專(zhuān)利名稱(chēng)：功能梯度泡沫混凝土保溫材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種泡沫混凝土保溫材料，尤其是涉及功能梯度泡沫混凝土保溫材料。
技術(shù)背景 泡沫混凝土是一種重要的建筑保溫材料，其制造方法是無(wú)機(jī)膠凝材料、礦物摻合料、發(fā)泡劑或者泡沫劑、穩(wěn)泡劑和水均勻混合發(fā)泡之后、經(jīng)過(guò)養(yǎng)護(hù)制成的多孔材料，具有輕質(zhì)、防火、保溫、隔熱等功能，在建筑物外墻、地板和屋面的保溫工程中，越來(lái)越多地得到應(yīng)用。目前，泡沫混凝土是采用普通硅酸鹽水泥或硫鋁酸鹽水泥為膠凝材料，雙氧水發(fā)泡劑或者松香膠與蛋白質(zhì)泡沫劑為氣孔結(jié)構(gòu)的形成材料，經(jīng)過(guò)硬化形成氣孔雜亂分布的多 孔材料，如中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)200910078347. 7,201010140498. 3和201010607495. 6等，其干燥表觀(guān)密度為10(T300kg/m3，抗壓強(qiáng)度O. 06、. 8MPa，導(dǎo)熱系數(shù)O. 045 0. 08w/m k，防火性能達(dá)到Al級(jí)。這種泡沫混凝土的氣孔孔隙率高達(dá)80%以上，孔壁厚度僅O. Γ0. 2mm,盡管具有比較理想的保溫效果，但是強(qiáng)度非常低，存在掉渣、酥松、容易破損等嚴(yán)重缺點(diǎn)，制約了其工程應(yīng)用。中國(guó)實(shí)用新型專(zhuān)利申請(qǐng)201020626702. 8公開(kāi)了一種無(wú)機(jī)發(fā)泡防火保溫板，由無(wú)機(jī)發(fā)泡板芯和微孔或無(wú)孔的無(wú)機(jī)材料密實(shí)層組成的層狀復(fù)合保溫材料，這種三層結(jié)構(gòu)的保溫材料盡管解決了表面強(qiáng)度低和彎曲破壞強(qiáng)度低的問(wèn)題，但是仍然存在層間界面明顯、內(nèi)應(yīng)力大、各層材料的熱膨脹系數(shù)不同以及沿著板芯平面方向容易發(fā)生剪切破壞的技術(shù)難題，用于建筑外墻保溫時(shí)難以粘貼瓷磚、石材等較重的外裝飾材料，僅能進(jìn)行簡(jiǎn)單的外裝飾，如粉刷涂料、刮膩?zhàn)踊蛘叻鬯⒎浪皾{，因而實(shí)際推廣應(yīng)用較少。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種輕質(zhì)、高強(qiáng)、保溫、隔熱和防火的功能梯度泡沫混凝土保溫材料。本實(shí)用新型的技術(shù)方案為一種功能梯度泡沫混凝土保溫材料，所述的保溫材料由表面向內(nèi)部均勻分布有若干氣孔，所述的氣孔的孔徑由所述保溫材料的表面向內(nèi)部按由小到大的規(guī)律連續(xù)的呈梯度遞增，保溫材料的孔隙率從表面到內(nèi)部呈現(xiàn)連續(xù)的梯度增高。所述保溫材料內(nèi)均勻摻加短切纖維、長(zhǎng)纖維或者纖維網(wǎng)格布。所述保溫材料的形狀是板狀、塊狀、瓦狀、管狀或者其他異型形狀。所述保溫材料的表面設(shè)有仿木紋或仿天然石材紋理裝飾材料。所述保溫材料的表面設(shè)有鋁塑板或金屬板。所述保溫材料的表面設(shè)有功能涂料層。