專利名稱：一種保溫磚及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種建筑材料，尤其涉及建筑用的保溫磚及其制備方法，屬于建筑材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前保溫市場(chǎng)上采用聚苯板、密質(zhì)聚苯板和保溫砂漿(水泥混合聚苯顆粒)的保溫材料在技術(shù)上都存在自身無(wú)法克服的缺陷和不盡如人意的部分。
聚苯板是從石油中提煉出的有機(jī)材料。受溫度影響敏感，分子活動(dòng)非常活躍。耐熱溫度只有70℃，經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)得70℃時(shí)，48小時(shí)后尺寸變化率達(dá)到5％。中國(guó)東北地區(qū)冬季戶外溫度為-45℃～20℃，南方地區(qū)夏季墻面溫度最高可達(dá)到70℃～75℃。聚苯板材料受室外空氣溫度的劇烈變化，本性上就無(wú)法改變膨脹和翹曲，以上數(shù)據(jù)證明，翹曲、開裂不可避免。使用聚苯板出現(xiàn)問題是必然的，出現(xiàn)問題的時(shí)間長(zhǎng)短取決于粘結(jié)物體，通常選用纖維素醚和丙烯酸作為粘結(jié)體，混合水泥砂漿。這三種物質(zhì)都有老化期和導(dǎo)熱系數(shù)，既不能阻止聚苯板的翹曲、開裂，也會(huì)進(jìn)一步加劇溫度的傳導(dǎo)。加之聚苯板施工上采用鉚釘穩(wěn)固上墻。這種施工方法使得聚苯板與墻面產(chǎn)生空鼓距離。存在距離的好處是在一定程度上對(duì)阻止了溫度的向內(nèi)傳導(dǎo)。面臨的問題是，一旦聚苯板翹曲，冷、熱氣流就進(jìn)入空鼓距離，成為冷、熱氣流儲(chǔ)存點(diǎn)，儲(chǔ)存到一定值，內(nèi)墻就成為橋體，破壞了室內(nèi)的恒溫環(huán)境。不能改變聚苯板的本性就不能解決翹曲、開裂的問題。這也是中外科學(xué)家在使用聚苯板上至今難以攻克的問題。作為聚苯板生產(chǎn)的主要原料苯乙烯和丁烷在燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的苯和一氧化碳等有害氣體。一旦燃燒起來(lái)，人吸入該種有害氣體，便喪失自救能力，最終喪命。中國(guó)的居住環(huán)境又相當(dāng)密集，一旦產(chǎn)生燃燒，就會(huì)造成大面積的人員傷亡，使人民都生活在不安全的隱患中。聚苯為石油中的提取物，中國(guó)的保溫材料均采用聚苯板，必會(huì)大量進(jìn)口石油，進(jìn)而引起世界性石油價(jià)格上漲；同時(shí)也會(huì)反過來(lái)導(dǎo)致聚苯板材料的昂貴。造成外匯大量的流失之外，如單獨(dú)依靠聚苯板進(jìn)行保溫，造成全國(guó)的保溫結(jié)果計(jì)劃無(wú)法順利實(shí)施，使保溫政策無(wú)法貫徹始終，中途夭折。以中國(guó)市場(chǎng)的需求度，世界的石油儲(chǔ)備仍無(wú)法滿足。
保溫砂漿僅由水泥加聚苯顆粒外加粘接劑混合而成。水泥的導(dǎo)熱系數(shù)高到1-2w/m·k，包裹導(dǎo)熱系數(shù)為0.042-0.043w/m·k的聚苯顆粒，所形成的水泥聚苯砂漿導(dǎo)熱系數(shù)為0.095-0.098w/m·k。經(jīng)由上海建委測(cè)試中心測(cè)試結(jié)果顯示，現(xiàn)市場(chǎng)上使用保溫砂漿導(dǎo)熱系數(shù)在0.1-0.2w/m·k，根本不符合國(guó)家要求的保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)在0.06w/m·k以下的規(guī)范。由于水泥的導(dǎo)熱系數(shù)高，水泥黏結(jié)物間存在微傳導(dǎo)。水泥黏結(jié)物間存在微傳導(dǎo)即是指冷、熱氣流先在微距離中積聚，積聚開始時(shí)水泥還能像水流的過濾網(wǎng)一樣產(chǎn)生一定阻隔效果，一定時(shí)間的積聚，墻體儲(chǔ)存冷、熱空氣達(dá)到一定值，使內(nèi)墻成為冷、熱橋體，將冷、熱氣流導(dǎo)入室內(nèi)，導(dǎo)致室外的冷、熱氣流傳導(dǎo)進(jìn)室內(nèi)，最終破壞了室內(nèi)空間的恒溫條件。
