本发明涉及建筑板材技术领域，尤其涉及一种建筑外墙专用混凝土保温板材。
背景技术：
目前，我国现有房屋建筑外墙墙体材料主要有粘土实心砖、粘土空心砖、多孔砖、页岩砖、混凝土砌块、免烧水泥砖等，以上的外墙墙体材料普遍存在导热系数高、隔热性能差、防火性能欠佳的缺陷，不能满足国家对房屋建筑节能的要求。因此，急需一种新型墙体材料以适用建筑市场的新需求。
技术实现要素：
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种建筑外墙专用混凝土保温板材，其保温隔热性能好，强度高，防火性能优异。
本发明提出的一种建筑外墙专用混凝土保温板材，其原料按重量份包括：水泥100份、天然河砂80-100份、石灰岩碎石100-150份、碎砖10-35份、玻化微珠5-20份、油页岩10-35份、二氧化硅气凝胶20-50份、浮石3-15份、微硅粉2-10份、改性聚苯乙烯颗粒10-28份、聚氨酯颗粒10-20份、聚碳酸酯5-15份、丙烯酸酯乳液0.5-2份、环氧树脂乳液0.2-1份、减水剂0.5-2份、葡萄糖酸钠0.2-0.5份、松香0.1-0.25份、碳酸镁0.1-0.5份、碳酸氢钠0.1-0.5份、玄武岩纤维0.5-2份、聚丙烯纤维0.2-1份、钢纤维0.2-1.5份、水50-85份；
其中，所述减水剂按照以下工艺进行制备：将聚乙二醇单甲醚加入反应装置中，在55-60℃下搅拌20-30min，升温至75-85℃后加入马来酸酐，搅拌熔化后加入对甲苯磺酸，升温至100-105℃后搅拌反应2-3.5h，反应结束后冷却至室温得到物料A；将对氯甲基苯乙烯、马来酸酐、物料A、丙烯腈和过硫酸铵加入二甲苯中，搅拌均匀后通入氮气，在70-75℃下搅拌反应3-5h，反应结束后经过滤、洗涤、干燥得到物料B；将物料B、蔗糖和NaOH加入蒸馏水中，搅拌均匀后升温至35-45℃反应30-50min，调节体系的PH值至7-8，然后加乙醇，经沉降、过滤、干燥得到所述减水剂。
优选地，其原料按重量份包括：水泥100份、天然河砂85-95份、石灰岩碎石120-135份、碎砖18-25份、玻化微珠11-15份、油页岩17-21份、二氧化硅气凝胶30-36份、浮石7-10份、微硅粉5-8份、改性聚苯乙烯颗粒15-20份、聚氨酯颗粒12-17份、聚碳酸酯9-12份、丙烯酸酯乳液1-1.3份、环氧树脂乳液0.5-0.7份、减水剂0.7-1.2份、葡萄糖酸钠0.26-0.4份、松香0.18-0.21份、碳酸镁0.26-0.4份、碳酸氢钠0.32-0.4份、玄武岩纤维1-1.7份、聚丙烯纤维0.5-0.8份、钢纤维0.9-1.2份、水60-72份。
优选地，其原料按重量份包括：水泥100份、天然河砂90份、石灰岩碎石130份、碎砖20份、玻化微珠12份、油页岩20份、二氧化硅气凝胶33份、浮石8份、微硅粉7份、改性聚苯乙烯颗粒16份、聚氨酯颗粒15份、聚碳酸酯11份、丙烯酸酯乳液1.2份、环氧树脂乳液0.6份、减水剂1份、葡萄糖酸钠0.3份、松香0.2份、碳酸镁0.3份、碳酸氢钠0.37份、玄武岩纤维1.2份、聚丙烯纤维0.6份、钢纤维1份、水65份。
