一种发泡水泥充填式混凝土复合保温砌块的制作方法
【专利摘要】一种发泡水泥充填式混凝土复合保温砌块。涉及充填式保温砌块。包括带空腔的混凝土基体；混凝土基体的至少一个外表面的内侧设有至少一个贯穿混凝土基体的空气间层，在混凝土基体内还设有至少一个截面面积大于空气间层之截面面积的空腔；在空腔中设有发泡水泥填充体。该砌块具有热工性能优良、不燃、耐久性好、质量和性能稳定、经济适用等特点。同时能充分利用建筑垃圾、粉煤灰等固体废弃物，节约水泥，发挥节能减排、保护环境的作用，符合发展循环经济、低碳经济和社会可持续发展战略需要。质轻、保温隔热和隔音效果好、比强度高、不燃、抗渗，可广泛用于城镇框架结构建筑和村镇建筑内外墙体。施工方便、性能稳定，大大降低了劳动强度和建筑成本。
【专利说明】一种发泡水泥充填式混凝土复合保温砌块
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种节能型墙体砌筑材料，具体地说涉及一种充填式混凝土复合保温砌块。
【背景技术】
[0002]随着我国建筑节能工作的全面推进和不断深化，对不同形式保温体系提出了迫切需求，结构功能一体化成为结构体系发展和应用的重要方向。结构与节能一体化，不仅丰富了建筑结构体系，也能较好地解决保温体系与建筑同寿命问题，推动了我国墙体材料革新和建筑节能工作。
[0003]混凝土小型砌块生产过程不仅节能、节土、利废，有利于环境保护，而且施工强度低、速度快、综合造价经济，属于我国鼓励发展类新型墙体材料。但是，混凝土小型砌块热工性能较差，其保温隔热性能尚不如同规格的粘土实心砖，难以满足建筑节能要求。随着我国建筑节能要求的不断提高，在充分利用混凝土小型砌块技术优势的同时，应设法改善和提高其热工性能，即发展保温型混凝土小型砌块，在不采用墙体内外保温技术条件下，混凝土小型砌块砌体热工性能满足我国节能建筑标准要求，从而提高混凝土小型砌块的市场竞争力，满足我国墙体材料革新与建筑节能的最新要求。
[0004]发泡水泥是采取化学发泡原理制备的新型无机保温材料，具有质轻、保温隔热性能好、比强度高、节能利废、不燃等性能。与采用物理发泡原理制备的泡沫水泥相比，具有早强、高强、耐久性好、成本低、尺寸稳定性好等特点，更适合用于制备混凝土制品。与目前广泛使用的有机类保温材料相比，具有不燃、耐久、成本低、应用方便等特点。
[0005]提高混凝土小型砌块热工性能的技术措施包括优化混凝土组成和砌块孔结构、在砌块孔洞中填充保温材料、采用组合结构复合保温材料等，或组合使用几种技术措施。保温型混凝土小型砌块种类较多，其中充填式混凝土小型砌块在我国夏热冬暖(冷)和部分寒冷地区应用较为广泛。现有的充填式混凝土小型砌块主要存在以下缺点:(I)采用XPS、EPS、发泡聚氨酯等有机保温材料作为充填保温材料，显著降低了混凝土小型砌块的燃烧等级，由A级降为BI或B2，甚至B3 ;(2)采用泡沫混凝土、砂浆等材料制备带空腔的混凝土高强度外壳，该外壳吸水率高、耐水性差，尤其是尺寸稳定性差，极易出现开裂等病害；(3)采用物理发泡原理制备的泡沫混凝土(水泥)作为充填保温材料，易出现填充浆体泌水沉降、硬化后干表观密度高、保温性能较差、表面出现凹陷等问题；(4)现有填充用保温材料成本较高。因此如何优化砌块结构，采用经济适用的无机保温材料，并实现工业化、自动化生产是保温型混凝土小型砌块发展急需解决的问题。
实用新型内容
[0006]本实用新型的目的是为了解决上述问题，提供一种用于墙体自保温的发泡水泥充填式混凝土复合保温砌块；该砌块具有热工性能优良、不燃、耐久性好、质量和性能稳定、经济适用等特点。同时能充分利用建筑垃圾、粉煤灰等固体废弃物，节约水泥，发挥节能减排、保护环境的作用，符合发展循环经济、低碳经济和社会可持续发展战略需要。
