防水型建筑外墙保温结构及其施工方法与流程

1.本发明涉及外墙保温技术领域，具体涉及一种防水型建筑外墙保温结构及其施工方法。


背景技术：

2.外墙保温是采用节能保温材料覆盖于墙体的外侧，在夏季，防止室外阳光照射引起室内温度升；在冬季，防止室内热量散失到室外，主要保障夏季降温设备的降温效果和冬天暖气的供暖效果，从而节约能源消耗，提高能源利用率；同时外墙保温不占用室内空间，提高建筑使用面积，因此外墙保温在建筑保温、隔热应用中最广泛，其效果最为突出，已成为我国建筑墙体保温主要施工方法。
3.目前使用的各种建筑外墙保温材料在综合性能上并不理想，其中，所用材料主要为苯板、聚氨酯发泡材料等有机保温材料，以及岩棉板、玻璃棉等无机保温材料，苯板价格便宜，但其保温效果一般，使用过程中会发生吸水、变形等问题；聚氨酯发泡材料的保温性能要高于苯板，但价格要高于苯板。这些有机保温材料还存在强度低、易吸水、易燃、易滴熔的缺点。无机保温材料具有防火防冻、耐老化以及低廉的价格等特点，但保温效率较差，且自重较大。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本发明提供一种防水型建筑外墙保温结构及其施工方法。
5.本发明的目的采用以下技术方案来实现：
6.一种防水型建筑外墙保温结构，由内而外依次包括混凝土外墙体、找平层、外保温层、空气层和防水饰面层。
7.优选的，所述找平层由环氧聚合物砂浆在所述混凝土外墙体上涂覆形成。
8.另一方面，本发明还提供了一种前述防水型建筑外墙保温结构的施工方法，包括以下步骤：
9.(1)外墙体前处理：清除所述混凝土外墙体表面的凸出、松动、风化及表面污染物，使得墙体表面清洁平整；
10.(2)找平层施工：对所述混凝土外墙体缺损部位，用配制好的环氧聚合物砂浆涂抹在缺损部位，边压实边抹光，固化保养；
11.(3)外保温层锚固安装：在固化后干燥的找平层上安装锚固件，将所述外保温层通过锚固件固定在找平层上；
12.(4)防水饰面层安装：配制防水涂料并涂覆在饰面上，制得所述防水饰面层；所述防水饰面层由挂件固定在所述外保温层上。
13.优选的，所述外保温层的制备方法包括以下步骤：
14.s1、称取聚乙烯吡咯烷酮并溶解在去离子水中，搅拌升温至沸，充分溶解后撤去热源，在搅拌条件下加入磷酸调节ph值至2-3，加入正硅酸乙酯，在室温条件下搅拌反应1-2h
至透明，得到纺丝液，以静电纺丝法制备为纺丝纤维，将所述纺丝纤维转入高温炉进行煅烧处理，制得纳米二氧化硅纤维，将所述纳米二氧化硅纤维分散在聚丙烯酰胺的水溶液中，得到分散溶液；
15.其中，所述聚乙烯吡咯烷酮与所述去离子水、所述正硅酸乙酯的质量比例为(1-1.1)：10：(3.5-3.8)；所述纳米二氧化硅纤维与所述聚丙烯酰胺、水的质量比例为(0.42-0.45)：(0.01-0.02)：100；
16.s2、分别称取氯化铝和硼酸并溶解在去离子水中，充分搅拌混合后加入正硅酸乙酯，搅拌反应2-4h，得到溶胶溶液，将所述溶胶溶液加入到所述分散溶液中，充分搅拌混合后得到混合溶液，将所述混合溶液倒入模具中，待静置脱气后，得到凝胶，冻融循环2-3次，冷冻干燥脱水，脱模后转入高温炉中进行热处理，热处理温度900-1000℃，热处理时间10-60min，冷却后得到所述外保温层；
17.其中，所述氯化铝与所述硼酸、去离子水、正硅酸乙酯的质量比例为1.95：0.45：100：(7.5-7.8)。
18.优选的，所述纺丝纤维煅烧处理的温度在1000-1300℃，煅烧时间在0.5-2h。
19.优选的，所述外保温层的制备方法还包括以下步骤：
20.s3、将氨硼烷分散溶解在二甲氧基四乙二醇中，在5-10kpa的氩气保护气氛下，将氨硼烷的二甲氧基四乙二醇溶液加热至100-120℃并保温1h，得到混合气氛，将步骤s2制得的外保温层材料置于所述混合气氛中并封闭进行气氛扩散处理，扩散完成后将外保温层材料进行二次热处理，待冷却至室温后制得。
21.优选的，所述二次热处理条件为：保护气氛下加热至100℃，保温1h，升温至600℃，保温0.5h，升温至1400℃，保温1h，待温度降至900-1000℃时，将保护气氛切换为乙烯或乙炔，温度降至900℃以下时切换为保护气氛。
22.优选的，所述防水饰面层的制备方法包括以下步骤：
