一種聚苯乙烯輕質(zhì)節(jié)能型混凝土砌塊及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種聚苯乙烯輕質(zhì)節(jié)能型混凝土砌塊及其制備方法，所述混凝土砌塊包括膠凝材料、聚苯乙烯顆粒、聚苯乙烯顆粒改性劑、聚合物、砂子、減水劑、激發(fā)劑和水，所述膠凝材料包括水泥、粉煤灰和礦粉，所述聚合物為水性環(huán)氧樹脂，所述聚苯乙烯顆粒改性劑為三乙醇胺，所述激發(fā)劑為Na2SO4。本發(fā)明采用輕質(zhì)顆粒材料、有機(jī)聚合物、工業(yè)廢渣、水泥、激發(fā)劑、外加劑等材料，通過調(diào)整原材料與外加劑的配合比按普通混凝土砌塊生產(chǎn)工藝生產(chǎn)，研制了一種節(jié)能、利廢，同時又具有良好物理、力學(xué)、熱工性能的新型墻體材料。
【專利說明】一種聚苯乙烯輕質(zhì)節(jié)能型混凝土砌塊及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及建筑材料【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種聚苯乙烯輕質(zhì)節(jié)能型混凝土砌塊及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在建筑行業(yè)中，黏土磚和陶?；炷疗鰤K一直是構(gòu)筑墻體的主要材料。這些傳統(tǒng)的建筑材料生產(chǎn)能耗高，取材和生產(chǎn)都會占用和毀壞耕地面積，用量大，運輸成本高，保溫隔熱性能差，因此迫切需要新型的保溫建筑材料。
[0003]聚苯乙烯是近年來被廣泛應(yīng)用的保溫建筑材料。這種材料的使用有兩種方式，一種是用于外墻保溫，是在房屋的外墻表面粘附聚苯乙烯板材；另一種是采用聚苯乙烯墻體砌塊，就像搭積木一樣構(gòu)建墻體外殼，外殼內(nèi)腔里敷設(shè)鋼筋并注水泥混凝土，即可完成墻體建筑。采用聚苯乙烯墻體砌塊構(gòu)筑墻體，具有節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材、輕質(zhì)、承重、保溫、高強(qiáng)度和施工效率高的特點和優(yōu)勢，能夠滿足墻體材料改革和節(jié)能的需要，具有非常好的應(yīng)用發(fā)展前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明采用輕質(zhì)顆粒材料、有機(jī)聚合物、工業(yè)廢渣、水泥、激發(fā)劑、外加劑等材料，通過調(diào)整原材料與外加劑的配合比按普通混凝土砌塊生產(chǎn)工藝生產(chǎn)，研制了一種節(jié)能、利廢，同時又具有良好物理、力學(xué)、熱工性能的新型墻體材料。該砌塊生產(chǎn)不耗費燃料，也無三廢排放，而且節(jié)能、利廢、經(jīng)濟(jì)。
[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種聚苯乙烯輕質(zhì)節(jié)能型混凝土砌塊及其制備方法，以工業(yè)廢渣粉煤灰、礦粉復(fù)合摻加膠凝材料替代部分的水泥膠凝材料，加入激發(fā)劑Na2SO4激發(fā)它們的潛在活性，加入外加劑水性環(huán)`氧樹脂改善混凝土砌塊韌性，該聚苯乙烯混凝土砌塊以聚苯乙烯顆粒為輕骨料，不但減輕了砌塊的自重，而且可以充分發(fā)揮聚苯乙烯保溫性能優(yōu)良的特點，若將其作為高層建筑的填充墻，可以減少建筑的能耗，從而達(dá)到節(jié)能減排的目的。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種聚苯乙烯輕質(zhì)節(jié)能型混凝土砌塊，所述混凝土砌塊包括膠凝材料、聚苯乙烯顆粒、聚苯乙烯顆粒改性劑、聚合物、砂子、減水劑、激發(fā)劑和水，所述膠凝材料包括水泥、粉煤灰和礦粉，所述聚合物為水性環(huán)氧樹脂，所述聚苯乙烯顆粒改性劑為三乙醇胺，所述激發(fā)劑為Na2S04。
