专利名称：墙体保温材料制备方法
技术领域：
本发明涉及建筑节能领域用墙体保温材料制备方法，特别是针对物 料比重相差悬殊的保温材料，采用上下组合结构的混合机，可实现轻质 骨料(如聚苯颗粒、珍珠岩、玉米芯、陶砂)和胶结剂(水泥、粉煤灰、 胶粉)等材料进行充分混合的方法，达到建筑节能现场施工要求，有效 抑制轻质骨料在散装保温材料的偏析现象产生。
背景技术：
我国正处在城市住宅建设和新农村建设"双高峰"时期，同时又是 我国建筑节能的关键时期，新型建筑保温材料及其生产技术有着强烈而 广泛的社会和市场需求。外墙保温用新型水泥基保温隔热材料将受到了 越来越多的关注。而我国的散装轻质建筑保温材料主要以双组分为主， 即轻质骨料为一个组分，胶结剂为一个组分，将两者分别进行混合和包 装。运输到施工现场后，再将两者按比例加到一起，并且加入适宜的水 进行人工或简单机械混合，混合方法及使用的混合设备，不能保证轻质 骨料均匀混合在胶结剂中，出现轻质骨料偏析，在施工过程中，将保温 材料涂抹到墙面上十分困难，严重影响施工效率，施工人员为了使保温 材料涂抹在墙面上，就会采用减少轻质骨料的掺加量，提高胶结剂用量， 来解决施工中涂抹上墙困难问题，但是这样会降低墙体保温材料的保温 性能。即使某些单位或个人按单组分(轻质骨料+胶结剂)体系进行混合， 由于仅是采用传统的简单混合机，传统混合机主要包括圆筒混合机、单 轴搅拌机、锥形混料机，也同样不能解决轻骨料(聚苯颗粒、珍珠岩、 玉米芯、陶砂)在灌装或储存时产生粉/粒分离的问题，尤其对物料比重 相差悬殊的物料系统，更不能满足混合均匀的要求。建筑节能用散装墙
体保温材料，主要以70 95voiy。轻质骨料(聚苯颗粒、珍珠岩、玉米芯、 陶砂)和5 30 voie/。胶结剂(水泥、粉煤灰、胶粉)为主，它们的表观 密度相差达100倍以上，在传统混合设备中将会产生严重的偏析，轻质 骨料偏聚在一起，在施工现场，加水后依然会出现偏析现象，这样施工 人员还是无法将其涂抹在墙面上，即使勉强涂抹在墙面上，但是其保温 性能和力学强度分布不均， 一般散装保温材料在墙面施工后的导热系数 要求小于0.068 W/m《，而偏析散装保温材料在墙面施工后的导热系数要
求大于0.08 W/iirK，这样严重影响了建筑墙体节能要求、保温层的强度、 施工使用要求。因此，高混合均匀度的散装单组分墙体保温材料成为建 筑节能发展的关键，必须从制备方法上给予解决，这样可以保证在施工 过程中，不再像双组分体系那样可以随易地人为改变保温材料配比，既 解决节能效果，又实现施工效率。
发明内容
本发明目的在于，提供一种适用于墙体保温的散装单组分保温材料 的制备方法，可以实现物料表观密度相差悬殊材料的均匀混合，满足建 筑节能使用要求。
本发明进行了大量研究工作，结果发现普通的混合方法和混合设 备很难将物料表观密度相差悬殊材料的均匀混合，常规的混合机基本以 一种混合机理为主，基本混合机理主要有扩散混合、对流混合、剪切混 合。本发明将对流混合与扩散混合进行有机结合，利用混合原理与装置 的组合，来解决散装保温材料中轻质骨料的容易偏析现象，实现一种单 组分墙体保温材料制备方法。
本发明采用二级混合方式，就可以解决轻质骨料(聚苯颗粒、珍珠 岩、玉米芯、陶砂)在双轴无重力混合机强制混合下，增加轻质骨料颗 粒表面的附着力(挂灰度)，即胶结剂容易附着在轻质骨料表面，其结 合通过机械结合和静电结合作用实现的，进而继续进入到双螺带混合机 内进行混合，在高填充率及柔和的混合条件下，实现物料间小空间尺度 的扩散混合，有效避免偏析和分级的产生。
本发明提供墙体保温材料制备方法是将轻质骨料和胶结剂按特定的 混合设备混合而成的，轻质骨料主要包括聚苯颗粒、珍珠岩、玉米芯、 陶砂的一种或两种，其表观密度10 200kg/m3，粒度1 5mm;胶结剂主 要包括水泥、粉煤灰、胶粉，粒度100 300目，其表观密度900 2640kg/m3。轻质骨料与胶结剂体积比为10 15:1，墙体保温材料的导热 系数达到0.048 0.066W/nvK。