現(xiàn)有保溫材料不能確實(shí)真正達(dá)到保溫要求。(以上海地區(qū)為例，二級(jí)節(jié)能要求達(dá)到55.6％的節(jié)能指標(biāo)；北京地區(qū)三級(jí)節(jié)能要求達(dá)到65％)。隨著國(guó)家節(jié)能事業(yè)的日益規(guī)范和完善，節(jié)能要求的普遍提高?，F(xiàn)北京地區(qū)的節(jié)能要求規(guī)定達(dá)到節(jié)能65％。面對(duì)這一要求和標(biāo)準(zhǔn)的具體實(shí)施，現(xiàn)慣用的保溫外墻體系，聚苯板、密質(zhì)板將面臨技術(shù)和施工上的實(shí)際問題聚苯板的導(dǎo)熱系數(shù)為0.04w/m·k，密質(zhì)板的導(dǎo)熱系數(shù)為0.027-0.029w/m·k，密質(zhì)板的導(dǎo)熱系數(shù)雖好，但使用在高層建筑上其抗風(fēng)壓值就不能承受。水泥聚苯砂漿的導(dǎo)熱系數(shù)在0.095-0.098，要達(dá)到65％的保溫節(jié)能指標(biāo)，厚度將厚至10或15cm。此種厚度將大大加重墻體的承重力，使建筑物的負(fù)載力加大。也有提出“三明治”法即用左右兩邊3cm的水泥聚苯砂漿中間夾聚苯板上墻。首先兩邊的水泥聚苯砂漿不能和聚苯板穩(wěn)固結(jié)合。墻體為無(wú)機(jī)物，水泥聚苯砂漿為有機(jī)物，無(wú)機(jī)和有機(jī)兩種物質(zhì)不能很好結(jié)合，一旦脫落，會(huì)造成人員傷亡，存在極大的安全隱患。
發(fā)明人針對(duì)上述節(jié)能指標(biāo)和現(xiàn)保溫材料的狀況分析所得，必須找到具有合適導(dǎo)熱系數(shù)的輕質(zhì)材料。據(jù)此自主研究可起到保溫、防火、阻音、環(huán)保保溫磚，再配合施工操作方法，在既不影響墻體承重，又節(jié)約資源，達(dá)到保溫節(jié)能指標(biāo)一步到位法。發(fā)明人正是認(rèn)識(shí)到保溫的必要性及當(dāng)今世界保溫材料的缺陷性，結(jié)合中國(guó)實(shí)際需要，進(jìn)行8年卓越而艱辛的研究。中國(guó)的地礦資源豐富，在河南、東北地區(qū)儲(chǔ)存有大量的珍珠巖礦石，在新疆地區(qū)儲(chǔ)存有大量的蛭石，在四川地區(qū)儲(chǔ)存有大量的燥土，都是無(wú)機(jī)的天然保溫原材料。
北京、東北、西北等寒冷地區(qū)由于節(jié)能要求為三級(jí)節(jié)能，65％以上，若使用傳統(tǒng)聚苯板和保溫砂漿很難達(dá)到要求，即使達(dá)到，保溫層的厚度也需8-10CM。這樣難免產(chǎn)生施工繁瑣、抗風(fēng)壓值不夠，在高層建筑上使用不安全等缺點(diǎn)。據(jù)此，需在保溫節(jié)能做到一步到位，故研制出保溫磚。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種制備保溫磚的方法。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是通過以下技術(shù)途徑來(lái)實(shí)現(xiàn)的一種制備保溫磚的方法，包括以下步驟1)按下述重量份稱取各原料酸化鎂保溫材料添加劑1-20份、膨脹珍珠巖或聚苯乙烯顆粒0.5-5份；2)將上述原料混合均勻后，加入為混合物總重量0.8-1倍重量的水或防水液，運(yùn)用傳統(tǒng)制磚工藝壓合制成磚，不進(jìn)行煅燒干燥即得。
為了達(dá)到更好的保溫效果，上述原料中還可含有0.1-0.8重量份的蛭石或燥土。
上述制備方法中，其中所述的膨脹珍珠巖為開孔膨脹珍珠巖或閉孔膨脹珍珠巖。