[0007]進(jìn)一步的，所述粉煤灰和所述礦粉按1:1的比例復(fù)合摻加，所述粉煤灰和所述礦粉的摻加量為膠凝材料重量的70%_80%。
[0008]進(jìn)一步的，所述水性環(huán)氧樹脂包括添加劑A組分和添加劑B組分，所述A組分為環(huán)氧樹脂，所述B組分為固化劑，所述水性環(huán)氧樹脂中環(huán)氧樹脂和固化劑的比例為4:1，所述水性環(huán)氧樹脂的摻加量小于膠凝材料的0.5%
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種聚苯乙烯輕質(zhì)節(jié)能型混凝土砌塊的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:
a)膠凝材料的制備:分別稱取配比重量份的水泥、粉煤灰和礦粉，所述水泥的摻加量為所述膠凝材料的20%-30%，所述粉煤灰和所述礦粉按1:1的比例復(fù)合摻加，所述粉煤灰和所述礦粉的摻加量為膠凝材料重量的70%-80% ;將所述水泥、所述粉煤灰和所述礦粉與水混合并攪拌均勻，制成膠凝材料；
b)聚苯乙烯顆粒的改性:將聚苯乙烯顆粒改性劑三乙醇胺加入水中，均勻的噴灑在聚苯乙烯顆粒的表面，對聚苯乙烯顆粒的表面進(jìn)行改性處理。
[0009]c)將膠凝材料、砂子、聚合物、減水劑、激發(fā)劑和經(jīng)過改性的聚苯乙烯顆粒攪拌均勻；
d)利用砌塊成型機(jī)將攪拌均勻的混合物料壓制成型，制成砌塊坯體；
e)將成型的砌塊坯體靜置、養(yǎng)護(hù)，制得砌塊成品。
[0010]進(jìn)一步的，所述膠凝材料中所述水泥、所述粉煤灰和所述礦粉的整體重量與水的比例為2:5。
[0011]進(jìn)一步的，所述激發(fā)劑為Na2S04。
[0012]優(yōu)選的，所述粉煤灰和所述礦粉的摻加量為膠凝材料重量的70%。
[0013]進(jìn)一步的，所述聚合物為水性環(huán)氧樹脂，所述水性環(huán)氧樹脂含有添加劑A組分和添加劑B組分，所述A組分為環(huán)氧樹脂，所述B組分為固化劑，所述水性環(huán)氧樹脂中環(huán)氧樹脂和固化劑的比例為4:1。`
[0014]進(jìn)一步的，所述水性環(huán)氧樹脂的摻加量占膠凝材料重量的比例小于0.5%。
[0015]優(yōu)選的，所述水性環(huán)氧樹脂的摻加量占膠凝材料重量的比例為0.3%。
【具體實施方式】
[0016]下面將結(jié)合具體的實施方式來對本發(fā)明所述的一種聚苯乙烯輕質(zhì)節(jié)能型混凝土砌塊及其制備方法做出進(jìn)一步的解釋說明，但是該解釋說明并不構(gòu)成對本發(fā)明技術(shù)方案的不當(dāng)限定。
[0017]實施例一
一種聚苯乙烯輕質(zhì)節(jié)能型混凝土砌塊及其制備方法，取膠凝材料450g，其中水泥膠凝材料占30%，粉煤灰、礦粉復(fù)合膠凝材料占70% (粉煤灰、礦粉按1:1的比例復(fù)合摻加)，砂1350g，激發(fā)劑13.5g，減水劑(MN-1I型)2.25g，水和膠凝材料的比例控制為0.4，水性環(huán)氧樹脂摻加量為膠凝材料的0.3%，所述水性環(huán)氧樹脂中環(huán)氧樹脂和固化劑的比例為4:1，采用聚苯乙烯顆粒為輕骨料，摻加量為混凝土體積的10%(2.52 g)，聚苯乙烯顆粒改性劑三乙醇胺的摻加量為聚苯乙烯顆粒重量的6% (0.15 g)。將聚苯乙烯顆粒改性劑三乙醇胺加入到的水中，用噴壺均勻的噴灑在聚苯乙烯的表面，對聚苯乙烯顆粒進(jìn)行改性處理，按設(shè)計的配合比將水泥、礦粉、粉煤灰、激發(fā)劑、減水劑、水、砂子、水性環(huán)氧樹脂以及改性過的聚苯乙烯顆粒放入攪拌機(jī)內(nèi)攪拌成型，制成砌塊坯體，將成型的砌塊坯體靜置、養(yǎng)護(hù)，制得砌塊成品。所述混凝土砌塊的7d抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度分別為4.87MPa和15.7MPa，28d抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度分別為5.0lMPa和18.1MPa0
