％，⑨鋁粉或脫脂鋁粉或鋁膏0.15～0.35％。其制備方法，包括漿料的制備，以及大板或標(biāo)準(zhǔn)芯板的制備。本發(fā)明的植物碎屑增強(qiáng)水泥常溫發(fā)泡墻體\屋面芯層，可以常溫下發(fā)泡，即能在建筑工地就地發(fā)泡，也可在工廠進(jìn)行，充填空腔可達(dá)90％以上，與框架(內(nèi)腔)粘接牢靠，提高大板強(qiáng)度和剛度，保溫隔熱性能優(yōu)越，原材料來(lái)源廣泛，最重要的是在制作外墻體和屋面過(guò)程中不額外消耗能源。
文檔編號(hào)C04B22/12GK101074156SQ20071001609
公開日2007年11月21日 申請(qǐng)日期2007年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月21日
發(fā)明者岳云龍, 孫成棟, 屈雅, 張永利, 鄒惟前 申請(qǐng)人:濟(jì)南大學(xué)