本發(fā)明涉及一種建筑材料，尤其涉及一種氣凝膠泡沫混凝土砌塊及其制備方法。

背景技術(shù)：

隨著社會的進(jìn)步，能源危機(jī)、環(huán)境惡化等問題日趨嚴(yán)重。2006年，《國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十一個(gè)五年規(guī)劃綱要》首次提出“節(jié)能減排”概念，提出了“十一五”期間（2006-2010年）單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗降低20%左右，主要污染物排放總量減少10%的約束性指標(biāo)?！肮?jié)能”促進(jìn)“減排”，在國內(nèi)生產(chǎn)總能耗中，建筑能耗占33%，由此可知，建筑節(jié)能是節(jié)能減排的重中之重。據(jù)統(tǒng)計(jì)，墻體結(jié)構(gòu)的熱損失相對最高，對墻體采取保溫隔熱措施是建筑節(jié)能的關(guān)鍵步驟。

目前，墻體保溫措施多是在外墻外保溫系統(tǒng)，施工工序多，常用的外墻保溫材料多為有機(jī)可燃材料，如發(fā)泡聚氨酯、發(fā)泡聚苯乙烯（eps、xps），不能和建筑同壽命，具有脫落、易燃等安全隱患。因此，氣凝膠泡沫混凝土砌塊將會在墻體保溫領(lǐng)域占有一席之地。

泡沫混凝土具有高強(qiáng)度、低成本等優(yōu)勢。研究表明，泡沫混凝土的保溫隔熱性能和力學(xué)性能相互制約，如何在保證抗壓強(qiáng)度的前提下大幅度提高泡沫混凝土的絕熱性能是制約泡沫混凝土使用的關(guān)鍵問題。

氣凝膠是一種具有三維網(wǎng)絡(luò)骨架結(jié)構(gòu)和納米級孔洞的輕質(zhì)無機(jī)固體材料，具有極高的孔隙率、比表面積，極低的密度和固含量，化學(xué)惰性和不燃性，表現(xiàn)出優(yōu)異的輕質(zhì)、保溫隔熱、防火、隔音、減震吸能等特性，導(dǎo)熱系數(shù)可低至0.013w/m·k。可以推測，氣凝膠有能力大幅度提高泡沫混凝土的隔熱性能。

建筑用砌塊普遍采用直角六面體矩形砌塊，左右相鄰砌塊只能靠豎縫中的砂漿粘結(jié)，豎縫中的砂漿容易流失，影響粘結(jié)強(qiáng)度，進(jìn)而降低墻體的抗?jié)B漏性、抗拉應(yīng)力等性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種氣凝膠泡沫混凝土砌塊及其制備方法。

一種氣凝膠泡沫混凝土砌塊，由氣凝膠泡沫混凝土制備而成，所述氣凝膠泡沫混凝土由氣凝膠粉體和泡沫混凝土構(gòu)成，所述氣凝膠粉體由內(nèi)部疏水層和表面親水層構(gòu)成，所述表面親水層厚度為0.1~100μm。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述氣凝膠泡沫混凝土砌塊左右兩側(cè)對稱分布燕尾榫頭和燕尾榫槽。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述燕尾榫頭和所述燕尾榫槽的傾斜角為0~90°。

