一种钙矾石胶体为模板剂的承重保温混凝土及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种承重保温混凝土及其制备方法，特别涉及以钙矾石胶体为模板 剂，形成水相均匀的三维网络微孔结构，通过添加胶凝材料、细骨料、粗骨料、掺合料和外加 剂，制备出一种同时具备承重能力和保温功能的新型混凝土。本发明承重保温混凝土具有 轻质、高强、低导热系数的特点，可在工厂预制成砖块、砌块和板材或装配式楼梯、墙板、楼 板、阳台板、屋面板等部件，也可以在施工现场现浇，对推动我国住宅产业化和绿色建筑混 凝土材料的发展有显著的现实意义。
【背景技术】
[0002] 随着住宅产业化和绿色建筑和在国内的迅速发展，对高性能的新型墙体材料提出 了新的要求，特别是对同时具备承重能力和良好保温性能的承重保温一体化产品的需求尤 为迫切。
[0003] 国家标准GB50368-2005《住宅建筑规范》中明确规定，住宅结构用混凝土的强度 等级不应低于C20 ;住宅结构中承重砌体材料的强度应符合下列规定：烧结普通砖、烧结多 孔砖、蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖的强度等级不应低于MU10,混凝土砌块的强度等级不应低 于MU7. 5。
[0004] 另一方面，目前市场已有的墙体保温材料，加气混凝土、泡沫混凝土等强度普遍低 于MU7. 5,大部分的泡沫混凝土、保温砂浆、岩棉板、珍珠岩板、聚苯乙烯板、聚氨酯泡沫、酚 醛树脂板等强度更是普遍低于0. 5MPa。
[0005] 为解决承重结构和保温功能之间的突出矛盾，研究人员采用了以下技术方案。
[0006] 1)传统混凝土或钢结构包覆或填充保温材料的三明治复合结构。这是目前研究人 员采取最多的技术方案。专利CN201210537679. 9,公开了一种保温承重复合轻质建筑板材， 包括轻钢骨架、轻质泡沫混凝土、连接件，连接件与坚向钢龙骨相连接，轻钢骨架周围整体 浇注有轻质发泡混凝土。专利CN02159997. 1公开了一种发泡水泥复合板及其生产制造方 法，主要由主框架、发泡水泥芯材、钢桁架和面层构成；发泡水泥复合板是以发泡水泥为芯 层，其上下设有由抗裂材料增强的面层，板周边或板内设有型钢或混凝土构成的主框架，在 发泡水泥芯层内设有与主框架相连的钢桁架。专利CN201220496538. 2公开了一种节能保 温外墙板，由内而外依次为承重层、保温层、抗冲击层、装饰构成。专利CN201320487894. 2 公开了一种可作承重墙的泡沫陶粒混凝土复合板，包括纤维水泥板结构与泡沫陶粒混凝土 层结构，泡沫陶粒混凝土层结构夹于两纤维水泥板之间。专利CN201310480236. 5公开了一 种混凝土复合自保温砌块，由芯料及将芯料四周进行包覆的轻集料混凝土砌块组成，芯料 为保温层，轻集料混凝土砌块为承重层。专利CN200810064769. 4公开了一种节能建筑承 重墙体复合板，包括模具化成型额保温材料制成模块芯，与对应钢结构装配后按建筑模数 积木式组合成直板和角形模块板芯与石棉纤维水泥板等建筑材料组合成复合保温承重墙 板。专利CN200820174390. 4公开了一种泡沫混凝土复合板包括泡沫混凝土芯材，芯材中 间设置有钢或混凝土副筋，芯材的周边为各种型钢或混凝土框架，框架和芯材的顶面为面 层。专利CN201310284009. 5公开了一种整体承重保温墙板及其生产建筑工艺，两面层为 混凝土，混凝土表面有玻璃纤维网，内有钢筋网，中间层为发泡水泥，钢筋穿过发泡水泥把 两面层内的钢筋网连接，四周端面有凹槽，有预埋钢筋连接头，上部有两个吊装孔。此外专 利CN201120049678. 