CN103880376A - 一种轻质无机防火保温板材 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轻质无机防火保温板材，其组成原料的重量份为：由泡沫和胶凝材料为主料混合浇筑而成，泡沫和胶凝材料的混合质量比为9:(68-72)。本发明的轻质无机防火保温板材具有保温、隔热、防潮、防火、利用三废，减少环境污染的功能，且加工时不需要高温煅烧成型，起到了节能降耗的效果，同时不会产生环境污染。
Description
技术领域
本发明涉及一种新型的建筑材料，具体涉及一种轻质无机防火保温板材。
背景技术
按公安部消防局下发的有关规定，在建的住宅建筑须安装A级外墙保温层，否则无法通过验收。国家标准化管理委员会正式发布GB 8624-2012《建筑材料及制品燃烧性能分级》，2013年10月1日实施。该标准代替了原标准GB8624-2006《建筑材料及制品燃烧性能分级》。主要修改了燃烧性能等级的划分和分级判据；增加了特定用途制品的燃烧性能分级；修改了附加信息和燃烧性能等级标识等内容。该标准的颁布实施对提高建筑材料及制品在实际工程应用的防火安全、减少火灾隐患、规范企业生产和便于监督部门的监督管理将发挥重要作用。该标准的实施，进一步推动了具有A级防火性能的无机防火保温板材的应用。
市面上用的保温材料主要有以下几种：无机玻化微珠保温砂浆、珍珠岩保温板、聚苯板（EPS）、挤塑板（XPS）和发泡水泥板等。聚苯板和挤塑板均是以聚苯乙烯树脂等有机物为主要原材料通过不同的发泡工艺和挤压工艺制备的硬质泡沫材料，相对其它几种材料来说保温系数低，保温效果好；但由于XPS板的生产工艺的原因，热稳定性较差，其保温***外面的保护砂浆和涂料易开裂、易空鼓；另有机保温板材耐火性能差，达不到目前国家的住宅防火A级强制性标准，因此国内很多省份已经禁止使用有机类保温板材。珍珠岩保温板属于无机保温材料，其最主要优势在于阻燃性能好，可以达到A级防火标准；耐老化，可与建筑同寿命，但限制其使用的最主要因素在于其吸水率高，且相比有机材料（EPS、XPS等）其导热系数相对较高。市面上的发泡保温板一般气孔较大，不易控制，吸水率高，导致墙体空鼓和粉化。
研究新型的无机保温防火材料成为本行业的发展趋势。
发明内容
本发明公开了一种轻质无机防火保温板材。本发明的板材是一种节能、环保、轻质的气孔大量封闭保温防火板材，是利用三废的新型墙体建筑材料，其生产成本低。本发明轻质无机防火保温板材具有保温、隔热、防潮、防水、防火、利用三废，减少环境污染的优点；本发明制备的板材可用于各种需要保温、隔音的墙、板类的建筑构件上。
为实现上述目的本发明采用如下技术方案：
一种轻质无机防火保温板材，其特征在于：由泡沫和胶凝材料为主料，以聚羧酸减水剂、复合掺合料为辅料混合浇筑而成，
所述的泡沫和胶凝材料的混合质量比为9:(68-72)；
所述的聚羧酸减水剂和胶凝材料的混合质量比为（0.5-0.8）：100；
所述的复合掺合料和胶凝材料的混合质量比为（5-10）:100；
所述的泡沫由发泡剂的水溶液经物理发泡制成；
所述的发泡剂的水溶液由下列重量份的组分原料配制而得：
十六烷基三甲基氯化铵5-7、十二烷基硫酸钠0.8-1.2、辛烷基酚聚氧乙烯醚-102-4、水180-200；
所述的胶凝材料由下列重量份的组分原料混合配制而得：
P.O52.5普通硅酸盐水泥8-10、快硬硫铝酸盐水泥0.8-1.2、粉煤灰1-3、聚丙乙烯短切纤维0.06，
所述的复合掺合料的制备方法为：a.取下列重量份的原料：铁矿渣80-90、碳酸钙90-100、蛭石12-15、纳米碳1-2、氧化铈1-2、氧化锌2-3、樟脑精油2-3、三氧化钼2-3、硫酸钡30-34、柠檬酸三乙酯1-2、钛酸酯偶联剂TMC-TTS4-6、玉石粉1-2；
b、将铁矿渣、碳酸钙、蛭石在800-1000℃下煅烧4-5h，冷却至室温，取出后，加入3-4%的氢氧化钠溶液中研磨1-2小时，然后，加入10-15%的盐酸溶液，调节PH值为4-5，陈化10-12小时，再加氢氧化钠溶液调节研磨液pH为中性，过滤，烘干得到填料粉末；
