[發明專利]一種功能梯度泡沫混凝土保溫材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201110422666.2
• 申請日: 2011-12-16
• 公開（公告）號: CN102561532A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 余紅發;王常清;麻海燕;王炳南
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: E04B1/76
• 分類號: E04B1/76;E04B1/94;C04B38/02
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 馮慧

技術領域

本發明涉及一種建筑工程技術領域中的高性能超輕泡沫水泥混凝土，尤其涉及一種功能梯度泡沫混凝土保溫材料及其制造方法。

背景技術

當前國內流行的建筑保溫材料聚苯乙烯泡沫板，由于屬于易燃產品，在施工和使用過程中連續多次地發生嚴重的火災事故，造成巨大的人員傷亡和財產損失，國家有關部門已經下令禁止使用聚苯乙烯、聚塑板、聚氨酯等有機易燃的泡沫保溫板。無機泡沫混凝土是一種防火性能優異的建筑節能保溫材料，成為目前最有希望替代聚苯乙烯泡沫等有機易燃保溫材料的比較理想選擇之一，其制造方法是采用普通硅酸鹽水泥或硫鋁酸鹽水泥為膠凝材料，雙氧水發泡劑或者松香膠與蛋白質等泡沫劑為氣孔結構的形成材料，并摻加礦物摻合料，加水均勻混合、經過養護制成氣孔雜亂分布的多孔材料，具有輕質、防火、保溫、隔熱等功能，如中國發明專利申請200910078347.7、201010140498.3和201010607495.6等，其干燥表觀密度為100~300kg/m³，抗壓強度0.06~0.8MPa，導熱系數0.045~0.08w/m?k，防火性能達到A1級，在建筑物外墻、地板和屋面的保溫工程中，顯示出較好的應用前景，但是，這種泡沫混凝土的氣孔孔隙率高達80%以上，孔壁厚度僅0.1~0.2mm，盡管具有比較理想的保溫效果，但是強度非常低，存在掉渣、酥松、容易破損、難以搬運、安裝不便、安裝之后拉拔力極低、表面裝飾困難等嚴重缺點，制約了其工程應用。雖然中國實用新型專利申請201020626702.8公開了一種無機發泡防火保溫板，由無機發泡板芯和微孔或無孔的無機材料密實層組成三層的層狀復合保溫材料，表面強度和彎曲破壞強度有了一定程度的提高，但是仍然存在層間界面明顯、內應力大、各層材料的熱膨脹系數不同以及沿著板芯平面方向容易發生剪切破壞的技術難題，用于建筑外墻保溫時難以粘貼瓷磚、石材等較重的外裝飾材料，僅能進行簡單的外裝飾，如粉刷涂料、刮膩子或者粉刷防水砂漿，因而實際推廣應用較少。因此，發明一種既具有輕質、防火、保溫、隔熱等功能，同時又具有較高強度的泡沫混凝土保溫材料，必將具有重要的工程應用價值。

發明內容

本發明為了解決現有的技術存在的泡沫混凝土的強度低、層間界面明顯、內應力大的問題，本發明提供了一種功能梯度泡沫混凝土保溫材料及其制備方法，是一種成本低廉、具有輕質、高強、保溫、隔熱、防火、體積穩定、節約能源、對環境無污染的功能梯度泡沫混凝土保溫材料。

本發明的技術方案為：一種功能梯度泡沫混凝土保溫材料，包括泡沫混凝土保溫內核，所述的保溫材料均勻分布有若干氣孔，泡沫混凝土保溫內核的表面包覆功能梯度層，所述的功能梯度泡沫混凝土保溫材料的氣孔孔徑是泡沫混凝土保溫內核的氣孔孔徑最大，然后由泡沫混凝土保溫內核的表面向外孔徑由大到小、孔隙率由高向低連續的梯度變化，所述的功能梯度層的厚度為0.1~20mm，氣孔孔隙率在1%~95%之間連續梯度的變化，氣孔孔徑在0.1~8mm之間連續梯度的變化；所述泡沫混凝土保溫內核的原料以質量份計為：100份無機膠凝材料、0.5份~12份發泡劑和0.01份~0.15份穩泡劑；所述功能梯度層的原料以質量份計是：100份快硬型無機膠凝材料、0.5份~12份發泡劑和0.01份~0.15份穩泡劑；所述發泡劑為物理泡沫劑或化學發泡劑。

以質量份計還包括：0~2份纖維增強材料、0?~5份防水劑和0~50份工業廢渣粉。

所述纖維增強材料為聚丙烯纖維、聚乙烯纖維、聚丙烯腈纖維、聚酰胺纖維、玻璃纖維、植物纖維、維綸纖維、聚酯纖維、玄武巖纖維、纖維布、纖維網格布中的任何一種或兩種以上的混合物；所述防水劑為硬脂酸鈣、硬脂酸鎂、硬脂酸鋅、有機硅防水劑、硅烷中的任何一種或兩種以上的混合物；所述工業廢渣粉為粉煤灰、硅灰、爐渣、礦渣、鋼渣、脫硫石膏中的任何一種或兩種以上的混合物。

所述無機膠凝材料為硅酸鹽水泥、砌筑水泥、硫鋁酸鹽水泥、鐵鋁酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥、氯氧鎂水泥、硫氧鎂水泥、建筑石膏、高強石膏、硬石膏水泥、石膏礦渣水泥或者磷酸鹽水泥的任何一種或兩種以上的混合物。

所述快硬型無機膠凝材料為快硬硅酸鹽水泥、快硬硫鋁酸鹽水泥、鐵鋁酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥、氯氧鎂水泥、硫氧鎂水泥、建筑石膏、高強石膏、硬石膏水泥或者磷酸鹽水泥的任何一種或兩種以上的混合物。

所述物理泡沫劑為松香泡沫劑、蛋白質泡沫劑、木質素磺酸鈣、十二烷基苯磺酸鈉中的任何一種或兩種以上的混合物；所述化學發泡劑為雙氧水、水楊酸、甲基丙烯酸、丙烯酸、丙酸、環己基甲酸、磷酸二氫銨、碳酸氫銨中的任何一種或兩種以上的混合物。