現澆聚苯鎂水泥複合發泡材料及施工方法
2023-10-24 07:30:07
專利名稱：現澆聚苯鎂水泥複合發泡材料及施工方法
技術領域：
本發明屬於建築技術領域，特別涉及一種聚苯鎂水泥複合發泡保溫材料及在建築施工現場進行生產澆築成型的方法。
背景技術：
目前，聚苯乙烯發泡材料(簡稱苯板)以其優良的保溫性能，大量地應用於建築的牆體和屋面的保溫處理工程。同時也由於強度低、防火性差、與無機材料親和性差等自身缺陷，給建築保溫工程帶來許多不良的後果。
聚苯乙烯發泡材料一方面發泡率非常高，容重非常輕，保溫性能非常好，憎水耐水；另一方面強度極差，耐火性極差，與無機材料親和性極差。而工程中常用的無機保溫材料如∶水泥珍珠巖、加氣混凝土、陶粒混凝土、輕質鎂水泥等材料強度較好。但隔熱隔涼效果與有機發泡材料(苯板)比低幾倍～幾十倍。且吸水率高耐水性差。可見，保溫材料的保溫性能與強度之間表現為反比關係(保溫性能越好強度越差；反之強度越好保溫性能越差)。如何較好地解決這一矛盾。世界各國許多建築材料專家都在為此進行不懈的努力。
發明內容
為克服建築上使用聚苯乙烯發泡材料存在的問題，本發明利用有機聚苯發泡保溫效果好、發泡率高、親和性(與建築結構體)好、耐火防火等特點，提供一種複合材料發泡體。並通過生產施工一體化設備高效率、低成本的完成建築物的節能保溫牆體和屋面的施工。
本發明採用了如下技術方案。通過「可攜式電熱蒸汽聚苯發泡機」完成可發性聚苯乙烯原料(粒徑φ≤1mm)的發泡作業，發泡率為50～60倍(體積比)平均粒徑φ≈4mm，同時通過「可攜式鎂水泥發泡機」將鎂水泥、粉煤灰、耐水劑，、發泡劑、親和劑按配合比順序投料製成鎂水泥無機發泡體。然後混合攪拌有機發泡體和無機發泡體，最後出料澆築現場成型。其配方如下聚苯泡粒(粒徑2～8mm)堆體積1000cm3。
水60～130ml、耐水劑0.5～8g、發泡劑0.5～10ml親和劑1～15ml、氯化鎂80～120g氧化鎂150～250g、粉煤灰100～200g。
1、粉煤灰根據鎂水泥的特點，粉煤灰應選用酸性粉煤灰，即含有35％～50％SiO2、15％～30％AL2O3、15％以下的CaO，粉煤灰的燒失量小於2.5％。如果粉煤灰質量太差可通過增加耐水劑來調整，或採用高嶺土、輕質火山灰、磨細水萃礦渣等替代或混合使用。
2、發泡劑鎂水泥發泡劑的種類很多，一般可分為二種工藝其一是高速攪拌發泡劑(配成溶液)，先制好有一定汽泡支持度的細密泡沫體，然後與配製好的鎂水泥漿混合攪拌；其二是將發泡劑與鎂水泥一起配製，通過低速拌合使鎂水泥發泡。本發明採用第二種發泡工藝。本發明發泡劑可選用雙氧水、松香脂液、十二烷基苯磺酸納膠液、丙烯酸、環己基甲酸、苯甲酸、鎂金屬的正乳酸(鹽)。
3、耐水劑是由磷酸和磷酸鹽組成，其配比為1∶0.5(重量比)，磷酸鹽可以是磷酸納、磷酸鋁、磷酸鎂、磷酸鉀、磷酸鐵。耐水劑的作用是穩定鎂水泥的「5相」結構，使之生長發育穩定，同時在水化物中形成不溶於水的磷酸鎂(Mg2P2O7)，從本質上改善鎂水泥材料的耐水性。
4、親和劑是提高鎂水泥對苯粒的握固力。苯粒是有機材料，而鎂水泥是無機材料，這兩種材料的親和性較差。故本發明提供一種親和劑即同時具有親水羥基(-OH)和親油基(-R)的表面活性劑物質。親水基與無機材料結合，使鎂水泥表面產生憎水親油的效果。然後握固有機苯粒，如此大大的改善材料的複合功能。也改善了鎂水泥的耐水性。親和劑可選用甲基矽乳液、丁苯乳液、水溶性丙烯酸樹脂、甲基矽酸鈉、聚乙烯醇溶液。
