專利名稱：聚苯乙烯加氣混凝土墻體材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于建筑材料領(lǐng)域，更具體的說涉及一種聚苯乙烯加氣混凝土墻體材料。
背景技術(shù)：
聚苯乙烯泡沫(EPS)是以聚苯乙烯為原料加入發(fā)泡劑，采用專用設(shè)備發(fā)泡而成的一種輕質(zhì) 材料，廣泛應(yīng)用于包裝行業(yè)。由于廢棄的EPS不能自然生物消解，焚燒處理又會產(chǎn)牛有毒氣體， 因此成為城市中難以處理的白色垃圾，嚴(yán)重污染城市環(huán)境。但該材料與其它輕集料相比，再 生EPS顆粒的密度特別低、絕熱性良好、封閉結(jié)構(gòu)基本不吸水，從而可制成熱工性能優(yōu)異的超 輕型保溫制品。而且，再生聚苯乙烯加氣混凝土墻體材料制品的綜合生產(chǎn)成本較低，經(jīng)濟效 益可觀。開發(fā)一種性能優(yōu)異的保溫隔熱材料，不但可以提高建筑保溫隔熱效能，降低建筑保 溫隔熱工程的成本，還可起到節(jié)約資源、能源，保護環(huán)境的作用。
如何將EPS廢料用于化學(xué)建材，變廢為寶并創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟效益，成為一個重要的研究方 向。中國發(fā)明專利(專利號200410053031.X)公開了一種用于建筑材料工程技術(shù)領(lǐng)域的聚 苯乙烯泡沫顆粒保溫砂漿；中國發(fā)明專利(專利號200610039328.X)公開了一種雙組份水 泥基聚苯乙烯泡沫顆粒保溫涂料；中國發(fā)明專利(專利號200610039327.5)公開了一種雙 組份石膏基聚苯乙烯泡沫顆粒保溫涂料，目前還未見以聚苯乙烯為主要原材料的建材預(yù)制件。

發(fā)明內(nèi)容
一種聚苯乙烯加氣混凝土墻體材料，它采用免蒸壓工藝生產(chǎn)，其特征在于材料配方中
包含聚苯乙烯泡沫顆粒、粉煤灰、水泥、石灰、石膏和發(fā)泡劑，其中聚苯乙烯泡沫粉顆粒
的體積百分比為20 50%;其它成分的質(zhì)量百分比是粉煤灰30 60%、水泥25 45%、石灰 3 10%、石膏O. 8 3. 0%。
聚苯乙烯是粒徑《5mm的粉碎泡沫顆粒。
發(fā)泡劑為鋁粉，以坯體體積為標(biāo)準(zhǔn)，每立方米加鋁粉0.6~0.8kg。 所述的配方按0. 32 0. 45的水灰比加水。 按照以上質(zhì)量百分比稱量各種成分。
將粉料與聚苯乙烯泡沫顆粒混合均勻后，加入適量水調(diào)整水灰比為0.32 0.45，充分?jǐn)?拌均勻得到混合料漿A。
混合料漿A中加入發(fā)泡劑，充分?jǐn)嚢韬?，澆注入模型槽?nèi)并靜停發(fā)泡得到坯體B,切割 坯體B成預(yù)定形狀；切割后的加氣混凝土坯體進入使用保溫材料制成的養(yǎng)護隧道窯中進行養(yǎng)護。 經(jīng)實際檢驗，聚苯乙烯加氣混凝土墻體材料的抗壓強度2 6Mpa、導(dǎo)熱系數(shù)、密度，其技 術(shù)性能滿足GB11968-2006。
本發(fā)明的有益技術(shù)效果是:聚苯乙烯加氣混凝土墻體材料是一種保溫、隔熱、隔聲、密度 小、成本低的預(yù)制建材?？梢詰?yīng)用于各類工業(yè)與民用建筑中。聚苯乙烯加氣混凝土墻體材料 主要利用工業(yè)廢料，不但變廢為寶，而且還改善環(huán)境污染。聚苯乙烯加氣混凝土墻體材料造 價低，生產(chǎn)設(shè)備少，技術(shù)容易掌握，具有顯著的技術(shù)、經(jīng)濟、環(huán)境和社會效益，生產(chǎn)過程中 能耗低，采用免蒸壓養(yǎng)護，節(jié)約了資源。隨著輕工業(yè)的發(fā)展，聚苯乙烯產(chǎn)量的增加，工業(yè)廢 料會越來越多，該產(chǎn)品的開發(fā)與應(yīng)用前景將十分廣闊。
具體實施例方式