优选地，所述石灰岩碎石的平均粒径为10-20mm；所述碎砖的平均粒径为10-30mm。
优选地，所述改性聚苯乙烯颗粒按照以下工艺进行制备：按重量份将3-5份纳米碳酸钙、1-5份碳纳米管和2-5份氧化铝加入30-50份甲苯中，搅拌均匀后加入5-10份硅烷偶联剂KH-570，在35-40℃下搅拌反应1-2.5h，然后加入5-10份质量分数为25-30wt％的聚乙烯吡咯烷酮水溶液，搅拌均匀后通入氮气，然后加入20-40份苯乙烯和1-2份偶氮二异丁腈，在55-65℃下搅拌反应2-5h，反应结束后离心分离、洗涤、烘干得到所述改性聚苯乙烯颗粒。
优选地，所述丙烯酸酯乳液的固含量为30-45wt％；所述环氧树脂乳液的固含量为35-40wt％。
优选地，所述减水剂按照以下工艺进行制备：按重量份将10-25份相对分子质量为5000的聚乙二醇单甲醚加入反应装置中，在56-59℃下搅拌22-28min，升温至78-82℃后加入0.7-1.5份马来酸酐，搅拌熔化后加入0.02-0.05份对甲苯磺酸，升温至102-105℃后搅拌反应2.5-3.2h，反应结束后冷却至室温得到物料A；按重量份将10-20份对氯甲基苯乙烯、15-30份马来酸酐、3-5份物料A、1-5份丙烯腈和0.01-0.05份过硫酸铵加入100份二甲苯中，搅拌均匀后通入氮气，在72-75℃下搅拌反应3.6-4.3h，反应结束后经过滤、洗涤、干燥得到物料B；按重量份将10-20份物料B、15-30份蔗糖和0.1-0.5份NaOH加入蒸馏水中，搅拌均匀后升温至38-43℃反应38-46min，调节体系的PH值至7-8，然后加乙醇，经沉降、过滤、干燥得到所述减水剂。
优选地，所述减水剂按照以下工艺进行制备：按重量份将20份相对分子质量为5000的聚乙二醇单甲醚加入反应装置中，在58℃下搅拌25min，升温至80℃后加入1.2份马来酸酐，搅拌熔化后加入0.03份对甲苯磺酸，升温至103℃后搅拌反应2.8h，反应结束后冷却至室温得到物料A；按重量份将15份对氯甲基苯乙烯、20份马来酸酐、4份物料A、3份丙烯腈和0.03份过硫酸铵加入100份二甲苯中，搅拌均匀后通入氮气，在73℃下搅拌反应4h，反应结束后经过滤、洗涤、干燥得到物料B；按重量份将15份物料B、21份蔗糖和0.3份NaOH加入蒸馏水中，搅拌均匀后升温至40℃反应40min，调节体系的PH值至7，然后加乙醇，经沉降、过滤、干燥得到所述减水剂。
本发明所述建筑外墙专用混凝土保温板材，其原料中的油页岩含有石英、高岭土、粘土、云母、碳酸盐岩以及硫铁矿等矿物质，是很好的建筑材料，本发明中，将其与玻化微珠、二氧化硅气凝胶、浮石、微硅粉配合，赋予板材优异的保温、隔热、隔音、抗震性能；加入了改性聚苯乙烯颗粒、聚氨酯颗粒和聚碳酸酯，进一步提高了材料的隔热性能，使所得保温板材的导热系数为0.05-0.06w/(m·k)，在改性聚苯乙烯颗粒的制备过程中，将硅烷偶联剂KH-570改性的纳米碳酸钙、碳纳米管和氧化铝引入其中，使纳米碳酸钙、碳纳米管和氧化铝均匀分散在了聚苯乙烯颗粒中，改善了其与水泥的相容性，同时提高了所得板材的韧性、强度和阻燃性，改善了单纯的聚苯乙烯韧性和阻燃性能欠佳的缺陷；丙烯酸酯乳液、环氧树脂乳液加入体系中，在体系中