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        轻质墙体保温制品的工艺探讨

        浏览次数: 日期:2014年12月8日 09:48

        关于外墙外保温板的工艺探讨

        前言:

        外墙外保温在国家建筑节能政策的推动下,已成为建材研究与生产的主题;自2011315日公安部65号文件,关于对外墙保温材料的防火性能要求,又给外墙外保温材料作出了一个限定范围,作为无机材料范畴的泡沫混凝土,无疑是一个“利好”的市场机遇,也是建筑保温材料工艺研发的急需时期,2011年关于泡沫混凝土的行业标准、技术规范等相关文件的修编达十几个,有力的推动了泡沫混凝土市场的飞速发展。

        但是由于建筑市场需求的不断扩大,适合要求的产品仍然不能满足需求,尤其对于国家建筑节能的要求更是十分紧迫,以外墙外保温为目标的各种保温材料和工艺研发生产成为相关部门和部分企业关注的重点。,

        外墙外保温板根据65号文要求是以无机材料为主所加工的保温型材,本文讨论的是以水泥为基础材料,辅以其它无机材料加工成。已符合建筑节能要求的无机防火板材,在这里我们称其为“玻化发泡无机保温板”。

        玻化发泡无机保温板的制作:

        2010年后市场上出现多种无机材料保温板,而其工艺多以“发泡”为主,通过不同工艺使其形成一种多孔,低密度材料,常见的有玻璃发泡、陶瓷发泡、铝发泡、水泥发泡等。而在这些发泡材料中比较,其性价比又以水泥发泡为市场所青睐。而水泥发泡又可分为化学发泡和物理发泡两种工艺,目前的化学发泡多以生产低密度保温材料为主,物理发泡则以多种工艺多种应用领域并进,早期以现浇施工为主,近几年又以制品为主形成多种产品和施工工艺。然而正因为物理发泡的泡沫混凝土发展迅速,应用领域广,加之生产工艺的标准化、规范化工作滞后于市场发展,因此其配方和工艺存在许多缺陷与不合理因素,影响了产品的质量,也阻碍了先进技术和新工艺的推广。纠其原因,主要由以下几方面引起:1、工艺、设备创新不够;2、材料配方缺少研发力度;3、施工工艺与材料的设计配套不够。

        4、传统工艺的应用使泡沫混凝土生产缺乏工艺创新与设备创新(展示旧设备与工艺添加图片或视频),我们知道目前市场上泡沫混凝土的现浇工艺与十几年前无多大改变,其设备改进也无关键突破。这里面存在很多不合理因素,如水泥浆料的加工,多年来一直采用传统的砂浆搅拌工艺。这对于间歇性小量作业来说尚可应付,而对于连续施工的不间断作业,则是无法满足质量要求的,然而即是这样,多年来的设备制造并没有多大改观,另外,现浇作业的计量问题一直没有得到合理的解决。

        5、在用材料对其性能标准定义的影响,在以往已用材料中多数性能指标已被市场所接受,而对新出现的材料往往要用已用材料来进行比较,这种比较是应该的,但在新材料的性能指标上,由于其材料的性质不同应各有取舍,如泡沫混凝土由于是无机材料,其抗老化性和其防火性是其它有机材料无法可比的,而在保温性能上则低于有机材料,那么在标准的制定上,应适当加以调整,例如住建部建材所最近组织起草的“泡沫混凝土应用技术规范”中对低密度泡沫混凝土作

        出下表中制定的标准。,

        表 一  泡沫混凝土板的性能指标(保温板)

         

           

