一种建筑墙体自保温砌块及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种建筑墙体自保温砌块及其制备方法，砌块由浆料和发泡剂组成，重量配比为：浆料∶发泡剂＝55-65∶1，其中，浆料由水玻璃、矿渣、粉煤灰、煤矸石、石英砂、稳泡剂组成；发泡剂由双氧水、水、动物性发泡剂助剂组成。砌块制备方法包括以下步骤：将矿渣、粉煤灰、煤矸石、石英砂、稳泡剂搅拌均匀后加入水玻璃继续搅拌制备出砌块基料；在搅拌基料的同时加入配制好的发泡剂，调高转速搅拌30s后浇注到模具中，经自然环境养护而成。本发明所述的自保温砌块密度低、导热系数低、耐久度好、强度高，完全可满足现有建筑节能65％甚至75％的要求。
【专利说明】一种建筑墙体自保温砌块及其制备方法
—.【技术领域】
[0001]本发明涉及一种自保温砌块及其制备方法，特别涉及一种建筑墙体自保温砌块及其制备方法。
二.【背景技术】
[0002]国民经济和社会发展第十二个五年规划指出2010年我国城镇化率为47.5%，“十二五”期间仍将保持每年0.8%的增长趋势，到“十二五”末期，将达到51.5%。我国城乡每年新建建筑面积20亿~30亿m2，既有建筑约430亿m2。与发达国家相比，我国建筑能耗高，建筑相关能耗已经超过工业成为第一能耗大户，占总能耗的46.7%。建筑节能已成为节约能源的重要组成部分。目前，建筑外墙外保温是常用的建筑节能做法，但这种技术价格高、功效低、施工工序多，且使用的材料多为有机材料，有着较高的安全隐患，近年来我国发生的因外墙外保温材料引起的重大火灾事故使现有保温材料受到了社会各界的质疑和关注。
[0003]为了降低火灾隐患，也有部分建筑采用了现有的自保温砌块来实现节能，市场上现有自保温砌块大部分是以水泥页岩砖等为承重结构，内部做成中空结构以填充高效保温材料如EPS、XPS、真空空腔或PU等来实现保温的功效，这种做法成本较高，制作工艺复杂、制作现场也有火灾隐患，且其性能难以达到国家标准要求的节能效果，还必须增加其他节能措施，从而使墙体综合成本提高，因此其竞争力不高。专利号为102330481A的中国专利公开了一种制备保温砌块砖的方法，该发明由包括砌块砖体，盲孔或通孔隔热体空腔，隔热体容腔中置有真空隔热体制成。该发明制备的产品节能效果好、强度高、防火性能优良、墙体单一使用成本较低。不 足之处在于内部真空空腔容易破损，破损后隔热能力丧失，制作过程复杂，施工后墙体有热桥。
三.
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种发泡孔径均匀且孔径Imm以下、容重在400_500kg/m3、导热系数低、硬化速度快、生产效率高、成本低廉、绿色环保、原材料来源广泛的建筑墙体自保温砌块，以克服现有自保温砌块制作工艺复杂、生产成本较高等不足。
[0005]本发明的目的还在于提供上述建筑墙体自保温砌块的制备方法，该制备方法生产成本低、生产占用场地面积小。
[0006]本发明的第一个目的是通过以下的技术方案来实现的:
[0007]—种建筑墙体自保温砌块，由浆料和发泡剂组成，重量配比为:浆料:发泡剂=55-65: 1，其中，浆料由以下重量份的原料组成:水玻璃15~35份、矿渣20~45份、粉煤灰20~45份、煤石干石5~10份、石英砂10~30份、稳泡剂0.1~0.4份；发泡剂由以下重量份的原料组成:双氧水80~90份、水5~10份、动物性发泡剂助剂I~1.5份。
[0008]所述的水玻璃为经过改性的高活性纳水玻璃和钾水玻璃中的至少一种，模数为
1.2~1.8，波美度为40。[0009]所述的矿渣为高炉粒化炉渣磨成细度为200~700目的矿渣微粉和200~700目的转炉钢渣中的至少一种。
[0010]所述的粉煤灰为市售一级粉煤灰和二级粉煤灰中的至少一种。
