专利名称：植物碎屑增强水泥常温发泡墙体\屋面芯层及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种植物碎屑增强水泥常温发泡墙体\屋面芯层及其制备方法，属于一种符合第三个节能标准的建筑材料及其制备方法。
背景技术：
国家对建筑节能提出更高的要求，即要在1981年建筑规范规定在一个采暖季节每M2烧标准煤25Kg为100％的基础上，节约采暖煤耗65％，即一个采煤季节每M2烧标准煤降低到8.5Kg为第三个节能标准，目前正在实行第三个节能标准，该标准指标很高，一般砖瓦结构，加气混凝土和各种砌块等新型墙体和屋面材料是达不到该标准的，建筑行业目前不得不将外墙体做成复合墙板(体)形式，即外墙外侧采用聚苯(发泡)板或聚氨酯(发泡)板，外墙内侧复合加气混凝土或砌块。然而聚苯板(或聚氨酯板)的价格昂贵，通常寿命是10年需修理、20年需大修或更换，即在房屋使用寿命期间50-100年，墙体需更换保温板多次！更为严重的是聚苯板的原材料是原油，约2吨原油才能生产1吨聚苯板，聚氨酯板的原材料异氰酸酯的原料也是原油，用聚苯板作节能房外墙体虽达到建筑节能要求，但却要消耗原油，所以社会终端能量并不节能。为解决该问题虽已出现草泥芯层(发明人正在申请的专利，怕水)和稻草板(怕火和腐烂)等，但那些技术不适合屋面和多层、高层建筑墙体，且发泡技术均采用高温发泡或高温高压发泡，一方面费用较高，不能现场制作，又不能和框架紧密结合，充满空腔。
(二)发明内容本发明为了克服以下技术的不足，提供了一种植物碎屑增强水泥常温发泡墙体\屋面芯层，该芯层材料系常温下发泡，能在建筑工地就地发泡，也可在工厂进行，充填空腔可达90％，与框架(内腔)粘接牢靠，提高大板强度和刚度，保温隔热性能优越，原材料来源广泛，最重要的是在制作外墙体和屋面过程中不额外消耗能源。
本发明的另一目的在于提供上述芯层的制备方法，通过该方法，既可以像一般发泡那样预先发泡成一定的(标准)形状在大板空腔体中拼装，也具有根据腔体形状就地发泡，既适合低层或高层建筑上应用，也适合其它工程保温隔热和减轻物体重量。
本发明是通过以下措施来实现的本发明的植物碎屑增强水泥常温发泡墙体\屋面芯层，是由以下重量百分比的原料制成①植物碎屑6～20％②水泥46～62％③石膏粉剂，细度40目～80目1.0～2.5％④CaO，粉剂细度40目～80目10～15％⑤氯化钙0～3％⑥发泡珍珠岩10～14％⑦水玻璃4.5～6％⑧氟硅酸钠0.8～1.2％⑨铝粉或脱脂铝粉或铝膏0.15～0.35％。
上述本发明的常温发泡墙体\屋面芯层，所述的植物碎屑为一年生植物碎屑、果壳、多年生植物碎屑、果壳的一种或一种以上，颗粒尺寸0.5≤d≤3.5mm，长度3～4mm；所述的水泥为标号425以上的硅酸盐水泥或矿渣水泥。
上述配比中CaCl2是根据植物碎屑的品种可加可不加，含糖分高的植物碎屑要加，反之可不加。
上述配比中铝粉可以是脱脂铝膏(加入了拉开粉)，需发泡的浆料量大用小值，浆料量小用大值。
水的加入量与浆料稀释度有关，一般稀释度与砂浆类似，太稀气泡会破且不稳定，太稠气泡太少，通常由实验决定。一般水量占原料总重量的80％左右。
上述本发明的常温发泡墙体\屋面芯层的制备方法，包括浆料的制备，以及大板或标准芯板的制备，1、浆料的制备①将植物碎屑、CaO粉剂、石膏、珍珠岩、氯化钙水溶液(如需要)、氟硅酸钠等共同加入搅拌机中，边加边搅拌，加完后搅拌1min；②加入清水，在搅拌过程中加入水玻璃水溶液，再搅拌1.5～2.0min；③加入水泥，边加入边搅拌，如水不够补充加水，使水泥浆料稀稠度与砂浆类似，再搅拌1.5min；④加入铝粉(或脱脂铝膏)，搅拌1.5～2.0min后迅速自搅拌机中倒出。