一種氣凝膠泡沫混凝土砌塊的制備方法，包括以下步驟：

（1）氣凝膠粉體改性；

（2）將步驟（1）得到的氣凝膠粉體與膠凝材料干混，然后加水濕混；

（3）將步驟（2）得到的濕混合料與發(fā)泡劑混合，攪拌；

（4）將步驟（3）得到的濕混合料成型。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟（1）包括疏水改性步驟；所述疏水改性為在密閉的疏水改性劑氣相環(huán)境中對氣凝膠粉體進(jìn)行疏水改性；所述疏水改性劑為三甲基氯硅烷、六甲基二硅氮烷、六甲基二硅氧烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-（2,3-環(huán)氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、n-（β-氨乙基）-γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一種或多種。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟（1）還包括表面親水改性步驟；所述表面親水改性為采用表面親水改性溶液對疏水氣凝膠粉體表面進(jìn)行改性；所述表面親水改性溶液是表面活性劑和低表面張力溶劑的水溶液或低表面張力溶劑的水溶液；所述表面活性劑為陰離子型表面活性劑、陽離子型表面活性劑、兩性表面活性劑、非離子型表面活性劑中的一種或多種；所述陰離子型表面活性劑為脂肪醇磷酸酯鹽、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯鹽、烷基硫酸鹽、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽、甘油脂肪酸酯硫酸鹽、硫酸化蓖麻酸鹽、環(huán)烷硫酸鹽、脂肪酰胺烷基硫酸鹽、烷基苯磺酸鹽、烷基磺酸鹽、脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸鹽、脂肪酸甲酯磺酸鹽、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸鹽中的一種或多種；所述陽離子型表面活性劑為脂肪族銨鹽；所述兩性表面活性劑為烷基氨基酸、羧酸基甜菜堿、磺基甜菜堿、磷酸酯甜菜堿、烷基羥基氧化胺中的一種或多種；所述非離子型表面活性劑為脂肪族聚酯、烷基酚聚氧乙烯醚、高碳脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、脂肪酸甲酯乙氧基化物、聚丙二醇的環(huán)氧乙烯加成物、失水山梨醇酯、蔗糖脂肪酸酯、烷基酯酰胺中的一種或多種；所述低表面張力溶劑為丙酮、正己烷、正戊烷、正庚烷、乙醇、異丙醇、叔丁醇、丙二醇、甘油中的一種或多種混合物；所述表面親水改性步驟中，還包括外加物理場作用步驟；所述外加物理場作用步驟為遠(yuǎn)紅外輻射、攪拌、超聲波處理、球磨中的一種。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟（1）還包括干燥處理步驟；所述干燥處理步驟為遠(yuǎn)紅外干燥、噴霧干燥、微波干燥、常壓干燥、超臨界干燥、亞臨界干燥、冷凍干燥中的一種。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟（2）和/或步驟（3）中還可以加入相變儲能材料、輕骨料、摻合料、纖維、阻燃劑、木粉、外加劑中的一種或多種；所述相變儲能材料為微膠囊包覆的無機(jī)水和鹽、高級脂肪烴、多元醇、多羥基羧酸中的一種或多種；所述輕骨料為陶粒、爐渣、膨脹蛭石、火山石、膨脹珍珠巖、?；⒅?、輕砂、聚氨酯泡沫顆粒、聚苯乙烯泡沫顆粒的一種或多種；所述摻和料為增鈣粉煤灰、ⅱ級粉煤灰、硅灰、磨細(xì)礦渣粉、磷渣粉中的一種或多種；所述纖維為聚苯乙烯纖維、聚丙烯纖維、木質(zhì)素纖維、耐堿玻璃纖維、鋼纖維中的一種或多種；所述阻燃劑為氫氧化鎂、氫氧化鋁中的一種或兩種；所述外加劑為所述表面活性劑、減水劑、憎水劑、促凝劑、緩凝劑、增稠劑、穩(wěn)泡劑、防腐劑中的一種或多種；所述減水劑為聚羧酸類減水劑、木質(zhì)素磺酸鈉鹽減水劑、萘系減水劑、脂肪族減水劑、氨基減水劑中的一種或多種；所述憎水劑為硬磺酸鹽憎水劑、有機(jī)硅憎水劑中的一種或多種；所述促凝劑為硅酸鈉、硫酸鋁、硝酸鈉、硝酸鈣、硫酸鈉、碳酸鈉、碳酸鋰中的一種或多種；所述緩凝劑為檸檬酸、多聚磷酸鈉、骨膠蛋白質(zhì)、硼砂中的一種或多種；所述增稠劑為甲基纖維素、乙基纖維素、羥甲基纖維素、羥乙基纖維素、膨潤土、白炭黑、淀粉中的一種或多種；所述穩(wěn)泡劑為聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、硅樹脂聚醚乳液、十二烷基二甲基氧化胺、烷基醇酰胺中的一種或多種；所述防腐劑為1,2-苯并異噻唑啉-3-酮、5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮、1,3,5-三(2-羥乙基)均三嗪、六氫-1,3,5-三乙基-三嗪中的一種或多種。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述膠凝材料為硅酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、氯氧鎂水泥、石膏、石灰、水玻璃、丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂、環(huán)氧樹脂、有機(jī)硅樹脂、氟碳樹脂中的一種或多種；所述發(fā)泡劑為松香類發(fā)泡劑、合成類表面活性劑發(fā)泡劑、植物蛋白發(fā)泡劑、動(dòng)物蛋白發(fā)泡劑、雙氧水發(fā)泡劑、碳酸氫銨發(fā)泡劑、偶氮二甲酰胺發(fā)泡劑、鋁粉發(fā)泡劑中的一種或多種。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述成型為澆筑成型和/或切割成型。

上述一種氣凝膠泡沫混凝土砌塊的導(dǎo)熱系數(shù)為0.03~0.09w/m·k，抗壓強(qiáng)度為3.0~15.0mpa，具有更加優(yōu)異的抗拉應(yīng)力性能、抗裂性能、防滲漏性能，可廣泛適用于綠色建筑和超低能耗以及近零能耗建筑的外墻、自保溫墻體等領(lǐng)域。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種氣凝膠泡沫混凝土砌塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明一種氣凝膠泡沫混凝土砌塊立體圖；

圖3為本發(fā)明一種氣凝膠泡沫混凝土砌塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中1為燕尾榫頭，2為燕尾榫槽，3為氣凝膠泡沫混凝土砌塊。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式做詳細(xì)的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似改進(jìn)，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施的限制。

本發(fā)明的氣凝膠泡沫混凝土砌塊一種實(shí)施例，由氣凝膠泡沫混凝土制備而成，所述氣凝膠泡沫混凝土由氣凝膠粉體和泡沫混凝土構(gòu)成，所述氣凝膠粉體由內(nèi)部疏水層和表面親水層構(gòu)成，所述表面親水層厚度為0.1~100μm。

如此，本發(fā)明將氣凝膠粉體與泡沫混凝土復(fù)配，使得氣凝膠粉體在泡沫混凝土中均勻分布，氣凝膠粉體仍保持納米多孔結(jié)構(gòu)；與市場上現(xiàn)有泡沫混凝土相比，本發(fā)明的氣凝膠泡沫混凝土在不降低力學(xué)性能的前提下，顯著提高保溫隔熱性能。