[0018]實施例二
一種聚苯乙烯輕質(zhì)節(jié)能型混凝土砌塊及其制備方法，取膠凝材料450g，其中水泥膠凝材料占30%，粉煤灰、礦粉復(fù)合膠凝材料占70% (粉煤灰、礦粉按1:1的比例復(fù)合摻加)，砂1350g，激發(fā)劑13.5g，減水劑(MN-1I型)2.25g，水和膠凝材料的比例控制為0.4，水性環(huán)氧樹脂摻加量為膠凝材料的0.3%，所述水性環(huán)氧樹脂中環(huán)氧樹脂和固化劑的比例為4:1，采用聚苯乙烯顆粒為輕骨料，摻加量為混凝土體積的15%(3.78 g);聚苯乙烯顆粒改性劑三乙醇胺的摻加量為聚苯乙烯顆粒重量的6%(0.23g)。將聚苯乙烯顆粒改性劑三乙醇胺加入到的水中，用噴壺均勻的噴灑在聚苯乙烯顆粒的表面，對聚苯乙烯顆粒進(jìn)行改性處理，按設(shè)計的配合比將水泥、礦粉、粉煤灰、激發(fā)劑、減水劑、水、砂子、水性環(huán)氧樹脂以及改性過的聚苯乙烯放入攪拌機(jī)內(nèi)攪拌成型，制成砌塊坯體，將成型的砌塊坯體靜置、養(yǎng)護(hù)，制得砌塊成品。所述混凝土砌塊的7d抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度分別為3.48MPa和11.6MPa，28d抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度分別為3.5MPa和13.3MPa。
[0019]實施例三
一種聚苯乙烯輕質(zhì)節(jié)能型混凝土砌塊及其制備方法，其中水泥:粉煤灰:礦粉比例為
2:1:1 ;水:砂子:膠凝材料比例為1.5:1。聚苯乙烯顆粒作為輕骨料，摻加量為混凝土體積的35% ;聚苯乙烯顆粒改性劑三乙醇胺的摻加量為聚苯乙烯顆粒重量的6% ;水性環(huán)氧樹脂的摻加量為膠凝材料的0.3% (環(huán)氧樹脂:固化劑比例為4:1);減水劑摻加量為膠凝材料的
0.5% ;激發(fā)劑Na2SO4摻加量為膠凝材料的3%。按以上配合比稱量:聚苯乙烯顆粒119.43 g、三乙醇胺7.71 g、環(huán)氧樹脂28.23 g、固化劑7.1 g、水泥2822.6 g、砂子8467.8 g、水2371g、減水劑(MN-1I 型)28.23 g、粉煤灰 1411.3 g、礦粉 1411.3 g、激發(fā)劑 84.7 g。
[0020]首先將聚苯乙烯顆粒改性劑三乙醇胺加入到稱量好的水中，用噴壺均勻的噴灑在聚苯乙烯顆粒表面，對聚苯乙烯顆粒進(jìn)行改性處理，當(dāng)聚苯乙烯顆粒表面全部濕潤后，再以其為核心,一邊攪拌一邊加入稱量好的無機(jī)膠凝材料(水泥、礦粉、粉煤灰),使其表面包裹上一層無機(jī)膠凝材料，制成聚苯乙烯顆粒復(fù)合母料。最后以該母料與剩下的水泥、礦粉、粉煤灰、激發(fā)劑、減水劑、水性環(huán)氧樹脂和水進(jìn)行二次攪拌成型。制成砌塊坯體，將成型的砌塊坯體靜置、養(yǎng)護(hù)，制得砌塊成品。成品聚苯乙烯混凝土砌塊抗壓強(qiáng)度可以達(dá)到4.6MPa，自承重墻輕骨料混凝土小型空心砌塊最`低強(qiáng)度等級為MU3.5，滿足中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB50574-2010,《墻體材料應(yīng)用統(tǒng)一技術(shù)規(guī)范》中對塊體材料的最低強(qiáng)度等級要求。
