一种可调节室内环境温湿度的墙体材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及建筑领域，尤其涉及一种可调节室内环境温湿度的墙体材料及其制备 方法。
【背景技术】
[0002] 目前，国家对建筑节能的要求日益提高，同时人们对居住环境舒适性的要求也愈 来愈高，因此迫切需要一种兼具室内温度和湿度调节功能、又能有效降低建筑能耗的新材 料。相变储能技术及吸湿材料的快速发展为这一材料的研制提供了可能。目前，相变储能 材料在太阳能利用、余热利用、建筑节能等领域已经得到了应用。
[0003] 传统墙体材料的温度调节能力极小，目前市面上已存在几种相变储能保温砂浆， 与传统砂浆相比，其热物理性能得到很大提升，然而砂浆本身用量较少，其有效相变材料含 量也不高，因此导致整体热容量较低，故常需在外墙处采取一定的保温措施。也有研究者提 出对空心砌块采取相变材料填芯的措施，虽然该种做法避免了墙体材料强度的损失，但是 由于制作工艺复杂，其应用也受到较大限制。此外，还有研究者提出以无机多孔材料复合相 变材料制作复合相变墙体材料，通过采用不同的相变材料组合，实现了较广的相变温度范 围，但其相变材料有泄漏风险，相变材料可能与基体材料产生相互作用，故其耐久性和稳定 性方面存在不足。
[0004] 普通石膏基材料吸收液态水能力极强，但对水蒸气的吸附能力极低，传统的建筑 材料水蒸气吸附能力也极差。研究表明，空气湿度过低时，人体水分丧失快，各种传染病发 病率增尚，同时涂料、油漆等也易发生开裂、脆化等；而湿度过尚时，又容易引发风湿性关节 炎等疾病。人体感觉舒适的相对湿度范围在40%~70% RH之间。当前室内湿度的调节多 依赖空调及加湿器等实现，这些都会增加能耗，并且其湿度控制范围也不尽合理。因此，需 要一种制作方便、具有温度调节和湿度调节功能、耐久性优异的功能墙体材料为人们提供 舒适又节能环保的建筑。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种制作方便、具有温度调节和湿度调节功能、耐久性优 异的功能墙体材料。
[0006] 为实现上述目的，本发明提供一种可调节室内环境温湿度的墙体材料，其特征在 于，由以下重量百分比的成分制备得到，
[0007] 建筑石膏 42-52%;; 温度调节组分 5-15%; 湿度调节组分 2-8%; 本 32-42%; 减氷剂 0. 1-0：. 4%：； 颜料 0.005-0.01%; 纤维 0. 2-1. 0%。
[0008] 进一步，所述建筑石膏为遇水2小时抗折强度彡3. 5MPa、抗压强度彡lOMPa，凝结 时间在6-8min内的建筑石膏。
[0009] 进一步，所述温度调节组分为相变温度范围在18-28摄氏度之间、相变焓大于 80kJ/kg 1的相变材料制得的复合相变材料。
[0010] 进一步，所述湿度调节组分为25°C、75% RH环境下吸湿量大于自身重量10%的硅 胶、高分子吸水性树脂、沸石、高岭土、海泡石中的一种或一种以上组合。
[0011] 进一步，所述减水剂为聚羧酸减水剂。
[0012] 进一步，所述纤维为聚丙烯纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维中的一种或一种以上组 合。
[0013] 进一步，所述可调节室内环境温湿度的墙体材料的制备方法为，先将建筑石膏、温 度调节组分、湿度调节组分和纤维在混料机中预搅拌混合均匀制得粉料，再向搅拌锅内注 入水、减水剂、颜料搅拌为均质溶液，随后将粉料倒入均质溶液中，高速搅拌至混合均匀，制 得均匀的料浆，然后向模具内注浆，静置四到六分钟后脱模；墙体材料经自然晾干或快速烘 干脱去游离水后，涂刷有机硅防水剂即可。
[0014] 本发明还提供所述可调节室内环境温湿度的墙体材料的制备方法，其特征在于， 先将建筑石膏、温度调节组分、湿度调节组分和纤维在混料机中预搅拌混合均匀制得粉料， 再向搅拌锅内注入水、减水剂、颜料搅拌为均质溶液，随后将粉料倒入均质溶液中，高速搅 拌几十秒后，向模具内注浆，静置数分钟后脱模；墙体材料经自然晾干或快速烘干脱去游离 水后，涂刷有机硅防水剂即可。
