一种高强不燃型保温免拆模板及其制备方法与流程

本发明涉及保温免拆模板，具体为一种高强不燃型保温免拆模板及其制备方法。

背景技术：

1、据统计，我国现有建筑中，有95％左右都是高能耗建筑，建筑节能一直是我国所面临的一项重要问题。建筑节能一般指在满足建筑正常使用的条件下，通过合理的方法，降低建筑能耗与能源损失，提高现有能源的利用率，建筑节能技术必须遵守国家和地方编制的节能技术要求。

2、为了达到相应的建筑节能设计标准，对建筑围护结构进行保温设计具有重要的工程价值，从现有的工程实例来看，大多还是采用传统的外贴保温材料的形式来满足建筑节能的要求，这种做法使得各种建筑质量问题，如火灾、渗水、脱落等屡见不鲜，且一般每隔10—25年更换一次保温材料，材料成本和施工成本相对较高。

3、目前，有机类建筑保温材料在市场上使用较广泛的有酚醛板、模塑聚苯板(eps板)、挤塑聚苯板(xps板)、硬质聚氨酯板和岩棉板等。酚醛板是由酚醛树脂发泡而成的，重量小、阻燃性能好、燃烧无滴落、施工工艺简单，但是脆性较大、易粉化、易掉渣、韧性差，目前尚无完美的解决办法。硬质聚氨酯板是指以聚氨酯硬泡为芯材、两面覆以某种非装饰面层的保温板材，具有憎水性、不易开裂、隔音、闭孔率高、导热系数低等优点，是一种高效保温材料，但是板材价格高，而且存在易燃，燃烧气体有毒的问题。苯板具有重量小、弹性和抗冲击性能好、保温隔热性能突出等优良特征，但是由于这种板的防火阻燃性能差，使用受到限制。相比较有机类建筑材料而言，无机类建筑保温材料基本上都是耐高温、阻燃的，使用较多有膨胀玻化微珠(闭孔珍珠岩)保温砂浆及板材、岩棉。膨胀玻化微珠(闭孔珍珠岩)保温砂浆及板材具有良好的防火阻燃性能、吸声性能、电绝缘性能和抗腐蚀性能，但是吸水率较高可能会出现冻胀问题，而且导热系数相对较高制约了保温隔热性能。岩棉是通过高温将天然矿石熔化后拉成纤维，并加入一定量的粘结剂所形成，防火等级高、容重为80—200kg/m3、导热系数小，但吸水率较高不利于在严寒高湿度的地区使用，而且板材自身强度较低，长时间在大风等恶劣的天气环境中使用，会增大保温系统脱落的可能性，导致使用周期缩短。长期接触岩棉的工人也可能会造成呼吸系统损伤和皮肤过敏，对眼睛黏膜也有一定的危害。

4、综上所述，有机类保温材料的保温性能优异、容重小、导热系数低、施工方便，但是容易燃烧，并且部分有机保温材料如聚氨酯燃烧时产生大量有害气体，威胁用户生命安全且严重污染环境。无机类保温材料阻燃性能好但是保温性能相对较差，而且容重大、防水性差、施工不方便。有机无机复合类保温材料可兼得二者的优点，是保温材料发展的主要方向。

5、通过无机材料和有机材料的复合改性以尝试制备出兼具两者优势性能的保温免拆模板是国内外保温建材行业学者所公认的主要可行性技术路线，其中，考虑到工艺难度和制作成本，以水泥基材料和活性矿物掺合料水化反应产生的水化产物对于预发聚苯乙烯颗粒或石墨聚苯乙烯颗粒进行包裹是相对较为通用的一种做法，具体的，以水泥基材料和活性矿物掺合料硬化体结构作为基体骨架、以预发聚苯乙烯颗粒或石墨聚苯乙烯颗粒作为填料。以聚苯乙烯颗粒或石墨聚苯乙烯颗粒为代表的有机材料在相对较短的时间便可以达到物理力学性能的基本稳定，在性能发展期基本是单纯的物理变化。而水泥基材料和活性矿物掺合料的物理力学性能发展和稳定的时间都相对更长，在此期间同时发生复杂的多相质化学反应和物理变化。因此，由于无机材料和有机材料的性能发展成熟度差异及性能发展期所对应的反应类型和复杂程度不一致而可能导致的(长期)性能不确定性是无机复合有机保温免拆模板使用过程中应重点关注和解决的问题，但是，该问题目前并未得到合理解决。

