CN101434480A - 一种超轻型建筑材料及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种超轻型建筑材料，由干料、外掺料、发泡剂和水组成，其特征在于：所述干料由占干料总重量的10～15％水泥和85～90％半水石膏组成；所述外掺料由占干料总重量的1‰～3‰高效减水剂、2‰～4‰石膏缓凝剂、 0.5‰～1.0‰聚丙乙烯酰胺和1.0‰～1.5‰抗裂纤维组成；所述发泡剂为干料总重量的5～6％；所述干料与水的重量比为1∶0.6～1∶0.65。同时本发明还公开了该材料的制造方法。本发明具有拌合物和易性良好、易于加泡稳泡、成泡率高的特性。

Description

一种超轻型建筑材料及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种轻质建筑材料及其制造方法，尤其涉及一种超轻型建筑材料及其制造方法。
背景技术
目前，具有轻质、保温、隔热、隔音、耐火功能的建筑材料在建筑中得到了广泛应用。
轻质型材料通常是通过一定的加泡工艺，使其含有大量封闭的细小孔隙，从而形成一种多孔材料，因此具有良好的保温隔热性能，通常超轻型保温材料密度在200kg/m3以下，导热系数在0.06W/(m·k)以下。此类材料作为主要的保温材料复合于各类墙体材料中，从而达到建筑节能65％的要求。
现有市场是以有机类泡沫塑料为主要建筑保温材料，其密度均在100kg/m3以内，导热系数在0.05W/(m·k)以内，但由于其核心原材料石油价格的不断攀升，此类产品的价格也增长了近一倍；同时此类材料在与小孔径墙体材料复合时，由于切割、组装中损耗很大，因此，有机类泡沫塑料在复合型墙体材料中的应用均受到材料成本与工艺过程的限制。
传统无机型轻质材料，一方面密度大，通常均在300kg/m3以上，用料量大，成本较高；另一方面，料浆初凝时间长，加泡稳泡难，成泡率低，导热系数也较大，通常在0.10W/(m·k)以上。因此当以无机类材体制成超轻型保温材料时，由于凝结时间长、粘度低使得料浆中的微泡在表面张力的作用下易相互联通，形成较大泡，巨大的微泡量如不能被很好地稳泡，其联通速度很快，从而形成泡沫大小不一、相互贯通的情况，无法实现超轻质的目的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种以半水石膏为主要胶凝材料、水泥为引发剂的拌合物和易性良好、易于加泡稳泡、成泡率高的超轻型建筑材料。
本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种易于实施的超轻型建筑材料的制造方法。
为解决上述问题，本发明所述的一种超轻型建筑材料，由干料、外掺料、发泡剂和水组成，其特征在于：所述干料由占干料总重量的10～15％水泥和85～90％半水石膏组成；所述外掺料由占干料总重量的1‰～3‰高效减水剂、2‰～4‰石膏缓凝剂、0.5‰～1.0‰聚丙乙烯酰胺和1.0‰～1.5‰抗裂纤维组成；所述发泡剂为干料总重量的5～6％；所述干料与水的重量比为1：0.6～1：0.65。
所述水泥为强度等级42.5级或52.5级的普通硅酸盐水泥。
所述高效减水剂为萘系高效减水剂。
所述抗裂纤维为聚丙烯纤维和聚丙烯腈纤维中的任意一种。
所述发泡剂为动物胶类表面活性剂。
一种制造如上所述的超轻型建筑材料的方法，包括以下步骤：
(1)按照配比称量各组分；
(2)将水泥、石膏、高效减水剂、缓凝剂、酰胺、抗裂纤维依次倒入搅拌机中预拌，混合均匀；
(3)加水搅拌至拌合物均匀；
(4)发泡剂倒入发泡机中发泡，并将发出的泡沫直接加到搅拌机内搅拌；泡沫注入完毕再搅拌，然后测量容重、出料、浇注成型，经自然养护7天即可。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、由于本发明采用半水石膏为主要胶凝材料，而半水石膏是一种气硬性胶凝材料，凝结时间快，在很短的时间内，半水硫酸钙与水反应生成二水硫酸钙，并相互形成结构薄膜，因此能快速、有效地将气泡稳定在结构体中，从而达到高孔洞率，形成超轻质体。
2、由于本发明中的石膏缓凝剂采用的是一种硫酸钙激发剂，因此可以实现对拌和物的凝结时间进行有效、任意地调节，使其满足不同工艺需求。
3、由于本发明中的聚丙乙烯酰胺具有高效凝聚作用，可使拌和料产生较好的稠化作用，因此加泡稳泡效率提高，成泡率可达98％以上。同时，聚丙乙烯酰胺具有高分子量、中性充电和高效凝聚的特性，因此添加至拌和物中可使其保持较高的含水量，有效地降低了水分的蒸发速度，从而起到保水效果，使拌合物具有良好的和易性。
4、由于本发明中的抗裂纤维对裂缝具有阻裂作用，因此对材料体内部由于失水干燥等因素引起的局部应力集中而导致的裂纹有抑制作用，减少了材料体内部贯通裂纹，从而克服了由于外界水随贯通的裂纹通道扩散进入基体的高吸水率问题，改善了抗冻性。
5、由于本发明料浆和易性好、稳泡时间长(10min泡沫损失率小于5％)，使得其成型浇注阶段的料浆具有自流平、不泌水、气泡损失小以及浇注速度快等特点。
6、经试验，采用本发明制得的超轻型建筑材料具有较低的导热系数，与传统烧结砌块复合后，大幅度提高其热阻，使其达到建筑节能50％的建筑砌体的要求。
 