本實(shí)施例中，所述氣凝膠泡沫混凝土砌塊左右兩側(cè)對稱分布燕尾榫頭1和燕尾榫槽2。

如此，相比矩形砌塊，本發(fā)明的氣凝膠泡沫混凝土砌塊之間具有較高的粘結(jié)強(qiáng)度和抗剪切強(qiáng)度。

本實(shí)施例中，所述燕尾榫頭1和所述燕尾榫槽2的傾斜角為0~90°。

如此，本發(fā)明的燕尾榫頭和燕尾榫槽滿足以下邊長關(guān)系：a>b>c>d、f>e，燕尾榫頭可以放置于燕尾榫槽內(nèi)，并且可以調(diào)控燕尾榫頭與燕尾榫槽的間距，阻斷空氣對流傳熱，提高砌體隔熱性能。本發(fā)明的氣凝膠泡沫混凝土砌塊左右兩側(cè)對稱分布燕尾榫頭和燕尾榫槽，砌體受到拉力時(shí)，砌塊與砂漿的粘結(jié)強(qiáng)度以及抗剪切強(qiáng)度明顯高于具有矩形形狀的凸起和凹槽的砌塊之間的粘結(jié)強(qiáng)度，防滲漏性能也明顯增加。

一種氣凝膠泡沫混凝土砌塊的制備方法，包括以下步驟：

（1）氣凝膠粉體改性；

（2）將步驟（1）得到的氣凝膠粉體與膠凝材料干混，然后加水濕混；

（3）將步驟（2）得到的濕混合料與發(fā)泡劑混合，攪拌；

（4）將步驟（3）得到的氣凝膠泡沫混凝土成型。

此外，粒徑為1~10000μm的氣凝膠粉體均適用于本發(fā)明。

此外，本發(fā)明步驟（2）還可以為將膠凝材料干混，然后加水濕混，濕混時(shí)加入步驟（1）得到的氣凝膠粉體。

如此，本發(fā)明的氣凝膠泡沫混凝土砌塊的制備方法具有工藝簡單、工藝周期短、利廢環(huán)保等優(yōu)勢，非常適合工業(yè)化生產(chǎn)。

本實(shí)施例中，所述步驟（1）包括疏水改性步驟；所述疏水改性步驟為在密閉的疏水改性劑氣相環(huán)境中對氣凝膠粉體進(jìn)行疏水改性；所述疏水改性劑為三甲基氯硅烷、六甲基二硅氮烷、六甲基二硅氧烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-（2,3-環(huán)氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、n-（β-氨乙基）-γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一種或多種。

如此，由于現(xiàn)有氣凝膠制備方法中，前軀體、置換溶劑和干燥工藝對氣凝膠的疏水性有極大的影響，如果氣凝膠的表面與水的接觸角大于90°，可以不預(yù)先進(jìn)行疏水改性，直接進(jìn)行表面親水改性；如果氣凝膠的表面與水的接觸角小于90°，則需要預(yù)先進(jìn)行疏水改性；在密閉的疏水改性劑氣相環(huán)境中對氣凝膠粉體進(jìn)行疏水改性，除了顯著提高氣凝膠粉體的改性效果，確保后續(xù)親水改性時(shí)內(nèi)部納米多孔結(jié)構(gòu)不被破壞外，還顯著提高改性效率和生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。

本實(shí)施例中，所述步驟（1）還包括表面親水改性步驟；所述表面親水改性步驟為采用表面親水改性溶液對疏水氣凝膠粉體表面進(jìn)行改性；所述表面親水改性溶液是表面活性劑和低表面張力溶劑的水溶液或低表面張力溶劑的水溶液；所述表面活性劑為陰離子型表面活性劑、陽離子型表面活性劑、兩性表面活性劑、非離子型表面活性劑中的一種或多種；所述陰離子型表面活性劑為脂肪醇磷酸酯鹽、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯鹽、烷基硫酸鹽、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽、甘油脂肪酸酯硫酸鹽、硫酸化蓖麻酸鹽、環(huán)烷硫酸鹽、脂肪酰胺烷基硫酸鹽、烷基苯磺酸鹽、烷基磺酸鹽、脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸鹽、脂肪酸甲酯磺酸鹽、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸鹽中的一種或多種；所述陽離子型表面活性劑為脂肪族銨鹽；所述兩性表面活性劑為烷基氨基酸、羧酸基甜菜堿、磺基甜菜堿、磷酸酯甜菜堿、烷基羥基氧化胺中的一種或多種；所述非離子型表面活性劑為脂肪族聚酯、烷基酚聚氧乙烯醚、高碳脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、脂肪酸甲酯乙氧基化物、聚丙二醇的環(huán)氧乙烯加成物、失水山梨醇酯、蔗糖脂肪酸酯、烷基酯酰胺中的一種或多種；所述低表面張力溶劑為丙酮、正己烷、正戊烷、正庚烷、乙醇、異丙醇、叔丁醇、丙二醇、甘油中的一種或多種；所述表面親水改性步驟中，還包括外加物理場作用步驟；所述外加物理場作用步驟為遠(yuǎn)紅外輻射、攪拌、超聲波處理、球磨中的一種。