本发明所采用的特定的混合设备包括双轴无重力混合设备和双螺带 混合设备组合而成的。
本发明的制备工艺首先进行在双轴无重力混合机内进行对流混合, 保障物料大幅度快速混合，縮短混合时间，提高效率，但是其混合均匀
性尚不能达到理想状况，混合均匀度基本能够维持在60 85%，随后进 行在双螺带混合机内进行扩散混合，颗粒之间进行小幅度运动，既保障 物料之间在流动性，又可以保障比重、颗粒差异较大的物料不产生分层 偏析现象，混合均匀度达到95%以上。
本发明采用的对流混合原理的设备为双轴无重力混合设备，扩散混 合原理的设备为双螺带混合设备，其设备组合方式为上下组合方式，双 轴无重力混合设备在上面，双螺带混合设备在下面，通过排泄口连接。
本发明主要特征在于双轴无重力混合设备通过减速电机驱动，安装 有异向旋转桨形搅拌叶片，桨形搅拌叶片尺寸为120 240X 150 300mm，转速35 58rpm，混合时间为5 10分钟，容积为1 2m3。对 符合双轴无重力混合设备基本结构原理的混合机，进行系统试验发现， 其混合度主要与转速和时间有密切关系，其混合度与转速及混合时间关 系，见图1所示，参照图1选择合理的混合时间和转速。
本发明主要特征在于双螺带混合设备通过减速电机驱动，安装一个 主轴，有两条螺带，螺带宽度30 65mm，螺带间隙为30 50mm，螺旋 角度38°，转速40 65rpm,混合时间为2 4分钟，容积为1 2m3。对符 合双螺带混合设备基本结构原理的混合机，进行系统试验发现，其混合 度主要与转速和时间有密切关系，其混合度与转速及混合时间关系，见 图2所示，参照图1选择合理的混合时间和转速。
图1:双轴无重力混合机的混合时间和转速对混合度影响 图中l-35rpm;2-40rpm;3-45rpm; 4-50rpm;5-58rpm 图2:双螺带混合机的混合时间和转速对混合度影响 图中l-40rpm;2-46rpm;3-54rpm; 4-60rpm;5-65rpm
图3:组合式混合设备原理图
1-加料口 ;2-双轴无重力混合机;3-排泄口 ;4-双螺带混合机;5-出料口
具体实施方式
实施例1
基于实施例来说明本发明，表1为本发明的实施例和比较例的参数 及性能。
表1实施例及比较例的化学组成及性能
序号
体积
聚苯颗 粒
珍珠岩
玉米芯
陶砂
水泥
粉煤灰
胶粉 m3
双轴无重力混合设 备转速 (rpm)
双轴无重力混合设备 胶结剂预混时间(分 钟)
双轴无重力混合设
备加入轻质骨料后，
继续混合时间
(分钟) 双轴无重力混合设 备混合度 (％)
双螺带混合设备转 速 (rpm)
双螺带混合设备 混合时间(分钟)
双螺带混合设备 混合度 (％)
(W/m K)
实施 例l实施 例2实施 例3实施 例4实施 例5实施 例6实施 例7比较 例l
12000108912
0800020000
0040002000
00020000500
150135145125145140145150
2220211821202122
4.53.54.0344.544.5
1.331.371.521.211.461.321.381.33
3538414550545835
566.5671080
232.543.536
6772688572607678
40455055606265
1.532.532.512
95.498.396.295.296.696.295.7
0.0480.0560.0610扁0.0530.0500.0590.054
墙体保温材料组成kg
首先，按表1实施例1墙体保温材料配比选取原料，分别进行称量，
使其配料满足表1的组成，水泥150公斤，粉煤灰22公斤，胶粉4.5公 斤，聚苯颗粒12公斤。首先将水泥、粉煤灰、胶粉通过加料口 l投入双 轴无重力混合机2(生产厂家为正定县京鑫机械厂，型号szjx-1000)中， 进行5分钟预混合，然后投入聚苯颗粒，混合机转速为35rpm，混合时间 为2分钟，经测试混合度达到67%，然后通过排泄口 3将双轴无重力混 合设备的已经初混合的保温材料进入到双螺带混合设机4 (生产厂家为正 定县京鑫机械厂，型号sljx-1000)中，混合机转速为40rpm，混合时间 为2分钟，经测试混合均匀度达到95.4%，然后通过出料口5出料，形成 单组分散装墙体保温材料，采用包装袋包装，供给建筑节能使用，经现 场墙体保温材料导热系数测试，其结果为0.048W/nrK。