[0015] 本发明所述建筑石膏为主材，其用量为42-52重量％，用量过低时所得墙体材料 强度较低，用量过高时所得墙体材料功能组分（包括温度调节和湿度调节组分）含量不足， 相应的温度或湿度调节能力降低；
[0016] 所述温度调节组分用于调节温度，其用量为5-15重量％，用量过低时所得墙体材 料热物理性能较差，用量过高则对墙体材料强度不利；所述湿度调节组分（其用量为2-8 重量％ )用于调节湿度，用量过低时墙体材料吸湿量较低，湿度调节能力较低，而用量过高 则会导致墙体材料强度损失；所述水（其用量为32-42重量％ )用于提供建筑石膏化学反 应用水及提供浆料流动性以保证墙体材料成型质量，用水量过低会影响浆料流动性，用水 量过高则会导致墙体材料强度不足；所述减水剂是减水组分，其用量为0. 1-0. 4重量％ ;颜 料用于调节外观颜色，其用量为0. 005-0.0 l重量％ ;其中的纤维用于提高强度，其用量为 0. 2-1. 0重量％，纤维用量过高易导致墙体材料成型操作困难。
[0017] 本发明所述建筑石膏，性能要求为遇水2小时抗折强度彡3. 5MPa、抗压强度 彡 IOMPa0
[0018] 本发明采用定形相变材料作为温度调节组分，如微胶囊或表面封装的无机多孔吸 附相变材料，要求相变材料相变温度在18_28°C之间；微胶囊如以石蜡为芯材、聚合物为壁 材的微胶囊复合相变材料；表面封装的多孔吸附相变材料如采用陶粒吸附石蜡，然后采用 海藻酸钠反应包封，制成的颗粒型复合相变材料。
[0019] 本发明所述湿度调节组分为硅胶（具有微孔结构的橡胶状凝胶）、高分子吸水性 树脂、多孔无机材料（沸石、高岭土、海泡石）中的一种或多种组合。
[0020] 待墙体材料完成干燥过程后，在其表面涂刷防水剂，使其防水性能大大提高。
[0021] 本发明的有益效果：
[0022] 1.优化了功能墙体材料的制作工艺；（1)采用复合相变材料与建筑石膏粉预拌均 匀混合的工艺，解决了相变材料填芯砌块制作工艺复杂的问题；（2)与相变砂浆相比，本发 明技术方案相变材料含量大大提高，明显改善了墙体的热物理性能。
[0023] 2.减小了室内环境温度波动；（1)在建筑石膏中添加复合相变材料制作墙体材 料，由于相变材料含量高，墙体的热惰性和热容量得到极大提升，因此削弱了室外温度和热 流波动对室内环境的影响；（2)所采用的相变材料相变温度处于人体舒适温度范围内，故 墙体能随着室内环境温度升高或降低而吸热或放热，从而有效控制了室内环境温度波动。
[0024] 3.减小了室内环境湿度波动；（1)传统墙体材料和普通石膏砌块对水蒸气的吸附 能力极小，加入了湿度调节组分，墙体的吸湿和放湿性能显著改善；（2)石膏材料本身具有 微孔结构，从而进一步提高水蒸气分子的吸附量，使室内的环境湿度控制在较小的波动范 围内。
[0025] 4.提高了墙体的耐久性；（1)采用定形相变材料，如微胶囊或表面封装的无机多 孔吸附相变材料，有效解决了相变材料的泄漏问题，避免了相变材料与基体材料之间的相 互作用；（2)采用表面防水处理工艺，阻止了液态水向墙体内部的迀移过程，进一步提高墙 体耐久性。
[0026] 5.提尚墙体抗渗、抗裂能力；（1)加入大量相变材料，墙体热惰性提尚，避免了外 墙在太阳辐射下由于温度不均导致裂缝产生的现象；（2)石膏的收缩极小，能有效防止墙 体开裂、渗漏问题的产生；（3)采用防水技术，阻止液态水由墙体外部向墙体内部的迀移， 大大提尚墙体抗渗能力。
[0027] 6.提高墙体的防火性能；（1)墙体遇火时，相变材料会吸收热量，减缓温度上升过 程，从而减小火势蔓延，提供逃生及营救时间；（2)随着温度升高，墙体主要成分二水硫酸 钙吸收热量发生脱水反应，释放出的水蒸气在墙体表面积聚，起到阻燃的作用。
[0028] 7.降低了建筑能耗；由于墙体能够自发进行室内温度和湿度环境的调节，减少了 建筑采暖或使用空调制冷的需求，从而降低建筑能耗，达到节能环保的目的。
[0029] 8.采用温度调节组分和湿度调节组分，保证墙体材料同时具有室内环境温度调节 和湿度调节功能；
[0030] 9.采用粉料预先均匀搅拌技术，保证墙体材料的均质性，制品强度高，收缩小；墙 体材料热物理性能优异，墙体无需再做保温层，减少施工环节。
【具体实施方式】
[0031] 下面详细描述本发明的实施例，所述