所述的聚苯乙烯顆粒的制備方法如下將回收的廢聚苯板粉碎后過60～80目篩即得。本發(fā)明采用回收的廢聚苯板制成聚苯乙烯顆粒，經(jīng)過將廢聚苯板進(jìn)行簡(jiǎn)單的處理加工，此舉不僅可解決城市中存在的大量的白色垃圾污染，而且還由于聚苯乙烯顆粒本身具有優(yōu)異的保溫性能，將其加進(jìn)本發(fā)明保溫材料中能夠大大提高材料的保溫性能。
所述的酸化鎂保溫材料添加劑可以通過商業(yè)途徑購(gòu)買得到(例如，可購(gòu)自上海裕宸科技有限公司生產(chǎn)的商品名稱為“雙衡”牌保溫材料)，也可通過以下方法制備得到按以下重量百分比稱取各組分酸化鎂粉劑52-54％，酸化鎂晶格體25-35％，超微建材高效添加劑8-12％和植物纖維6-8％；將以上各組分均勻的混合在一起，即得。上述各組分的重量百分比優(yōu)選為酸化鎂粉劑54％，酸化鎂晶格體30％，超微建材高效添加劑10％和植物纖維6％。
所述的酸化鎂粉劑的制備方法如下將含鎂率達(dá)到85％以上氧化鎂礦石投擲在(5％強(qiáng)硫酸+95％清水)強(qiáng)酸溶液中浸泡，酸化后進(jìn)行燒結(jié)、制成粉劑即為酸化鎂粉劑。
所述的酸化鎂晶格體的制備方法如下將含鎂率達(dá)到75-85％以上氧化鎂礦石投擲在(35％強(qiáng)硫酸+65％清水)強(qiáng)酸溶液中浸泡，酸化后通過180℃反應(yīng)釜進(jìn)行結(jié)晶，產(chǎn)生酸化鎂晶格體。
所述的超微建材高效添加劑為專利號(hào)為ZL200310113325.2專利所公開的超微建材高效添加劑。
所述的植物纖維可為任意一種植物纖維，例如為稻草、麥桿、棉桿，或者將紙箱打漿后所得到的植物纖維，優(yōu)選為棉桿纖維。
酸化鎂加入超微建材高效添加劑，超微建材高效添加劑隨水分子的揮發(fā)增大內(nèi)聚力，加大密集度，縮小體積，與酸化鎂形成膠黏包裹體。在酸化鎂膠黏包裹體中混合人少量的植物纖維，酸根進(jìn)入到植物纖維，保證了纖維的不腐爛，同時(shí)中和了酸化鎂的酸性，使整體物料改性為中性。
目前世界現(xiàn)存在兩種晶結(jié)格材料硅酸水泥(硅晶結(jié)格法)和菱苦水泥(碘晶結(jié)格法)。硅酸水泥已在各種建筑物上取得廣泛運(yùn)用。但硅酸水泥的導(dǎo)熱系數(shù)為0.14w/m·k。菱苦水泥是在國(guó)家經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)階段，由國(guó)家菱苦土研究所研制出氧化鎂和氯化鎂組合生成晶結(jié)格，以期可以替代水泥作為原料使用。但通過實(shí)踐證明，其利用碘晶(即鹽鹵)作晶結(jié)格，由于含有大量的碘，碘即鹽，鎂的分子遇水十分活躍，與碘晶排斥，每次排斥、交變都將鹽鹵導(dǎo)出，在建筑物上形成白色粉末，多次排斥、交變將原本形成鎂的晶結(jié)格逐步返鹵導(dǎo)出體外，徹底破化了鎂和鹵的晶結(jié)格，鎂又恢復(fù)為松散體。為此原國(guó)家建材總局發(fā)出通知，菱苦水泥不能作為建筑材料投入使用。
酸鎂晶格體呈玻璃狀晶體(圖1)，分子量小于水，能迅速溶于水。晶格體如同氧化鎂和氯化鎂的晶結(jié)格，但具有不分散、不還原的強(qiáng)硬度。是由國(guó)家地礦部專家尋找可以產(chǎn)生晶格的地礦資源，采用三種以上的礦物質(zhì)進(jìn)行激配。用一種穩(wěn)定性極好的礦物分子對(duì)一種活躍性極強(qiáng)的分子進(jìn)行穩(wěn)固。將原來(lái)微堿性的陽(yáng)離子通過酸性轉(zhuǎn)化為陰離子，兩者結(jié)合為穩(wěn)定相融體，采用固體晶結(jié)法，3天形成初步晶結(jié)，7天晶結(jié)格基本完成，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，晶格體逐步加強(qiáng)，使酸性晶格體的強(qiáng)度達(dá)到硅酸水泥的強(qiáng)度和硬度。