序号 试验项目 性能指标 试验数据
1 干密度，kg/m3 200 150～200
2 抗压强度，kPa ≥50 80～100
3 干燥收缩，mm/m ≤1.0 0.3～0.7
4 导热系数，W/(m·k) ≤0.10 0.08～0.10
5 200mm热阻，(m2·k)/W ≥0.2 0.2～0.25
具体实施方式
实施例1  ①原材料：水泥选用永登祁连山水泥有限公司生产的42.5级普通硅酸盐水泥，其性能指标符合GB175-1999《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》的规定；石膏选用白银市景泰金龙化工材料有限公司产品，其性能指标符合GB/T 9776-1988《建筑石膏》的规定；高效减水剂选用兰州建伟化工有限公司生产的萘系高效减水剂产品，其性能指标符合GB8076-1997《混凝土外加剂》；缓凝剂选用甘肃省建材科研院研制的石膏缓凝剂；聚丙乙烯酰胺选用北京安顺达装饰材料有限公司产品，其性能指标符合GB/T13940-1992《聚丙乙烯酰胺》的规定；发泡剂选用兰州海锋建材科技有限公司生产的动物胶类表面活性剂；抗裂纤维选用上海天策贸易有限公司生产的聚丙烯纤维，其性能指标符合JT/T525-2004《聚丙烯纤维和聚丙烯腈纤维》的规定。
②配制总量为100kg的超轻型建筑材料需水泥10kg、石膏90kg、高效减水剂0.1kg、缓凝剂为0.2kg、酰胺为80g、抗裂纤维为100g、发泡剂5kg。
③制备：(a)按照配比称量各组分；(b)将水泥、石膏、缓凝剂、减水剂、酰胺、抗裂纤维依次倒入搅拌机中预拌2～3min，混合均匀；(c)加61kg水搅拌3～4min至拌合物均匀；(d)发泡剂倒入发泡机中发泡，并将发出的泡沫直接加到搅拌机内，搅拌机以400～500r/min的转速搅拌；泡沫注入完毕，搅拌机以1200～1250r/min的转速搅拌30～50s后，测量容重为200～220kg/m3，然后出料、浇注成型，自然养护7天即可。
④试验依据：GB10294-10295-88《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法和热流计法》、JC/T 1062-2007《泡沫混凝土砌块》
实施例2  ①原材料、③制造、④试验依据同实施例1；其中水泥选用永登祁连山水泥有限公司生产的52.5级普通硅酸盐水泥，其性能指标符合GB175-1999《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》的规定；抗裂纤维选用上海天策贸易有限公司生产的聚丙烯腈纤维，其性能指标符合JT/T525-2004《聚丙烯纤维和聚丙烯腈纤维》的规定。
②配制总量为100kg的超轻型建筑材料需水泥15kg、石膏85kg、高效减水剂0.2、缓凝剂为0.3kg、酰胺为100g、抗裂纤维为120g、发泡剂5.5kg、水60kg。
实施例3  ①原材料、③制备、④试验依据同实施例1。
②配制总量为100kg的超轻型建筑材料需水泥10kg、石膏90kg、高效减水剂0.2、缓凝剂为0.3kg、酰胺为50g、抗裂纤维为150g、发泡剂5.5kg、水61kg。
实施例4  ①原材料、③制备、④试验依据同实施例1。
②配制总量为100kg的超轻型建筑材料需水泥15kg、石膏85kg、高效减水剂0.3、缓凝剂为0.2kg、酰胺为50g、抗裂纤维为100g、发泡剂6kg、水60kg。
实施例5  ①原材料、③制备、④试验依据同实施例1。
②配制总量为100kg的超轻型建筑材料需水泥12kg、石膏88kg、高效减水剂0.2、缓凝剂为0.3kg、酰胺为60g、抗裂纤维为150g、发泡剂5.5kg、水65kg。
实施例6  ①原材料、③制备、④试验依据同实施例1。
②配制总量为100kg的超轻型建筑材料需水泥14kg、石膏86kg、高效减水剂0.2、缓凝剂为0.2kg、酰胺为100g、抗裂纤维为120g、发泡剂6kg、水62kg。
实施例7   ①原材料、③制备、④试验依据同实施例1。
②配制总量为100kg的超轻型建筑材料需水泥15kg、石膏85kg、高效减水剂0.1、缓凝剂为0.2kg、酰胺为50g、抗裂纤维为100g、发泡剂5.5kg、水62kg。
实施例8  ①原材料、③制备、④试验依据同实施例1。
②配制总量为100kg的超轻型建筑材料需水泥10kg、石膏90kg、高效减水剂0.3、缓凝剂为0.4kg、酰胺为100g、抗裂纤维为140g、发泡剂6kg、水63kg。