形成网络，一方面，与体系的骨架相互穿透，提高了混凝土的强度，另一方面，填充或封闭了部分空隙，同时改善了浆体间的过渡区，在一定程度上提高了混凝土的抗折强度、折压比、延性、耐磨等性能；优选方式减水剂的制备过程中，首先以聚乙二醇单甲醚、马来酸酐为原料，使聚乙二醇单甲醚中的羟基与马来酸酐发生了酯化反应，得到了含有双键的物料A；之后以对氯甲基苯乙烯、马来酸酐、物料A、丙烯腈为原料，使四者发生了聚合反应得到了物料B，物料B与蔗糖混合后，物料B中的氯与蔗糖中的羟基发生了反应得到了所述减水剂，将其加入体系中，与水泥的相容性好，其侧链在水泥颗粒表面形成庞大的立体吸附结构，不易随着水化的进行而被水泥颗粒所包埋，从而有利于水泥净浆在保持较好的流动性的条件下，减少水的用量，同时具有较好的塌落度保持能力和抗压强度，与葡萄糖酸钠和松香协同后，使所得板材的气泡非连通，间距小，孔径下，显著提高了板材的耐久性、抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性并可改善混凝土和易性等工作性能，同时改善了混凝土板材的抗压强度和抗氯离子渗透性能，显著提高了混凝土的耐久性；玄武岩纤维、聚丙烯纤维、钢纤维加入体系中，在砂浆内相互搭接，形成增强网络,显著提高了混凝土板材的强度和抗开裂性能。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种建筑外墙专用混凝土保温板材，其原料按重量份包括：水泥100份、天然河砂100份、石灰岩碎石100份、碎砖35份、玻化微珠5份、油页岩35份、二氧化硅气凝胶20份、浮石15份、微硅粉2份、改性聚苯乙烯颗粒28份、聚氨酯颗粒10份、聚碳酸酯15份、丙烯酸酯乳液0.5份、环氧树脂乳液1份、减水剂0.5份、葡萄糖酸钠0.5份、松香0.1份、碳酸镁0.5份、碳酸氢钠0.1份、玄武岩纤维2份、聚丙烯纤维0.2份、钢纤维1.5份、水50份；
其中，所述减水剂按照以下工艺进行制备：将聚乙二醇单甲醚加入反应装置中，在55℃下搅拌30min，升温至75℃后加入马来酸酐，搅拌熔化后加入对甲苯磺酸，升温至105℃后搅拌反应2h，反应结束后冷却至室温得到物料A；将对氯甲基苯乙烯、马来酸酐、物料A、丙烯腈和过硫酸铵加入二甲苯中，搅拌均匀后通入氮气，在75℃下搅拌反应3h，反应结束后经过滤、洗涤、干燥得到物料B；将物料B、蔗糖和NaOH加入蒸馏水中，搅拌均匀后升温至45℃反应30min，调节体系的PH值至8，然后加乙醇，经沉降、过滤、干燥得到所述减水剂。
实施例2
本发明提出的一种建筑外墙专用混凝土保温板材，其原料按重量份包括：水泥100份、天然河砂80份、石灰岩碎石150份、碎砖10份、玻化微珠20份、油页岩10份、二氧化硅气凝胶50份、浮石3份、微硅粉10份、改性聚苯乙烯颗粒10份、聚氨酯颗粒20份、聚碳酸酯5份、丙烯酸酯乳液2份、环氧树脂乳液0.2份、减水剂2份、葡萄糖酸钠0.2份、松香0.25份、碳酸镁0.1份、碳酸氢钠0.5份、玄武岩纤维0.5份、聚丙烯纤维1份、钢纤维0.2份、水85份；