聚苯乙烯泡沫(EPS)自身的質(zhì)量輕，采用普通的振搗成型的方法會導(dǎo)致顆粒大量上浮，混 凝土分層離析現(xiàn)象嚴(yán)重，進而導(dǎo)致聚苯乙烯加氣混凝土墻體材料質(zhì)量不均勻，大大降低了聚 苯乙烯加氣混凝土墻體材料各方面的性能；同時，EPS屬于有機材料，表面為憎水性，而水泥 砂漿屬于無機材料，具有強烈的親水性，這兩種截然不同的材料拌合后，必然出現(xiàn)不潤濕不 親合，界面黏結(jié)力弱等問題；此外，聚苯乙烯加氣混凝土墻體材料主要用作建筑維護結(jié)構(gòu)和 屋面保溫材料，這就要求該混凝土必須具備很好的保溫隔熱性能、適當(dāng)?shù)膹姸群洼^好的抗?jié)B 性能。保溫性能越好，材料的導(dǎo)熱系數(shù)就越低，肉而混凝土的密度就越低，而要求混凝土具 有一定的強度，混凝土的密度就不能太低。抗?jié)B性好，同樣也要求混凝土具有合理的孔結(jié)構(gòu)。 因此，聚苯乙烯加氣混凝土墻體材料的力學(xué)性能、熱工性能和耐久性能是相互聯(lián)系、相互制 約的幾個方面，不能單獨追求某一方面性能的提高，必須統(tǒng)一考慮各方面性能，開發(fā)綜合性 能優(yōu)異的聚苯乙烯加氣混凝上墻體材料。本研究以結(jié)構(gòu)上均勻，EPS顆粒不發(fā)生分層離析、力 學(xué)性能及熱工性能和耐久性能良好為目標(biāo)，以EPS顆粒與水泥漿體問具有良好的界面粘結(jié)和聚 苯乙烯加氣混凝土墻體材料較好的均質(zhì)性能為保證，通過材料組成優(yōu)化來配制聚苯乙烯加氣 混凝土墻體材料。
水泥是聚苯乙烯加氣混凝土墻體材料最主要的膠凝材料，水泥等級越高，摻量越多，聚 苯乙烯加氣混凝土墻體材料的立方體抗壓強度將越高。
粉煤灰具有形態(tài)效應(yīng)、活性效應(yīng)和微集料效應(yīng)，在一定程度匕改善了聚苯乙烯加氣混凝 土墻體材料的和易性、勻質(zhì)性和密實性，而且在質(zhì)量不變的條件下增加了漿體體積，降低了 槳體密度，抑制了EPS顆粒分層。
采用廢棄的聚苯乙烯泡沫，經(jīng)破碎后過篩網(wǎng)，獲得規(guī)定粒徑的EPS顆粒，本方案主要采用粒徑為《5mm顆粒級配EPS顆粒。
聚苯乙烯加氣混凝土墻體材料的抗壓強度隨著水灰比的增大而減小，這主要是因為在聚 苯乙烯加氣混凝土墻體材料中，EPS顆粒對抗壓強度的貢獻很小，強度值主要取決于硬化水泥 漿體的強度。 一般來說，水灰比增大，混凝土的強度降低，同時，也使得聚苯乙烯加氣混凝 土墻體材料易產(chǎn)生離析分層現(xiàn)象，聚苯乙烯加氣混凝土墻體材料的均勻性變差，從而也導(dǎo)致 了聚苯乙烯加氣混凝土墻體材料抗壓強度的下降。試驗發(fā)現(xiàn)，當(dāng)水灰比增大到0.45時，EPS 顆粒和混凝土拌合物有泌水現(xiàn)象發(fā)生，在水灰比達到0.5時，泌水、分層現(xiàn)象更加嚴(yán)重。另一 方面，水灰比過大時，水泥水化后剩余的水分從EPS輕混凝土中滲出，形成許多的毛細(xì)滲水通 道，使得EPS顆粒和混凝土的連通孔隙率增大，對聚苯乙烯加氣混凝土墻體材料的隔熱保溫性 能不利。推薦水灰比為0.32 0.45，能獲得性能良好的聚苯乙烯加氣混凝土墻體材料。
通過顆粒表面改性可制備表面親水性效果良好的EPS顆粒作為輕骨料.方法為先將適量 的水性聚合物用水稀釋，加入顆粒攪拌，待顆粒表面完全被潤濕后再加入適量水泥和粉煤灰 攪拌，使顆粒表面包裹一層水泥漿體.當(dāng)其再與水泥漿體混合時，就會很容易被潤濕和產(chǎn)生 界面黏結(jié)。
漿體和EPS顆粒黏結(jié)使聚苯乙烯加氣混凝土墻體材料具有一定強度，水泥是聚苯乙烯加氣 混凝土墻體材料最主要的膠凝材料，對聚苯乙烯加氣混凝土墻體材料力學(xué)性能起主要作用， 粉煤灰的摻入對聚苯乙烯加氣混凝土墻體材料后期強度的發(fā)展有一定的促進作用。
實施例按照如下重量百分比稱量各種成分粉煤灰30 60%、水泥25 45%、石灰3 10%、石膏O. 8 3. 0%。
將上述粉料與聚苯乙烯泡沫顆粒(聚苯乙烯泡沫粉顆粒的體積百分比為20 50%)混合 均勻后，加入適量水調(diào)整水灰比為0.32 0.45，充分?jǐn)嚢杈鶆虻玫交旌狭闲\(zhòng)A。
混合料漿A中加入發(fā)泡劑鋁粉(以坯體體積為標(biāo)準(zhǔn)，每立方米加鋁粉0.6 0.8kg)，充分 攪拌后，澆注入模型槽內(nèi)并靜停發(fā)泡得到坯體B，切割坯體B成預(yù)定形狀；
切割后的加氣混凝土坯體進入使用保溫材料制成的養(yǎng)護隧道窯中進行養(yǎng)護。
聚苯乙烯加氣混凝土結(jié)構(gòu)形成機理
它的生產(chǎn)過程可以分為三個階段(l)料漿組份間相互反應(yīng)放氣的物一化過程；(2)料漿的 稠化和凝結(jié)過程；(3)坯體的硬化。