23.a1、按质量比例10：(0.5-0.6)分别称取缩水甘油醚基倍半硅氧烷和氨基封端聚二甲基硅氧烷并分散在醋酸丁酯中，升温至100-120℃并保温回流1-2h，回流完成后冷却，加入乙腈溶剂稀释，分离上清液，在所述上清液中加入缩水甘油醚基倍半硅氧烷的乙酸乙酯溶液并充分搅拌混合，再加入阳离子光引发剂和碳酸丙烯酯，充分混合后制得所述防水涂料；
24.a2、将所述防水涂料均匀涂覆在饰面层上，在60-70℃的热气流中干燥，干燥后制得所述防水饰面层。
25.本发明的有益效果为：
26.(1)建筑内保温无法避免冷桥，容易形成冷凝水从而破坏墙体，本发明通过外墙外保温技术，有效形成建筑保温系统，大大减少了自然界温度、湿度、紫外线等对主体结构的影响，达到较好的保温效果，减少热桥的产生，降低温度在结构内部产生的应力；其次，外保温层与防水饰面层之间形成的空气层可形成有效的自然通风，以降低空调负荷，节约能耗并排除潮气以保护保温层材料，同时通过非粘接的饰面干挂技术保证了外墙牢固度和安全性；
27.(2)气凝胶具有低的自重和热导率，是良好的保温隔热材料，但存在质脆以及晶化诱导的破碎，容易导致严重的强度退化或塌陷，稳定性不高，本发明通过静电纺丝法结合高
温热处理方法制备了纳米二氧化硅纤维，并将其掺加在硼铝硅酸盐溶胶基质中进行共成型，制备得到具有高韧性和热稳定性的改性硼铝硅酸盐气凝胶；进一步地，基于气凝胶的多孔结构，本发明通过气相渗透扩散法，对所述硼铝硅酸盐气凝胶进行修饰，具体是，氨硼烷的二甲氧基四乙二醇溶液在热条件下分解为硼嗪，硼嗪均匀扩散在气凝胶内部缩合为硼烯，再通过高温热处理在孔壁形成氮化硼涂层，减少由韧性引致的锚固强度降低；再进一步地，本发明以乙烯或乙炔为热沉积气氛，在所述气凝胶的内部沉积形成碳层，增强气凝胶的内部疏水性，降低其吸水率，使得保温材料兼具透气和抗渗。
28.(3)外墙体涂层要求良好的防水性、耐腐蚀性和耐久性，本发明在环氧树脂漆的基础上，通过笼型倍半硅氧烷改性，提高漆膜的耐腐蚀性和耐久性，具体的，本发明基于氨基对缩水甘油醚基倍半硅氧烷的开环反应，制备为改性聚合前体，聚二甲基硅氧烷通过接枝在笼型倍半硅氧烷上可以避免由于相容性出现相分离，其再与缩水甘油醚基倍半硅氧烷交联形成聚合网络，其中，笼型倍半硅氧烷中的氧化硅无机组分赋予涂层优异的耐磨性和硬度，引入的低表面能聚二甲基硅氧烷赋予涂层表面优良的防水性。
具体实施方式
29.结合以下实施例对本发明作进一步描述。
30.实施例1
31.一种防水型建筑外墙保温结构，由内而外依次包括混凝土外墙体、找平层、外保温层、空气层和防水饰面层；
32.所述找平层由环氧聚合物砂浆在所述混凝土外墙体上涂覆形成；
33.所述防水型建筑外墙保温结构的施工方法包括以下步骤：
34.(1)外墙体前处理：清除所述混凝土外墙体表面的凸出、松动、风化及表面污染物，使得墙体表面清洁平整；
35.(2)找平层施工：对所述混凝土外墙体缺损部位，用配制好的环氧聚合物砂浆涂抹在缺损部位，边压实边抹光，固化保养；
36.(3)外保温层锚固安装：在固化后干燥的找平层上安装锚固件，将所述外保温层通过锚固件固定在找平层上；
37.(4)防水饰面层安装：配制防水涂料并涂覆在饰面上，制得所述防水饰面层；所述防水饰面层由挂件固定在所述外保温层上；
38.所述外保温层的制备方法包括以下步骤：
39.s1、称取聚乙烯吡咯烷酮并溶解在去离子水中，搅拌升温至沸，充分溶解后撤去热源，在搅拌条件下加入磷酸调节ph值至2-3，加入正硅酸乙酯，在室温条件下搅拌反应1-2h至透明，得到纺丝液，以静电纺丝法制备为纺丝纤维，将所述纺丝纤维转入高温炉进行煅烧处理，制得纳米二氧化硅纤维，将所述纳米二氧化硅纤维分散在聚丙烯酰胺的水溶液中，得到分散溶液；
40.其中，所述聚乙烯吡咯烷酮与所述去离子水、所述正硅酸乙酯的质量比例为1.1：10：3.8；所述纳米二氧化硅纤维与所述聚丙烯酰胺、水的质量比例为0.45：0.01：100；所述纺丝纤维煅烧处理的温度在1200℃，煅烧时间1h；
41.s2、分别称取氯化铝和硼酸并溶解在去离子水中，充分搅拌混合后加入正硅酸乙