[0007]本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现:
[0008]包括带空腔的混凝土基体I，所述混凝土基体I为长方体或正方体，所述混凝土基体I具有顶面、底面、前端面、后端面和两个侧面；所述混凝土基体I的至少一个外表面的内侧设有至少一个贯穿所述混凝土基体的空气间层3，在所述混凝土基体I内还设有至少一个截面面积大于所述空气间层3之截面面积的空腔4 ;在所述空腔4中设有发泡水泥填充体2。
[0009]所述空腔4为从垂直于水平面的方向贯通所述混凝土基体I的贯通结构，或为凹槽结构、且所述凹槽的槽口设于所述顶面。
[0010]在所述前端面、后端面和/或两个侧面上分别设有至少一条灰槽6。
[0011]所述空气间层3垂直于水平面方向，为盲孔结构或通孔结构。
[0012]在所述空腔4的内表面设有至少一条凸肋5。
[0013]在所述凸肋5上设有至少一个凸起形或凹入形断痕，用于增强所述发泡水泥填充体2与空腔4的结合整体性。
[0014]在所述空腔4的内表面设有至少一对凸肋5，所述一对凸肋中的一个凸肋设于朝向所述前端面方向，另一个凸肋设于朝向所述后端面方向。
[0015]所述至少一对凸肋5中包括处于所述混凝土基体I中间位置的主凸肋和均布与主凸肋两侧的辅助凸肋。
[0016]本实用新型采用上述技术方案后，主要有以下特点:
[0017]I)本实用新型为墙体自保温用混凝土复合保温砌块，解决了混凝土小型砌块热工性能差的问题，是一种结构功能一体化的新型墙体砌筑材料。
[0018]2)本实用新型采用混凝土、应用振动加压成型工艺制备带空腔的混凝土基体，作为发泡水泥充填式混凝土复合保温砌块承重主体，尺寸稳定性好，强度高，解决了采用泡沫混凝土、砂浆等所制基材吸水率高、耐水性差和易开裂等弊病。
[0019]3)本实用新型采用发泡水泥作为混凝土复合保温砌块填充保温材料，解决了有机保温材料作为填充保温材料带来的燃烧性能问题，且具有耐久、成本低、生产方便等特点。
[0020]4)本实用新型采用发泡水泥作为混凝土复合保温砌块填充保温材料，解决了使用泡沫混凝土(水泥)作为填充保温材料时易出现的泌水沉降以及硬化后干表观密度高、保温性能较差、表面出现凹陷等问题，且具有早强、高强、耐久性好、成本低等特点。
[0021]5)本实用新型通过优化带空腔的混凝土基体结构、调整混凝土和发泡水泥的干表观密度，可使发泡水泥充填式混凝土复合保温砌块砌体传热系数满足国家建筑节能标准要求。
[0022]6)构成本实用新型砌块的两部分(即基体与填充体)结合强度高，使用适应性好，在具有多个凸肋的情况下，在相邻凸肋之间可以采用专用设备将砌块分割，作为主规格砌块的辅助块使用。
[0023]7)本实用新型可大量利用粉煤灰、炉底渣、建筑垃圾、工业尾矿等固体废弃物，符合国家发展循环经济、低碳经济和可持续发展战略。
[0024]8 )本实用新型产品可广泛用于城镇框架结构建筑和村镇建筑内外墙体。【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1为本实用新型基本砲块的结构不意图，
[0026]图2为本实用新型优化砌块的结构示意图，
[0027]图3为本实用新型基本砌块之混凝土基体的立体图，
[0028]图4为本实用新型优化砌块之混凝土基体的立体图，
[0029]图5为本实用新型基本砌块混凝土基体的主视图，
[0030]图6为图5中B-B剖视图一，