有益效果I、由于本實(shí)用新型具有梯度變化的氣孔孔隙結(jié)構(gòu)，屬于一種功能梯度材料，內(nèi)部多孔保溫，表面密實(shí)高強(qiáng)，力學(xué)強(qiáng)度從內(nèi)到外逐漸提高，導(dǎo)熱系數(shù)從外到內(nèi)逐步減小，實(shí)現(xiàn)了輕質(zhì)與高強(qiáng)、保溫與防火的統(tǒng)一，既克服了傳統(tǒng)泡沫混凝土的強(qiáng)度低、掉粉和破損率高的缺點(diǎn)，又克服了層狀復(fù)合發(fā)泡保溫材料的界面明顯、內(nèi)應(yīng)力大、層間熱膨脹系數(shù)不同導(dǎo)致的界面裂縫、沿著板芯平面方向容易發(fā)生剪切破壞的技術(shù)難題。因而，本實(shí)用新型不僅具有優(yōu)良的保溫隔熱性能和防火性能，而且具有較高的表面強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、抗沖擊強(qiáng)度和沿平面方向的剪切強(qiáng)度。2、本實(shí)用新型屬于一種功能梯度材料，氣孔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，適用于制作建筑屋面、墻體、樓面和地板的保溫材料，以及設(shè)備和管道的保溫隔熱材料。
圖I為本實(shí)用新型的示意圖。圖2為本實(shí)用新型的剖面梯度氣孔結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3為本實(shí)用新型的剖面梯度氣孔結(jié)構(gòu)的放大示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例I 如圖I所示，一種功能梯度泡沫混凝土保溫材料，形狀為保溫板，規(guī)格為600mmX300mmX 50mm，該保溫板具有梯度變化的氣孔孔隙結(jié)構(gòu)，內(nèi)部材料是具有較高氣孔孔隙率和較大氣孔孔徑的泡沫混凝土，表面材料是具有低氣孔孔隙率和較小氣孔孔徑的密實(shí)混凝土，保溫材料從內(nèi)部到表面的結(jié)構(gòu)特征是氣孔孔隙率呈現(xiàn)連續(xù)的梯度降低，氣孔孔徑呈現(xiàn)連續(xù)的梯度減少。實(shí)施例2 —種功能梯度泡沫混凝土保溫材料，形狀為保溫塊，規(guī)格為600mmX 300mmX 200mm,該保溫塊具有梯度變化的氣孔孔隙結(jié)構(gòu)，內(nèi)部材料是具有較高氣孔孔隙率和較大氣孔孔徑的泡沫混凝土，表面材料是具有低氣孔孔隙率和較小氣孔孔徑的密實(shí)混凝土，保溫材料從內(nèi)部到表面的結(jié)構(gòu)特征是氣孔孔隙率呈現(xiàn)連續(xù)的梯度降低，氣孔孔徑呈現(xiàn)連續(xù)的梯度減少。實(shí)施例3 —種功能梯度泡沫混凝土保溫材料，形狀為保溫瓦，規(guī)格為外徑200mm,內(nèi)徑100mm,厚度50mm,弧長(zhǎng)500mm,長(zhǎng)度30mm,該保溫瓦具有梯度變化的氣孔孔隙結(jié)構(gòu)，內(nèi)部材料是具有較高氣孔孔隙率和較大氣孔孔徑的泡沫混凝土，表面材料是具有低氣孔孔隙率和較小氣孔孔徑的密實(shí)混凝土，保溫材料從內(nèi)部到表面的結(jié)構(gòu)特征是氣孔孔隙率呈現(xiàn)連續(xù)的梯度降低，氣孔孔徑呈現(xiàn)連續(xù)的梯度減少。實(shí)施例4 一種功能梯度泡沫混凝土保溫材料，形狀為保溫管，規(guī)格為外徑200mm,內(nèi)徑100mm，厚度50mm，長(zhǎng)度600mm，該保溫管具有梯度變化的氣孔孔隙結(jié)構(gòu)，內(nèi)部材料是具有較高氣孔孔隙率和較大氣孔孔徑的泡沫混凝土，表面材料是具有低氣孔孔隙率和較小氣孔孔徑的密實(shí)混凝土，保溫材料從內(nèi)部到表面的結(jié)構(gòu)特征是氣孔孔隙率呈現(xiàn)連續(xù)的梯度降低，氣孔孔徑呈現(xiàn)連續(xù)的梯度減少。