如此，采用表面活性劑和低表面張力溶劑的水溶液或低表面張力溶劑的水溶液，在對疏水氣凝膠粉體表面進(jìn)行親水改性處理過程中具有表面協(xié)同親水改性效應(yīng)，可顯著提高表面親水改性溶液在氣凝膠粉體表面的潤濕擴(kuò)展速率，同時(shí)顯著減緩向氣凝膠粉體內(nèi)部的潤濕擴(kuò)展，通過調(diào)控改性溶液的用量，可以精確地實(shí)現(xiàn)對氣凝膠粉體表面親水層厚度的調(diào)控，低表面張力溶劑不僅與水以及表面活性劑具有表面協(xié)同親水改性效應(yīng)，而且可以大大地降低進(jìn)入氣凝膠粉體表層納米孔中的親水改性溶液的毛細(xì)管力，很容易通過干燥工藝將氣凝膠粉體表層納米孔中的親水改性溶液蒸發(fā)出來，而不破壞其納米多孔結(jié)構(gòu)，使得氣凝膠粉體呈現(xiàn)內(nèi)部疏水、表面親水、表面親水層仍保留納米多孔結(jié)構(gòu)且表面親水層厚度為0.1~100μm的結(jié)構(gòu)特征，與膠凝材料之間具有良好的界面結(jié)合；外加物理場作用可以顯著提高表面親水改性溶液的活性以及與氣凝膠粉體的接觸幾率，降低表面活性劑用量，提高氣凝膠粉體的表面親水改性速率，降低成本，提高生產(chǎn)效率。

本實(shí)施例中，所述步驟（1）還包括干燥處理步驟；所述干燥處理步驟為遠(yuǎn)紅外干燥、噴霧干燥、微波干燥、常壓干燥、超臨界干燥、亞臨界干燥、冷凍干燥中的一種。

如此，如果親水改性后的氣凝膠粉體與膠凝材料復(fù)合時(shí)，表層殘余的親水改性溶液會影響界面結(jié)合，需預(yù)先干燥處理；利用上述干燥工藝，在確保氣凝膠粉體表層納米孔結(jié)構(gòu)不被破壞的前提下，將氣凝膠粉體表層納米孔中殘余的表面親水改性溶液蒸發(fā)出來，提高氣凝膠粉體與膠凝材料之間的界面結(jié)合強(qiáng)度。

本實(shí)施例中，所述步驟（2）和/或步驟（3）中還可以加入相變儲能材料、輕骨料、摻合料、纖維、阻燃劑、木粉、外加劑中的一種或多種；所述相變儲能材料為微膠囊包覆的無機(jī)水和鹽、高級脂肪烴、多元醇、多羥基羧酸中的一種或多種；所述輕骨料為陶粒、爐渣、膨脹蛭石、火山石、膨脹珍珠巖、?；⒅?、輕砂、聚氨酯泡沫顆粒、聚苯乙烯泡沫顆粒的一種或多種；所述摻和料為增鈣粉煤灰、ⅱ級粉煤灰、硅灰、磨細(xì)礦渣粉、磷渣粉中的一種或多種；所述纖維為聚苯乙烯纖維、聚丙烯纖維、木質(zhì)素纖維、耐堿玻璃纖維、鋼纖維中的一種或多種；所述阻燃劑為氫氧化鎂、氫氧化鋁中的一種或兩種；所述外加劑為所述表面活性劑、減水劑、憎水劑、促凝劑、緩凝劑、增稠劑、穩(wěn)泡劑、防腐劑中的一種或多種；所述減水劑為聚羧酸類減水劑、木質(zhì)素磺酸鈉鹽減水劑、萘系減水劑、脂肪族減水劑、氨基減水劑中的一種或多種；所述憎水劑為硬磺酸鹽憎水劑、有機(jī)硅憎水劑中的一種或多種；所述促凝劑為硅酸鈉、硫酸鋁、硝酸鈉、硝酸鈣、硫酸鈉、碳酸鈉、碳酸鋰中的一種或多種；所述緩凝劑為檸檬酸、多聚磷酸鈉、骨膠蛋白質(zhì)、硼砂中的一種或多種；所述增稠劑為甲基纖維素、乙基纖維素、羥甲基纖維素、羥乙基纖維素、膨潤土、白炭黑、淀粉中的一種或多種；所述穩(wěn)泡劑為聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、硅樹脂聚醚乳液、十二烷基二甲基氧化胺、烷基醇酰胺中的一種或多種；所述防腐劑為1,2-苯并異噻唑啉-3-酮、5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮、1,3,5-三(2-羥乙基)均三嗪、六氫-1,3,5-三乙基-三嗪中的一種或多種。