本發明所選用的無機凝膠材料，鎂水泥的各種綜合性能除耐水性能較差外各項指標都較好。所以本發明的技術方案設計始終圍繞兼顧改善鎂水泥耐水性這一基本點來完成總體目標的實現。首先苯泡粒佔複合發泡材料的80％(體積比)，苯粒是有機材料，有機材料不但不吸水不含水而且憎水，這樣苯泡粒與鎂水泥複合後的結果使鎂水泥變成」迷宮」結構，大大增加了水對鎂水泥侵蝕的難度。其次粉煤灰、耐水劑、發泡劑、親和劑都具有改善鎂水泥耐水性的特點。這種層層設防綜合治理的結果使得複合發泡材料的耐水性能無庸置凝。更何況複合發泡材料在使用中是填充物並不直接與水接觸。
本發明具有如下特點第一、通過有機與無機材料複合發泡，在獲得非常好的保溫性能(導熱係數≤0.025W/m2k)的同時，也獲得較高的強度(＞2.3Mpa)，成功的解決了建築保溫材料的保溫性能與強度之間的矛盾。
第二、現場發泡現澆成型，即解決了保溫材料運輸、搬運過程中破損問題，又解決了施工作業面(保溫層)的完整性、密實性、多樣性、親和性等一系列「老大難」問題，提高了施工質量，降低了工程成本。
第三、可靈活的調整複合材料的發泡率和強度，使之滿足各類地區不同的建築設計要求，達到經濟技術指標最優化，獲得良好的性能價格比。調整手段可通過聚苯發泡率、鎂水泥發泡率、複合配比這三種途徑之一來完成。複合發泡材料的容重可調範圍為0.3～1.7(g/cm3)。此外由於鎂水泥是防火材料，可通過有機無機配合比達到各種級別防火要求。
第四、生產和施工過程由「一體化」便攜設備完成。這不僅節時省力，比傳統工效提高10～15倍，而且降低運輸材料體積50～60倍，大大縮減了工程成本造價，提高了綜合效益。
第五、節能節土，環保利廢。通過大量的使用粉煤灰、苯板包裝物等有機無機廢棄物，變廢為寶來替代粘土磚等建築材料，符合國家提倡的新型建材標準，市場潛力極大。
具體實施例方式
實施例1將可發性聚苯乙烯(φ＝1mm)採用蒸汽發泡法，製成平均粒徑4mm的苯泡粒(達到60倍)。
配方①水42ml ②磷酸1.8g③磷酸鈉0.8g④丙烯酸4ml⑤聚乙稀酸溶液8ml⑥氯化鎂40g⑦粉煤灰50g⑧氧化鎂80g⑨苯泡粒290cm3按編號順序向攪拌狀態下的容器中依次投料，投料結束後，繼續攪拌2分鐘，然後澆注7cm×7cm×7cm模具成型，當24小時後起模得(體積7×7×7＝343cm3容重＝0.572g/cm3)1號正方型試塊。
實施例2將可發性聚苯乙烯(φ＝0.8mm)採用蒸汽發泡法製成平均粒徑φ3.3mm的苯泡粒(發泡體積60倍)。
配方①水100ml②磷酸2.6g③磷酸鈉1.3④松香脂液3ml⑤甲基矽酸鈉2ml⑥滷粒鎂80g ⑦粉煤灰120g⑧氧化鎂(輕燒鎂)160g⑨苯泡粒830cm3按編號順序向攪拌狀態下的容器中依次投料，投料結束後，繼續攪拌2分鐘，然後澆注直徑φ200mm，高h＝30mm的圓模具成型。24小時後脫模得體積V＝942(cm)3，密度ρ＝0.4832g/cm3二號圓型試塊。
參數檢測(10天)
本發明的施工方法包含聚苯泡粒製取、原料選配、機械拌合和現場澆築等工藝步驟。
1.在施工現場指定地點用專用設備發泡，主要控制指標如下發泡溫度100度，原料粒徑0.8-1.0mm，發泡後粒徑3.34～4.0mm。
2.按試配的配合比，用專用便攜可移動攪拌機拌合。
根據要求通過試配獲得現場的配合比，要求容重，400kg/m3-600kg/m3；導熱係數，λ≤0.25W/m2K以下；強度≥1.5Mpa以上；拌合時間，2分鐘以上；綢度要求，塌落度40～60mm。
3.達到拌合時間後，即用便攜可移動攪拌機現場澆築。
①現場澆筑前，基底要清刷乾淨。製作坡度板，可為木板、塑料板、薄鋼板等。坡度板的坡度為設計坡度，坡度板數量可根據工程需要可多可少。
②備置刮平板，材料可用塑料板厚度5mm～8mm。並帶有板肋，長度大於澆築寬度即長度在0.7～1.1m範圍。
③每次澆築寬度0.6～1.0m，澆築寬度一側，設置坡度板。其作用是澆築物的擋板及按設計要求達到的屋面坡度。
④.隨澆築隨移動刮平板，刮平板在坡度板上移動。