[0011]所述的煤矸石为细度200-700目的粉状物在600-900°C环境中煅烧2小时以上所得的粉体。
[0012]所述的石英砂细度为20-150目。
[0013]所述的稳泡剂为市售工业用硬脂酸钙。
[0014]所述的双氧水为10% -50%的工业用双氧水。
[0015]所述的动物性发泡剂助剂为动物性发泡剂与水按照质量比为1: 50-70稀释的水溶液。
[0016]本发明的第二目的是通过以下技术方案来实现的:
[0017]所述的建筑墙体自保温砌块的制备方法，包括以下步骤:
[0018]I)将矿渣、粉煤灰、煤矸石、石英砂、稳泡剂按比例用无重力搅拌机混合均匀，转速为80r/min,分散时间15min ；
[0019]2)将由I)形成的混合均匀的粉体料放入搅拌机中，在搅拌状态下，按比例缓慢匀速加入改性水玻璃，然后在转速200-800r/min下搅拌lmin，制备出自保温砌炔基料；
[0020]3)在转速100r/min下继续搅拌基料，同时按比例加入配制好的发泡剂，然后在转速500r/min下搅拌30s,在Imin内烧注到模具中，经自然环境养护而成。
[0021]本发明以固体废弃物如矿渣、粉煤灰、煤矸石等作为主要原料，添加激发剂和引气剂，不经过养护、不用制备成空心结构即可制备出一种新型墙体自保温砌块材料，该砌块密度低、导热系数低、耐久度好、强度高，完全可满足现有建筑节能65 %甚至75 %的要求。和现有技术相比，本发明具有以下优点:
[0022]1)本发明以硬脂酸钙作为稳泡剂，制备的发泡材料孔径均匀，直径99%小于1mm，闭孔率高，泌水率低，产品收缩小，在不适用憎水剂的情况下，砌块憎水性大幅度提高。此外，使用稳泡剂改善了单用发泡剂的不足，可以稳定的制备泡体直径1_以内的砌块，从而确保了砌块性能稳定、强度高、导热系数低。
[0023]2)本发明以水玻璃一活性粉体为反应原材料，制备的砌块终期强度比其他种类多孔自保温砌块高出很多，在耐久度、耐酸碱性能上也优于其他种类多孔自保温砌块。
[0024]3)本发明制备砌块的原材料基本上来源于工业废渣作为粉体原料，原材料来源十分丰富，可大量消耗了工业固废，且生产过程绿色环保；
[0025]4)本发明制备砌块时反应速度快，不经过任何蒸养，常温养护即可在2小时固化切割，与其他种类自保温砌块相比，具有极大的生产效率优势。
[0026]5)本发明制备的发泡产品是一种防火、耐久、高效绝热的闭孔砌块材料。作为建筑墙体砌墙材料使用时，即使在严寒地区，240mm厚度即可达到国家要求的建筑节能65%的效果，外墙不用任何外保温材料，大大节省了建筑施工工期、简化了施工工艺、降低了建筑成本。
[0027]6、)本发明制备的产品在建筑上使用时，切块之间以非常薄的粘结剂粘结，杜绝了以往自保温砌块有热桥的缺点。四.【具体实施方式】
[0028]实施例1
[0029]本实施例提供的建筑墙体自保温砌块，浆料由以下重量份的原料组成:水玻璃20份、细度425目的矿渣25份、一级粉煤灰25份、细度80目石英砂12.5份、由细度300目的煤矸石通过煅烧得到的煅烧煤矸石7.5份、稳泡剂0.12份；发泡剂由以下重量份的原料组成:双氧水85份、水7.5份、按照1: 50配制的动物性发泡剂助剂1.2份。
[0030]上述原料按照以下方法制备本实施例所述的建筑墙体自保温砌块:
[0031]I)粉体原料的制备:称取细度425目的矿渣25份，一级粉煤灰25份，细度80目石英砂12.5份，由细度300目的煤矸石在800°C空气中恒温煅烧2小时得到的煅烧煤矸石
7.5份，稳泡剂0.12份。然后在无重力搅拌机中分散均匀。
[0032]2)发泡剂的配制:取双氧水85份，水7.5份，按照1: 50配制的动物性发泡剂助剂1.2份，混合搅拌均匀后待用。
