專利名稱：一種保溫磚及其制備方法
技術領域：
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，屬于建筑材料領域。
背景技術：
目前保溫市場上采用聚苯板、密質聚苯板和保溫砂漿(水泥混合聚苯顆粒)的保溫材料在技術上都存在自身無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材料。受溫度影響敏感，分子活動非?；钴S。耐熱溫度只有70℃，經(jīng)實驗測得70℃時，48小時后尺寸變化率達到5％。中國東北地區(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到70℃～75℃。聚苯板材料受室外空氣溫度的劇烈變化，翹曲、開裂不可避免。所以使用聚苯板出現(xiàn)問題是必然的，出現(xiàn)問題的時間長短取決于粘結物體。在實踐中通常選用纖維素醚和丙烯酸作為粘結體，混合水泥砂漿。這三種物質都有老化期和導熱系數(shù)。既不能阻止聚苯板的翹曲、開裂，還會進一步加劇溫度的傳導。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阻止了溫度的向內傳導，但同時需面臨的問題是，一旦聚苯板翹曲，冷、熱氣流就進入空鼓距離，成為冷、熱氣流儲存點，儲存到一定值，內墻就成為橋體，破壞了室內的恒溫環(huán)境，不能改變聚苯板的本性就不能解決翹曲、開裂的問題。這也是中外科學家在使用聚苯板上至今難以攻克的問題。
此外，作為聚苯板生產(chǎn)的主要原料苯乙烯和丁烷在燃燒時會產(chǎn)生大量的苯和一氧化碳等有害氣體，一旦燃燒起來，人吸入該種有害氣體，便喪失自救能力，最終喪命。中國的居住環(huán)境又相當密集，一旦產(chǎn)生燃燒，就會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，中國的保溫材料均采用聚苯板，必會大量進口石油，進而引起世界性石油價格上漲；同時也會反過來導致聚苯板材料的昂貴，除造成外匯大量的流失之外，單獨依靠聚苯板進行保溫，造成全國的保溫計劃無法順利實施，使保溫政策無法貫徹始終，中途夭折。以中國市場的需求度，世界的石油儲備仍無法滿足。保溫砂漿的弊端(水泥混合聚苯顆粒)僅由水泥加聚苯顆粒外加粘接劑混合而成。水泥的導熱系數(shù)高到1-2w/m·k，包裹導熱系數(shù)為0.042-0.043w/m·k的聚苯顆粒，所形成的水泥聚苯砂漿導熱系數(shù)為0.095-0.098w/m·k。經(jīng)由上海建委測試中心測試結果顯示，現(xiàn)市場上使用保溫砂漿導熱系數(shù)在0.1-0.2w/m·k，根本不符合國家要求的保溫材料的導熱系數(shù)在0.06w/m·k以下的規(guī)范。由于水泥的導熱系數(shù)高，水泥黏結物間存在微傳導。水泥黏結物間存在微傳導即是指冷、熱氣流先在微距離中積聚，積聚開始時水泥還能像水流的過濾網(wǎng)一樣產(chǎn)生一定阻隔效果，一定時間的積聚，墻體儲存冷、熱空氣達到一定值，使內墻成為冷、熱橋體，將冷、熱氣流導入室內，導致室外的冷、熱氣流傳導進室內，最終破壞了室內空間的恒溫條件。
現(xiàn)有保溫材料不能確實真正達到保溫要求。(以上海地區(qū)為例，二級節(jié)能要求達到55.6％的節(jié)能指標；北京地區(qū)三級節(jié)能要求達到65％)。隨著國家節(jié)能事業(yè)的日益規(guī)范和完善，節(jié)能要求的普遍提高。現(xiàn)北京地區(qū)的節(jié)能要求規(guī)定達到節(jié)能65％。面對這一要求和標準的具體實施，現(xiàn)慣用的保溫外墻體系，聚苯板、密質板將面臨技術和施工上的實際問題聚苯板的導熱系數(shù)為0.04w/m·k，密質板的導熱系數(shù)為0.027-0.029w/m·k，其導熱系數(shù)雖好，但使用在高層建筑上其抗風壓值就不能承受。水泥聚苯砂漿的導熱系數(shù)在0.095-0.098w/m·k，要達到65％的保溫節(jié)能指標，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)固結合。墻體為無機物，水泥聚苯砂漿為有機物，無機和有機兩種物質不能很好結合，一旦脫落，會造成人員傷亡，存在極大的安全隱患。
發(fā)明人針對上述節(jié)能指標和現(xiàn)保溫材料的狀況分析所得，必須找到具有合適導熱系數(shù)的輕質材料，該輕質材料可起到保溫、防火、阻音、環(huán)保的作用，既不影響墻體承重，又節(jié)約資源，達到保溫節(jié)能。
