一种快速浇注成型竹炭水泥基复合调湿材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于建筑材料技术领域，涉及一种调湿材料及其制备方法，尤其是涉及一 种快速浇注成型竹炭水泥基复合调湿材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 在日常生活中，室内空气湿度除了影响人们的身心健康、各种物品的保存，同时在 很大程度上还影响着室内的采暖和空调的能耗大小。尤其对湿热地区人居环境而言，湿度 控制调节与温度控制调节同等重要。目前，普遍采用的控制湿度方法是主动式调节法，即主 要通过压缩式制冷空调进行除湿调节。但压缩式制冷空调往往会消耗大量电能，污染环境， 并破坏生态，从而引发"建筑室内综合症"等问题，因此，压缩式制冷空调不符合建筑节能和 可持续发展战略。
[0003] 针对上述问题，利用调湿材料自身性质来达到调节湿度的目的现已吸引越来越多 的关注。这是因为利用可再生材料的吸放湿特性来控制调节湿度，无需消耗任何人工能源 或机械设备，该类材料主要是依靠自身吸放空气湿度的性能，能够感应所调空间内空气温 度和湿度的变化，从而达到自动调节室内空气相对湿度的效果。由此可见，自动调节空气相 对湿度是一种生态控制调节方法，因此，开发应用具有良好自动调节空气湿度能力的调湿 材料，对节约能源、改善环境舒适性、促进生态环境可持续发展等具有重要的现实意义。
[0004] 目前，根据不同的调湿基材与制备方法，可将调湿材料分为天然调湿材料与人工 调湿材料两种类型。其中，竹炭是理想的天然调湿材料。竹炭是竹材在高温和缺氧（或限制 性地通入氧气）条件下，受热分解而得到一种具有较高孔隙度的多孔性材料。竹炭，具有比 表面积大、孔隙分布特征丰富等特点，其调湿特性主要是靠自身内部特殊微细孔结构对水 分的吸附及解吸作用，来直接调节室内空间的湿度变化。竹炭，不但具有良好的调湿效果， 同时还具有高吸附性，能起到除臭、杀菌的功能。因此，以竹炭为调湿基材研发一种高效调 湿材料，不仅生产工艺简单，而且材料的调湿容量大，调湿响应快，同时兼具竹炭的除臭杀 菌的功能。
[0005] 申请号为201310207770. 9的中国发明专利公布了一种调湿净化材料及其制备方 法，由以下重量含量的成分组成原料：40?60%的竹炭颗粒、15?45%的硅藻土以及15? 45%的海泡石颗粒；依次进行以下步骤：1)将原料放入混料机中混料，然后加入作为常温 粘结剂的钠水玻璃混料；2)所得的混合料通过造粒机得到直径为3?20_的颗粒，然后室 温下自然干燥；3)将所得的干燥后颗粒先于600?900°C下烧结1?3h，然后放入氯化钙 饱和溶液中浸泡10?20h，最后于80?100°C下干燥3?4h，得调湿净化材料。该发明中 制备的调湿净化材料需耗时15h以上，制备时间较长，而且通过造粒机得到的调湿材料均 为颗粒状，适用范围有限。
[0006] 申请号为201210098511. 2的中国发明专利公布了一种环保型室内空气调湿材 料，其组成成分及重量百分比为：电石气5?10 %、硅藻土 40?60 %、竹炭10?20 %、铌酸 锂1?5%;该室内空气调湿材料的制备方法为：取优质硅藻土（Si(V#量大于90%)、电石 气、竹炭、铌酸锂进行充分混合；然后放入粉碎机中，进行粉碎，精细研磨；最后，放入搅拌 池中加入工业纯水，进行均匀搅拌，直至成浆状即可。该发明专利成本较低、生产工艺简单、 属于一种物美价廉的室内内墙装饰用材料，但是由于掺加10?20%竹炭，该浆状调湿材料 呈现出黑色，作为室内内墙装饰用材料是一大弊端。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种便于快速浇筑 成型，能够高效快速调节环境湿度的竹炭水泥基复合调湿材料及其制备方法。