比较例1采用实施例1同样原料与组成，其仅采用双轴无重力混合 机(生产厂家为正定县京鑫机械厂，型号szjx-1000)中进行混合，混合 机转速为35rpm，混合时间6分钟，测量其混合度为78%，供给建筑节能 使用后，发现施工效果不好，仅有实施例1的效率的70%，严重影响施 工效率，并且经现场墙体保温材料导热系数测试，其结果为0.054W/m-K。 结果发现其混合均匀度和保温材料导热系数均较实施例1有较大差距。
混合均匀性测量方法为采用国际上普遍使用的混合均匀度(简称混 合度)统计法，即混合均匀度=1-变异系数。混合均匀度越大，变异系数 越小说明混合质量越好。
混合均匀度(混合度)=1-变异系数
变异系数 <formula>formula see original document page 7</formula> 式中x—组分中平均值
<formula>formula see original document page 7</formula>
式中x1, x2, x3,...xn—本组分样品中的含量:
标准偏差<formula>formula see original document page 7</formula>
材料的混合过程是一个随机过程。由于不同物料性质上的差异，这 种混合只能达到一种被称为不完全混合的状态。这种混合状态不是唯一 的，具有不确定性。这一特点决定了对固体物料混合均匀程度的评定不
能只用一个样品的均匀度来判断，而要用统计的方法，本发明采用的混
合度评价方法为甲基紫法，其是国家标准方法GB/T 5918-1997。
墙体保温材料导热系数测量方法是将混合的墙体保温材料现场制备
样品6块，块体尺寸300X300mm，厚度30 40mm，随机选取两两组合，
在平板导热系数测定仪进行测量，将三组数据平均，即为墙体保温材料
导热系数。
实施例2-7
同实施例l步骤，参数按表l执行，结果见表l。
权利要求
1、一种墙体保温材料制备方法，其特征在于，包括以下步骤1)将胶结剂投入到双轴无重力混合设备中进行预混合，混合时间5～10分钟； 2)将轻质骨料投入上述双轴无重力混合设备，轻质骨料与胶结剂体积比为10～15:1形成混合料，转速为35～58rpm，混合时间为2～4分钟；3)打开双轴无重力混合设备的排泄口，混合料进入到双螺带混合设备中，转速为40～65rpm，混合时间为1～3分钟。
2、 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于 所述的胶结剂为水泥、粉煤灰和胶粉。
3、 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于 所述的轻质骨料为聚苯颗粒、珍珠岩、玉米芯、陶砂的之一或两种。
全文摘要
墙体保温材料制备方法属于保温材料制备领域。本发明提供了一种采用轻质骨料和胶结剂制备散装墙体保温材料，利用上下组合式混合设备来实现的，该方法能有效抑制轻质骨料的偏析现象。在上部安装有双轴异向旋转桨形搅拌叶片的双轴无重力混合机，该混合机首先将水泥、粉煤灰、胶粉加入混合机，混合5～10分钟，使胶结剂迅速混合均匀；然后将粒径1～5mm的轻质骨料加入到已经混合的胶结剂中，轻质骨料与胶结剂体积比为10～15∶1，继续混合2～4分钟，通过双轴无重力混合机腹部的排泄口排至位于其下部的双螺带混合机内，体积填充率达到60～80％，混合时间1～3分钟，混合均匀度大于95％，形成墙体保温材料，用于建筑节能使用。
文档编号B28C5/00GK101362361SQ20081011969
公开日2009年2月11日 申请日期2008年9月5日 优先权日2008年9月5日
发明者孙利辉, 孙诗兵, 张继光, 田英良, 许东来 申请人:北京工业大学