如此，相變儲能材料可以通過相變吸收或釋放大量熱能，具有儲能作用，本發(fā)明的氣凝膠泡沫混凝土用于建筑物墻體，可以調(diào)節(jié)建筑室內(nèi)溫度，提高建筑舒適度，節(jié)約能源，并且，加入相變儲能材料可以提高本發(fā)明的氣凝膠泡沫混凝土的抗凍融性能；輕骨料具有低的密度、高的抗壓強(qiáng)度、良好的絕熱性能，添加輕骨料可以提高氣凝膠泡沫混凝土力學(xué)性能、絕熱性能，不明顯增加或降低其密度；使用摻合料可以提高混凝土的和易性、黏聚性，降低混凝土的塌落度，有利于氣凝膠泡沫混凝土的孔徑分布均勻，進(jìn)而提高氣凝膠泡沫混凝土的力學(xué)性能和絕熱性能；并且，使用摻合料有利于工業(yè)廢料的使用，降低氣凝膠泡沫混凝土的成本，節(jié)能利廢；添加纖維可以提高氣凝膠泡沫混凝土的抗折等力學(xué)性能；添加阻燃劑可以提高本發(fā)明的氣凝膠泡沫混凝土的防火等級，由于氫氧化鎂、氫氧化鋁等阻燃劑遇火發(fā)生脫水吸熱反應(yīng)，延長基體溫度升高的速率；添加木粉可以提高氣凝膠泡沫混凝土與錨固件、螺釘之間的強(qiáng)度；添加表面活性劑可以提高膠凝材料對纖維、輕骨料等表面的潤濕效率，進(jìn)而提高膠凝材料與纖維、膠凝材料與輕骨料之間的界面結(jié)合強(qiáng)度；添加減水劑可以改善混凝土流動(dòng)性和坍塌度，降低用水量，提高氣凝膠泡沫混凝土的力學(xué)性能；添加憎水劑可以顯著降低氣凝膠泡沫混凝土、特別是具有通孔結(jié)構(gòu)的氣凝膠泡沫混凝土的吸水率，提高氣凝膠泡沫混凝土的抗凍融性和耐候性；添加促凝劑加速膠凝材料的固化速率，可以降低氣凝膠泡沫混凝土的初凝時(shí)間，減少氣凝膠泡沫混凝土孔徑，使得氣凝膠泡沫混凝土孔徑分布均勻，提高氣凝膠泡沫混凝土力學(xué)性能和絕熱性能；添加緩凝劑可以減緩膠凝材料的固化速率，當(dāng)使用石膏時(shí)，由于石膏固化速率過快，需要添加緩凝劑調(diào)節(jié)硬化時(shí)間；添加增稠劑可以增加混凝土粘度，提高泡沫混凝土泡孔的穩(wěn)定性和孔隙率，使得氣凝膠泡沫混凝土泡孔的形狀多為規(guī)則的球型，進(jìn)而提高氣凝膠泡沫混凝土的力學(xué)性能和絕熱性能；添加穩(wěn)泡劑可以提高氣凝膠泡沫混凝土的泡孔穩(wěn)定性和孔隙率，進(jìn)而提高氣凝膠泡沫混凝土的力學(xué)性能和絕熱性能；添加防腐劑可以避免氣凝膠泡沫混凝土發(fā)生霉變，提高其使用壽命和耐久性；本發(fā)明采用干混-濕混的兩步混合工藝，解決因氣凝膠粉體與其他材料的比重差大混合時(shí)引起分層，實(shí)現(xiàn)改性氣凝膠粉體在混凝土中的均勻混合，同時(shí)減少氣凝膠粉體對發(fā)泡過程的影響，有利于控制發(fā)泡質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)低的導(dǎo)熱系數(shù)。

本實(shí)施例中，所述膠凝材料為硅酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、氯氧鎂水泥、石膏、石灰、水玻璃、丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂、環(huán)氧樹脂、有機(jī)硅樹脂、氟碳樹脂中的一種或多種；所述發(fā)泡劑為松香類發(fā)泡劑、合成類表面活性劑發(fā)泡劑、植物蛋白發(fā)泡劑、動(dòng)物蛋白發(fā)泡劑、雙氧水發(fā)泡劑、碳酸氫銨發(fā)泡劑、偶氮二甲酰胺發(fā)泡劑、鋁粉發(fā)泡劑中的一種或多種。

如此，發(fā)泡劑類型對氣凝膠泡沫混凝土的孔型、孔徑分布、吸水率、保溫性能有較大影響，本發(fā)明既可以通過物理發(fā)泡方式制備氣凝膠泡沫混凝土，也可以通過化學(xué)發(fā)泡方式制備氣凝膠發(fā)泡混凝土，本發(fā)明制得的氣凝膠泡沫混凝土或發(fā)泡混凝土具有優(yōu)異保溫隔熱、隔音、防火性能。

本實(shí)施例中，所述成型為澆筑成型和/或切割成型。

如此，本發(fā)明既可以利用預(yù)先制備具有燕尾榫頭和燕尾榫槽的模具，通過澆筑成型制備氣凝膠泡沫混凝土砌塊，也可以后期對氣凝膠泡沫混凝土砌塊進(jìn)行切割，制得具有燕尾榫頭和燕尾榫槽的氣凝膠泡沫混凝土砌塊。

上述一種氣凝膠泡沫混凝土砌塊的導(dǎo)熱系數(shù)為0.03~0.09w/m·k，抗壓強(qiáng)度為3.0~15.0mpa，具有更加優(yōu)異的抗拉應(yīng)力性能、抗裂性能、防滲漏性能，可廣泛適用于綠色建筑和超低能耗以及近零能耗建筑的外墻、自保溫墻體等領(lǐng)域。