[0008] 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0009] 一种快速浇注成型竹炭水泥基复合调湿材料，该调湿材料包括以下组分及重量份 含量：竹炭5?50份、水泥70?150份、粉煤灰0?15份、石英砂0?10份、外加剂0? 15份及水20?50份。
[0010] 所述的调湿材料的组分及重量份含量优选为：竹炭15?40份、水泥70?120份、 粉煤灰〇?10份、石英砂〇?5份、外加剂3?12份及水25?40份。
[0011] 所述的竹炭是将竹子在900°C条件下隔绝氧气炭化制备而成的竹炭，该竹炭的平 均孔径为4. 5?8. 6nm，比表面积>300m2/g〇
[0012] 所述的竹炭孔径发达，自身具有优越的调湿性能，竹炭颗粒能够在水泥浆体中分 散均匀，有助于水分子在复合材料内部迀移扩散，提高材料的调湿性能。
[0013] 所述的水泥为硫铝酸盐水泥或铁铝硫盐水泥，所述的硫铝酸盐水泥包括低碱度硫 铝酸盐水泥、高强硫铝酸盐水泥或快硬硫铝酸盐水泥中的一种或多种，所述的铁铝硫盐水 泥包括快硬铁铝酸盐水泥或高强铁铝酸盐水泥中的一种或两种。
[0014] 所述的水泥优选快硬硫铝酸盐水泥，该快硬硫铝酸盐水泥的强度多42. 5强度 等级，初凝时间<30min，以此实现竹炭水泥基复合调湿材料快速饶筑成型，在养护40? 120min后拆模完好。
[0015] 所述的粉煤灰为I级粉煤灰、II级粉煤灰或III级粉煤灰中的一种。
[0016] 所述的粉煤灰优选II级粉煤灰或III级粉煤灰中的一种，并且所述的粉煤灰优选比 表面积多3000m2/g的粉煤灰。
[0017] 所述的粉煤灰作为掺合料，具有良好的活性，能够有效调节竹炭水泥基浆体的凝 结时间，同时部分取代水泥降低生产成本。
[0018] 所述的石英砂包括普通黄砂或河砂中的一种，所述的石英砂应经过水洗、烘干等 工艺处理，而且所述的石英砂的粒径与颗粒级配为40?100目。
[0019] 所述的外加剂包括萘磺酸甲醛缩合物减水剂、木质素磺酸钙减水剂、木质素磺酸 钠减水剂、氨基磺酸盐减水剂或聚羧酸减水剂中的一种或多种。
[0020] 所述的外加剂优选聚羧酸减水剂，聚羧酸减水剂高效调节竹炭水泥基浆体的流动 度，实现浆体浇筑成型。
[0021] 所述的水可直接采用自来水。
[0022] -种快速浇注成型竹炭水泥基复合调湿材料的制备方法，该方法具体包括以下步 骤：
[0023] (1)按照以下组分及重量份备料：
[0024]
【主权项】
1. 一种快速浇注成型竹炭水泥基复合调湿材料，其特征在于，该调湿材料包括以下组 分及重量份含量：竹炭5?50份、水泥70?150份、粉煤灰0?15份、石英砂0?10份、 外加剂〇?15份及水20?50份。
2. 根据权利要求1所述的一种快速浇注成型竹炭水泥基复合调湿材料，其特征在于， 所述的调湿材料的组分及重量份含量优选为：竹炭15?40份、水泥70?120份、粉煤灰 0?10份、石英砂0?5份、外加剂3?12份及水25?40份。
3. 根据权利要求1所述的一种快速浇注成型竹炭水泥基复合调湿材料，其特征在于， 所述的竹炭是将竹子在900°C条件下隔绝氧气炭化制备而成的竹炭，该竹炭的平均孔径为 4. 5 ?8. 6nm，比表面积 >300m2/g。
