专利名称：轻质保温墙体材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及建筑墙体材料。
目前，国内房屋建筑的墙体基本是使用粘土实心砖砌筑的，不但毁坏了大量农田，而且生产能耗和建筑采暖能耗较大。因此，大力发展节能、节地、利废、隔热的新型墙体材料，加快墙体材料革新，推进建筑节能工作是一件刻不容缓的大事。近几年来经墙体材料革新和建筑节能的实践，开发出一些新型墙体，其中有粘土空心砖墙体、各种混凝土空心砌块墙体，加气混凝土墙体，以砖与岩棉复合或砖与聚苯乙烯板复合的复合墙体。粘土空心砖墙体的容重和保温性能优于粘土实心砖，其生产能耗也较低，但仍要毁田烧砖，而且用49cm厚的空心砖墙体还不能满足采暖期度日数在4500以上地区的建筑节能要求。各种混凝土空心砌块墙体，具有材料来源广，工艺简单，施工方便等优点，但采暖期度日数在4500以上地区，采用50cm单一混凝土空心砌块墙体难以满足节能要求。加气混凝土墙体具有容重低，可加工性和保温性好等优点，适用于从南到北的广大地区，但对采暖期度日数在4500以上的严寒地区，要注意受冻破坏，并且外装饰不好处理，工序也较复杂。复合墙体保温性能好，可达到节能要求，但有的复合墙体仍然要采用粘土砖，同时构造不好处理，抗震性能差。
本发明的目的在于提供一种导热系数低，有足够强度、耐久性、可加工性和抹灰粘附力的墙体材料，其性能满足格构建筑体系或其他建筑体系非承重墙体的要求。
为了达到上述目的，本发明的技术解决方案是按如下方式实现的。本发明的轻质保温墙体材料以水泥膨胀珍珠岩混凝土为主体，内、外表面复合一层发泡聚苯乙烯混凝土包复层，或者以膨胀珍珠岩与发泡聚苯乙烯碎粒混合物作为骨料配制成膨胀珍珠岩发泡聚苯乙烯混凝土。
膨胀珍珠岩混凝土由膨胀珍珠岩及水泥组成，二者重量百分比为膨胀珍珠岩56～59，水泥41～44，再加入水泥重量220～250%的水、水重量0.5%保水剂、水泥重量0.02%引气剂和水泥重量2%促凝剂。
发泡聚苯乙烯混凝土以发泡聚苯乙烯碎粒为骨料，加入水泥和粉煤灰而成，各成分的重量百分比为发泡聚苯乙烯骨料5.5～5.7，水泥67～68，粉煤灰26～27，再加入水泥与粉煤灰总重量57%的水，水泥重量0.25%减水剂，水泥重量0.02%引气剂及水泥重量2%促凝剂。
本发明的膨胀珍珠岩、发泡聚苯乙烯混凝土以膨胀珍珠岩与发泡聚苯乙烯碎粒混合物作为骨料，加入水泥和粉煤灰而成，各成分的重量百分比为膨胀珍珠岩34～35%，发泡聚苯乙烯1.6～2.0，水泥46～47%，粉煤灰16～17，再加入水泥与粉煤灰总重量170～200%水、水重量0.5%保水剂、水泥重0.02%引气剂及水泥重2%促凝剂。
膨胀珍珠岩及其混凝土具有保温性能高，来源广及成本低等特点，但是吸水率高、抗冻性差，与抹灰砂浆的粘附力差，所以，一直未能成为墙体的主体材料。发泡聚苯乙烯混凝土吸水率低，抗冻性高，有足够的韧性及抹灰砂浆的粘附力。本发明的技术解决方案是基于上两种材料的不同特点以膨胀珍珠岩混凝土为墙体材料主体，其两面包复发泡聚苯乙烯混凝土而成。本复合墙体材料既具有较低的导热系数，还具有较好的保温性能，又改善了墙体材料的吸水性，抗冻性，以及与抹灰砂浆的粘附力，还可减少墙体构件在运输和安装过程中的破损率。
膨胀珍珠岩混凝土吸水率高达110～130%，折算成体积吸水率为38～46%，但其具有保温性能高，来源广，成本低等特点，广泛用于工业热工装置的绝热和建筑屋面的保温，在这种场合因有防水层，对抗冻性不做要求。但是作为墙体材料必须满足保温性能和抗冻性能的要求。
按本发明提出的配合比，通过强制式搅拌机搅拌后，达到一定强度时，则具有良好的抗冻性，冻融循环可达25次。再与发泡聚苯乙烯混凝土复合之后抗冻性将进一步提高，可达25次以上，吸水率降至42%，折算成体积吸水率为22%，如考虑墙体表面防水砂浆的防水作用，吸水率还将下降。