0轻质高强复合自保温隔热砌块、CN201320219267. 0多层平行钢丝网 架夹芯保温板及承重保温一体化墙体结构、CN200610092167. 0 -种自保温混凝土房屋结构 体系、CN200710171204. 1自保温绿色混凝土装配式大板及其制作方法、CN200910099504. 2 结构自保温混凝土墙板及其制作方法、CN201110215837. 4自保温复合混凝土自承重砌块、 CN201110364481. 0 -种混凝土自保温砌块和专利CN201120399380. 2 -种多排孔无冷热桥 承重保温砌块也采取了该类型的技术方案。
[0007] 2)传统混凝土制备过程中加入轻骨料和保温材料。专利CN200610012726. 2 公开了一种玻化微珠保温混凝土，其组分为玻化微珠、水泥、砂、石子、水、外掺料。专利 CN201210102704. 0公开了一种保温承重再生混凝土，采用的组分为复合轻骨掺料、水泥、再 生细骨料、砂、再生粗骨料、石子、陶粒、粉煤灰、水、外加剂；所述的复合轻骨掺料为玻化微 珠和气凝胶的混合物。专利CN200710300076. 6公开了一种混凝土承重保温砖以浮石、水 泥以及膨胀剂和石膏为主要原料，经过混合、搅拌、挤压成型的混凝土承重保温砖。专利 CN201110270949.X公开了自保温砖、自保温砌块及其生产工艺，涉及一种水泥基胶凝剂为 基材，以硅酸钙粉为主要保温隔热材料，还可与蛭石、硅藻土、玻化微珠的一种或者几种的 复合制备、生产的自保温砖或者自保温砌块。专利CN201110084478. 3公开了一种废弃纤 维保温承重混凝土砌块的制作方法，把保温材料与废弃纤维混凝土砌块结合，提供了一种 自保温砌块的新型砌块。专利CN201110222693. 5公开了一种轻质颗粒和纤维混凝土系列 自保温材料，将轻质密闭拒水颗粒和细旦的短纤维引进混凝土，有效解决了加气混凝土和 泡沫混凝土等新型建材吸水率高、强度低、开裂等问题。专利CN201310557850. 7公开了一 种自保温混凝土，其配方组成为活化再生混凝土粉、矿渣、激发剂、细轻集料、，粗轻集料、铝 渣。
[0008] 3)增强型泡沫或加气混凝土。专利CN201110419707. 2公开了一种用于墙体自 保温的煤矸石泡沫混凝土砌块，由高强度煤矸石泡沫混凝土外壳和超低密度泡沫混凝土 芯材组成。专利CN201110354321. 8公开了一种泡沫混凝土，主要组分有水泥、细沙、发泡 剂、补偿剂，容重为500~1200kg/m3。专利CN201210388664. 0公开了一种加砂自保温 发泡混凝土，其组成的物质由：石英砂，水泥，硅灰，纤维，外加剂，双氧水，水和胶。专利 CN201010620953.X公开了一种制造陶粒自保温加气砌块的方法，所用原料为陶粒、陶粉、水 泥、粉煤灰、泡剂发泡膨胀率、水，上述物料混合进入搅拌机机腔内搅拌、振动密实后进行护 养、脱模、切割。
[0009] 4)传统混凝土内部中空结构。专利CN200520001776. 1公开了一种多功能承重砌 块，呈立方体状，中心有两至三个孔洞，其向外的面层上有坚向分布的燕尾形凹凸槽，燕尾 形凹凸槽的槽壁与槽底的夹角是30-90度。
[0010] 以上专利的公开和应用，有利促进了我国承重保温墙体材料的发展，但仍然存在 一些问题。1)传统混凝土或钢结构包覆或填充保温材料的三明治复合结构。需要至少把 一种具备承重能力的高强度材料和一种低导热系数的保温材料结合起来，由于两种材料性 质差异巨大，结合工艺往往比较复杂，不利于质量的控制，在使用过程中可能出现分离脱落 的现象，所得成品也往往厚度较大，占用较多的建筑空间。2)传统混凝土制备过程中加入 轻骨料和保温材料。