Claims (6)

1、一种超轻型建筑材料，由干料、外掺料、发泡剂和水组成，其特征在于：所述干料由占干料总重量的10～15％水泥和85～90％半水石膏组成；所述外掺料由占干料总重量的1‰～3‰高效减水剂、2‰～4‰石膏缓凝剂、0.5‰～1.0‰聚丙乙烯酰胺和1.0‰～1.5‰抗裂纤维组成；所述发泡剂为干料总重量的5～6％；所述干料与水的重量比为1：0.6～1：0.65。
2、如权利要求1所述的一种超轻型建筑材料，其特征在于：所述水泥为强度等级42.5级或52.5级的普通硅酸盐水泥。
3、如权利要求1所述的一种超轻型建筑材料，其特征在于：所述高效减水剂为萘系高效减水剂。
4、如权利要求1所述的一种超轻型建筑材料，其特征在于：所述抗裂纤维为聚丙烯纤维和聚丙烯腈纤维中的任意一种。
5、如权利要求1所述的一种超轻型建筑材料，其特征在于：所述发泡剂为动物胶类表面活性剂。
6、一种制造如权利要求1所述的超轻型建筑材料的方法，包括以下步骤：
(1)按照配比称量各组分；
(2)将水泥、石膏、高效减水剂、缓凝剂、酰胺、抗裂纤维依次倒入搅拌机中预拌，混合均匀；
(3)加水搅拌至拌合物均匀；
(4)发泡剂倒入发泡机中发泡，并将发出的泡沫直接加到搅拌机内搅拌；泡沫注入完毕再搅拌，然后测量容重、出料、浇注成型，经自然养护7天即可。
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