實(shí)施例5 —種功能梯度泡沫混凝土保溫材料，形狀為保溫板，規(guī)格為600mmX300mmX60mm,該保溫板具有梯度變化的氣孔孔隙結(jié)構(gòu)，內(nèi)部材料是具有較高氣孔孔隙率和較大氣孔孔徑的硅酸鹽水泥泡沫混凝土，表面材料是具有低氣孔孔隙率和較小氣孔孔徑的硫鋁酸鹽水泥密實(shí)混凝土，保溫材料從內(nèi)部到表面的結(jié)構(gòu)特征是氣孔孔隙率呈現(xiàn)連續(xù)的梯度降低，氣孔孔徑呈現(xiàn)連續(xù)的梯度減少。[0022]實(shí)施例6 —種功能梯度泡沫混凝土保溫材料，形狀為保溫板，規(guī)格為600mmX300mmX 50mm，該保溫板具有梯度變化的氣孔孔隙結(jié)構(gòu)，內(nèi)部材料是具有較高氣孔孔隙率和較大氣孔孔徑的硫鋁酸鹽水泥泡沫混凝土，表面材料是具有低氣孔孔隙率和較小氣孔孔徑的硫鋁酸鹽水泥密實(shí)混凝土，保溫材料從內(nèi)部到表面的結(jié)構(gòu)特征是氣孔孔隙率呈現(xiàn)連續(xù)的梯度降低，氣孔孔徑呈現(xiàn)連續(xù)的梯度減少。實(shí)施例7 —種功能梯度泡沫混凝土保溫材料，形狀為保溫板，規(guī)格為600mmX300_X70mm，該保溫板具有梯度變化的氣孔孔隙結(jié)構(gòu)，內(nèi)部材料是具有較高氣孔孔隙率和較大氣孔孔徑的氯氧鎂水泥泡沫混凝土，表面材料是具有低氣孔孔隙率和較小氣孔孔徑的硫鋁酸鹽水泥密實(shí)混凝土，保溫材料從內(nèi)部到表面的結(jié)構(gòu)特征是氣孔孔隙率呈現(xiàn)連續(xù)的梯度降低，氣孔孔徑呈現(xiàn)連續(xù)的梯度減少。實(shí)施例8 —種功能梯度泡沫混凝土保溫材料，形狀為保溫板，規(guī)格為600mmX300mmX80mm，該保溫板具有梯度變化的氣孔孔隙結(jié)構(gòu)，內(nèi)部材料是具有較高氣孔孔隙率和較大氣孔孔徑的石膏泡沫混凝土，表面材料是具有低氣孔孔隙率和較小氣孔孔徑的硫鋁酸鹽水泥密實(shí)混凝土，保溫材料從內(nèi)部到表面的結(jié)構(gòu)特征是氣孔孔隙率呈現(xiàn)連續(xù)的梯度降低，氣孔孔徑呈現(xiàn)連續(xù)的梯度減少。實(shí)施例9 一種功能梯度泡沫混凝土保溫材料，形狀為保溫板，規(guī)格為600mmX300mmX60mm,該保溫板具有梯度變化的氣孔孔隙結(jié)構(gòu)，內(nèi)部材料是具有較高氣孔孔隙率和較大氣孔孔徑的泡沫混凝土，表面材料是具有低氣孔孔隙率和較小氣孔孔徑的密實(shí)混凝土，保溫材料從內(nèi)部到表面的結(jié)構(gòu)特征是氣孔孔隙率呈現(xiàn)連續(xù)的梯度降低，氣孔孔徑呈現(xiàn)連續(xù)的梯度減少。該保溫板的表層材料5_深度內(nèi)夾有玻璃纖維網(wǎng)格布。實(shí)施例10 —種功能梯度泡沫混凝土保溫材料，形狀為保溫板，規(guī)格為600mmX300mmX 75mm，該保溫板具有梯度變化的氣孔孔隙結(jié)構(gòu)，內(nèi)部材料是具有較高氣孔孔隙率和較大氣孔孔徑的泡沫混凝土，表面材料是具有低氣孔孔隙率和較小氣孔孔徑的密實(shí)混凝土，保溫材料從內(nèi)部到表面的結(jié)構(gòu)特征是氣孔孔隙率呈現(xiàn)連續(xù)的梯度降低，氣孔孔徑呈現(xiàn)連續(xù)的梯度減少。該保溫板的外表面設(shè)有仿木紋裝飾材料。