        性能指标

        试验方法

        Ⅰ型

        Ⅱ型

        干密度,kg/m3

        300

        250

        GB/T 5486

        导热系数,W/m·K

        0.08

        0.06

        GB/T 10294

        抗压强度,MPa

        0.5

        0.4

        GB/T 5486

        抗拉强度,MPa

        0.10

        0.10

        JGJ 144

        吸水率(V/V),%

        10.0

        10.0

        GB/T 5486,浸泡3h

        干燥收缩值,mm/m

        0.10

        0.10

        GB/T 11969快速法

        碳化系数

        0.6

        0.6

        GB/T 11969

        软化系数

        0.6

        0.6

        JGJ 51

        燃烧性能

        不燃A

        燃烧性能试验方法应符合GB/T 8625GB/T 8626GB/T 8627的规定,分级判定按照GB 8624-19975章的规定进行。

             在上表的标准里,反映出泡沫混凝土的基本特性,对于更高专项技术指标,则需要经过一些特殊配方和工艺来实现,而有些标准的制定对泡沫混凝土提出了更高的要求,这在普通材料与传统工艺的基础上是无法实现的。

             这里根据目前市场对泡沫混凝土的广泛要求和更高标准,提出一种新型无机保温材料的工艺研究,——《玻化发泡无机保温板》制作工艺。

        为此我们在这里提出通过一套全新的设备和全新的工艺来探索生产一种全新的无机保温材料,即“玻化发泡无机保温板”制作工艺,该工艺首先从选材上打破单一的纯发泡工艺,采用了已有保温原材料“玻化微珠”与泡沫混凝土的复合制作工艺,使之达到两种材料的优点,克服了各自单一制品的缺点,成为一种性能优良的复合型无机保温材料,复合后的主要性能变化见下表;

         

                  玻化发泡无机保温板主要指标表

         

        密度

        [kg/m³]

        抗压强度

        [Mpa]

        导热系数

        [W/mk]

        玻化发泡后的其它性能

        300

        0.5

        0.062

        优于原单一材料

        250

        0.4

        0.055

        优于原单一材料

        180

        0.3

        0.047

        优于原单一材料

        该复合材料是在泡沫混凝土里通过混合工艺加入一定量的玻化微珠,它是由一种火山岩加工膨化并进行表面玻化形成一个个不规则圆形闭孔的小玻璃球,其密度一般在80120kg 之间,其具有很好的抗水性、耐高温性、和绝热性,自身导热系数一般在0.0380.05W/m.k)之间,和泡沫混凝土结合后提高了强度和抗渗水性,导热系数较纯水泥制品要低,复合后的材料增加了可塑性,由于玻化微珠十分易碎,在混合过程中首先要保证玻化微珠的完整性无破损,这在传统的工艺里是无法保证的,无论是哪道工序引起破碎都会造成导热系数的上升,另外要使之与泡沫混凝土混合均匀。以达到良好的结合,通过特殊工艺复合的“玻化发泡无机保温板”其密度调整比较方便,复合材料的密度较单一材料可大幅下降而强度变化不大,该材料的另一特性是具有一定的可塑性,作为外墙外保温专用外挂板增加了抗裂性和抗震性。

        该材料的加工是通过一种新设备完成的新工艺,首先为这种轻骨料的混合,我们设计了一种非剪切性混合机(见图,视频)

        这种混合机具有对骨料的保护作用,能保证玻化微珠在与其它集料混合时不破碎,同时具有很强的混合力,在这里我们引进一个新概念“非剪切”涡流搅拌,其混合速度只需十几秒钟,是普通混合机的几倍至十几倍,均匀度十几秒钟可达理想状态(演示),这种涡流搅拌能瞬间将加入的轻骨料分散均匀同时保证互相不碰撞,不破碎。

        该材料的加工可设计为砌块加工,板材加工,填充浇注。砌块加工可用一定尺寸的模具,经浇注,养护完成。板材加工可通过定型模具一次成形再通过养护切割来完成成品加工,也可通过浇注加工成带饰面的复合板(见模具图片、样品图片)

        该“玻化发泡无机保温板”加工设备目前已有四种型号FP-X100FP-X180FP-X500FP-X1000;最小的FP-X100型是专供小型流动施工和试验用的设备,最大的FP-X1000型可满足最大单班日产100 m³的生产需求。

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