北京、東北、西北等寒冷地區(qū)由于節(jié)能要求為三級節(jié)能，65％以上，若使用傳統(tǒng)聚苯板和保溫砂漿很難達到要求，即使達到，保溫層的厚度也需8-10CM。這樣難免產(chǎn)生施工繁瑣、抗風壓值不夠，在高層建筑上使用不安全等缺點。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種制備保溫磚的方法。
本發(fā)明所要解決的技術問題是通過以下技術途徑來實現(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膨脹珍珠巖或聚苯乙烯顆粒0.5-2份、石膏0.5-20份和酸化鎂保溫材料添加劑0.5-20份；2)將上述原料混合均勻后，加入為混合物總重量0.8-1.2倍重量的水，運用傳統(tǒng)制磚工藝壓合制成磚，不進行煅燒干燥即得。
為了達到更好的保溫效果，上述原料中還可含有0.1-0.6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)過將廢聚苯板進行簡單的處理加工，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，將其加進本發(fā)明保溫材料中能夠大大提高材料的保溫性能。
其中，所述的酸化鎂保溫材料添加劑可以通過商業(yè)途徑購買得到(例如，可購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到85％以上氧化鎂礦石投擲在(5％強硫酸+95％清水)強酸溶液中浸泡，酸化后進行燒結、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到75-85％以上氧化鎂礦石投擲在(35％強硫酸+65％清水)強酸溶液中浸泡，酸化后通過180℃反應釜進行結晶，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。
所述的植物纖維為任意一種植物纖維，例如為稻草、麥桿、棉桿等、或者將紙箱打漿后所得到的植物纖維，優(yōu)選為棉桿纖維。
本發(fā)明最初的研究思路是在尋找到不導溫水泥開始，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少量的植物纖維，酸根進入到植物纖維，保證了纖維的不腐爛，同時中和了酸化鎂的酸性，使整體物料改性為中性。
酸化鎂的導熱系數(shù)為0.063w/m·k。酸化鎂本身是粉劑，酸化鎂、酸化鎂晶格體和超微建材高效添加劑合成極好的包裹材料，能對膨脹珍珠巖等天然無機資源很好包裹。另可用包裹體包裹聚苯顆粒，聚苯顆粒的原來來自對城市廢棄飯盒和包裝廢舊泡沫塑料的回收利用，解決城市白色污染轉化為城市保溫材料。
酸鎂晶格體呈玻璃狀晶體(圖1)，分子量小于水，能迅速融于水。晶格體如同氧化鎂和氯化鎂的晶結格，但具有不分散、不還原的強硬度。是由國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進行激配。用一種穩(wěn)定性極好的礦物分子對一種活躍性極強的分子進行穩(wěn)固，將原來微堿性的陽離子通過酸性轉化為陰離子，兩者結合為穩(wěn)定相融體，采用固體晶結法，3天形成初步晶結，7天晶結格基本完成，隨著時間的延長，晶格體逐步加強，使酸性晶格體的強度達到硅酸水泥的強度和硬度。
實驗測得，體積比上，膨脹珍珠巖體積比是石膏體積比的11倍。如只以石膏包裹膨脹珍珠巖、聚苯顆?；旌现瞥杀卮u，在用量上要3kg的石膏包裹1kg膨脹珍珠巖，由于石膏的導熱系數(shù)過大，大量使用所制成的保溫磚導熱系數(shù)仍然過大。發(fā)明人在石膏中添加50％酸化鎂保溫材料添加劑成品可提高石膏強度和硬度。因石膏本身的吸水率比較高，通過實驗測得石膏自身吸潮率≥50％，石膏中添加(KL-205科樂高效防水系列，由成都興隆化工有限公司生產(chǎn))防水劑后，可有效減少石膏的吸水率達25％左右。
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，其導熱系數(shù)在0.07-0.1w/m·k(普通磚在0.8w/m·k以上)。較之傳統(tǒng)的磚頭0.81w/m·k的導熱系數(shù)，本發(fā)明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，更可達到80％以上的節(jié)能。加之，本發(fā)明保溫磚1000℃不燃，一旦房間出現(xiàn)火災，更不會蔓延、波及到其他房間。墻體隔音效果為甲級，杜絕了馬路上的嘈雜汽笛聲，可為居民營造一個安靜、舒適、安全、四季如春的環(huán)境。