本發(fā)明運(yùn)用酸化鎂保溫材料添加劑包裹膨脹珍珠巖或聚苯顆粒制成保溫磚。經(jīng)由本發(fā)明方法所制備的保溫磚是一種免燒產(chǎn)品，經(jīng)漿體干燥后，形成晶結(jié)格，不同的比重能承受不同的壓力，最低能承受的壓力在2.6MPs，最高的是5.6MPs，其導(dǎo)熱系數(shù)在0.07-0.1w/m·k(普通磚在0.8以上)。導(dǎo)熱系數(shù)≤0.1w/m·k的本發(fā)明保溫磚，較之傳統(tǒng)的磚頭0.81w/m·k的導(dǎo)熱系數(shù)，保溫磚是其阻溫能力的8倍，制作24墻，不僅可以滿足65％的節(jié)能，更可達(dá)到80％以上的節(jié)能。且成本低廉，可普遍為民用接受，滿足東北、西北等地區(qū)的嚴(yán)寒氣候的保暖節(jié)能要求。
本發(fā)明保溫磚的仿紅磚做法(240mm*110mm*50mm)，所制備的保溫磚容重最最輕可以達(dá)到300g，導(dǎo)熱系數(shù)≤0.07w/m·k。根據(jù)北京地區(qū)65％的節(jié)能指標(biāo)，要求主體墻體的傳熱系數(shù)在0.057，導(dǎo)熱系數(shù)0.15w/m·k。
整個(gè)建筑物的外殼用本發(fā)明保溫磚來(lái)解決，在保溫磚的兩邊用水泥、鋼絲網(wǎng)加固增強(qiáng)，徹底解決北京地區(qū)65％，甚至80％的節(jié)能指標(biāo)。同時(shí)也解決了中國(guó)黑龍江、吉林、遼寧等嚴(yán)寒地區(qū)的抗寒、防凍加之，保溫磚1000℃不燃，一旦房間出現(xiàn)火災(zāi)，更不會(huì)蔓延、波及到其他房間。本發(fā)明保溫磚，節(jié)能、阻音、保溫、防火、承壓材料，采用本發(fā)明保溫磚可以使建筑行業(yè)的整體成本下降。
本發(fā)明保溫磚的使用方法，包括在建筑物施工時(shí)將保溫磚用粘接料砌成保溫墻，保溫墻做在墻體中間，兩邊以水泥做表面保護(hù)層(圖2)。
其中，所述的粘接料可為常規(guī)的粘接料，優(yōu)選為由以下方法制備得到的粘接料按下述重量份稱取各原料酸化鎂粉劑0.7份、酸化鎂晶格體0.3份和膨脹珍珠巖0.7份；將以上原料混合后加入1重量份的水，混合均勻，即得。


圖1酸鎂晶格體晶相圖。
圖2本發(fā)明保溫磚的施工示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下通過實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步描述本發(fā)明，應(yīng)該理解的是，這些實(shí)施例僅用于例證的目的，決不限制本發(fā)明的范圍。
實(shí)施例1制備防水液10kg防水劑(KL-205科樂高效防水系列，由成都興隆化工有限公司生產(chǎn))混合200kg的水。
按下述重量份稱取各原料(單位kg)酸化鎂保溫材料添加劑100(購(gòu)自上海裕宸科技有限公司生產(chǎn)的商品名稱為“雙衡”牌保溫材料)、開孔膨脹珍珠巖100；將上述原料混合均勻后，加入100kg的防水液，運(yùn)用傳統(tǒng)制磚工藝壓合制成磚，不進(jìn)行煅燒干燥即得。
將本實(shí)施例所制備的保溫磚進(jìn)行檢測(cè)，其各項(xiàng)性能結(jié)果見表1。
表1本發(fā)明保溫磚性能檢測(cè)結(jié)果

實(shí)施例2按下述重量份稱取各原料(單位kg)酸化鎂保溫材料添加劑150(購(gòu)自上海裕宸科技有限公司生產(chǎn)的商品名稱為“雙衡”牌保溫材料)、閉孔膨脹珍珠巖100；將上述原料混合均勻后，加入200kg的水，運(yùn)用傳統(tǒng)制磚工藝壓合制成磚，不進(jìn)行煅燒干燥即得。
將本實(shí)施例所制備的保溫磚進(jìn)行檢測(cè)，其各項(xiàng)性能結(jié)果見表2。
表2本發(fā)明保溫磚性能檢測(cè)結(jié)果

實(shí)施例3聚苯乙烯顆粒的制備將回收的廢聚苯板粉碎后過60～80目篩即得。