本發(fā)明采用的原材料主要為白色垃圾(粉碎的聚苯乙烯泡沫顆粒粒徑《5mm)和固體廢 料(粉煤灰、脫硫石膏)，有利于資源的再生利用，符合建材綠色化和環(huán)境保護的要求。
本發(fā)明采用免蒸壓蒸養(yǎng)養(yǎng)生，生產(chǎn)工藝簡單，比同類產(chǎn)品減少了能耗的排放，節(jié)約資源，保護環(huán)境，降低了生產(chǎn)成本。
采用本發(fā)明生產(chǎn)的墻體材料，具有保溫效果好、密度小、隔音、抗病蟲害的優(yōu)點，在紫 外線照射下不會分解或釋放有害氣體，不易老化，其綜合性能優(yōu)于其他同類材料；其次，該 產(chǎn)品可以用水泥砂漿直接砌筑墻體，施工方便、安全耐久，又能達到國家節(jié)能環(huán)保的要求。 本發(fā)明生產(chǎn)的墻體材料作為高性能保溫隔熱材料，可廣泛適用于建筑物框架結(jié)構(gòu)的填充
攤 I回。
經(jīng)實際檢驗，聚苯乙烯加氣混凝土墻體材料的抗壓強度2 6Mpa、導(dǎo)熱系數(shù)、密度，其技 術(shù)性能滿足GB11968-2006。
權(quán)利要求
1、一種聚苯乙烯加氣混凝土墻體材料，它采用免蒸壓工藝生產(chǎn)，其特征在于該材料配方中包含聚苯乙烯泡沫顆粒、粉煤灰、水泥、石灰、石膏和發(fā)泡劑，其中聚苯乙烯泡沫粉顆粒的體積百分比為20～50％；其它成分的質(zhì)量百分比是粉煤灰30～60％、水泥25～45％、石灰3～10％、石膏0.8～3.0％。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚苯乙烯加氣混凝土墻體材料，其特征在于聚苯乙烯是粒徑《5mm的粉碎泡沫顆粒。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚苯乙烯加氣混凝土墻體材料，其特征在于發(fā)泡劑為鋁粉， 以坯體體積為標(biāo)準(zhǔn)，每立方米加鋁粉0.6~0.8kg。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚苯乙烯加氣混凝土墻體材料，其特征在于所述的配方按 0. 32 0. 45的水灰比加水。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2、 3或4所述的聚苯乙烯加氣混凝土墻體材料，其特征在于其生產(chǎn)工藝為將粉煤灰、水泥、石灰、石膏幾種粉料與聚苯乙烯泡沫顆粒混合均勻后，加入適量水調(diào)整水灰比為0. 32 0. 45，充分?jǐn)嚢杈鶆虻玫交旌狭蠞{A:混合料漿A中加入發(fā)泡劑，充分?jǐn)嚢韬?，澆注入模型槽?nèi)并靜停發(fā)泡得到坯體B，切割 坯體B成預(yù)定形狀；切割后的加氣混凝土坯體進入使用保溫材料制成的養(yǎng)護隧道窯中進行養(yǎng)護。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種聚苯乙烯加氣混凝土墻體材料，它采用免蒸壓工藝生產(chǎn)，其配方為體積百分比為20～50％的聚苯乙烯泡沫粉顆粒；30～60％的粉煤灰、25～45％的水泥、3～10％的石灰、0.8～3.0％的石膏和發(fā)泡劑。本發(fā)明的有益技術(shù)效果是聚苯乙烯加氣混凝土墻體材料是一種保溫、隔熱、隔聲、密度小、成本低的預(yù)制建材?？梢詰?yīng)用于各類工業(yè)與民用建筑中。本發(fā)明主要利用工業(yè)廢料，不但變廢為寶，而且還改善環(huán)境污染。聚苯乙烯加氣混凝土墻體材料生產(chǎn)過程中能耗低，采用免蒸壓養(yǎng)護，節(jié)約了資源，造價低，生產(chǎn)設(shè)備少，技術(shù)容易掌握，具有顯著的技術(shù)、經(jīng)濟、環(huán)境和社會效益。隨著輕工業(yè)的發(fā)展，聚苯乙烯產(chǎn)量的增加，工業(yè)廢料會越來越多，該產(chǎn)品的開發(fā)與應(yīng)用前景將十分廣闊。
文檔編號C04B28/00GK101580365SQ20091010410
公開日2009年11月18日 申請日期2009年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月17日
發(fā)明者敏 馮, 楊曉艷, 王瑞燕, 胡德勇, 鵬 郭, 高彥芝 申請人:重慶交通大學(xué)