同時本發(fā)明保溫磚的容重輕，最高的容重在1.5kg，相比較傳統(tǒng)5kg一塊的紅磚，是其重量的1/3-1/4。減輕了建筑物的自身承重量，就減少了地基、框架、鋼鐵和水泥的投入。在保溫、防火、隔音等綜合指標達標上和綜合成本的降低上都是傳統(tǒng)工藝的突破，革新。本發(fā)明保溫磚節(jié)能、阻音、保溫、防火、承壓，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酸化鎂晶格體的晶相圖。
圖2本發(fā)明保溫磚的施工示意圖。
具體實施例方式
以下通過實施例來進一步描述本發(fā)明，應該理解的是，這些實施例僅用于例證的目的，決不限制本發(fā)明的范圍。
實施例1制備防水液100kg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2000kg的水。
將開孔膨脹珍珠巖100kg、石膏100kg和酸化鎂保溫材料添加劑100kg(購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)混合均勻，再加入240kg防水液，混合均勻；用普通制磚機制備成磚，干燥后即得。
將本實施例所制備的保溫磚按照行業(yè)標準檢測方法進行檢測，其各項性能的檢測結果見表1。
表1本方面保溫磚各項性能的檢測結果

實施例2將閉孔膨脹珍珠巖100kg、石膏150kg和酸化鎂保溫材料添加劑150kg(購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)混合均勻，再加入320kg水，混合均勻；用普通制磚機制備成磚，干燥后即得。
將本實施例所制備的保溫磚按照行業(yè)標準檢測方法進行檢測，其各項性能的檢測結果見表2。
表2本方面保溫磚各項性能的檢測結果

實施例3制備聚苯乙烯顆粒將回收的廢聚苯板粉碎后過60～80目篩即得。
將聚苯乙烯顆粒200g、石膏4kg和酸化鎂保溫材料添加劑4kg(購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)混合均勻，再加入8.4kg水，混合均勻；用普通制磚機制備成磚，干燥后即得。
將本實施例所制備的保溫磚按照行業(yè)標準檢測方法進行檢測，其各項性能的檢測結果見表3。
表3本方面保溫磚各項性能的檢測結果

權利要求
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0.5-2份、石膏0.5-20份和酸化鎂保溫材料添加劑0.5-20份；2)將上述原料混合均勻后，加入為混合物總重量0.8-1.2倍重量的水或防水液，運用傳統(tǒng)制磚工藝壓合制成磚，不進行煅燒干燥即得。
2.按照權利要求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到85％以上的氧化鎂礦石投擲在強酸溶液中浸泡，酸化后進行燒結、制成粉劑即為酸化鎂粉劑；所述的強酸溶液由強硫酸和水按照5∶95的體積比組成。
7.按照權利要求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到75-85％以上氧化鎂礦石投擲在強酸溶液中浸泡，酸化后通過180℃反應釜進行結晶，產(chǎn)生酸化鎂晶格體；所述的強酸溶液由強硫酸和水按照35∶65的體積比組成。
8.一種保溫磚，其特征是由權利要求1-7任一一種方法制備得到的產(chǎn)品。
9.權利要求8的保溫磚在建筑物保溫中的應用，包括在建筑物施工時將保溫磚體用粘接料砌成保溫墻，保溫墻砌在墻體中間，兩邊以水泥做表面保護層。
10.按照權利要求9的應用，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0.5－2份、石膏0.5－20份和酸化鎂保溫材料添加劑0.5－20份；2)將上述原料混合均勻后，加入為混合物總重量0.8－1.2倍重量的水，運用傳統(tǒng)制磚工藝壓合制成磚，不進行煅燒干燥即得。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，形成晶結格，最低能承受2.6MPs的壓力，最高能承受高達5.6MPs的壓力，其導熱系數(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，是一種各方面性能均非常優(yōu)異的建筑保溫材料。
文檔編號C04B16/08GK101088957SQ20061008737
公開日2007年12月19日 申請日期2006年6月12日 優(yōu)先權日2006年6月12日
發(fā)明者劉貴堂 申請人:劉貴堂