用于高寒地区免烧火越冬大棚的装配式墙体

本发明属于保温建筑材料技术领域，具体涉及一种用于高寒地区免烧火越冬大棚的装配式墙体的制备。

背景技术：

日光温室是农业种植中效益最大的产业，北方地区得到广泛应用,南方则推广塑料大棚和遮阳网栽培,解决夏季防雨降温的问题。

我国北方地区，冬天平均温度低，一般在零下20~30℃，黑龙江以北的漠河甚至会达到零下40℃。在寒冷的冬季，为了保证农业大棚顺利越冬，一般采用烧燃煤锅炉对大棚内进行加温，取暖成本高，经济效益并不理想，因此温室在冬季一般是闲置状态，占用土地，浪费资源。

北方建造大棚时，不同于南方大棚。南方大棚直接用钢结构作为支撑，上部覆薄膜即可达到保温的目的，北方大棚经采用薄膜无法实现保温的目的，大棚内的温度在冬天也会达到零下，无法满足植物的生长需求。北方的大棚，一般在四周砌保温墙，仅在顶部覆盖薄膜用于透光。

保温墙相对于薄膜结构，虽然具备更好的保温效果，但其对光遮挡严重，棚内采光有限。

技术实现要素：

本发明提供一种用于高寒地区免烧火越冬大棚的装配式墙体，其不仅导热系数低，保温效果好，还具备一定的光反射作用，能够增加棚内的采光，促进植物的光合作用，及有利于棚内温度上升。

本发明的技术方案是，一种用于高寒地区免烧火越冬大棚的装配式墙体，包括框架和内部浇注的气泡混凝土，该墙体的其中一面设有反光涂层，具体制备步骤为：

s1、采用钢材焊接外框架，外框架为闭合的形状，内部分隔为多个单元格，并在外框架的外侧安装可拆卸的模板；

s2、配制气泡混凝土，在框架的并进行平铺浇注；

s3、浇注完成4h后，在浇注料上方涂刷反光涂层，反光涂层采用空心微珠、水泥、灰钙粉和水按质量比5~10：20~30：2~4：10~15混合而成；

s4、反光涂层涂刷10h后，在其上方覆盖薄膜进行养护，28天拆模得到用于高寒地区免烧火越冬大棚的装配式墙体。

进一步地，外框架采用角钢焊接而成，外边框内利用角钢对其进行分区为单元格。

更进一步地，单元格为方形或者三角形，单元格的面积在0.5~1.2m²，墙体的厚度在20cm以上。

进一步地优选地，反光涂层采用空心微珠、水泥、灰钙粉和水按质量比8：25：3：12混合而成，涂刷2遍。空心微珠能够起到反射效果，水泥为胶凝材料，灰钙粉为填料分散剂。

进一步地，所述气泡混凝土采用按重量份计的以下原料水泥30~50份、粉煤灰8~15份、矿渣粉5~10份、石粉10~20份、秸秆颗粒8~15份、聚苯颗粒15~20份、发泡剂0.5~2份、硬脂酸钙1~3份、速凝剂0.5~2份聚羧酸减水剂0.5~1.5份和水20~30份；