本发明复合后的墙体材料，两种混凝土界面之间，以及发泡聚苯乙烯混凝土包复层与抹灰砂等之间均具有相当高的粘结强度，经25次的冻融循环仍保持完好的整体性。
本发明的膨胀珍珠岩发泡聚苯乙烯混凝土是用发泡聚苯乙烯骨料取代部分膨胀珍珠岩，以膨胀珍珠岩与发泡聚苯乙烯碎粒混合物作为骨料，再加上合理配比的水泥、粉煤灰、保水剂、引气剂、促凝剂及水而改善膨胀珍珠岩混凝土的吸水性，抗冻性，脆性和与砂浆的粘附力。
本材料重量吸水率为84%以下，折算成体积吸水率为38%以下，抗冻循环达25次，其他性能与复合墙体材料基本相同，而且生产简便。
本发明的墙体材料具有以下优点1、具有优良的保温性能及抗冻性能。以38cm厚的墙体(包括墙体中保温性能差的承重钢筋混凝土构件在内)为例，平均热阻达2.181m2·k/w，相当于1m厚粘土砖墙体热阻(1.44m2·k/w)的1.7倍，并且抗冻标号达25次。因此本发明墙体材料可降低采暖耗能，适合严寒地区和气温高的亚热带地区应用。本发明的墙体材料性能及墙体在不同厚度下的传热系数及热阻如表1、表2所示。
各种墙体材料的性能表表1
※在厚34～38cm墙体，两面抹灰的条件下达到的指标。
本发明墙体的传热系数及热阻表2
<p>2、本发明所用的原料，除水泥外，主要是来源广成本低的膨胀珍珠岩、工业废弃物的发泡聚苯乙烯、工业废渣粉煤灰及少量填加剂，来源容易，价格低廉，因而大大降低建筑物造价。
3、本墙体材料与抹灰砂浆有良好的粘附力，可以在墙体表面直接辅设装修层，而且墙体材料有足够的韧性，便于运输和安装。
4、用本发明的墙体材料可制成具有特殊结构的墙体构件，如将墙体做成前后有两个外露面，上下左右表面有沿中心轴开口的半圆或半椭圆沟槽的长方立面体，在现场砌筑墙体后，其内部则形成有水平和垂直组成的相互连通的孔道，在墙上面向开口的孔道内灌注流态混凝土，也可连通楼板一起浇注，自然构成一个格构式的建筑物整体。因此，其整体性好，且为超静定空间结构，不但抗震稳定性强，承载力高，完全适应大城市抗震设防的要求，而且施工容易，可以作到墙体构件由工厂予制，施工现场灌注，速度快，质量好。
图1为应用实施例墙体构件立体视图;
图2为图1的俯视图;
图3为图1的正面视图;
图4为图1的左视图;
图5为墙体构件组装图。
结合实施例进一步说明本发明的技术解决方案。
1、膨胀珍珠岩混凝土与发泡聚苯乙烯混凝土复合墙体实施例，按工序说明如下一、制备膨胀珍珠岩混凝土拌合物(制备2块380×450×700mm墙体构件)1、称取膨胀珍珠岩37kg(容重100～120kg/m3)、水泥(425＃)28kg，加入67kg水、335g复合羧甲基纤维素、5.6g松香皂、560g氯化钙。
2、将膨胀珍珠岩及水泥倒入强制式搅拌机中，干拌10秒钟，随后加入用水量(应扣除用于调制添加剂的水量)及各种添加剂，再搅拌2～3分钟，当发现拌合物由松散状转变为粘稠状伴有小泡出现，停止搅拌，拌合物稠度控制在2～4cm(用砂浆稠度仪测定)。
二、制备发泡聚苯乙烯混凝土拌合物1、将工业废弃物的发泡聚苯乙烯用粉碎机破碎，粒度控制在8mm以下。
2、称取发泡聚苯乙烯碎粒1.02kg(容重15～22kg/m3)、水泥12kg、粉煤灰4.8kg、9.6kg水、30g木质素磺酸钙、2.4g松香热聚物及240g水玻璃。
3、搅拌工序同上。
三、成型成型墙体构件时，先在模型底面浇灌一层厚2～3cm的发泡聚苯乙烯混凝土拌合物，经微振动或拍实。然后浇灌膨胀珍珠岩混凝土拌合物拍实，最后再浇灌发泡聚苯乙烯混凝土拌合物2～3cm厚，拍平。
四、拆模与养护成型后墙体构件经翻转脱膜或脱去侧模，用托板送至养护架上自然养护。脱侧模的时间在15～20℃温度下为4～6小时，在养护架上养护24～48小时，然后在成品堆上继续养护28天后出厂。