⑤每隔6m～10m左右設置隔離條，即在坡度板澆築物一側貼放防水卷材或其它材料。澆筑後撤出坡度板，而隔離條為永久置放物在保溫層中，起分格作用。
⑥作業次序可從屋面一端開始向另一端單方向作業；也可從房屋兩端同時向屋面中間相向作業。
⑦現場澆筑後24小時可進行下道工序作業。
當該產品作為找坡及保溫同時使用時，基底不需作找平層。而上層表面也不需作找平層，現澆物刮平，即可作為防水層的基層。
權利要求
1.一種現澆聚苯鎂水泥複合發泡材料，其特徵在於分別通過可攜式電熱蒸氣聚苯發泡機製成聚苯有機發泡體和通過可攜式鎂水泥發泡機製成鎂水泥無機發泡體，然後混合攪拌聚苯有機發泡體和鎂水泥無機發泡體而成，其配方如下聚苯泡粒粒徑2-8mm，堆體積1000cm3，水60-130ml，耐水劑0.5-8g，發泡劑0.5-10ml，親和劑1-15ml氯化鎂80-120g氧化鎂150-250g粉煤灰100-200g。
2.根據權利要求1所述的現澆聚苯鎂水泥複合發泡材料，其特徵在於所用的粉煤灰應為酸性粉煤灰，含有35～50％SIO2，15～30％AL2O3，15％以下CaO，粉煤灰燒失量要求小於2.5％。
3.根據權利要求1或2所述的現澆聚苯鎂水泥複合發泡材料，其特徵在於當粉煤灰達不到要求時，可增加耐水劑來調整；或採用高嶺土，輕質火山灰、磨細水萃礦渣替代或混合使用。
4.根據權利要求1所述的現澆聚苯鎂水泥複合發泡材料，其特徵在於所用的發泡劑可選用雙氧水、松香脂液、十二烷基苯磺酸鈉溶液、丙烯酸、環己基甲酸、苯甲酸、鎂金屬的正乳酸(鹽)。
5.根據權利要求1所述的現澆聚苯鎂水泥複合發泡材料，其特徵在於所用耐水劑由磷酸和磷酸鹽配製而成，其配比為磷酸∶磷酸鹽＝1∶0.5(重量比)，磷酸鹽可用磷酸鈉、磷酸鋁、磷酸鎂、磷酸鉀、磷酸鐵。
6.根據權利要求1所述的現澆聚苯鎂水泥複合發泡材料，其特徵在於所用親和劑可選用甲基矽乳液、丁苯乳液、水溶性丙烯酸樹脂、甲基矽酸鈉，聚乙烯醇溶液。
7.一種使用權利要求1所述現澆聚苯鎂水泥複合發泡材料的施工方法，其特徵在於包含以下工藝步驟①聚苯泡粒製取，在專用可攜式電熱蒸氣聚苯發泡機中進行，發泡溫度100℃，原料粒徑0.5-2mm，發泡後粒徑2-8mm；②原料選配，按權利要求1所述配方；③機械拌合，將原料依次投入專用便攜可移動攪拌機中拌合，要求拌合時間＞2分鐘，綢度要求塌落度40-60mm；成型後複合材料容重400kg/m3-600kg/m3，導熱係數λ≤0.25w/m2k，強度≥1.5Mpa；④現場澆築，使用便攜可移動攪拌機現場澆築，澆筑前基底清刷乾淨，澆築寬度為0.6-1.0m，澆築寬度一側設置坡度板，隨澆築隨移動刮平板，刮平板在坡度板上移動，每隔6-10m設置隔離條，澆筑後撤出坡度板，隔離條永久置放，澆筑後24小時可進行下道工序作業。
8.根據權利要求7所述的現澆聚苯鎂水泥複合發泡材料的施工方法，其特徵在於現場澆築中所用坡度板可為木板、塑料板或薄鋼板，坡度板的坡度為設計坡度；所備刮平板可用塑料板厚度為5mm-8mm，帶有板肋，長度要求在0.7-1.1m.
9.根據權利要求7所述的現澆聚苯鎂水泥複合發泡材料的施工方法，其特徵在於現場澆築作業的次序可從屋面一端開始向另一端單方向作業或從房屋兩端同時向屋面中間相向作業。
全文摘要
一種現澆聚苯鎂水泥複合發泡材料及施工方法，屬於建築技術領域，通過可攜式電熱蒸氣聚苯發泡機製成苯有機發泡體和鎂水泥無機發泡體，混合一起攪拌而成，並進行現場澆築，其配方為聚苯泡粒粒徑2－8mm，堆體積1000cm
文檔編號C04B28/32GK1491919SQ02133070
公開日2004年4月28日 申請日期2002年9月29日 優先權日2002年9月29日
發明者陳星 , 陳 星 申請人:陳星 , 陳 星