實(shí)施例11 一種功能梯度泡沫混凝土保溫材料，形狀為保溫板，規(guī)格為600mmX300mmX90mm，該保溫板具有梯度變化的氣孔孔隙結(jié)構(gòu)，內(nèi)部材料是具有較高氣孔孔隙率和較大氣孔孔徑的泡沫混凝土，表面材料是具有低氣孔孔隙率和較小氣孔孔徑的密實(shí)混凝土，保溫材料從內(nèi)部到表面的結(jié)構(gòu)特征是氣孔孔隙率呈現(xiàn)連續(xù)的梯度降低，氣孔孔徑呈現(xiàn)連續(xù)的梯度減少。該保溫板的外表面粘貼有鋁塑板。本實(shí)用新型按照功能梯度材料的設(shè)計(jì)原理，根據(jù)輕質(zhì)、高強(qiáng)、保溫、隔熱和防火的技術(shù)要求，采用先進(jìn)的復(fù)合技術(shù)，通過(guò)連續(xù)地改變膠凝材料的組成和配比，使泡沫混凝土的氣孔結(jié)構(gòu)從內(nèi)部沿著三維的方向，向外表面連續(xù)地梯度變化，使內(nèi)部不同氣孔孔隙率的多孔材料之間的復(fù)合界面消失，得到氣孔結(jié)構(gòu)連續(xù)變化的功能梯度泡沫混凝土保溫材料，從而使泡沫混凝土的性能和功能也呈現(xiàn)梯度變化，既可以保證保溫節(jié)能和防火的優(yōu)勢(shì)，又能夠大幅度提高表面強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、抗沖擊強(qiáng)度和沿著平面方向的剪切強(qiáng)度。應(yīng)該理解，這里討論的實(shí)施例和實(shí)施方案只是為了說(shuō)明，對(duì)熟悉該領(lǐng)域的人可以提出各種改進(jìn)和變化，這些改進(jìn)和變化將包括在本申請(qǐng)的精神實(shí)質(zhì)和范圍以及所附的權(quán)利要求范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種功能梯度泡沫混凝土保溫材料，其特征在于所述的保溫材料由表面向內(nèi)部均勻分布有若干氣孔，所述的氣孔的孔徑由所述保溫材料的表面向內(nèi)部按由小到大的規(guī)律連續(xù)的呈梯度遞增，保溫材料的孔隙率從表面到內(nèi)部呈現(xiàn)連續(xù)的梯度增高。
2.如權(quán)利要求I所述的功能梯度泡沫混凝土保溫材料，其特征在于所述保溫材料內(nèi)設(shè)有短切纖維、長(zhǎng)纖維或者玻璃纖維網(wǎng)格布。
3.如權(quán)利要求I所述的功能梯度泡沫混凝土保溫材料，其特征在于所述保溫材料的形狀是板狀、塊狀、瓦狀、管狀中的任一。
4.如權(quán)利要求I所述的功能梯度泡沫混凝土保溫材料，其特征在于所述保溫材料的表面設(shè)有仿木紋或仿天然石材紋理裝飾材料。
5.如權(quán)利要求I所述的功能梯度泡沫混凝土保溫材料，其特征在于所述保溫材料的表面設(shè)有鋁塑板或金屬板。
6.如權(quán)利要求I所述的功能梯度泡沫混凝土保溫材料，其特征在于所述保溫材料的表面設(shè)有功能涂料層。
專(zhuān)利摘要一種功能梯度泡沫混凝土保溫材料，所述的保溫材料由表面向內(nèi)部均勻分布有若干氣孔，所述的氣孔的孔徑由所述保溫材料的表面向內(nèi)部按由小到大的規(guī)律連續(xù)的呈梯度遞增，保溫材料的孔隙率從表面到內(nèi)部呈現(xiàn)連續(xù)的梯度增高。
文檔編號(hào)E04B1/80GK202544151SQ20112052812
公開(kāi)日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2011年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月16日
發(fā)明者余紅發(fā), 王常清, 王炳南, 麻海燕 申請(qǐng)人:南京航空航天大學(xué)