一种节能建筑材料及其制备方法与流程

文档序号:11720017阅读:224来源:国知局

本发明属于建筑材料领域,具体涉及一种节能建筑材料及其制备方法。



背景技术:

目前,国家在大力推广使用民用建筑节能的新技术、新工艺、新材料和新设备。世界各国开展建筑节能无不首先抓建筑围护材料的革新,一些发达国家早在六十年代就开始改用保温性能好、生产能耗低的新型建筑材料替代传统建筑材料。在建筑中,外围护结构的热损耗最大,外围护结构又占了建筑很大份额。发展外墙保护技术及节能材料是建筑节能的主要方法之一。

按照选用材料的不同,建筑物外墙保温材料分为单一建筑材料和复合建筑材料。单一建筑材一料,如空心砌块、加气混凝土等,导热系数较大,一般为高效保温材料的20倍,随着我国建筑节能65%标准越来越广泛地推行,单一材料建筑已不能满足保温隔热的要求,更多采用承重材料与高效保温材料组合而成的复合建筑材料。复合建筑材料很好地结合了两种材料的特性,既不会使建筑材料过厚过重,又具有保温隔热特性,因此复合建筑材料是一种使用前景广阔的新型节能材料。

建筑废弃材料和工业废弃材料是城市垃圾的主要组成部分,约占城市垃圾总量的35%-45%。仅2004年我国就产生建筑和工业垃圾约90亿吨,2010-2015年的数据肯定还远远大于此数。当前对待建筑垃圾以传统的露天堆放、深挖填埋为主,这种方式虽然处理量大、方便简单、处理费用低,但是实际占用了大量的土地资源,产生了无法挽回的环境污染。

建筑材料由于其应用广泛和需求量大,原材消耗量非常大,如果将建筑废弃材料和工业废弃材料作为建筑材料中原料的一部分,很好地解决了建筑材料原材消耗量非常大的问题。同时建筑材料对其本身的性能也要求高,但目前建筑市场上缺少同时具备抗压强度高、抗冲击性好、隔音效果好、吸附异味、消毒杀菌、制作过程中需水量小和保温隔热效果好的建筑材料。



技术实现要素:

为了解决目前建筑市场上缺少同时具备节能环保、抗压强度高、抗冲击性好、隔音效果好、吸附异味、消毒杀菌、制作过程中需水量小和保温隔热效果好的建筑材料的问题,本发明的目的是提供一种节能建筑材料及其制备方法,制得的建筑材料同时具有节能环保、抗压强度高、抗冲击性好、隔音效果好、吸附异味、消毒杀菌、制作过程中需水量小和保温隔热效果好的优点。

本发明提供了如下的技术方案:

一种节能建筑材料,包括以下重量份的原料:细骨料15-20份、粗骨料30-40份、胶凝材料18-30份、建筑废弃塑料10-15份、竹炭粉15-20份、废弃玻璃2-4份、凹凸棒土1.5-2.5份、掺合料1.3-1.5份、矿渣棉20-25份、硬化剂0.7-1.5份、减水剂0.8-1.6份和水4-6份。

原料中添加的细骨料为建筑材料中粒径小于4.75mm的材料,例如砂。

原料中添加的粗骨料为建筑材料中粒径大于5mm的材料,例如卵石。

原料中添加了建筑废弃塑料,建筑废弃塑料具备一般塑料的特点,具有质轻、化学性质稳定、耐冲击性好、导热性低和成本低的优点。

原料中添加了竹炭粉,竹炭粉具有吸附异味、净化空气、吸湿防霉和抑菌驱虫的优点。

原料中添加了废弃玻璃,废弃玻璃具有硬度大、隔热隔音效果好的优点。

原料中添加了凹凸棒土,凹凸棒土具有触变性好、流平性好、耐候性好、绝热性好和消毒杀菌性好的优点。

原料中添加了矿渣棉,矿渣棉具有质轻、导热系数小、耐火性好、耐腐蚀、化学性质稳定和吸音效果好的优点。

建筑废弃材料和工业废弃材料中的建筑废弃塑料、废弃玻璃和矿渣棉作为建筑材料原料的一部分,很好地解决了建筑材料的节能环保问题。

优选地,包括以下重量份的原料:细骨料17.5份、粗骨料35份、胶凝材料24份、建筑废弃塑料12.5份、竹炭粉17.5份、废弃玻璃粉末3份、凹凸棒土2份、掺合料1.4份、矿渣棉22.5份、硬化剂1.1份、减水剂1.2份和水5份;