4. 根据权利要求1所述的一种快速浇注成型竹炭水泥基复合调湿材料，其特征在于， 所述的水泥为硫铝酸盐水泥或铁铝硫盐水泥，所述的硫铝酸盐水泥为低碱度硫铝酸盐水 泥、高强硫铝酸盐水泥或快硬硫铝酸盐水泥中的一种或多种，所述的铁铝硫盐水泥为快硬 铁铝酸盐水泥或高强铁铝酸盐水泥中的一种或两种。
5. 根据权利要求4所述的一种快速浇注成型竹炭水泥基复合调湿材料，其特征在于， 所述的水泥优选快硬硫铝酸盐水泥，该快硬硫铝酸盐水泥的强度多42. 5强度等级，初凝时 间 <30min。
6. 根据权利要求1所述的一种快速浇注成型竹炭水泥基复合调湿材料，其特征在于， 所述的粉煤灰为I级粉煤灰、II级粉煤灰或III级粉煤灰中的一种，所述的石英砂为普通黄 砂或河砂中的一种，所述的外加剂包括萘磺酸甲醛缩合物减水剂、木质素磺酸钙减水剂、木 质素磺酸钠减水剂、氨基磺酸盐减水剂或聚羧酸减水剂中的一种或多种。
7. 根据权利要求6所述的一种快速浇注成型竹炭水泥基复合调湿材料，其特征在于， 所述的粉煤灰优选II级粉煤灰或III级粉煤灰中的一种，并且所述的粉煤灰优选比表面积 多3000m2/g的粉煤灰。
8. 根据权利要求6所述的一种快速浇注成型竹炭水泥基复合调湿材料，其特征在于， 所述的外加剂优选聚羧酸减水剂。
9. 一种如权利要求1所述的快速浇注成型竹炭水泥基复合调湿材料的制备方法，其特 征在于，该方法具体包括以下步骤： (1) 按照以下组分及重量份备料：
(2) 按照步骤（1)的重量份将竹炭、水泥、粉煤灰及石英砂加入混料机中，充分混合，制 得混合粉体； (3) 按照步骤（1)的重量份将外加剂和水混合均匀后，再加入到步骤（2)制得的混合粉 体中，先慢速搅拌100?150s，再快速搅拌100?150s，即制得可流动塑性浆体； (4)将步骤（3)制得的可流动塑性浆体浇筑到模具中，使所述的可流动塑性浆体自流 平，抹面成型后，养护40?120min，拆模，即制得快速浇注成型竹炭水泥基复合调湿材料。
10.根据权利要求9所述的一种快速浇注成型竹炭水泥基复合调湿材料的制备方法， 其特征在于，所述的慢速搅拌的条件为：控制所述的混料机中搅拌叶的公转转速为57? 67r/min，自传转速为135?145r/min;所述的快速搅拌的条件为：控制所述的混料机中搅 拌叶的公转转速为115?135r/min，自传转速为275?295r/min。
【专利摘要】本发明涉及一种快速浇注成型竹炭水泥基复合调湿材料，该调湿材料包括以下组分及重量份含量：竹炭5～50份、水泥70～150份、粉煤灰0～15份、石英砂0～10份、外加剂0～15份及水20～50份；该竹炭水泥基复合调湿材料的制备方法为：首先按重量份称量各组份，先将竹炭、水泥、粉煤灰及石英砂混合均匀得到混合粉体，再将水和外加剂混合均匀后，缓慢加入到混合粉体中，搅拌均匀，即制得可流动塑性浆体，再将其浇筑到一定形状的模具中，无需振捣，自流平，抹面成型后，养护40～120min，拆模，即得到产品。与现有技术相比，本发明制备方法简单，原料来源广泛，制得的竹炭水泥基复合调湿材料表面光滑、无孔洞、吸附性高、调湿容量大、调湿响应快，具有很好的市场应用价值。
【IPC分类】C04B28-00, C04B28-06
【公开号】CN104556871
【申请号】CN201410829662
【发明人】蒋正武, 袁政成, 田曼丽
【申请人】同济大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月23日