酯，搅拌反应2-4h，得到溶胶溶液，将所述溶胶溶液加入到所述分散溶液中，充分搅拌混合后得到混合溶液，将所述混合溶液倒入模具中，待静置脱气后，得到凝胶，冻融循环2-3次，冷冻干燥脱水，脱模后转入高温炉中进行热处理，热处理温度900-1000℃，热处理时间10-60min，冷却后得到所述外保温层；
42.其中，所述氯化铝与所述硼酸、去离子水、正硅酸乙酯的质量比例为1.95：0.45：100：(7.5-7.8)；
43.所述防水饰面层的制备方法包括以下步骤：
44.a1、按质量比例10：(0.5-0.6)分别称取γ-缩水甘油醚氧丙基倍半硅氧烷和氨基封端聚二甲基硅氧烷并分散在醋酸丁酯中，升温至100-120℃并保温回流1-2h，回流完成后冷却，加入乙腈溶剂稀释，分离上清液，在所述上清液中加入与所述氨基封端聚二甲基硅氧烷等量的γ-缩水甘油醚氧丙基倍半硅氧烷，加入乙酸乙酯溶剂稀释，充分搅拌混合，再加入三苯基硫鎓六氟锑酸盐和碳酸丙烯酯，充分混合后制得所述防水涂料；
45.所述氨基封端聚二甲基硅氧烷与所述γ-缩水甘油醚氧丙基倍半硅氧烷、三苯基硫鎓六氟锑酸盐、碳酸丙烯酯的质量比例为1：1：0.05：3；
46.a2、将所述防水涂料均匀涂覆在饰面层上，在60-70℃的热气流中干燥，干燥后制得所述防水饰面层。
47.实施例2
48.一种防水型建筑外墙保温结构，同实施例1，区别在于，所述外保温层的制备方法包括以下步骤：
49.s1、称取聚乙烯吡咯烷酮并溶解在去离子水中，搅拌升温至沸，充分溶解后撤去热源，在搅拌条件下加入磷酸调节ph值至2-3，加入正硅酸乙酯，在室温条件下搅拌反应1-2h至透明，得到纺丝液，以静电纺丝法制备为纺丝纤维，将所述纺丝纤维转入高温炉进行煅烧处理，制得纳米二氧化硅纤维，将所述纳米二氧化硅纤维分散在聚丙烯酰胺的水溶液中，得到分散溶液；
50.其中，所述聚乙烯吡咯烷酮与所述去离子水、所述正硅酸乙酯的质量比例为(1-1.1)：10：(3.5-3.8)；所述纳米二氧化硅纤维与所述聚丙烯酰胺、水的质量比例为(0.42-0.45)：(0.01-0.02)：100；所述纺丝纤维煅烧处理的温度在1000-1300℃，煅烧时间在0.5-2h；
51.s2、分别称取氯化铝和硼酸并溶解在去离子水中，充分搅拌混合后加入正硅酸乙酯，搅拌反应2-4h，得到溶胶溶液，将所述溶胶溶液加入到所述分散溶液中，充分搅拌混合后得到混合溶液，将所述混合溶液倒入模具中，待静置脱气后，得到凝胶，冻融循环2-3次，冷冻干燥脱水，脱模后转入高温炉中进行热处理，热处理温度900-1000℃，热处理时间10-60min，冷却后得到所述外保温层；
52.其中，所述氯化铝与所述硼酸、去离子水、正硅酸乙酯的质量比例为1.95：0.45：100：(7.5-7.8)；
53.s3、将氨硼烷分散溶解在二甲氧基四乙二醇中，在5-10kpa的氩气保护气氛下，将氨硼烷的二甲氧基四乙二醇溶液加热至100-120℃并保温1h，得到混合气氛，将步骤s2制得的外保温层材料置于所述混合气氛中并封闭进行气氛扩散处理，扩散完成后将外保温层材料进行二次热处理，待冷却至室温后制得；
54.所述二次热处理条件为：保护气氛下加热至100℃，保温1h，升温至600℃，保温0.5h，升温至1400℃，保温1h，待温度降至900-1000℃时，将保护气氛切换为乙烯或乙炔，温度降至900℃以下时切换为保护气氛。
55.实施例3
56.一种防水型建筑外墙保温结构，同实施例1，区别在于，所述防水饰面层涂覆的防水涂料为常规环氧树脂防水漆。
57.对比例
58.分别称取氯化铝和硼酸并溶解在去离子水中，充分搅拌混合后加入正硅酸乙酯，搅拌反应2-4h，得到溶胶溶液，将所述溶胶溶液倒入模具中，待静置脱气后，得到凝胶，冻融循环2-3次，冷冻干燥脱水，脱模后转入高温炉中进行热处理，热处理温度900-1000℃，热处理时间10-60min，冷却后得到多孔保温材料；其中，所述氯化铝与所述硼酸、去离子水、正硅酸乙酯的质量比例为1.95：0.45：100：(7.5-7.8)。
59.对实施例1、2、对比例所述外保温层的基本性能进行测试，测试结果如下：
[0060][0061]
对实施例1、实施例3所述防水涂层的各项机械物理性能进行测试，测试结果如下：
[0062][0063][0064]
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实
质和范围。