在该原料配方下制得的节能建筑材料在节能环保、抗压强度、抗冲击性、隔音效果、吸附异味、消毒杀菌、制作过程中需水量和保温隔热效果上均达到了最优。

优选地,所述细骨料的粒径为1-3mm,所述粗骨料的粒径为6-9mm,细骨料可以均匀地分散到混合料中,而粗骨料起到骨架的作用,减少制得的节能建筑材料的孔隙,提高密实度和抗压强度。

优选地,所述胶凝材料为矿渣硅酸盐水泥,胶结效果好,配合其他原料使用,能够使制得的节能建筑材料具备较高的抗压强度。

优选地,所述废弃玻璃为废弃钢化玻璃,由于废弃钢化玻璃具有良好的抵抗外力的能力,具有高韧性,使得制得的节能建筑材料具有良好的抗冲击性。

优选地,所述掺合料包括粉煤灰和硅灰,改善节能建筑材料的和易性、提高耐高温能力、减少徐变和减少热能膨胀性。

优选地,所述硬化剂为聚酰胺,加快混合原料的反应速度,使得凝结时间变短,缩短了制备节能建筑材料的时间。

优选地,所述减水剂为聚羧酸系减水剂,具有掺量低、减水率高达45%、混凝土收缩小、碱含量小于0.2%、产品稳定性好、绿色环保、成本低、使用时方便且安全的优点。

一种节能建筑材料的制备方法,包括以下步骤:

(1)按照节能建筑材料的原料重量份数称取原料;

(2)将细骨料、粗骨料、建筑废弃塑料、竹炭粉、废弃玻璃、凹凸棒土和矿渣棉混合搅拌4-5min,再加入掺合料搅拌3-6min,静置20-25h,得混合料;

(3)向步骤(2)中静置后的混合料中加入胶凝材料、硬化剂和减水剂搅拌5-8min,再加入水搅拌5-7min,得到混合浆料;

(4)将步骤(3)制备的混合浆料用模具高温浇注成建筑板材,浇注时的温度控制在180-200℃,浇注时伴随着振动,再脱模、养护。

本发明的有益效果是:

1、本发明通过对建筑材料原料配方和制备方法的研制,解决了目前建筑市场上缺少同时具备节能环保、抗压强度高、抗冲击性好、隔音效果好、吸附异味、消毒杀菌、制作过程中需水量小和保温隔热效果好的建筑材料的问题;

2、本发明的建筑材料原料中添加了建筑废弃塑料,建筑废弃塑料具备一般塑料的特点,具有质轻、化学性质稳定、耐冲击性好、导热性低和成本低的优点;

3、本发明中的原料中添加了竹炭粉,竹炭粉具有吸附异味、净化空气、吸湿防霉和抑菌驱虫的优点;

4、本发明中的原料中添加了凹凸棒土,凹凸棒土具有触变性好、流平性好、耐候性好、绝热性好和消毒杀菌性好的优点;

5、本发明中的原料中添加了矿渣棉,矿渣棉具有质轻、导热系数小、耐火性好、耐腐蚀、化学性质稳定和吸音效果好的优点;

6、本发明中所述细骨料的粒径为1-3mm,所述粗骨料的粒径为6-9mm,细骨料可以均匀地分散到混合料中,而粗骨料起到骨架的作用,减少制得的节能建筑材料的孔隙,提高密实度和抗压强度;

7、本发明中所述胶凝材料为矿渣硅酸盐水泥,胶结效果好,配合其他原料使用,能够使制得的节能建筑材料具备较高的抗压强度;