2、制作大板①根据墙板和屋顶外形裁制框架边框尺寸，边框材料可以是木材、轻钢龙骨或其它材料龙骨，或螺接或焊接成框架；②在框架一边涂密封膏，密封膏由水泥和树酯(如白乳胶、107胶)和水配制而成的聚合物水泥，再盖上下面板，面板可以是水泥刨花板、水泥复合板和除石膏板以外的其它板材，用螺钉将板和边框连成整体(板上划窝)；③翻转大板框架，在内腔的五面均涂以密封连接膏；④将已搅拌好的浆料倒入大板腔体，并用抹子快速抹成平面；⑤等发泡完毕再在边框上涂密封膏，将上面板盖上划窝打螺钉；⑥静置、堆垛。
3、制作标准芯板①根据所需要的外形和尺寸制成活动(可拆卸)边框，内涂脱模剂，脱模剂(隔离剂)可以是废机油，废蜡或粉剂；②边框放在底板上，地板上撒隔离剂，尺寸＜0.3mm碎料，废报纸，清灰等；③将已加入发泡剂的浆料倒入模框中，并用抹子迅速轻轻抹平；④将已涂脱模剂(如废机油)的上面板盖上，经35～45min后(视季节)拆去框架，静置堆垛。
(1)本发明的第一个关键技术是常温下发泡技术。一般化工材料在加入发泡后，或蒸煮、或放入高温高压反应釜中，故在建筑上应用受限制，本发明是在常温发泡后不再加温和加压，因此可以现场发泡，一方面可以和边框和上下面板联成一体，使大板的总体强度和刚度大大增加，另一方面是成本低，工艺简单，很适合在工程上(特别是在建筑工程)现场发泡。
(2)本发明的第二个关键技术是在框架上安装上下面板前必须在框边涂一层密封膏(边框可能是木材、轻钢或其它材料)，使其在发泡浆料倒入腔体时浆液不受损失，否则要影响发泡芯材的质量。密封膏一般由便宜的聚合物混凝土稀释到膏状，配比是水泥∶聚合物＝(2～2.5)∶1，其他比例视聚合物质量而定。
(3)本发明的第三个关键技术是原材料的加料次序。如果植物纤维碎屑是农作物，为凝结牢固需加CaCl2，则加料分四步骤。如植物是木屑则不需加CaCl2，加料可分三步骤，四步亦可。
(4)本发明的第四个关键技术是铝粉加入时间是在浆料搅拌均匀，用水量合适(稀稠度合适)的最后加入，如加入铝粉后气泡立即产生，但不能稳住立即破裂表示加水量过多。如泡沫少而坚固，表明水少，在进一步发泡时均需调节。
(5)本发明的第五个关键技术是加入的CaO主要是防腐，在加料次序中应紧接着植物碎屑后加入同时加水时应将植物碎屑包裹住，防止植物纤维在腔体中腐烂。
(6)本发明的第六个关键技术是制作标准尺寸芯材的边框和上下底板均采用金属材料，且在与芯材接触处均涂脱模剂(或隔离剂)，脱模剂通常用废机油、或其它便宜且具有隔离作用的材料(包括粉剂)。
本发明的植物碎屑增强水泥常温发泡墙体\屋面芯层，可以常温下发泡，即能在建筑工地就地发泡，也可在工厂进行，充填空腔可达90％以上，与框架(内腔)粘接牢靠，提高大板强度和刚度，保温隔热性能优越，原材料来源广泛，价格便宜，传热系数低，最重要的是在制作外墙体和屋面过程中不额外消耗能源。
本发明的制备方法，既可以像一般发泡那样预先发泡成一定的(标准)形状在大板空腔体中拼装，也具有根据腔体形状就地发泡，既适合低层或高层建筑上应用，也适合其它工程保温隔热和减轻物体重量。
具体实施方式
实施例11、本实施例的常温发泡植物碎屑增强水泥芯料是由下列重量比的原料制成①木屑尺寸0.5≤d≤3.5(mm)(长度3～4mm) 8％②普通硅酸盐水泥标号525 55.0％③CaO 细度60目以上 14.0％④石膏细度60目 2％⑤水玻璃5.7％⑥氟硅酸钠 1.0％⑦发泡珍珠岩14.0％⑧铝粉(或脱脂铝膏) 0.3％。