其中，所述减水剂按照以下工艺进行制备：将聚乙二醇单甲醚加入反应装置中，在60℃下搅拌20min，升温至85℃后加入马来酸酐，搅拌熔化后加入对甲苯磺酸，升温至100℃后搅拌反应3.5h，反应结束后冷却至室温得到物料A；将对氯甲基苯乙烯、马来酸酐、物料A、丙烯腈和过硫酸铵加入二甲苯中，搅拌均匀后通入氮气，在70℃下搅拌反应5h，反应结束后经过滤、洗涤、干燥得到物料B；将物料B、蔗糖和NaOH加入蒸馏水中，搅拌均匀后升温至35℃反应50min，调节体系的PH值至7，然后加乙醇，经沉降、过滤、干燥得到所述减水剂。
实施例3
本发明提出的一种建筑外墙专用混凝土保温板材，其原料按重量份包括：水泥100份、天然河砂95份、石灰岩碎石120份、碎砖25份、玻化微珠11份、油页岩21份、二氧化硅气凝胶30份、浮石10份、微硅粉5份、改性聚苯乙烯颗粒20份、聚氨酯颗粒12份、聚碳酸酯12份、丙烯酸酯乳液1份、环氧树脂乳液0.5份、减水剂1.2份、葡萄糖酸钠0.26份、松香0.21份、碳酸镁0.26份、碳酸氢钠0.4份、玄武岩纤维1份、聚丙烯纤维0.8份、钢纤维0.9份、水72份；
其中，所述石灰岩碎石的平均粒径为10mm；所述碎砖的平均粒径为30mm；
所述改性聚苯乙烯颗粒按照以下工艺进行制备：按重量份将3份纳米碳酸钙、5份碳纳米管和2份氧化铝加入50份甲苯中，搅拌均匀后加入5份硅烷偶联剂KH-570，在40℃下搅拌反应1h，然后加入10份质量分数为25wt％的聚乙烯吡咯烷酮水溶液，搅拌均匀后通入氮气，然后加入40份苯乙烯和1份偶氮二异丁腈，在65℃下搅拌反应2h，反应结束后离心分离、洗涤、烘干得到所述改性聚苯乙烯颗粒；
所述丙烯酸酯乳液的固含量为30wt％；所述环氧树脂乳液的固含量为40wt％。
所述减水剂按照以下工艺进行制备：按重量份将25份相对分子质量为5000的聚乙二醇单甲醚加入反应装置中，在56℃下搅拌28min，升温至78℃后加入1.5份马来酸酐，搅拌熔化后加入0.02份对甲苯磺酸，升温至105℃后搅拌反应2.5h，反应结束后冷却至室温得到物料A；按重量份将20份对氯甲基苯乙烯、15份马来酸酐、5份物料A、1份丙烯腈和0.05份过硫酸铵加入100份二甲苯中，搅拌均匀后通入氮气，在72℃下搅拌反应4.3h，反应结束后经过滤、洗涤、干燥得到物料B；按重量份将10份物料B、30份蔗糖和0.1份NaOH加入蒸馏水中，搅拌均匀后升温至43℃反应38min，调节体系的PH值至8，然后加乙醇，经沉降、过滤、干燥得到所述减水剂。
实施例4
本发明提出的一种建筑外墙专用混凝土保温板材，其原料按重量份包括：水泥100份、天然河砂85份、石灰岩碎石135份、碎砖18份、玻化微珠15份、油页岩17份、二氧化硅气凝胶36份、浮石7份、微硅粉8份、改性聚苯乙烯颗粒15份、聚氨酯颗粒17份、聚碳酸酯9份、丙烯酸酯乳液1.3份、环氧树脂乳液0.7份、减水剂0.7份、葡萄糖酸钠0.4份、松香0.18份、碳酸镁0.4份、碳酸氢钠0.32份、玄武岩纤维1.7份、聚丙烯纤维0.5份、钢纤维1.2份、水60份；
其中，所述石灰岩碎石的平均粒径为20mm；所述碎砖的平均粒径为10mm；