8、本发明中所述废弃玻璃为废弃钢化玻璃,由于废弃钢化玻璃具有良好的抵抗外力的能力,具有高韧性,使得制得的节能建筑材料具有良好的抗冲击性;

9、本发明中所述掺合料包括粉煤灰和硅灰,改善节能建筑材料的和易性、提高耐高温能力、减少徐变和减少热能膨胀性;

10、本发明中所述硬化剂为聚酰胺,加快混合原料的反应速度,使得凝结时间变短,缩短了制备节能建筑材料的时间;

11、本发明中所述减水剂为聚羧酸系减水剂,具有掺量低、减水率高达45%、混凝土收缩小、碱含量小于0.2%、产品稳定性好、绿色环保、成本低、使用时方便且安全的优点。

具体实施方式

实施例1

一种节能建筑材料,包括以下重量份的原料:细骨料17.5kg、粗骨料35kg、胶凝材料24kg、建筑废弃塑料12.5kg、竹炭粉17.5kg、废弃玻璃粉末3kg、凹凸棒土2kg、掺合料1.4kg、矿渣棉22.5kg、硬化剂1.1kg、减水剂1.2kg和水5kg。

在该原料配方下制得的节能建筑材料在节能环保、抗压强度、抗冲击性、隔音效果、吸附异味、消毒杀菌、制作过程中需水量和保温隔热效果上均达到了最优。

原料中添加了建筑废弃塑料,建筑废弃塑料具备一般塑料的特点,具有质轻、化学性质稳定、耐冲击性好、导热性低和成本低的优点。

原料中添加了竹炭粉,竹炭粉具有吸附异味、净化空气、吸湿防霉和抑菌驱虫的优点。

原料中添加了废弃玻璃,废弃玻璃具有硬度大、隔热隔音效果好的优点。

原料中添加了凹凸棒土,凹凸棒土具有触变性好、流平性好、耐候性好、绝热性好和消毒杀菌性好的优点。

原料中添加了矿渣棉,矿渣棉具有质轻、导热系数小、耐火性好、耐腐蚀、化学性质稳定和吸音效果好的优点。

建筑废弃材料和工业废弃材料中的建筑废弃塑料、废弃玻璃和矿渣棉作为建筑材料原料的一部分,很好地解决了建筑材料的节能环保问题。

细骨料的粒径为1-3mm的砂,粗骨料的粒径为6-9mm的卵石,细骨料可以均匀地分散到混合料中,而粗骨料起到骨架的作用,减少制得的节能建筑材料的孔隙,提高密实度和抗压强度。

胶凝材料为矿渣硅酸盐水泥,胶结效果好,配合其他原料使用,能够使制得的节能建筑材料具备较高的抗压强度。

废弃玻璃为废弃钢化玻璃,由于废弃钢化玻璃具有良好的抵抗外力的能力,具有高韧性,使得制得的节能建筑材料具有良好的抗冲击性。

掺合料包括粉煤灰和硅灰,改善节能建筑材料的和易性、提高耐高温能力、减少徐变和减少热能膨胀性。

硬化剂为聚酰胺,加快混合原料的反应速度,使得凝结时间变短,缩短了制备节能建筑材料的时间。

减水剂为聚羧酸系减水剂,具有掺量低、减水率高达45%、混凝土收缩小、碱含量小于0.2%、产品稳定性好、绿色环保、成本低、使用时方便且安全的优点。

一种节能建筑材料的制备方法,包括以下步骤:

(1)按照节能建筑材料的原料重量称取原料;

(2)将细骨料、粗骨料、建筑废弃塑料、竹炭粉、废弃玻璃、凹凸棒土和矿渣棉混合搅拌5min,再加入掺合料搅拌6min,静置25h,得混合料;

(3)向步骤(2)中静置后的混合料中加入胶凝材料、硬化剂和减水剂搅拌8min,再加入水搅拌7min,得到混合浆料;