下面為具體實(shí)施例部分。

實(shí)施例1

采用以下步驟制備sio2氣凝膠泡沫混凝土砌塊：

（1）使用接觸角測量儀檢測待處理的sio2氣凝膠粉體表面與水的接觸角，檢測結(jié)果為31°，然后將粒徑為88μm的sio2氣凝膠粉體放置于真空加熱爐中，用容器將稱量后的三甲基氯硅烷放置于真空加熱爐中，加熱氣化，疏水改性1.5h，得到疏水sio2氣凝膠粉體，用接觸角測量儀檢測疏水sio2氣凝膠粉體表面與水的接觸角，檢測結(jié)果為150°；

（2）在室溫下，按質(zhì)量比1:0.5:1000稱取正己烷、烷基苯磺酸鈉以及去離子水，混合均勻，配置成表面親水改性溶液；

（3）按疏水sio2氣凝膠粉體和表面親水改性溶液的體積比1:3，稱取表面改性溶液，并倒入相應(yīng)容器中，將經(jīng)過步驟（1）的疏水sio2氣凝膠粉體放入由過濾網(wǎng)制成的盛具中，一同浸入表面親水改性溶液中，1min后取出；

（4）將步驟（3）得到的表面含有親水改性溶液的sio2氣凝膠板材放置于遠(yuǎn)紅外干燥爐中，在120℃溫度下，干燥0.5h，隨爐冷卻到50℃以下后取出，對sio2氣凝膠粉體的橫截面進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果顯示，表面親水層厚度為0.1μm；

（5）按配比依次稱取步驟（4）制得的改性sio2氣凝膠粉體、425普通硅酸鹽水泥、陶粒、可再分散乳膠粉、羥甲基纖維素、聚羧酸類減水劑、硫酸鈉，進(jìn)行干法混合，得到干混合料；

（6）將步驟（5）得到的干混合料加水進(jìn)行濕法混合，得到濕混合料；

（7）使用發(fā)泡機(jī)對含有動(dòng)物蛋白發(fā)泡劑的水溶液發(fā)泡，動(dòng)物蛋白發(fā)泡劑與水的體積比為1:20，制得泡沫體；

（8）將步驟（6）得到的濕混合料與泡沫體混合，機(jī)械攪拌1min，即得sio2氣凝膠泡沫混凝土；

（9）將步驟（8）得到的濕料澆筑到具有燕尾榫頭和燕尾榫槽的模具中，密封，24h后脫模；

（10）塑料膜密封后，20℃溫度和95%rh濕度條件下，自然養(yǎng)護(hù)28d，得到sio2氣凝膠泡沫混凝土砌塊。表1為本實(shí)施例制得的sio2氣凝膠泡沫混凝土砌塊的性能指標(biāo)。

表1sio2氣凝膠泡沫混凝土砌塊的性能指標(biāo)

實(shí)施例2

采用以下步驟制備sio2氣凝膠泡沫混凝土砌塊：

（1）使用接觸角測量儀檢測待處理的sio2氣凝膠粉體表面與水的接觸角，檢測結(jié)果為45°，然后將粒徑為89μm的sio2氣凝膠粉體放置于真空加熱爐中，用容器將稱量后的六甲基二硅氮烷放置于真空加熱爐中，加熱氣化，疏水改性1.5h，得到疏水sio2氣凝膠粉體，用接觸角測量儀檢測疏水sio2氣凝膠粉體表面與水的接觸角，檢測結(jié)果為146°；

（2）在室溫下，按質(zhì)量比1:0.8:120稱取烷基苯磺酸鈉、正己烷和去離子水，混合均勻，配置成表面親水改性溶液；

（3）按疏水sio2氣凝膠粉體和表面親水改性溶液的體積比1:3，稱取表面改性溶液，并倒入相應(yīng)容器中，將經(jīng)過步驟（1）的疏水sio2氣凝膠粉體與表面親水改性溶液混合，機(jī)械攪拌15min后，轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)/min，過濾；

（4）將步驟（3）得到的表面含有親水改性溶液的sio2氣凝膠粉體放置于鼓風(fēng)干燥箱中，在120℃溫度下，干燥0.5h，隨爐冷卻到50℃以下后取出，對sio2氣凝膠粉體的橫截面進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果顯示，表面親水層厚度為6.0μm；

（5）按配比依次稱取步驟（4）制得的改性sio2氣凝膠粉體、425普通硅酸鹽水泥、陶粒、可再分散乳膠粉、淀粉、聚羧酸類減水劑、硫酸鋁，進(jìn)行干法混合，得到干混合料；

（6）將步驟（5）得到的干混合料加水進(jìn)行濕法混合，得到濕混合料；

（7）泡沫體制備，使用發(fā)泡機(jī)對含有十二烷基硫酸鈉發(fā)泡劑的水溶液發(fā)泡，十二烷基硫酸鈉發(fā)泡劑和水的體積比為1:20，制得泡沫體；