2、浆料的制备①将木屑过筛将0.5mm以下，3.5mm以上的木屑筛去，按配方秤重后倒入搅拌机中；②将细度合格的氧化钙秤重后倒入搅拌机中，开动搅拌机将其拌匀；③将石膏、发泡珍珠岩、氟硅酸钠、清水等同时加入搅拌机中，搅拌1min；④将水玻璃稀释后加入搅拌机中搅拌1.5～2.0min；⑤加入水泥，边加入边加水，直到合适的浆料浓度(类似于水泥砂浆浓度，由试验决定)；⑥加入铝粉快速搅拌1.5～2.0min后将浆料自搅拌机倒出。
3、制作大板构件和墙体①制作大板构件大板的边框龙骨材料有轻钢、木材、除石膏板外的所有人造板材或铝板弯折等经螺、钉、焊等组合成边框，边框涂密封膏，用螺钉将下面板拧到边框上，翻转龙骨，在底板内壁和边框内壁涂上连接腻子(或密封膏)，后迅速将经发泡的浆料倒入，稍抹平后盖上已涂连接腻子(或密封膏)，拧上螺钉，即完成大板发泡墙体制作。
②安装到墙体或屋面上完成大板制作后，将大板钉合(或螺栓连接)在屋顶梁上，留下必要的缝隙；用螺栓连接在墙体的上、下圈梁上，留下必要的缝隙。
③嵌入墙体或屋面上墙体外墙板材螺接在龙骨上，将已切割成标准尺寸的芯材码入空腔，块与块之间用水泥膏连接，最后将内墙面板用螺钉固定。
屋面安装芯材与墙体操作相同。
注不论是屋顶或墙体，如果内部安装设备、管道或其它物品，应在发泡前或嵌入芯材前事先固定再倒入发泡浆料或再码入芯材。
本发明制作的墙体或大板构件的主要性能是当上下面板为麦草水泥复合板厚度为10mm；大板构件总厚度为106mm；经测试，热阻为0.713m2·K/W；传热系数1.40W/m2·K；隔音41dB；大板寿命50～70年；耐火极限难燃级B1或B2实施例21、本实施例的常温发泡植物碎屑增强水泥芯料是由下列重量比的原料制成①麦草碎屑宽度0.5～2.0mm，厚度≤1mm 8％②普通硅酸盐水泥 标号42554％③CaO细度60目以上 10.6％④石膏 1.5％⑤CaCl2(水溶剂)5％(固)⑥发泡珍珠岩14％⑦水玻璃5.63％⑧氟硅酸钠 1.0％⑨铝粉(或脱脂铝粉) 0.27％。
2、浆料的制备①将麦草过筛，筛去长度在0.5mm以下，3.5mm以上的麦草，按配方秤重倒入搅拌机中；②将水溶解后的氯化钙水溶液秤重后倒入搅拌机中，开动搅拌机让其与麦草充分混合，将麦草包裹，然后再加入氧化钙、石膏、发泡珍珠岩，和氟硅酸钠按重量比全部加入到搅拌机中，搅拌1～2min；③加入水玻璃水溶液，同时加入大量清水，使混合料成浆料后搅拌1min；④加入水泥，加入过程中调节浆料的稀稠度(用加入清水调节)；⑤最后加入铝粉或脱脂铝膏，搅拌1～2分钟倒入墙体(或屋面)空腔。
3、制作大板构件和墙体与实例1中的3相同。
本发明制作的屋顶板的主要性能是屋顶大板上下面板为麻秆水泥复合板，厚度10mm，构件总厚度为100mm；经测试，热阻为0.750m2·K/W；传热系数1.33W/m2·K；隔音41dB；屋顶寿命50～70年；耐火级难燃级B1或B2
实施例31、本实施例的常温发泡植物碎壳增强水泥芯料是由下列重量比的原料制成①向日葵壳(花生壳相同)碎颗粒尺寸0.5～3.5mm，长度3～4mm 6％②矿渣水泥标号425 54％③氯化钙固体量6％，将其溶化成水液④氧化钙细度60目以上11.6％⑤石膏 1.5％⑥发泡珍珠岩14％⑦水玻璃5.6％⑧氟硅酸钠 1.0％⑨铝粉或脱脂铝膏0.28％2、浆料的制备将实例2中的制芯材步骤中的麦草换成经筛选后的向日葵壳外，其他步骤完全相同。
3、制作外墙体与实例1中的3完全相同。