(4)将步骤(3)制备的混合浆料用模具高温浇注成建筑板材,浇注时的温度控制在200℃,浇注时伴随着振动,再脱模、养护。

实施例2

一种节能建筑材料,包括以下重量份的原料:细骨料15kg、粗骨料30kg、胶凝材料18kg、建筑废弃塑料10kg、竹炭粉15kg、废弃玻璃2kg、凹凸棒土1.5kg、掺合料1.3kg、矿渣棉20kg、硬化剂0.7kg、减水剂0.8kg和水4kg。

原料中添加了建筑废弃塑料,建筑废弃塑料具备一般塑料的特点,具有质轻、化学性质稳定、耐冲击性好、导热性低和成本低的优点。

原料中添加了竹炭粉,竹炭粉具有吸附异味、净化空气、吸湿防霉和抑菌驱虫的优点。

原料中添加了废弃玻璃,废弃玻璃具有硬度大、隔热隔音效果好的优点。

原料中添加了凹凸棒土,凹凸棒土具有触变性好、流平性好、耐候性好、绝热性好和消毒杀菌性好的优点。

原料中添加了矿渣棉,矿渣棉具有质轻、导热系数小、耐火性好、耐腐蚀、化学性质稳定和吸音效果好的优点。

建筑废弃材料和工业废弃材料中的建筑废弃塑料、废弃玻璃和矿渣棉作为建筑材料原料的一部分,很好地解决了建筑材料的节能环保问题。

细骨料的粒径为1-3mm的砂,粗骨料的粒径为6-9mm的卵石,细骨料可以均匀地分散到混合料中,而粗骨料起到骨架的作用,减少制得的节能建筑材料的孔隙,提高密实度和抗压强度。

胶凝材料为矿渣硅酸盐水泥,胶结效果好,配合其他原料使用,能够使制得的节能建筑材料具备较高的抗压强度。

废弃玻璃为废弃钢化玻璃,由于废弃钢化玻璃具有良好的抵抗外力的能力,具有高韧性,使得制得的节能建筑材料具有良好的抗冲击性。

掺合料包括粉煤灰和硅灰,改善节能建筑材料的和易性、提高耐高温能力、减少徐变和减少热能膨胀性。

硬化剂为聚酰胺,加快混合原料的反应速度,使得凝结时间变短,缩短了制备节能建筑材料的时间。

减水剂为聚羧酸系减水剂,具有掺量低、减水率高达45%、混凝土收缩小、碱含量小于0.2%、产品稳定性好、绿色环保、成本低、使用时方便且安全的优点。

一种节能建筑材料的制备方法,包括以下步骤:

(1)按照节能建筑材料的原料重量称取原料;

(2)将细骨料、粗骨料、建筑废弃塑料、竹炭粉、废弃玻璃、凹凸棒土和矿渣棉混合搅拌4min,再加入掺合料搅拌3min,静置20h,得混合料;

(3)向步骤(2)中静置后的混合料中加入胶凝材料、硬化剂和减水剂搅拌5min,再加入水搅拌5min,得到混合浆料;

(4)将步骤(3)制备的混合浆料用模具高温浇注成建筑板材,浇注时的温度控制在180℃,浇注时伴随着振动,再脱模、养护。

实施例3

一种节能建筑材料,包括以下重量份的原料:细骨料20kg、粗骨料40kg、胶凝材料30kg、建筑废弃塑料15kg、竹炭粉20kg、废弃玻璃4kg、凹凸棒土2.5kg、掺合料1.5kg、矿渣棉25kg、硬化剂1.5kg、减水剂1.6kg和水6kg。

原料中添加了建筑废弃塑料,建筑废弃塑料具备一般塑料的特点,具有质轻、化学性质稳定、耐冲击性好、导热性低和成本低的优点。

原料中添加了竹炭粉,竹炭粉具有吸附异味、净化空气、吸湿防霉和抑菌驱虫的优点。

原料中添加了废弃玻璃,废弃玻璃具有硬度大、隔热隔音效果好的优点。

原料中添加了凹凸棒土,凹凸棒土具有触变性好、流平性好、耐候性好、绝热性好和消毒杀菌性好的优点。

原料中添加了矿渣棉,矿渣棉具有质轻、导热系数小、耐火性好、耐腐蚀、化学性质稳定和吸音效果好的优点。

建筑废弃材料和工业废弃材料中的建筑废弃塑料、废弃玻璃和矿渣棉作为建筑材料原料的一部分,很好地解决了建筑材料的节能环保问题。

细骨料的粒径为1-3mm的砂,粗骨料的粒径为6-9mm的卵石,细骨料可以均匀地分散到混合料中,而粗骨料起到骨架的作用,减少制得的节能建筑材料的孔隙,提高密实度和抗压强度。