2、膨胀珍珠岩，发泡聚苯乙烯混凝土混合墙体材料实施例先将发泡聚苯乙烯破碎至粒度小于8mm，然后称取膨胀珍珠岩30kg，发泡聚苯乙烯碎粒1.5kg，水泥40kg，粉煤灰14kg，加入水100kg，500g羧甲基纤维素，8g松香皂及800g氯化钙，按实施例1的方法拌合，成型，脱膜与养护。
3、应用实施例采用实施例1或2的材料做成附图1、2、3、4所示的墙体构件，在现场砌筑墙体后，其内部则形成有水平和垂直组成的相互连通的孔道，在墙上面向开口的孔道内灌注流态混凝土，也可连通楼板一起浇注，自然构成一个格构式的建筑物整体。
此种构件性能容重400～500kg/m3，抗压强度0.4～1.0MPa，导热系数0.085～0.12W/m·k，抗冻D25。构件的尺寸根据建筑物楼层的多少，承压大小和用户要求采用不同种型式，不同尺寸的构件决定了格构体系网格的疏密。一般构件厚度为360～380mm，宽度为400～600mm，高度为700～2800mm(高度2800mm的构件中间要有孔道)。为了便于构件的制造，也可以将构件先制成一半，再粘接成一个构件整体。内外墙交接处，门、窗洞口两侧及上下侧均有封闭端型构件，此端型构件也可由整体构件切割而成。构件的半园和半椭园尺寸为φ140～φ200mm。
采用本发明的墙体构件的建筑方法是将此构件在现场按设计图纸进行砌筑组装，墙体内部所形成的由上下左右相互连通的孔道，然后在墙的上端向孔道灌注流态混凝土并与楼板一起浇注，这样从下而上逐层施工，最后形成一个格构体系整体建筑物。此体系的承重结构为全部孔道所形成的混凝土空间格构体系。该体系中横梁(水平孔道)按构造要求配置钢筋，以保证立柱(竖向孔道)的平面稳定性。门、窗洞口上侧水平孔道，亦配置钢筋形成过梁。立柱按强度条件配置钢筋。墙体相交节点处配置连接构造钢筋，以保证节点连接的整体性。
权利要求
1.一种轻质保温墙体材料，其原料以膨胀珍珠岩为主，发泡聚苯乙烯碎粒为辅，用水泥做胶结材料，其特征在于以水泥膨胀珍珠岩混凝土为主体，内、外表面复合一层发泡聚苯乙烯混凝土包复层，或者以膨胀珍珠岩与发泡聚苯乙烯碎粒混合物作为骨料配制成膨胀珍珠岩发泡聚苯乙烯混凝土。
2.如权利要求1所述的轻质保温墙体材料，其特征在于膨胀珍珠岩混凝土由膨胀珍珠岩及水泥组成，二者重量百分比为膨胀珍珠岩56～59，水泥41～44，再加入水泥重量220～250%的水，水重量0.5%保水剂，水泥重量0.02%引气剂和水泥重量2%促凝剂。
3.如权利要求1所述的轻质保温墙体材料，其特征在于发泡聚苯乙烯混凝土以发泡聚苯乙烯颗粒为骨料，加入水泥和粉煤灰而成，各成分的重量百分比为发泡聚苯乙烯骨料5.5～5.7，水泥67～68，粉煤灰26～27，再加入水泥与粉煤灰总重量57%的水，水泥重量0.25%减水剂，水泥重量0.02%引气剂及水泥重量2%促凝剂。
4.如权利要求1所述的膨胀珍珠岩发泡聚苯乙烯混凝土材料，其特征在于以膨胀珍珠岩与发泡聚苯乙烯碎粒混合物作为骨料，加入水泥和粉煤灰及填加剂而成，各成分的重量百分比为膨胀珍珠岩34～35，发泡聚苯乙烯1.6～2.0，水泥46～47，粉煤灰16～17，再加入水泥与粉煤灰总重量170～200%水、水重量0.5%保水剂、水泥重0.02%引气剂及水泥重2%促凝剂。
全文摘要
一种轻质保温墙体材料，以水泥膨胀珍珠岩混凝土为主体，内外表面复合一层发泡聚苯乙烯混凝土包覆层或将膨胀珍珠岩及发泡聚苯乙烯混凝土等混合而成。用本材料可以制成特殊结构的墙体构件，在现场砌筑墙体后其内部则形成有水平和垂直组成的相互连通的孔道，在墙上面向开口的孔道内灌注流态混凝土，也可连通楼板一起浇注，自然构成一个格构式的建筑物整体。本墙体材料具有节能、抗震、体轻和不用红砖以及建设速度快等特点，应用范围广，尤其对南热北寒的气候更为适用。
文档编号C04B18/06GK1079213SQ9310595
公开日1993年12月8日 申请日期1993年5月15日 优先权日1993年5月15日
发明者王世芳, 葛勇, 张宝生, 于纪寿 申请人:李铁滨, 韩守德, 王世芳, 杜汉民, 张景文