（8）將步驟（6）得到的濕混合料與泡沫體混合，機(jī)械攪拌1min，即得sio2氣凝膠泡沫混凝土；

（9）將步驟（8）得到的濕料澆筑到立方模具中，密封，24h后脫模，自然養(yǎng)護(hù)5d后，切割成具有燕尾榫頭和燕尾榫槽的砌塊，繼續(xù)養(yǎng)護(hù)23d，得到sio2氣凝膠泡沫混凝土砌塊。表2為本實(shí)施例制得的sio2氣凝膠泡沫混凝土砌塊的性能指標(biāo)。

表2sio2氣凝膠泡沫混凝土砌塊的性能指標(biāo)

實(shí)施例3

采用以下步驟制備sio2氣凝膠泡沫混凝土砌塊：

（1）使用接觸角測量儀檢測待處理的粒徑為0.3mm的sio2氣凝膠粉體表面與水的接觸角，檢測結(jié)果為148°，則該sio2氣凝膠粉體具有疏水性；

（2）在室溫下，按質(zhì)量比1:0.4:0.3:130稱取脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸銨、正己烷、乙醇和去離子水，混合均勻，配置成表面親水改性溶液；

（3）按疏水sio2氣凝膠粉體和表面親水改性溶液的體積比1:3，稱取表面改性溶液，并倒入相應(yīng)容器中，將經(jīng)過步驟（1）的疏水sio2氣凝膠粉體與表面親水改性溶液混合，機(jī)械攪拌15min后，轉(zhuǎn)速為2500轉(zhuǎn)/min，過濾；

（4）將步驟（3）得到的表面含有親水改性溶液的sio2氣凝膠粉體放置于遠(yuǎn)紅外干燥爐中，在120℃溫度下，干燥0.5h，隨爐冷卻到50℃以下后取出，對sio2氣凝膠粉體的橫截面進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果顯示，表面親水層厚度為11.1μm；

（5）按配比依次稱取步驟（4）制得的改性sio2氣凝膠粉體、525普通硅酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、陶粒、可再分散乳膠粉、羥甲基纖維素、聚羧酸類減水劑、硫酸鈉，進(jìn)行干法混合，得到干混合料；

（6）將步驟（5）得到的干混合料加水進(jìn)行濕法混合，得到濕混合料；

（7）將步驟（6）得到的濕混合料與碳酸氫銨發(fā)泡劑混合，機(jī)械攪拌2min；

（8）將步驟（7）得到的濕料澆筑到具有燕尾榫頭和燕尾榫槽的模具中，發(fā)泡，密封，24h后脫模；

（9）塑料膜密封后，切割成型，自然養(yǎng)護(hù)28d，得到sio2氣凝膠泡沫混凝土砌塊。表3為本實(shí)施例制得的sio2氣凝膠泡沫混凝土砌塊的性能指標(biāo)。

表3sio2氣凝膠泡沫混凝土砌塊的性能指標(biāo)

實(shí)施例4

采用以下步驟制備sio2氣凝膠泡沫混凝土砌塊：

（1）使用接觸角測量儀檢測待處理的sio2氣凝膠粉體表面與水的接觸角，檢測結(jié)果為45°，然后將粒徑為67μm的sio2氣凝膠粉體放置于真空加熱爐中，用容器將稱量后的三甲基氯硅烷放置于真空加熱爐中，加熱氣化，疏水改性1.5h，得到疏水sio2氣凝膠粉體，用接觸角測量儀檢測疏水sio2氣凝膠粉體表面與水的接觸角，檢測結(jié)果為146°；

（2）在室溫下，按質(zhì)量比1:1:1000稱取脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、烷基苯磺酸鈉、正己烷和去離子水，混合均勻，配置成表面親水改性溶液；

（3）按疏水sio2氣凝膠粉體和表面親水改性溶液的體積比1:3，稱取表面改性溶液，并倒入相應(yīng)容器中，將經(jīng)過步驟（1）的疏水sio2氣凝膠粉體放入由過濾網(wǎng)制成的盛具中，一同浸入表面親水改性溶液中，2min后取出；

（4）將步驟（3）得到的表面含有親水改性溶液的sio2氣凝膠粉體放置于鼓風(fēng)干燥箱中，在120℃溫度下，干燥0.5h，隨爐冷卻到50℃以下后取出，對sio2氣凝膠粉體的橫截面進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果顯示，表面親水層厚度為1.3μm；

（5）按配比依次稱取步驟（4）制得的改性sio2氣凝膠粉體、425普通硅酸鹽水泥、陶粒、可再分散乳膠粉、羥乙基纖維素、聚羧酸類減水劑、硝酸鈉，進(jìn)行干法混合，得到干混合料；

（6）將步驟（5）得到的干混合料加水進(jìn)行濕法混合，得到濕混合料；

（7）泡沫體制備，使用發(fā)泡機(jī)對含有植物蛋白發(fā)泡劑的水溶液發(fā)泡，植物蛋白發(fā)泡劑和水的體積比為1:20，制得泡沫體；

（8）將步驟（6）得到的濕混合料與泡沫體混合，機(jī)械攪拌1min，即得sio2氣凝膠泡沫混凝土；

（9）將步驟（8）得到的濕料澆筑到具有燕尾榫頭和燕尾榫槽的模具中，密封，24h后脫模；

（10）塑料膜密封后，自然養(yǎng)護(hù)28d，得到sio2氣凝膠泡沫混凝土砌塊。表4為本實(shí)施例制得的sio2氣凝膠泡沫混凝土砌塊的性能指標(biāo)。