[0033]3)称取模数为1.4的钠水玻璃占50%钾水玻璃占50%的水玻璃20份，将粉体原料和此水玻璃混合，然后在转速200r/min下搅拌Imin,制备出自保温砌炔基料。
[0034]4)在转速100r/min下继续搅拌基料，按照60: I的比例称取发泡剂1.5份加入到自保温砌炔基料中，然后在转速500r/min下搅拌30s,在Imin内烧注到模具中，经自然环境养护而成。
[0035]将得到的发泡块在干燥箱干燥后测试其性能，基本指标如下:干表观密度430kg/m3，导热系数0.089w/(m.k)，·抗压强度达到3.2MPa，线收缩率0.5%。
[0036]实施例2
[0037]本实施例提供的建筑墙体自保温砌块，浆料由以下重量份的原料组成:水玻璃25份、细度400目的矿渣20份、二级粉煤灰45份、细度80目石英砂10份、由细度400目的煤矸石通过煅烧得到的煅烧煤矸石5份、稳泡剂0.1份；发泡剂由以下重量份的原料组成:双氧水80份、水10份、按照1: 60配制的动物性发泡剂助剂1.5份。
[0038]上述原料按照以下方法制备本实施例所述的建筑墙体自保温砌块:
[0039]I)粉体原料的制备:称取细度400目的矿渣20份，二级粉煤灰45份，细度80目石英砂10份，由细度400目的煤矸石在800°C空气中恒温煅烧2小时得到的煅烧煤矸石5份，稳泡剂0.1份。然后在无重力搅拌机中分散均匀。
[0040]2)发泡剂的配制:取双氧水80份，水10份，按照1: 60配制的动物性发泡剂助剂1.5份，混合搅拌均匀后待用。
[0041 ] 3)称取模数为1.8的钠水玻璃25份，将粉体原料和此钠水玻璃混合，然后在转速450r/min下搅拌Imin,制备出自保温砌炔基料。
[0042]4)在转速100r/min下继续搅拌基料，按照65: I的比例称取发泡剂1.8份加入到自保温砌炔基料中，然后在转速500r/min下搅拌30s,在Imin内烧注到模具中，经自然环境养护而成。
[0043]将得到的发泡块在干燥箱干燥后测试其性能，基本指标如下:干表观密度480kg/m3，导热系数0.1Olw/ (m.k)，抗压强度达到4.0MPa,线收缩率0.5%0
[0044]实施例3
[0045]本实施例提供的建筑墙体自保温砌块，浆料由以下重量份的原料组成:水玻璃30份、细度450目的钢渣45份、按任意比例混合的一、二级粉煤灰20份、细度80目石英砂15份、由细度700目的煤矸石通过煅烧得到的煅烧煤矸石5份、稳泡剂0.2份；发泡剂由以下重量份的原料组成:双氧水88份、水7份、按照1: 65配制的动物性发泡剂助剂1.1份。
[0046]上述原料按照以下方法制备本实施例所述的建筑墙体自保温砌块:
[0047]I)粉体原料的制备:称取细度450目的钢渣45份，按任意比例混合的一、二级粉煤灰20份，细度80目石英砂15份，由细度700目的煤矸石在800°C空气中恒温煅烧2小时得到的煅烧煤矸石5份，稳泡剂0.2份。然后在无重力搅拌机中分散均匀。
[0048]2)发泡剂的配制:取双氧水88份，水7份，按照1: 65配制的动物性发泡剂助剂1.1份，混合搅拌均匀后待用。
[0049]3)称取模数为1.6的钠水玻璃占30%钾水玻璃占70%的水玻璃30份，将粉体原料和该水玻璃混合，然后在转速550r/min下搅拌Imin,制备出自保温砌炔基料。
[0050]4)在转速100r/min下继续搅拌基料，按照62:1的比例称取发泡剂1.9份，将发泡剂加入到自保温砌炔基料中，然后在转速500r/min下搅拌30s，在Imin内浇注到模具中，经自然环境养护而成。
[0051]将得到的发泡块在干燥箱干燥后测试其性能，基本指标如下:干表观密度446kg/m3，干导热系数0.09Iw/(m.k)，抗压强度达到3.0MPa，线收缩率0.4%。
[0052]实施例4