按下述重量份稱取各原料(單位kg)酸化鎂保溫材料添加劑40(購(gòu)自上海裕宸科技有限公司生產(chǎn)的商品名稱為“雙衡”牌保溫材料)、聚苯乙烯顆粒2；將上述原料混合均勻后，加入33.6kg的水，運(yùn)用傳統(tǒng)制磚工藝壓合制成磚，不進(jìn)行煅燒干燥即得。
將本實(shí)施例所制備的保溫磚進(jìn)行檢測(cè)，其各項(xiàng)性能結(jié)果見表3。
表3本發(fā)明保溫磚性能檢測(cè)結(jié)果

權(quán)利要求
1.一種制備保溫磚的方法，包括以下步驟1)按下述重量份稱取各原料膨脹珍珠巖或聚苯乙烯顆粒0.5-5份和酸化鎂保溫材料添加劑1-20份；2)將上述原料混合均勻后，加入為混合物總重量0.8-1倍重量的水或防水液，運(yùn)用傳統(tǒng)制磚工藝壓合制成磚，不進(jìn)行煅燒干燥即得。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其特征是所述的膨脹珍珠巖為開孔膨脹珍珠巖或閉孔膨脹珍珠巖。
3.按照權(quán)利要求1的方法，其特征是所述的聚苯乙烯顆粒的制備方法如下將回收的廢聚苯板粉碎后過60～80目篩即得。
4.按照權(quán)利要求1的方法，其特征是所述的酸化鎂保溫材料添加劑按照以下方法制備得到按以下重量百分比稱取各組分酸化鎂粉劑52-54％，酸化鎂晶格體25-35％，超微建材高效添加劑8-12％和植物纖維6-8％；將以上各組分均勻的混合在一起，即得。
5.按照權(quán)利要求4的方法，其特征是各組分的重量百分比為酸化鎂粉劑54％，酸化鎂晶格體30％，超微建材高效添加劑10％和植物纖維6％。
6.按照權(quán)利要求4的方法，其特征是所述的所述的酸化鎂粉劑通過以下制備方法制備得到將含鎂率達(dá)到85％以上的氧化鎂礦石投擲在強(qiáng)酸溶液中浸泡，酸化后進(jìn)行燒結(jié)、制成粉劑即為酸化鎂粉劑；所述的強(qiáng)酸溶液由強(qiáng)硫酸和水按照5∶95的體積比組成。
7.按照權(quán)利要求4的方法，其特征是所述的酸化鎂晶格體的制備方法如下將含鎂率達(dá)到75-85％以上氧化鎂礦石投擲在強(qiáng)酸溶液中浸泡，酸化后通過180℃反應(yīng)釜進(jìn)行結(jié)晶，產(chǎn)生酸化鎂晶格體；所述的強(qiáng)酸溶液由強(qiáng)硫酸和水按照35∶65的體積比組成。
8.一種保溫磚，其特征是由權(quán)利要求1-7任一方法制備得到的產(chǎn)品。
9.權(quán)利要求8的保溫磚在建筑物保溫中的應(yīng)用，包括在建筑物施工時(shí)將保溫磚體用粘接料砌成保溫墻，保溫墻做在墻體中間，兩邊以水泥做表面保護(hù)層。
10.按照權(quán)利要求9的應(yīng)用，其特征是所述的粘接料由以下方法制備得到按下述重量份稱取各原料酸化鎂粉劑0.7份、酸化鎂晶格體0.3份和膨脹珍珠巖0.7份；將以上原料混合后加入1重量份的水，混合均勻，即得。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新的保溫磚及其制備方法。本發(fā)明保溫磚的制備方法包括以下步驟1)按下述重量份稱取各原料膨脹珍珠巖或聚苯乙烯顆粒0.5－5份和酸化鎂保溫材料添加劑1－20份；2)將上述原料混合均勻后，加入為混合物總重量0.8－1倍重量的水，運(yùn)用傳統(tǒng)制磚工藝壓合制成磚，不進(jìn)行煅燒干燥即得。本發(fā)明方法所制備的保溫磚是一種免燒產(chǎn)品，經(jīng)漿體干燥后，形成晶結(jié)格，最低能承受2.7MPs的壓力，最高能承受的壓力高達(dá)5.6MPs，其導(dǎo)熱系數(shù)在0.07－0.1w/m·k，是普通磚阻溫能力的8倍。本發(fā)明保溫磚節(jié)能、阻音、保溫、防火、承壓，是一種性能優(yōu)異的建筑保溫材料。
文檔編號(hào)C04B16/08GK101088956SQ20061008737
公開日2007年12月19日 申請(qǐng)日期2006年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月12日
發(fā)明者劉貴堂 申請(qǐng)人:劉貴堂