c、将上述所得粉末与其它剩余成分混合，并以800-1000转/分的高速分散均匀，即得。
所述的轻质无机防火保温板材，其特征在于：由泡沫和胶凝材料为主料，以聚羧酸减水剂、复合掺合料为辅料混合浇筑而成，
所述的泡沫和胶凝材料的混合质量比为9:70；
所述的聚羧酸减水剂和胶凝材料的混合质量比为（0.5-0.7）：100；
所述的复合掺合料和胶凝材料的混合质量比为（5-8）:100；
所述的泡沫由发泡剂的水溶液经物理发泡制成；
所述的发泡剂的水溶液由下列重量份的组分原料配制而得：
十六烷基三甲基氯化铵6、十二烷基硫酸钠1、辛烷基酚聚氧乙烯醚-103、水190；
所述的胶凝材料由下列重量份的组分原料混合配制而得：
P.O52.5普通硅酸盐水泥9、快硬硫铝酸盐水泥0.9、粉煤灰2、聚丙乙烯短切纤维0.06，
所述的复合掺合料的制备方法为：a.取下列重量份的原料：铁矿渣85、碳酸钙96、蛭石13、纳米碳1、氧化铈1、氧化锌2、樟脑精油3、三氧化钼3、硫酸钡32、柠檬酸三乙酯1、钛酸酯偶联剂TMC-TTS5、玉石粉2；
b、将铁矿渣、碳酸钙、蛭石在900℃下煅烧4.5h，冷却至室温，取出后，加入3-4%的氢氧化钠溶液中研磨1-2小时，然后，加入10-15%的盐酸溶液，调节PH值为4-5，陈化10-12小时，再加氢氧化钠溶液调节研磨液pH为中性，过滤，烘干得到填料粉末；
c、将上述所得粉末与其它剩余成分混合，并以900转/分的高速分散均匀，即得。
制备方法：轻质无机防火保温板材的制备方法，包括以下步骤：
（1）发泡剂的水溶液的制备
按配方比例称量好各组分原料，将称量好的十六烷基三甲基氯化铵溶解于水中充分搅拌均匀，静置9-11min，然后用浓盐酸调节PH值至3-4,再静置9-11min后，加入辛烷基酚聚氧乙烯醚-10，继续搅拌8-10min后静置9-12min；最后加入十二烷基硫酸钠，搅拌10-12min便配制好发泡剂的水溶液，让其静置2-2.5h，待用；
（2）湿泡沫的制备
将静置好的发泡剂的水溶液倒入空压机，保持压力0.1-0.3Mpa，便可发出泡沫，发出的泡沫需要静置25-35min，至密度为35±5kg/m3，待用；
（3）泡沫料浆的制备
要求，在固定水和胶凝材料质量比为0.45-0.47:1情况下，加入聚羧酸型减水剂，复合掺合料，减水剂掺量为胶凝材料的0.5-0.8%，制备流动度为280mm的水泥净浆，然后按配方比例加入步骤（2）静置好的泡沫，充分搅拌制成均匀流态泡沫料浆，具体操作如下：
a、按照上述要求的配合比，将水加入搅拌锅中，加入减水剂和胶凝材料，然后以40-45r/min的速度慢速搅拌25-35s，将速度提高到80-90r/min时，加入复合掺合料，当掺合料全部加入后，保持相同的速度再搅拌10-20s，然后再以110-120r/min的速度快速搅拌50-60s，使浆体充分分散，得到水泥浆；
b、按配方比例把步骤（2）静置好的泡沫加入到已搅拌均匀的水泥浆中，加入的过程中，保持搅拌机转速为40-45r/min，直至泡沫加入完毕，此过程约维持28-30s；
c、待所有材料加完后，再慢速搅拌4-5min，即制成均匀流态泡沫料浆；
（4）板材成型
将步骤（3）制得的泡沫料浆浇筑到成型模具中成型，放置于水泥标准养护箱中养护，养护温度为18-22℃，养护相对湿度为90-95%，带模养护22-25h，然后脱模养护至试验龄期后，分别测试其表观密度，抗压强度，吸水率以及导热系数性能，即可。
步骤（3）所述的聚羧酸型减水剂为专利号为201010515271.2的方法制得的聚羧酸型减水剂。
步骤（4）所述的成型模具的规格为100mm×100mm×100mm或600mm×300mm×50mm。
本发明的优点：
（1）防火隔热，环保性能好：本产品是A级不然无机材料，其主要原材料为无机材料（水泥），不会燃烧，耐火极限3小时以上，且在高温情况下不会产生有毒气体；因产品闭孔率>95%，从而具有良好的隔热性能。