6、而且在传统的施工过程中，现浇模板多采用木模板和钢模板，木模板强度低易变形，钢模板自重大，在施工过程中需要吊机来辅助操作，增加了施工难度。传统的模板拆卸工艺复杂、拆卸的工期长、使用成本高，存在着各种各样的问题和缺陷。目前，市场上已有的保温免拆模板应用过程中出现了诸如强度、收缩开裂及高吸水等问题，尤其是保温免拆模板与配套砂浆之间的黏结存有明显的隐患。近期，《上海市建设工程安全质量监督总站建设工程安全质量监管的工作提示》(市安质监提示〔2022〕54号)文指出：现场已施工的硅墨烯免拆模外墙保温系统存在系统抹灰层与保温层拉结强度过低等问题。《2022年度本市硅墨烯免拆模外墙保温系统质量专项检查通报》(沪建安质监〔2023〕3号)文通报：监督抽检结果显示施工现场硅墨烯免拆模外墙保温系统抹面层与保温层拉伸粘结强度低于设计要求的情况较为普遍。

7、基于以上市场现状和问题，我们提出一种原材料来源方便、制备条件不复杂、结构力学性能、体积稳定性能和长期耐候性能较佳的高强不燃型保温免拆模板及其制备方法。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种高强不燃型保温免拆模板及其制备方法，解决了上述背景技术中提出的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种高强不燃型保温免拆模板，包括底层保温板、中间层保温板、上层保温板、增强网与连接锚固件。所述上层保温板与中间层保温板之间和中间层保温板与底层保温板之间均设置有增强网；所述上层保温板、中间层保温板与底层保温板的原料组合物均包括基础矿物质材料350—500份，矿物型外加剂30—80份，可再分散乳胶粉12—25份，纤维素醚1.5—3.5份，减水剂6—10份，引气剂0-1.5份，憎水剂1—4份，纤维材料3—8份，表面活性剂4—10份，抗结块剂2—6份，保温隔热颗粒50—100份，水160—320份。

3、可选的，相较于申请号为2022116741997的发明专利《一种硅烃保温板及其制备方法》所涉及的硅烃保温板材料配比，本发明所述的保温板的原料配比中，可采用强度等级更高的52.5普通硅酸盐水泥(白水泥或灰水泥)，以获得更好的结构力学性能。

4、可选的，所述的保温板的原材料配比中，可采用普通硅酸盐水泥/铝酸盐水泥/石膏(β－半水石膏和或无水石膏)三元胶凝材料体系。协同保温板材短期和长期的力学性能发展、硬化体结构成熟度及体积稳定性，也有利于保温板的防火阻燃性能。

5、可选的，所述的保温板的原材料配比中，抗结块剂可采用偏高岭土。粒径较小的偏高岭土颗粒可吸附于粒径较大的预发石墨聚苯乙烯颗粒或者预发聚苯乙烯颗粒表面，阻止吸附于预发石墨聚苯乙烯颗粒或者预发聚苯乙烯颗粒表面的表面活性剂颗粒由于电荷作用的相互团聚。

6、优选的，所述的保温板的原材料配比中，采用低粘度(烷基)改性羟乙基纤维素醚，并删除了引气剂、早强剂和膨胀减缩剂。因为免拆保温模板中含有增强网的设计，而增强网的网孔对于模压过程中浆料从增强网的网孔中透过并压实成均匀的基体都会形成一定的贯入阻力。通过调整原材料，可降低物料加水搅拌时的粘度值(阻力)并适度引气和延长可操作时间。

7、可选的，所述增强网可为钢丝网，且所述钢丝网为热镀锌不锈钢钢丝网，丝径为0.5—2mm，进一步的为0.6—1.8mm，所述钢丝网的网孔为10—20mm，进一步的为11—18mm，热镀锌是使熔融金属锌与铁基体反应而产生合金层，从而使基体和镀层二者相结合的化学过程；热镀锌具有镀层均匀、镀锌层厚、附着力强、使用寿命长等优点；相比较冷镀锌(电镀锌)而言，其厚度更厚，耐腐蚀性更强。

8、可选的，所述钢丝网的四个侧边选择丝径较粗的钢丝，钢丝的丝径为3mm。

9、可选的，所述增强网与上层保温板、底层保温板通过两组连接锚固件锚固在一起，所述连接锚固件上设置有一组位于增强网上面的扩张翼，所述连接锚固件上设置有一组位于增强网下面的固定翼，所述扩张翼与固定翼的数量均为六个，所述连接锚固件锚固在上层保温板、底层保温板与两层增强网中间，所述连接锚固件设置为两组，每组的数量设置为五个，十个所述连接锚固件分别位于两层增强网面的中心及增强网上两条对角线的四分之一与四分之三位置处。

10、可选的，所述增强网可为玻璃钢纤维网，所述玻璃钢纤维网的丝径为1—5mm，进一步的为2—3mm，更进一步的为3mm。所述玻璃钢纤维网的网孔为5—30mm，进一步的为20—30mm，更进一步的为25mm。所述纤维网作为增强网能够增强基体内聚力，约束基体裂缝开展，形成一个整体，主要作用是改善面层的机械强度，保证面层的受力一致性，分散面层的收缩应力和热应力，避免了应力集中，抵抗了自然界温、湿度变化以及外力冲击所引起的面层开裂。