气泡混凝土配制时，具体步骤为

1）将水泥、粉煤灰、矿渣粉、石粉、秸秆颗粒、硬脂酸钙、聚苯颗粒和聚羧酸减水剂加入到搅拌设备中搅拌混合均匀，然后加入60~70%的水混合均匀；

2）剩余的水与发泡剂及速凝剂混合，利用空压机注入压缩空气制备发泡溶液，至发泡溶液的体积与步骤1）浆料的体积相当；

3）将步骤2）得到的气泡加入到步骤1）的物料中，混合均匀即得。

进一步地优选方案中，原料还包括空心微珠3~8份、聚丙烯纤维3~5份和硅藻土5~10份，配制时在步骤1）与其他原料一起混合。

进一步地，所述水泥为42.5硅酸盐水泥，粉煤灰为一级或者二级粉煤灰，矿粉为高炉矿渣粉，粒径在40μm以下。

进一步地，所述石粉为人工砂石粉，粒径在0.08mm以下。

进一步地，秸秆颗粒采用秸秆经过脱糖处理并粉碎制得，粒径在100μm以下。

进一步地，所述发泡剂为松香、阴离子表面活性剂、碳酸氢钠中的一种或几种。

本发明还涉及所述装配式墙体在高寒地区免烧火越冬大棚中的应用，具体地，设有反光涂层的墙体位于大棚内侧。

本发明具有以下有益效果：

1、以保温材料为原料，结合框架浇注制备成具有一定形状及厚度的墙体，后期可以直接安装，相比砖砌式墙体，其可以一体成型，施工方便，且质量更稳定。

2、在墙体一侧设置反光涂层，墙体安装后对内部的光进行反射，使大棚内部光更多的照射在植物上，促进光合作用，尽量避免阴暗死角；另一方面，该反光涂层外侧为保温墙体，反射后的光和热仍然位于大棚内部，能够更好地保存大棚内的热量，室内外温差可达50℃，配合大棚的顶棚结构，棚内温度可以维持在10-30℃，无需烧火加热越冬。

3、本发明优选的保温材料中，能够通过50次融冻试验，墙体密度为300-400kg/m³，导热系数在0.06w/m·k以下，抗压强度在3~5mpa，防火强度达到a级。其将水泥和聚苯颗粒进行组合，聚苯颗粒难以被水泥材料包裹，相容性存在一定问题，通过加入0.08mm以下的石粉，能够更好到地对聚苯颗粒进行包裹，提高混合的均匀性。另外，石粉的加入在发泡溶液与浆料混合时，也有助于对气泡进行包裹，形成闭孔，提高闭孔率，降低材料的导热系数。粉煤灰与矿渣粉同时加入，两者能够相互激发，促进材料早期强度的增加，有助于形成更多闭孔，本发明中的发泡溶液制备时，将发泡剂和速凝剂同时加入，使得速凝剂能够预先与泡沫混合，再与配制的浆料混合时，能够促进泡沫的快速硬化凝固，同时硬脂酸钙为稳泡剂，加入速凝剂和稳泡剂，能够减少与浆料混合时的气泡消失量。最后，优选加入空心微珠、聚丙烯纤维份和硅藻土，空心微珠，可以提供良好的保温隔热性能，尤其是配合硅藻土及聚丙烯纤维时，其中硅藻土能够对硬性的空心微珠和柔性的聚丙烯纤维进行调和，使材料具备很好的韧性，避免开裂。

附图说明

图1为本发明实施例1中大棚的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。

实施例1

用于高寒地区免烧火越冬大棚的装配式墙体，包括框架和内部浇注的气泡混凝土，该墙体的其中一面设有反光涂层，具体制备步骤为：

s1、采用角钢焊接外框架，外框架为长方体，长4m，高1.9m，厚度为0.3m；长方体框架内部通过纵横交错焊接的角钢分隔成8个单元格，每个单元格的面积为0.95m²，并在外框架的外侧安装可拆卸的模板；

s2、配制气泡混凝土，在框架的并进行平铺浇注；配制泡混凝土时，按重量份计，取水泥45份、粉煤灰10份、矿渣粉5份、石粉15份、秸秆颗粒12份、聚苯颗粒18份、硬脂酸钙2份、聚羧酸减水剂1份加入到搅拌设备中搅拌混合均匀，然后加入16份水混合均匀；另取9份水与发泡剂1份、速凝剂1份混合，利用空压机注入压缩空气制备发泡溶液，至发泡溶液的体积与浆料的体积相当；将气泡加入到浆料中，混合均匀；浇注到外框架中，至物料平面与顶部的框架平齐；其中，水泥为42.5硅酸盐水泥，粉煤灰为二级粉煤灰，矿粉为高炉矿渣粉，粒径在40μm以下。石粉为人工砂石粉，粒径在0.08mm以下。发泡剂为松香0.4份，阴离子表面活性剂0.3份和碳酸氢钠0.3份。速凝剂为铝酸钾。秸秆颗粒采用秸秆经过脱糖处理并粉碎制得，粒径在100μm以下，准备混合前，加入少量（秸秆颗粒的10wt%）可再分散性乳胶粉对秸秆进行混合处理，形成防水膜，把秸秆碎屑包裹起来，有助于增加混凝土强度。