[0031]图7为图5中B-B剖视图二，
[0032]图8为图5中C-C剖视图，
[0033]图9为图5中A-A剖视图，
[0034]图10为图9中D-D剖视图，
[0035]图11为图9中E-E剖视图，
[0036]图12为本实用新型优化砌块混凝土基体的主视图，
[0037]图13为图12中F-F剖视图，
[0038]图14为本实用新型优化砌块使用方法示意图，
[0039]图15为本实用新型优化砌块分隔块一的示意图，
[0040]图16为本实用新型优化砌块分隔块二的示意图，
[0041]图17为本实用新型优化砌块分隔块三的示意图；
[0042]图中:
[0043]I是混凝土基体，11是1/4砌块，12是3/4砌块，13是1/2砌块，
[0044]2是发泡水泥填充体，
[0045]3是空气间层，
[0046]4是空腔，41是腔底，
[0047]5是凸肋，51是辅助凸肋，52是断痕，53是凸肋连接梁，
[0048]6是灰槽；
[0049]图14中的双点划线为优化砌块的分割线。
【具体实施方式】
[0050]本实用新型如图1-17所示:包括带空腔的混凝土基体1，混凝土基体I为长方体或正方体，使得混凝土基体I具有顶面、底面、前端面、后端面和两个侧面；混凝土基体I的至少一个外表面的内侧设有至少一个贯穿混凝土基体I的空气间层3，在混凝土基体I内还设有至少一个截面面积大于空气间层3之截面面积的空腔4 ;在空腔4中设有发泡水泥填充体2。
[0051]空腔4为从垂直于水平面的方向贯通混凝土基体I的贯通结构，或为凹槽结构、且凹槽的槽口设于顶面。图5中左半部分显示为贯通结构，右半部分显示为凹槽结构，并且中部凸肋5 (主肋)的底部设有凸肋连接梁53。图6-11进一步说明了上述两种实施方式以及其它优化实施例的区别。
[0052]在前端面、后端面和/或两个侧面上分别设有至少一条灰槽6。一般情况下，灰槽6设置在两侧面，利于相邻砌块之间的结合强度；但不排除在前、后端面也设置灰槽6，以利于墙体表面灰层的结合强度。
[0053]空气间层3垂直于水平面方向，为盲孔结构或通孔结构。这点根据客户的需要而定。空气间层3主要起减重、保温等作用，同时便于施工和装修。
[0054]在凸肋5设置上，本案提供两种主要块形，
[0055]—是如图1、3、5_11所不的基本砌块形式,在空腔4的内表面设有至少一条凸肋5 ；
[0056]在凸肋5上设有至少一个凸起形或凹入形断痕，用于增强发泡水泥填充体2与空腔4的结合整体性。出于加工便利性的考虑空腔4为贯通结构时，在凸肋5表面设置凸起形的断痕比较方便。但随着加工工艺技术的进步，凹入式的断痕并非不能实现，如图6中空腔4底部也相当于一种凹入形的断痕。用于增强发泡水泥填充体2与空腔4的结合整体性。
[0057]二是在基本砌块形式上进一步的优化砌块，如图2、4、12、13所示，在空腔4的内表面设有至少一对凸肋5，一对凸肋中的一个凸肋设于朝向前端面方向，另一个凸肋设于朝向后端面方向。即无论是如图1、3、5-11所示的基本砌块形式,还是图2、4、12、13所示的优化砌块形式，处于基体I宽度方向中心位置的主凸肋5都是应该设置的。进一步地在该对主凸肋两侧还设置有辅助凸肋51，一对主凸肋和两对辅助凸肋51在宽度方向(即两侧面之间)均布。这样就便于在加工中沿主凸肋和辅助凸肋51的中心进行分割，分割为1/2、3/4、1/4的块形。以便于不同场合的使用。
[0058]下面结合实验例进一步说明本实用新型。
[0059]实施例1