所述改性聚苯乙烯颗粒按照以下工艺进行制备：按重量份将5份纳米碳酸钙、1份碳纳米管和5份氧化铝加入30份甲苯中，搅拌均匀后加入10份硅烷偶联剂KH-570，在35℃下搅拌反应2.5h，然后加入5份质量分数为30wt％的聚乙烯吡咯烷酮水溶液，搅拌均匀后通入氮气，然后加入20份苯乙烯和2份偶氮二异丁腈，在55℃下搅拌反应5h，反应结束后离心分离、洗涤、烘干得到所述改性聚苯乙烯颗粒；
所述丙烯酸酯乳液的固含量为45wt％；所述环氧树脂乳液的固含量为35wt％；
所述减水剂按照以下工艺进行制备：按重量份将10份相对分子质量为5000的聚乙二醇单甲醚加入反应装置中，在59℃下搅拌22min，升温至82℃后加入0.7份马来酸酐，搅拌熔化后加入0.05份对甲苯磺酸，升温至102℃后搅拌反应3.2h，反应结束后冷却至室温得到物料A；按重量份将10份对氯甲基苯乙烯、30份马来酸酐、3份物料A、5份丙烯腈和0.01份过硫酸铵加入100份二甲苯中，搅拌均匀后通入氮气，在75℃下搅拌反应3.6h，反应结束后经过滤、洗涤、干燥得到物料B；按重量份将20份物料B、15份蔗糖和0.5份NaOH加入蒸馏水中，搅拌均匀后升温至38℃反应46min，调节体系的PH值至7，然后加乙醇，经沉降、过滤、干燥得到所述减水剂。
实施例5
本发明提出的一种建筑外墙专用混凝土保温板材，其原料按重量份包括：水泥100份、天然河砂90份、石灰岩碎石130份、碎砖20份、玻化微珠12份、油页岩20份、二氧化硅气凝胶33份、浮石8份、微硅粉7份、改性聚苯乙烯颗粒16份、聚氨酯颗粒15份、聚碳酸酯11份、丙烯酸酯乳液1.2份、环氧树脂乳液0.6份、减水剂1份、葡萄糖酸钠0.3份、松香0.2份、碳酸镁0.3份、碳酸氢钠0.37份、玄武岩纤维1.2份、聚丙烯纤维0.6份、钢纤维1份、水65份；
其中，所述石灰岩碎石的平均粒径为15mm；所述碎砖的平均粒径为20mm；
所述改性聚苯乙烯颗粒按照以下工艺进行制备：按重量份将4份纳米碳酸钙、3份碳纳米管和4份氧化铝加入35份甲苯中，搅拌均匀后加入8份硅烷偶联剂KH-570，在38℃下搅拌反应2h，然后加入8份质量分数为28wt％的聚乙烯吡咯烷酮水溶液，搅拌均匀后通入氮气，然后加入30份苯乙烯和1.3份偶氮二异丁腈，在60℃下搅拌反应3h，反应结束后离心分离、洗涤、烘干得到所述改性聚苯乙烯颗粒；
所述丙烯酸酯乳液的固含量为40wt％；所述环氧树脂乳液的固含量为38wt％；
所述减水剂按照以下工艺进行制备：按重量份将20份相对分子质量为5000的聚乙二醇单甲醚加入反应装置中，在58℃下搅拌25min，升温至80℃后加入1.2份马来酸酐，搅拌熔化后加入0.03份对甲苯磺酸，升温至103℃后搅拌反应2.8h，反应结束后冷却至室温得到物料A；按重量份将15份对氯甲基苯乙烯、20份马来酸酐、4份物料A、3份丙烯腈和0.03份过硫酸铵加入100份二甲苯中，搅拌均匀后通入氮气，在73℃下搅拌反应4h，反应结束后经过滤、洗涤、干燥得到物料B；按重量份将15份物料B、21份蔗糖和0.3份NaOH加入蒸馏水中，搅拌均匀后升温至40℃反应40min，调节体系的PH值至7，然后加乙醇，经沉降、过滤、干燥得到所述减水剂。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。