本发明制作的墙体主要性能是墙体的内外面板为棉秆增强水泥复合板，厚度13mm，墙体总厚度206mm；经测试，热阻为1.21m2·K/W；传热系数0.826W/m2·K；隔音45dB；屋顶寿命50～70年；耐火级难燃级B1或B24、制作标准尺寸的标准芯板①制成可拆卸的活动边框，边框内涂脱模剂，脱模剂(隔离剂)可以是废机油，废蜡或粉剂；②边框放在底板上，地板上撒隔离剂，尺寸＜0.3mm碎料，废报纸，清灰等；③将已加入发泡剂的浆料倒入模框中，并用抹子迅速轻轻抹平；④将已涂脱模剂(如废机油)的上面板盖上，经35～45min后(视季节)拆去框架，静置，制成尺寸为8-18mm的标准芯板。
经测试，性能为①芯材密度0.4-0.6g/m3②性能因密度和原材料的不同而不同，一般只要求密度。但密度达到0.6g/m3时抗压强度在1-1.2MPa。
权利要求
1.一种植物碎屑增强水泥常温发泡墙体\屋面芯层，其特征是由以下重量百分比的原料制成①植物碎屑6～20％②水泥46～62％③石膏粉剂，细度40目～80目1.0～2.5％④CaO，粉剂细度40目～80目10～15％⑤氯化钙0～3％⑥发泡珍珠岩10～15％⑦水玻璃4.5～6％⑧氟硅酸钠0.8～1.2％⑨铝粉或脱脂铝粉或铝膏0.15～0.35％。
2.根据权利要求1所述的常温发泡墙体\屋面芯层，其特征是，所述的植物碎屑为一年生植物碎屑、果壳、多年生植物碎屑、果壳的一种或一种以上，颗粒尺寸0.5≤d≤3.5mm，长度3～4mm；所述的水泥为标号425以上的硅酸盐水泥或矿渣水泥。
3.一种权利要求1所述的常温发泡墙体\屋面芯层的制备方法，其特征是，包括浆料的制备，以及大板或标准芯板的制备，浆料的制备①将植物碎屑、CaO粉剂、石膏、珍珠岩、氯化钙水溶液、氟硅酸钠共同加入搅拌机中，边加边搅拌，加完后搅拌1min；②加入清水，在搅拌过程中加入水玻璃水溶液，再搅拌1.5～2.0min；③加入水泥，边加入边搅拌，如水不够补充加水，使水泥浆料稀稠度与砂浆类似，再搅拌1.5min；④加入铝粉或脱脂铝膏，搅拌1.5～2.0min后，即得浆料；大板的制备①根据墙板和屋顶外形裁制框架边框尺寸，螺接或焊接成框架；②在框架一边涂密封膏，密封膏由水泥、树酯胶和水配制而成的聚合物水泥，再盖上下面板，用螺钉将下面板和边框连成整体；③翻转大板框架，在内腔的五面均涂以密封连接膏；④将已搅拌好的浆料倒入大板腔体，并用抹子快速抹成平面；⑤等发泡完毕再在边框上涂密封膏，将上面板盖上划窝打螺钉；⑥静置后，即得大板；标准芯板的制备①根据所需要的外形和尺寸制成活动边框，内涂脱模剂；②边框放在底板上，地板上撒隔离剂；③将已加入发泡剂的浆料倒入模框中，并用抹子迅速轻轻抹平；④将已涂脱模剂的上面板盖上，经35～45min后拆去框架，即得标准芯板。
全文摘要
本发明涉及一种植物碎屑增强水泥常温发泡墙体\屋面芯层及其制备方法，其原料为①植物碎屑6～20％，②水泥46～62％，③石膏粉剂，细度40目～80目1.0～2.5％，④CaO，10～15％，⑤氯化钙0～3％，⑥发泡珍珠岩10～14％，⑦水玻璃4.5～6％，⑧氟硅酸钠0.8～1.2％，⑨铝粉或脱脂铝粉或铝膏0.15～0.35％。其制备方法，包括浆料的制备，以及大板或标准芯板的制备。本发明的植物碎屑增强水泥常温发泡墙体\屋面芯层，可以常温下发泡，即能在建筑工地就地发泡，也可在工厂进行，充填空腔可达90％以上，与框架(内腔)粘接牢靠，提高大板强度和刚度，保温隔热性能优越，原材料来源广泛，最重要的是在制作外墙体和屋面过程中不额外消耗能源。
文档编号C04B22/12GK101074156SQ20071001609
公开日2007年11月21日 申请日期2007年6月21日 优先权日2007年6月21日
发明者岳云龙, 孙成栋, 屈雅, 张永利, 邹惟前 申请人:济南大学