11、所述玻璃钢纤维网采用双向配置，目的是提高延展性，有效缓解应力集中，全面提高基体的抗弯强度和抗冲击性。

12、所述增强网可为耐碱玻璃纤维网格布，所述耐碱玻璃纤维网格布的克重为150—300g，进一步的克重为300g，纬线宽度1—2mm，进一步的为1.5mm，经线宽度0.5—1.5mm，进一步的为0.5mm，孔距2—6mm，进一步的为4mm。所述耐碱玻璃纤维网格布是以玻璃纤维纱为原料，织成玻璃纤维网格布为基材，再经涂覆有机树脂烘干后而成的一种产品，具有结构稳定、强度高、耐碱性好、防腐抗裂的特点，用于保温系统中作为增强网能够有效地增加防护层的拉伸强度，能有效分散应力，可以将原本可能产生得较宽裂缝分散成许多较细裂缝，从而增强其抗裂作用。

13、一种高强不燃型保温免拆模板，包括以下步骤：

14、s1：首先，预发聚苯乙烯颗粒或石墨聚苯乙烯颗粒：在加热温度150℃、蒸汽压力0.6mpa条件下进行发泡，发泡的时间为42—45s，发泡制得的聚苯乙烯颗粒的容重为18—20kg/m3；

15、s2：对保温隔热颗粒进行表面改性；将表面活性剂溶于适量水中形成均匀的溶液，将保温隔热颗粒倒入搅拌锅中进行搅拌，同时一边向搅拌过程中翻滚的保温隔热颗粒表面均匀喷洒表面活性剂溶液，一边向保温隔热颗粒表面均匀撒入抗结块剂，使得保温隔热颗粒表面均匀地包裹上表面活性剂和抗结块剂；

16、s3：将各原料与经表面改性处理的保温隔热颗粒按设计重量比例混合并加水搅拌得到浆料，按免拆模板设计的结构位置，计算好底层、中间层和上层所分别对应的浆料量，首先，将底层浆料输入模腔并铺平和初步压实，平直放入下层增强网，输入中间层浆料并铺平和初步压实，平直放入上层增强网，输入上层浆料并铺平和初步压实；在0.10-0.15mpa下加压，压缩比例为20％—30％，并保持压力4—5h，然后进行脱模；

17、s4：脱模后进行养护，养护温度为10-35℃。根据养护温度，养护至一定时间，根据需求的尺寸规格进行裁切。

18、可选的，所述s3将各原料与经表面改性处理的保温隔热颗粒按设计重量比例混合并加水搅拌得到浆料，按免拆模板设计的结构位置，计算好底层、中间层和上层所分别对应的浆料量，首先，将底层浆料输入模腔并铺平和初步压实，平直放入下层增强网，输入中间层浆料并铺平和初步压实，平直放入上层增强网，输入上层浆料并铺平和初步压实；在0.10-0.15mpa下加压，压缩比例为20％—30％，并保持压力4—5h，然后进行脱模的步骤中增强网若采用钢丝网时，需要对钢丝网进行化学处理，具体方法如下：采用复合化学处理液对钢丝网的钢丝及焊接点进行化学处理以增强钢丝网与保温板基体材料之间的结合力，所述复合化学处理液的组成为：磷酸锌3份、硝酸钠6份、氟化钠0.5份、氧化锌0.5份，溶于90份水中，搅拌均匀后升温至70～80℃得到化学处理液，向钢丝网表面喷淋化学处理液20～25min，水洗后再烘干钢丝网。

19、可选的，所述s3将各原料与经表面改性处理的保温隔热颗粒按设计重量比例混合并加水搅拌得到浆料，按免拆模板设计的结构位置，计算好底层、中间层和上层所分别对应的浆料量，首先，将底层浆料输入模腔并铺平和初步压实，平直放入下层增强网，输入中间层浆料并铺平和初步压实，平直放入上层增强网，输入上层浆料并铺平和初步压实；在0.10-0.15mpa下加压，压缩比例为20％—30％，并保持压力4—5h，然后进行脱模的步骤中增强网若采用钢丝网时，需要使用到连接锚固件，所述连接锚固件是采用通过拉挤工艺生产的玻纤聚氨酯制成。

20、本发明提供了一种高强不燃型保温免拆模板及其制备方法，具备以下有益效果：

21、该高强不燃型保温免拆模板及其制备方法，通过设置有底层保温板、中间层保温板、上层保温板、增强网、连接锚固件，使得保温免拆模板具有更高的抗弯荷载、更低的导热系数、更高的短期和长期抗折和抗压强度、更低的长期干缩率、更简单的操作工艺，本保温免拆模板，所采用的原材料成本适中，保温免拆模板制备工艺简单，保温免拆模板的保温隔热性能好、短期和长期结构力学性能较为均衡。