[0053]本实施例提供的建筑墙体自保温砌块，浆料由以下重量份的原料组成:水玻璃20份、细度600目的矿渣30份、一级粉煤灰45份、细度80目石英砂25份、由细度200目的煤矸石通过煅烧得到的煅烧煤矸石5.5份、稳泡剂0.3份；发泡剂由以下重量份的原料组成:双氧水82份、水8份、按照1: 70配制的动物性发`泡剂助剂1.6份。
[0054]上述原料按照以下方法制备本实施例所述的建筑墙体自保温砌块:
[0055]I)粉体原料的制备:称取细度600目的矿渣30份，一级粉煤灰45份，细度80目石英砂25份，由细度200目的煤矸石在800°C空气中恒温煅烧2小时得到的煅烧煤矸石5.5份，稳泡剂0.3份。然后在无重力搅拌机中分散均匀。
[0056]2)发泡剂的配制:取双氧水82份，水8份，按照1: 70配制的动物性发泡剂助剂
1.6份，混合搅拌均匀后待用。
[0057]3)称取模数为1.4的钠水玻璃与钾水玻璃按任意比例混合液20份，将粉体原料和该水玻璃混合，然后在转速600r/min下搅拌Imin,制备出自保温砌炔基料。
[0058]4)在转速100r/min下继续搅拌基料，按照55: I的比例称取发泡剂2.3份加入到自保温砌炔基料中，然后在转速500r/min下搅拌30s,在Imin内烧注到模具中，经自然环境养护而成。
[0059]将得到的发泡块在干燥箱干燥后测试其性能，基本指标如下:干表观密度420kg/m3，导热系数0.089w/(m.k)，抗压强度达到3.6MPa，线收缩率0.5%。
[0060]实施例5
[0061]本实施例提供的建筑墙体自保温砌块，浆料由以下重量份的原料组成:水玻璃28份、细度700目的矿渣和600目的钢渣按任意比例混合的混合物26份、二级粉煤灰42份、细度80目石英砂26份、由细度550目的煤矸石通过煅烧得到的煅烧煤矸石8份、稳泡剂
0.35份；发泡剂由以下重量份的原料组成:双氧水87份、水9份、按照1: 55配制的动物性发泡剂助剂1.2份。
[0062]上述原料按照以下方法制备本实施例所述的建筑墙体自保温砌块:
[0063]I)粉体原料的制备:称取细度700目的矿渣和600目的钢渣按任意比例混合的混合物26份，二级粉煤灰42份，细度80目石英砂26份，由细度550目的煤矸石在800°C空气中恒温煅烧2小时得到的煅烧煤矸石8份，稳泡剂0.35份。然后在无重力搅拌机中分散均匀。
[0064]2)发泡剂的配制:取双氧水87份，水9份，按照1: 55配制的动物性发泡剂助剂
1.2份，混合搅拌均匀后待用。
[0065]3)称取模数为1.2的钾水玻璃28份，将粉体原料和钾水玻璃混合，然后在转速580r/min下搅拌Imin,制备出自保温砌炔基料。
[0066]4)在转速100r/min下继续搅拌基料，按照58: I的比例称取发泡剂2.2份加入到自保温砌炔基料中，然后在转速500r/min下搅拌30s,在Imin内烧注到模具中，经自然环境养护而成。
[0067]将得到的发泡块在干燥箱干燥后测试其性能，基本指标如下:干表观密度455kg/m3，导热系数0.09 Iw/ (m.k)，抗压强度达到4.2MPa，线收缩率0.5%0
[0068]实施例6
[0069]本实施例提供的建筑墙体自保温砌块，浆料由以下重量份的原料组成:水玻璃26份、细度650目的矿渣和500目的钢渣按任意比例混合的混合物28份、一级粉煤灰38份、细度150目石英砂28份、由细度450目的煤矸石通过煅烧得到的煅烧煤矸石9份、稳泡剂
0.33份；发泡剂由以下重量份的原料组成:双氧水88份、水10份、按照1: 55配制的动物性发泡剂助剂1.3份。
[0070]上述原料按照以下方法制备本实施例所述的建筑墙体自保温砌块:
[0071 ] I)粉体原料的制备:称取细度650目的矿渣和500目的钢渣按任意比例混合的混合物28份，一级粉煤灰38份，细度150目石英砂28份，由细度450目的煤矸石在800°C空气中恒温煅烧2小时得到的煅烧煤矸石9份，稳泡剂0.33份。然后在无重力搅拌机中分散均匀。