[0060]带空腔的混凝土基体规格尺寸为390mmX240mmX 190mm,外形为长方体,侧面为平头，后端面内侧基体内设有I排宽度为20mm的空气间层，内部设有一排面积较大的空腔。空气间层由3个小孔组成，空腔形状为上下通孔、中间带有I个凸肋，凸肋上设置凸起形断痕。发泡水泥填充体通过在线填充设备，填充于混凝土基体的空腔中。带空腔的混凝土基体与充填的发泡水泥通过胶结和机械咬合(即与断痕形成的嵌合结构)组合成一体。
[0061]带空腔的混凝土基体由水泥混凝土制成，块体密度为730kg/m3，强度等级达到MU3.5 ;发泡水泥填充体以水泥、粉煤灰、改性剂、发泡剂和水等原料，经制浆、充填、化学发泡、养护、表面处理等工艺制成，干表观密度为100kg/m3，立方体抗压强度为0.lOMPa，导热系数为 0.045W/ (mXK)。
[0062]经测试，本实用新型的发泡水泥充填式混凝土复合保温砌块干表观密度为780kg/m3，强度等级达到MU3.5，平均热阻为1.070 (m2 X K)/W。
[0063]实施例2
[0064]带空腔的混凝土基体规格尺寸为390mmX240mmX 190mm,外形为长方体,侧面为平头，前端面和后端面内侧基体内各设有I排宽度为14mm的空气间层，内部设有一排宽度较大的空腔。空气间层由2个小孔组成，空腔形状为上下通孔、中间带有3个凸肋。发泡水泥填充体通过离线填充于混凝土基体的空腔中。所述带空腔的混凝土基体与充填的发泡水泥通过胶结组合成一体。
[0065]带空腔的混凝土基体由水泥混凝土制成，块体密度为700kg/m3，强度等级达到MU2.5 ;发泡水泥填充体以水泥、粉煤灰、改性剂、发泡剂和水等原料，经制浆、充填、化学发泡、养护、表面处理等工艺制成，干表观密度为180kg/m3，立方体抗压强度为0.40MPa，导热系数为 0.055W/(mXK)。
[0066]经测试，本实用新型的发泡水泥充填式混凝土复合保温砌块干表观密度为780kg/m3，强度等级达到MU2.5，平均热阻为1.077 (m2 X K)/W。
[0067]实施例3
[0068]带空腔的混凝土基体规格尺寸为390mmX310mmX 190mm,外形为长方体,两侧面及前后端面分别设有一对灰槽，前端面内侧基体内设有I排宽度为25mm的空气间层，基体设有一排宽度较大的空腔。空气间层由4个小孔组成，空腔形状为凹槽结构(即具有槽底41 )、中间带有3对凸肋，每个凸肋上设置有凹入形断痕。发泡水泥填充体通过在线填充于混凝土基体的空腔中。所述带空腔的混凝土基体与充填的发泡水泥通过胶结和机械咬合组合成一体。
[0069]带空腔的混凝土基体由水泥混凝土制成，块体密度为730kg/m3，强度等级达到MU5.0 ;充填的发泡水泥以水泥、粉煤灰、改性剂、发泡剂和水等原料，经制浆、充填、化学发泡、养护、表面处理等工艺制成，干表观密度为100kg/m3，立方体抗压强度为0.lOMPa，导热系数为 0.045W/(mXK)。
[0070]经测试，本实用新型的发泡水泥充填式混凝土复合保温砌块干表观密度为790kg/m3，强度等级达到MU5.0，平均热阻为1.632 (m2 X K)/W。
[0071]实施例4
[0072]带空腔的混凝土基体规格尺寸为390_X310_X 190mm,外形为长方体,两侧面分别设有2个灰槽，前后端面内侧各设有I排宽度为20mm的空气间层，基体内部设有一排宽度较大的空腔。所述空气间层由3个小孔组成，空腔形状为上下通孔，空腔4正中位置内设有一对凸肋5，在凸肋5的下部设有凸肋连接梁53，使得砌块基体在转运过程中的强度更好，避免凸肋底部出现掉渣、缺角的缺陷。发泡水泥填充体通过离线填充于混凝土基体的空腔中。所述带空腔的混凝土基体与充填的发泡水泥通过胶结和机械咬合组合成一体。