表4sio2氣凝膠泡沫混凝土砌塊的性能指標(biāo)

實(shí)施例5

采用以下步驟制備sio2氣凝膠泡沫混凝土砌塊：

（1）使用接觸角測量儀檢測待處理的sio2氣凝膠粉體表面與水的接觸角，檢測結(jié)果為31°，然后將粒徑為22μm的sio2氣凝膠粉體放置于真空加熱爐中，用容器將稱量后的六甲基二硅氮烷放置于真空加熱爐中，加熱氣化，疏水改性2.5h，得到疏水sio2氣凝膠粉體，用接觸角測量儀檢測疏水sio2氣凝膠粉體表面與水的接觸角，檢測結(jié)果為150°；

（2）在室溫下，按質(zhì)量比1:0.5:15稱取正己烷、甘油以及去離子水，混合均勻，配置成表面親水改性溶液；

（3）按疏水sio2氣凝膠粉體和表面親水改性溶液的體積比1:3，稱取表面改性溶液，并倒入相應(yīng)容器中，將經(jīng)過步驟（1）的疏水sio2氣凝膠粉體放入由過濾網(wǎng)制成的盛具中，一同浸入表面親水改性溶液中，1min后取出；

（4）將步驟（3）得到的表面含有親水改性溶液的sio2氣凝膠板材放置于遠(yuǎn)紅外干燥爐中，在120℃溫度下，干燥0.5h，隨爐冷卻到50℃以下后取出，對sio2氣凝膠粉體的橫截面進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果顯示，表面親水層厚度為99.2μm；

（5）按配比依次稱取步驟（4）制得的改性sio2氣凝膠粉體、425普通硅酸鹽水泥、半水石膏、聚羧酸類減水劑、檸檬酸鈉、氫氧化鎂、微膠囊包覆十八烷，進(jìn)行干法混合，得到干混合料；

（6）將步驟（5）得到的干混合料加水和丙烯酸乳液進(jìn)行濕法混合，得到濕混合料；

（7）泡沫體制備，使用發(fā)泡機(jī)對由發(fā)泡劑、丙烯酸乳液和水組成的發(fā)泡劑溶液發(fā)泡，動(dòng)物蛋白發(fā)泡劑和水的體積比為1:0.05:80，制得泡沫體；

（8）將步驟（6）得到的濕混合料與泡沫體混合，機(jī)械攪拌1min，即得sio2氣凝膠泡沫混凝土濕料；

（9）將步驟（8）得到的濕料澆筑到具有燕尾榫頭和燕尾榫槽的模具中，密封，24h后脫模；

（10）塑料膜密封后，自然養(yǎng)護(hù)28d，得到sio2氣凝膠泡沫混凝土砌塊。表5為本實(shí)施例制得的sio2氣凝膠泡沫混凝土砌塊的性能指標(biāo)。

表5sio2氣凝膠泡沫混凝土砌塊的性能指標(biāo)

實(shí)施例6

采用以下步驟制備sio2氣凝膠泡沫混凝土砌塊：

（1）使用接觸角測量儀檢測待處理的粒徑為177μm的sio2氣凝膠粉體表面與水的接觸角，檢測結(jié)果為141°，則該sio2氣凝膠粉體具有疏水性；

（2）在室溫下，按質(zhì)量比1:100稱取丙酮和去離子水，混合均勻，配置成表面親水改性溶液；

（3）按疏水sio2氣凝膠粉體和表面親水改性溶液的體積比1:3，稱取表面改性溶液，并倒入相應(yīng)容器中，將經(jīng)過步驟（1）的疏水sio2氣凝膠粉體與表面親水改性溶液混合，球磨處理25min后，取出過濾；

（4）將步驟（3）得到的表面含有親水改性溶液的sio2氣凝膠粉體放置于鼓風(fēng)干燥箱中，在120℃溫度下，干燥0.5h，隨爐冷卻到50℃以下后取出，對sio2氣凝膠粉體的橫截面進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果顯示，表面親水層厚度為6.5μm；

（5）按配比依次稱取步驟（4）制得的改性sio2氣凝膠粉體、粉煤灰、可再分散乳膠粉、羥乙基纖維素、聚羧酸類減水劑、聚丙烯纖維，進(jìn)行干法混合，得到干混合料；

（6）將步驟（5）得到的干混合料加水玻璃和水進(jìn)行濕法混合，得到濕混合料；

（7）將步驟（6）得到的濕混合料與鋁粉發(fā)泡劑混合，機(jī)械攪拌5min；

（8）將步驟（7）得到的濕料澆筑到具有燕尾榫頭和燕尾榫槽的模具中，發(fā)泡，密封，24h后脫模；

（9）塑料膜密封后，切割成型，自然養(yǎng)護(hù)28d，得到sio2氣凝膠泡沫混凝土砌塊。表6為本實(shí)施例制得的sio2氣凝膠泡沫混凝土砌塊的性能指標(biāo)。

表6sio2氣凝膠泡沫混凝土砌塊的性能指標(biāo)

上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。