（2）抗压强度高、粘结力强，具有良好的相容性：采用本制备工艺制备的板材气泡孔径小而均匀，强度高，在密度为300kg/m3时，7天抗压强度为6kg/cm2；与墙体粘结强度高，板材干燥收缩值低，无空鼓开裂现象。
（3）密度低：板材密度控制在200-300㎏/m3之间，能有效减少建筑物的负重。
（4）隔音性能好：防火保温板的隔音性能是普通水泥的5-8倍，充分解决了居住空间的隔音问题。
（5）提高保温层的稳固性能和寿命：防火保温板隔热层具有高度的稳定性能和抗老化性能，有效的保证室内地面的平整不开裂，其寿命是苯板的5-10倍，是珍珠岩颗粒的5倍以上。
（6）防潮性能好：供暖时温水管周围不会出现结露现象，各层之间不会出现***。
（7）施工速度快：每班可施工1000-3000平方米，节约施工工期。
本发明制备的板材可用于各种需要保温、隔音、防火的墙、板类的建筑构件上。
具体实施方式
一种轻质无机防火保温板材，其组成原料的重量（kg）为：
由泡沫和胶凝材料为主料，以聚羧酸减水剂、复合掺合料为辅料混合浇筑而成，
其中，泡沫和胶凝材料的混合质量比为9:70；
聚羧酸减水剂和胶凝材料的混合质量比为0.6：100；
复合掺合料和胶凝材料的混合质量比为7:100；
发泡剂的水溶液由下列重量（kg）的组分原料配制而得：
十六烷基三甲基氯化铵6、十二烷基硫酸钠1、辛烷基酚聚氧乙烯醚-103、水190；
胶凝材料由下列重量(kg)的组分原料混合配制而得：
P.O52.5普通硅酸盐水泥9、快硬硫铝酸盐水泥0.9、粉煤灰2、聚丙乙烯短切纤维0.06，
复合掺合料的制备方法为：a.取下列重量(kg)的原料：铁矿渣85、碳酸钙96、蛭石13、纳米碳1、氧化铈1、氧化锌2、樟脑精油3、三氧化钼3、硫酸钡32、柠檬酸三乙酯1、钛酸酯偶联剂TMC-TTS5、玉石粉2；
b、将铁矿渣、碳酸钙、蛭石在900℃下煅烧4.5h，冷却至室温，取出后，加入3-4%的氢氧化钠溶液中研磨1-2小时，然后，加入10-15%的盐酸溶液，调节PH值为4-5，陈化10-12小时，再加氢氧化钠溶液调节研磨液pH为中性，过滤，烘干得到填料粉末；
c、将上述所得粉末与其它剩余成分混合，并以900转/分的高速分散均匀，即得。
轻质无机防火保温板材的制备方法，包括以下步骤：
（1）发泡剂的水溶液的制备
按配方比例称量好各组分原料，将称量好的十六烷基三甲基氯化铵溶解于水中充分搅拌均匀，静置10min，然后用浓盐酸调节PH值至3-4,再静置11min后，加入辛烷基酚聚氧乙烯醚-10，继续搅拌8-10min后静置11min；最后加入十二烷基硫酸钠，搅拌11min便配制好发泡剂的水溶液，让其静置2.5h，待用；
（2）湿泡沫的制备
将静置好的发泡剂的水溶液倒入空压机，保持压力0.2Mpa，便可发出泡沫，发出的泡沫需要静置30-35min，至密度为35±5kg/m3，待用；
（3）浆料的搅拌
要求，在固定水和胶凝材料质量比为0.46:1情况下，加入聚羧酸型减水剂，减水剂掺量为胶凝材料的0.5-0.8%，制备流动度为280mm的水泥净浆，然后按配方比例加入步骤（2）静置好的泡沫，充分搅拌制成均匀流态泡沫料浆，具体操作如下：
a、按照上述要求的配合比，将水加入搅拌锅中，加入减水剂和胶凝材料，然后以43r/min的速度慢速搅拌28s，将速度提高到50r/min时，加入复合掺合料，当掺合料全部加入后，保持相同的速度再搅拌15s,然后再以115r/min的速度快速搅拌55s，使浆体充分分散，得到水泥浆；
b、按配方比例把步骤（2）静置好的泡沫加入到已搅拌均匀的水泥浆中，加入的过程中，保持搅拌机转速为44r/min，直至泡沫加入完毕，此过程约维持29s；
c、待所有材料加完后，再慢速搅拌4-5min，即制成均匀流态泡沫料浆；
（4）板材成型
将步骤（3）制得的泡沫料浆浇筑到规格为100mm×100mm×100mm或600mm×300mm×50mm成型模具中成型，放置于水泥标准养护箱中养护，养护温度为20℃，养护相对湿度为90-95%，带模养护24h，然后脱模养护至试验龄期后，分别测试其表观密度，抗压强度，吸水率以及导热系数性能，即可。