胶凝材料为矿渣硅酸盐水泥,胶结效果好,配合其他原料使用,能够使制得的节能建筑材料具备较高的抗压强度。

废弃玻璃为废弃钢化玻璃,由于废弃钢化玻璃具有良好的抵抗外力的能力,具有高韧性,使得制得的节能建筑材料具有良好的抗冲击性。

掺合料包括粉煤灰和硅灰,改善节能建筑材料的和易性、提高耐高温能力、减少徐变和减少热能膨胀性。

硬化剂为聚酰胺,加快混合原料的反应速度,使得凝结时间变短,缩短了制备节能建筑材料的时间。

减水剂为聚羧酸系减水剂,具有掺量低、减水率高达45%、混凝土收缩小、碱含量小于0.2%、产品稳定性好、绿色环保、成本低、使用时方便且安全的优点。

一种节能建筑材料的制备方法,包括以下步骤:

(1)按照节能建筑材料的原料重量称取原料;

(2)将细骨料、粗骨料、建筑废弃塑料、竹炭粉、废弃玻璃、凹凸棒土和矿渣棉混合搅拌5min,再加入掺合料搅拌6min,静置25h,得混合料;

(3)向步骤(2)中静置后的混合料中加入胶凝材料、硬化剂和减水剂搅拌8min,再加入水搅拌7min,得到混合浆料;

(4)将步骤(3)制备的混合浆料用模具高温浇注成建筑板材,浇注时的温度控制在200℃,浇注时伴随着振动,再脱模、养护。

对比例1

一种建筑材料,包括以下重量份的原料:细骨料15-20kg、粗骨料30-40kg、胶凝材料18-30kg和水4-6kg。

一种建筑材料的制备方法,包括以下步骤:

(1)按照建筑材料的原料重量称取原料;

(2)将细骨料和粗骨料混合搅拌5min,得混合料;

(3)向步骤(2)中搅拌后的混合料中加入水搅拌7min,得到混合浆料;

(4)将步骤(3)制备的混合浆料用模具高温浇注成建筑板材,浇注时的温度控制在200℃,浇注时伴随着振动,再脱模、养护。

将实施例1、实施例2、实施例3和对比例1制备的建筑材料进行性能测试,测试结果如表1所示:

从表1数据比较可以看出,本发明的优点是:

1、一种节能建筑材料及其制备方法,从测得的建筑材料28d抗压强度值可以看出,实施例1-3的抗压强度值均高于对比例1,说明该节能建筑材料抗压强度高。

2、一种节能建筑材料及其制备方法,从测得的建筑材料导热系数可以看出,实施例1-3的导热系数均低于对比例1,说明该节能建筑材料的保温隔热效果好。

3、一种节能建筑材料及其制备方法,从测得的建筑材料原料消耗减少率可以看出,实施例1-3的原料消耗减少率均高于对比例1,说明该节能建筑材料的环保节能效果好。

4、一种节能建筑材料及其制备方法,从测得的建筑材料的制作建筑材料用水减少率可以看出,实施例1-3的制作建筑材料用水减少率均高于对比例1,说明该节能建筑材料的需水量减少了。

5、一种节能建筑材料及其制备方法,根据民用建筑隔声设计规范,从测得的建筑材料的隔音等级可以看出,实施例1-3的隔音等级均低于对比例1,说明该节能建筑材料的隔音性能好。

6、一种节能建筑材料及其制备方法,从测得的建筑材料在各个指标的数据可以看出,实施例1均优于实施例2、实施例3和对比例1,说明该节能建筑材料的原料配方和制备方法的合理性。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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