[0073]带空腔的混凝土基体由水泥混凝土制成，块体密度为700kg/m3，强度等级达到MU3.5 ;充填的发泡水泥以水泥、粉煤灰、改性剂、发泡剂和水等原料，经制浆、充填、化学发泡、养护、表面处理等工艺制成，干表观密度为180kg/m3，立方体抗压强度为0.40MPa，导热系数为 0.055W/(mXK)。
[0074]经测试，本实用新型的发泡水泥充填式混凝土复合保温砌块干表观密度为790kg/m3，强度等级达到MU3.5，平均热阻为1.381 (m2 X K)/W。
[0075]本实用新型的发泡水泥充填式混凝土复合保温砌块(辅助块)如图2、4、12_17所示，优化砌块成型后，通过切割可制成1/4、1/2、3/4的发泡水泥充填式混凝土复合保温砌块，作为图1所示发泡水泥充填式混凝土复合保温砌块(主块)的辅助块。
[0076]该砌块具有热工性能优良、不燃、耐久性好、质量和性能稳定、经济适用等特点。同时能充分利用建筑垃圾、粉煤灰等固体废弃物，节约水泥，发挥节能减排、保护环境的作用，符合发展循环经济、低碳经济和社会可持续发展战略需要。质轻、保温隔热和隔音效果好、比强度高、不燃、抗渗，可广泛用于城镇框架结构建筑和村镇建筑内外墙体。施工方便、性能稳定，大大降低了劳动强度和建筑成本。
【权利要求】
1.一种发泡水泥充填式混凝土复合保温砌块，包括带空腔的混凝土基体(1)，所述混凝土基体(I)为长方体或正方体，所述混凝土基体(I)具有顶面、底面、前端面、后端面和两个侧面；其特征在于，所述混凝土基体(I)的至少一个外表面的内侧设有至少一个贯穿所述混凝土基体的空气间层(3)，在所述混凝土基体(I)内还设有至少一个截面面积大于所述空气间层(3)之截面面积的空腔(4);在所述空腔(4)中设有发泡水泥填充体(2)。
2.根据权利要求1所述的一种发泡水泥充填式混凝土复合保温砌块，其特征在于，所述空腔(4)为从垂直于水平面的方向贯通所述混凝土基体(I)的贯通结构，或为凹槽结构、且所述凹槽的槽口设于所述顶面。
3.根据权利要求1所述的一种发泡水泥充填式混凝土复合保温砌块，其特征在于，在所述前端面、后端面和/或两个侧面上分别设有至少一条灰槽(6)。
4.根据权利要求1所述的一种发泡水泥充填式混凝土复合保温砌块，其特征在于，所述空气间层(3 )垂直于水平面方向，为盲孔结构或通孔结构。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的一种发泡水泥充填式混凝土复合保温砌块，其特征在于，在所述空腔(4)的内表面设有至少一条凸肋(5)。
6.根据权利要求5所述的一种发泡水泥充填式混凝土复合保温砌块，其特征在于，在所述凸肋(5)上设有至少一个凸起形或凹入形断痕，用于增强所述发泡水泥填充体(2)与空腔(4)的结合整体性。
7.根据权利要求1、2、3或4所述的一种发泡水泥充填式混凝土复合保温砌块，其特征在于，在所述空腔(4)的内表面设有至少一对凸肋(5)，所述一对凸肋中的一个凸肋设于朝向所述前端面方向，另一个凸肋设于朝向所述后端面方向。
8.根据权利要求7所述的一种发泡水泥充填式混凝土复合保温砌块，其特征在于，所述至少一对凸肋(5)中包括处于所述混凝土基体(I)中间位置的主凸肋和均布与主凸肋两侧的辅助凸肋。
【文档编号】E04C1/41GK203654591SQ201320878570
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2013年12月27日 优先权日:2013年12月27日
【发明者】王武祥, 张磊蕾, 王爱军, 廖礼平 申请人:中国建筑材料科学研究总院