[0072]2)发泡剂的配制:取双氧水88份，水10份，按照1: 55配制的动物性发泡剂助剂1.3份，混合搅拌均匀后待用。
[0073]3)称取模数为1.3的钾水玻璃26份，将粉体原料和钾水玻璃混合，然后在转速800r/min下搅拌Imin,制备出自保温砌炔基料。
[0074]4)在转速100r/min下继续搅拌基料，按照63: I的比例称取发泡剂2.1份加入到自保温砌炔基料中，然后在转速500r/min下搅拌30s,在Imin内烧注到模具中，经自然环境养护而成。
[0075]将得到的发泡块在干燥箱干燥后测试其性能，基本指标如下:干表观密度485kg/m3，导热系数0.103w/ (m.k)，抗压强度达到4.2MPa，线收缩率0.5%0
[0076]本发明不局限于上述特定的实施方案范围内，本领域技术人员根据前文的描述，就能够根据实际需要找到不同的调整方案，这些调整都应在本文所附的权利要求范围之内。
【权利要求】
1.一种建筑墙体自保温砌块，其特征是:由浆料和发泡剂组成，重量配比为:浆料:发泡剂= 55-65: 1，其中，浆料由以下重量份的原料组成:水玻璃15~35份、矿渣20~45份、粉煤灰20~45份、煤矸石5~10份、石英砂10~30份、稳泡剂0.1~0.4份；发泡剂由以下重量份的原料组成:双氧水80~90份、水5~10份、动物性发泡剂助剂I~1.5份。
2.根据权利要求1所述的建筑墙体自保温砌块，其特征是:所述的水玻璃为经过改性的高活性纳水玻璃和钾水玻璃中的至少一种，模数为1.2~1.8，波美度为40。
3.根据权利要求1所述的建筑墙体自保温砌块，其特征是:所述的矿渣为高炉粒化炉渣磨成细度为200~700目的矿渣微粉和200~700目的转炉钢渣中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的建筑墙体自保温砌块，其特征是:所述的粉煤灰为市售一级粉煤灰和二级粉煤灰中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的建筑墙体自保温砌块，其特征是:所述的煤矸石为细度200-700目的粉状物在600-900°C环境中煅烧2小时以上所得的粉体。
6.根据权利要求1所述的建筑墙体自保温砌块，其特征是:所述的石英砂细度为20-150 目。
7.根据权利要求1所述的建筑墙体自保温砌块，其特征是:所述的稳泡剂为市售工业用硬脂酸钙。
8.根据权利要求1所述的建筑墙体自保温砌块，其特征是:所述的双氧水为10% -50%的工业用双氧水。
9.根据权利要求1所述的建筑墙体自保温砌块，其特征是:所述的动物性发泡助剂为动物性发泡剂与水按照质量比为1: 50-70稀释的水溶液。
10.一种权利要求1所述的建筑墙体自保温砌块制备方法，其特征是:包括以下步骤: 1)将矿渣、粉煤灰、煤矸石、石英砂、稳泡剂按比例用无重力搅拌机混合均匀，转速为80r/min,分散时间 15min ； 2)将由I)形成的混合均匀的粉体料放入搅拌机中，在搅拌状态下，按比例缓慢匀速加入改性水玻璃，然后在转速200-800r/min下搅拌lmin，制备出自保温砌炔基料； 3)在转速100r/min下继续搅拌基料，同时按比例加入配制好的发泡剂，然后在转速500r/min下搅拌30s,在Imin内烧注到模具中，经自然环境养护而成。
【文档编号】C04B38/02GK103787639SQ201210434501
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2012年11月1日 优先权日:2012年11月1日
【发明者】刘海锋, 巢启 申请人:广西启利新材料科技股份有限公司