[0021]需要注意的是，所公開實施例的上述說明使得本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠顯而易見地對于本實施例進(jìn)行多種類似變化和修改，這種類似變化是本領(lǐng)域技術(shù)人員能從發(fā)明公開的內(nèi)容直接得出或者很容易便聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此本發(fā)明不會受到該實施例的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種聚苯乙烯輕質(zhì)節(jié)能型混凝土砌塊，其特征在于，所述混凝土砌塊包括膠凝材料、聚苯乙烯顆粒、聚苯乙烯顆粒改性劑、聚合物、砂子、減水劑、激發(fā)劑和水，所述膠凝材料包括水泥、粉煤灰和礦粉，所述聚合物為水性環(huán)氧樹脂，所述聚苯乙烯顆粒改性劑為三乙醇胺，所述激發(fā)劑為Na2S04。
2.如權(quán)利要求1所述的聚苯乙烯輕質(zhì)節(jié)能型混凝土砌塊，其特征在于，所述粉煤灰和所述礦粉按1:1的比例復(fù)合摻加，所述粉煤灰和所述礦粉的摻加量為膠凝材料重量的70%-80%。
3.如權(quán)利要求1所述的聚苯乙烯輕質(zhì)節(jié)能型混凝土砌塊，其特征在于，所述水性環(huán)氧樹脂包括添加劑A組分和添加劑B組分，所述A組分為環(huán)氧樹脂，所述B組分為固化劑，所述水性環(huán)氧樹脂中環(huán)氧樹脂和固化劑的比例為4:1，所述水性環(huán)氧樹脂的摻加量小于膠凝材料的0.5% 一種聚苯乙烯輕質(zhì)節(jié)能型混凝土砌塊的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: a)膠凝材料的制備:分別稱取配比重量份的水泥、粉煤灰和礦粉，所述水泥的摻加量為所述膠凝材料的20%-30%，所述粉煤灰和所述礦粉按1:1的比例復(fù)合摻加，所述粉煤灰和所述礦粉的摻加量為膠凝材料重量的70%-80% ;將所述水泥、所述粉煤灰和所述礦粉與水混合并攪拌均勻，制成膠凝材料； b)聚苯乙烯顆粒的改性:將聚苯乙烯顆粒改性劑三乙醇胺加入水中，均勻的噴灑在聚苯乙烯顆粒的表面，對聚苯乙烯顆粒的表面進(jìn)行改性處理。
4.c)將膠凝材料、砂子、聚合物、減水劑、激發(fā)劑和經(jīng)過改性的聚苯乙烯顆粒攪拌均勻； d)利用砌塊成型機(jī)將攪拌均勻的混合物料壓制成型，制成砌塊坯體； e)將成型的砌塊坯體靜置、養(yǎng)護(hù)，制得砌塊成品。
5.如權(quán)利要求4所述的聚苯乙烯輕質(zhì)節(jié)能型混凝土砌塊的制備方法，其特征在于，所述膠凝材料中所述水泥、所述粉煤灰和所述礦粉的整體重量與水的比例為2:5。
6.如權(quán)利要求4所述的聚苯乙烯輕質(zhì)節(jié)能型混凝土砌塊的制備方法，其特征在于，所述激發(fā)劑為Na2SO4。
7.如權(quán)利要求4所述的聚苯乙烯輕質(zhì)節(jié)能型混凝土砌塊的制備方法，其特征在于，所述粉煤灰和所述礦粉的摻加量為膠凝材料重量的70%。
8.如權(quán)利要求4所述的聚苯乙烯輕質(zhì)節(jié)能型混凝土砌塊的制備方法，其特征在于，所述聚合物為水性環(huán)氧樹脂，所述水性環(huán)氧樹脂含有添加劑A組分和添加劑B組分，所述A組分為環(huán)氧樹脂，所述B組分為固化劑，所述水性環(huán)氧樹脂中環(huán)氧樹脂和固化劑的比例為4:1
9.如權(quán)利要求4所述的聚苯乙烯輕質(zhì)節(jié)能型混凝土砌塊的制備方法，其特征在于，所述水性環(huán)氧樹脂的摻加量占膠凝材料重量的比例小于0.5%。
10.如權(quán)利要求9所述的聚苯乙烯輕質(zhì)節(jié)能型混凝土砌塊的制備方法，其特征在于，所述水性環(huán)氧樹脂的摻加量占膠凝材料重量的比例為0.3%。
【文檔編號】C04B24/28GK103803919SQ201310725819
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月25日
【發(fā)明者】吳輝琴, 彭杰 申請人:廣西科技大學(xué)