s3、浇注完成4h后，在浇注料上方涂刷反光涂层，反光涂层采用空心微珠、水泥、灰钙粉和水按质量比8：25：3：1混合而成；涂刷2遍，至浇注料上表面全覆盖反光涂层；

s4、反光涂层涂刷10h后，在其上方覆盖薄膜进行养护，28天拆模得到用于高寒地区免烧火越冬大棚的装配式墙体。

将该装配制墙体应用到农业大棚中，墙体设有反光涂层的一面位于大棚的内侧。大棚的四周采用该墙体围合而成，且四周的墙体埋入地面以下1.5m，大棚的北面墙高于南面墙，北面墙与南面墙之间设置弧形的采光顶棚，东面墙和西面墙连接至北面墙、南面墙和顶棚之间。顶棚采用双层结构设置，如图1所示，并在夹层内设置保温被，白天收拢，晚上覆盖严实。采用该大棚结构，并设置室内外温差可达50℃，室内温度达到10-30℃。

该装配式墙体的厚度为30cm，导热系数为0.037w/m·k，热阻在红砖墙体的10倍以上，保温效果相当于2.4m以上的厚红砖墙的保温效果。

对比例1：

一种装配式墙体，同实施例1，但墙体两侧均不设反光涂层。同时间段，大棚内的温度比实施例1低3~6℃。

实施例2：

用于高寒地区免烧火越冬大棚的装配式墙体，包括框架和内部浇注的气泡混凝土，该墙体的其中一面设有反光涂层，具体制备步骤为：

s1、采用角钢焊接外框架，外框架为长方体，长4m，高1.9m，厚度为0.3m；长方体框架内部通过纵横交错焊接的角钢分隔成8个单元格，每个单元格的面积为0.95m²，并在外框架的外侧安装可拆卸的模板；

s2、配制气泡混凝土，在框架的并进行平铺浇注；配制泡混凝土时，按重量份计，取水泥35份、粉煤灰13份、矿渣粉8份、石粉18份、秸秆颗粒10份、聚苯颗粒16份、硬脂酸钙2份、聚羧酸减水剂1份加入到搅拌设备中搅拌混合均匀，然后加入18份水混合均匀；再去6份水与发泡剂1份、速凝剂1份混合，利用空压机注入压缩空气制备发泡溶液，至发泡溶液的体积与浆料的体积相当；将气泡加入到浆料中，混合均匀；浇注到外框架中，至物料平面与顶部的框架平齐；其中，水泥为42.5硅酸盐水泥，粉煤灰为二级粉煤灰，矿粉为高炉矿渣粉，粒径在40μm以下。石粉为人工砂石粉，粒径在0.08mm以下。发泡剂为松香0.4份，阴离子表面活性剂0.3份和碳酸氢钠0.3份。速凝剂为铝酸钾。

s3、浇注完成4h后，在浇注料上方涂刷反光涂层，反光涂层采用空心微珠、水泥、灰钙粉和水按质量比5：20：2：10混合而成；涂刷2遍，至浇注料上表面全覆盖反光涂层；

s4、反光涂层涂刷10h后，在其上方覆盖薄膜进行养护，28天拆模得到用于高寒地区免烧火越冬大棚的装配式墙体。

该墙体的采用的导热系数为0.040w/m·k，抗压强度为3.8mpa，耐火为a级。

对比例2:

一种装配式墙体，包括框架和内部浇注的气泡混凝土，该墙体的其中一面设有反光涂层，具体制备步骤为：

s1、采用角钢焊接外框架，外框架为长方体，长5m，高2m，厚度为0.3m；长方体框架内部通过纵横交错焊接的角钢分隔成10个单元格，每个单元格的面积为1m²，并在外框架的外侧安装可拆卸的模板；

s2、配制气泡混凝土，在框架的并进行平铺浇注；配制泡混凝土时，按重量份计，取水泥45份、粉煤灰10份、矿渣粉5份、秸秆颗粒12份、聚苯颗粒18份、硬脂酸钙2份、聚羧酸减水剂1份加入到搅拌设备中搅拌混合均匀，然后加入16份水混合均匀；另取9份水与发泡剂1份、速凝剂1份混合，利用空压机注入压缩空气制备发泡溶液，至发泡溶液的体积与浆料的体积相当；将气泡加入到浆料中，混合均匀；浇注到外框架中，至物料平面与顶部的框架平齐；其中，水泥为42.5硅酸盐水泥，粉煤灰为二级粉煤灰，矿粉为高炉矿渣粉，粒径在40μm以下。发泡剂为松香0.4份，阴离子表面活性剂0.3份和碳酸氢钠0.3份。速凝剂为铝酸钾。

s3、浇注完成4h后，在浇注料上方涂刷反光涂层，反光涂层采用空心微珠、水泥、灰钙粉和水按质量比8：25：3：1混合而成；涂刷2遍，至浇注料上表面全覆盖反光涂层；

s4、反光涂层涂刷10h后，在其上方覆盖薄膜进行养护，28天拆模得到用于高寒地区免烧火越冬大棚的装配式墙体。

该墙体的导热系数为0.165w/m·k，抗压强度为2.7mpa，耐火为a级。

实施例3：

用于高寒地区免烧火越冬大棚的装配式墙体，包括框架和内部浇注的气泡混凝土，该墙体的其中一面设有反光涂层，具体制备步骤为：

s1、采用角钢焊接外框架，外框架为长方体，长4m，高2m，厚度为0.2m；长方体框架内部通过纵横交错焊接的角钢分隔成8个单元格，每个单元格的面积为1m²，并在外框架的外侧安装可拆卸的模板；

s2、配制气泡混凝土，在框架的并进行平铺浇注；配制泡混凝土时，按重量份计，取水泥45份、粉煤灰10份、矿渣粉5份、石粉15份、秸秆颗粒12份、聚苯颗粒18份、硬脂酸钙2份、聚羧酸减水剂1份、空心微珠5份、聚丙烯纤维4份和硅藻土8份加入到搅拌设备中搅拌混合均匀，然后加入16份水混合均匀；另取9份水与发泡剂1份、速凝剂1份混合，利用空压机注入压缩空气制备发泡溶液，至发泡溶液的体积与浆料的体积相当；将气泡加入到浆料中，混合均匀；浇注到外框架中，至物料平面与顶部的框架平齐；其中，水泥为42.5硅酸盐水泥，粉煤灰为二级粉煤灰，矿粉为高炉矿渣粉，粒径在40μm以下。石粉为人工砂石粉，粒径在0.08mm以下。发泡剂为松香0.4份，阴离子表面活性剂0.3份和碳酸氢钠0.3份。速凝剂为铝酸钾。

s3、浇注完成4h后，在浇注料上方涂刷反光涂层，反光涂层采用空心微珠、水泥、灰钙粉和水按质量比8：25：3：1混合而成；涂刷2遍，至浇注料上表面全覆盖反光涂层；

s4、反光涂层涂刷10h后，在其上方覆盖薄膜进行养护，28天拆模得到用于高寒地区免烧火越冬大棚的装配式墙体。

该装配式墙体的导热系数为0.028w/m·k，强度为4.8mpa。