步骤（3）所述的聚羧酸型减水剂为专利号为201010515271.2的方法制得的聚羧酸型减水剂。
本发明方法制备的轻质无机防火保温板材的性能检测如下表1：
表1 轻质无机防火保温板材全项性能测试结果
| 序号 | 检验项目 | 检验结果 |
| 1 | 干密度，kg/m3 | 280 |
| 2 | 导热系数（25℃），W/(m·K) | 0.06 |
| 3 | 抗压强度，MPa | 0.6 |
| 4 | 抗拉强度，MPa | 0.15 |
| 5 | 吸水率，% | 6 |
| 6 | 干燥收缩值，mm/m | 0.60 |
| 7 | 软化系数 | 0.85 |
| 8 | 碳化系数 | 0.95 |
| 9 | 燃烧性能 | A1 |
从表中可以得出本板材的密度小，导热系数小，抗压强度大，抗拉强度大，吸水率低，因此本发明的板材具有轻质、保温、抗压、抗拉性能好，且具有防潮、防水、防火的特点。
Claims (2)
1.一种轻质无机防火保温板材，其特征在于：由泡沫和胶凝材料为主料，以聚羧酸减水剂、复合掺合料为辅料混合浇筑而成，
所述的泡沫和胶凝材料的混合质量比为9:(68-72)；
所述的聚羧酸减水剂和胶凝材料的混合质量比为（0.5-0.8）：100；
所述的复合掺合料和胶凝材料的混合质量比为（5-10）:100；
所述的泡沫由发泡剂的水溶液经物理发泡制成；
所述的发泡剂的水溶液由下列重量份的组分原料配制而得：
十六烷基三甲基氯化铵5-7、十二烷基硫酸钠0.8-1.2、辛烷基酚聚氧乙烯醚-10 2-4、水180-200；
所述的胶凝材料由下列重量份的组分原料混合配制而得：
P.O52.5普通硅酸盐水泥 8-10、快硬硫铝酸盐水泥 0.8-1.2、粉煤灰 1-3、聚丙乙烯短切纤维 0.06，
所述的复合掺合料的制备方法为：a.取下列重量份的原料：铁矿渣80-90、碳酸钙90-100、蛭石12-15、纳米碳1-2、氧化铈1-2、氧化锌2-3、樟脑精油2-3、三氧化钼2-3、硫酸钡30-34、柠檬酸三乙酯1-2、钛酸酯偶联剂TMC-TTS 4-6、玉石粉1-2；
b、将铁矿渣、碳酸钙、蛭石在800-1000℃下煅烧4-5h，冷却至室温，取出后，加入3-4%的氢氧化钠溶液中研磨1-2小时，然后，加入10-15%的盐酸溶液，调节PH值为4-5，陈化10-12小时，再加氢氧化钠溶液调节研磨液pH为中性，过滤，烘干得到填料粉末；
c、将上述所得粉末与其它剩余成分混合，并以800-1000转/分的高速分散均匀，即得。
2.根据权利要求1所述的轻质无机防火保温板材，其特征在于：由泡沫和胶凝材料为主料，以聚羧酸减水剂、复合掺合料为辅料混合浇筑而成，
所述的泡沫和胶凝材料的混合质量比为9:70；
所述的聚羧酸减水剂和胶凝材料的混合质量比为（0.5-0.7）：100；
所述的复合掺合料和胶凝材料的混合质量比为（5-8）:100；
所述的泡沫由发泡剂的水溶液经物理发泡制成；
所述的发泡剂的水溶液由下列重量份的组分原料配制而得：
十六烷基三甲基氯化铵6、十二烷基硫酸钠1、辛烷基酚聚氧乙烯醚-10 3、水190；
所述的胶凝材料由下列重量份的组分原料混合配制而得：
P.O52.5普通硅酸盐水泥 9、快硬硫铝酸盐水泥 0.9、粉煤灰2、聚丙乙烯短切纤维 0.06，
所述的复合掺合料的制备方法为：a.取下列重量份的原料：铁矿渣85、碳酸钙96、蛭石13、纳米碳1、氧化铈1、氧化锌2、樟脑精油3、三氧化钼3、硫酸钡32、柠檬酸三乙酯1、钛酸酯偶联剂TMC-TTS 5、玉石粉2；
b、将铁矿渣、碳酸钙、蛭石在900℃下煅烧4.5h，冷却至室温，取出后，加入3-4%的氢氧化钠溶液中研磨1-2小时，然后，加入10-15%的盐酸溶液，调节PH值为4-5，陈化10-12小时，再加氢氧化钠溶液调节研磨液pH为中性，过滤，烘干得到填料粉末；
c、将上述所得粉末与其它剩余成分混合，并以900转/分的高速分散均匀，即得。
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |