CN102767263B - 一种屋面保温隔热板及其生产方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种屋面保温隔热板及其生产方法与应用，该屋面保温隔热板由面层和底层组成，面层厚度为5~7mm；板的厚度为100-120mm，板的综合密度为700~1000kg/m3；所述面层的生产原料包括15~19%的水泥、11~15%的矿渣粉、41~47%的砂、0~0.8%的光亮剂和21~26%的水；所述底层的生产原料包括42~46%的水泥、15~20%的矿渣粉、5.5~8.5%的砂、0.45~0.80%的减水剂、1.5~2.5%的固化剂、0.07~0.25%的发泡剂和25~29%的水。本发明的屋面保温隔热板方便施工、轻质隔热，又有保温、防水、防火效果，有利于建筑节能；生产工序简单；产品耐久性能好，与主体工程同寿命。
Description
技术领域
本发明属于轻质、节能、保温建筑材料领域，具体涉及一种屋面保温隔热板及其生产方法与应用。
背景技术
目前民用及工业建筑物的屋面隔热处理有以下几种技术方式：
（1）架空承板，即在屋面楼板上用砖块砌筑若干条承托矮墙（高约120mm），再在承托矮墙上铺上一层水泥混凝土板（厚约30mm），那么在屋面楼板与水泥混凝土板之间形成空气层，以避免阳光辐射热直接传递给顶层房间。这种方式在气候热的季节能在一定程度上起到隔热的作用，但在气候寒冷的季节不能避免顶层房间的热向外发散，起不到保温的作用，而且这种技术方式施工不方便，同时其承托矮墙在屋面楼板与水泥混凝土板之间形成了热桥，使得其在热季的隔热效果大打折扣。
（2）在屋面上砌筑一层空心隔热板，空心隔热板的板体由混凝土成型为空心槽，在槽内填充聚苯烯泡沫颗粒，这一技术方式能起到一定的隔热效果，但板体的槽框形成热桥，并且聚苯烯泡沫颗粒是可燃物质，不防火，而且这种空心隔热板重量太重（综合密度达1500kg/m3或以上），增加楼顶屋面的负荷，施工也不方便。
（3）另外的一种空心隔热板是在空心槽内填充岩棉，虽能起到防火的效果，但同样不能避免热桥的形成，同样这种空心隔热板重量太重（综合密度达1500kg/m3或以上），施工也不方便。
（4）还有采用玻璃纤维空心轻质隔热板，这种隔热板的板体含有膨胀珍珠岩或者粒状泡沫塑料，其防火性能和防水性能都不理想，使用寿命不长。
（5）在屋面浇注一层泡沫混凝土，这一技术方式能起到保温和隔热的效果，但施工复杂，对于高层建筑，将泡沫混凝土泵送至楼顶困难较大，需要将泵机搬至楼顶，并且需要中转泡沫混凝土，而且这种施工受气候影响较大，养护效果不佳。
发明内容
为了克服目前屋面隔热板存在的形成热桥、保温隔热效果不理想、重量太重、施工不方便等缺陷，本发明的首要目的在于提供一种屋面保温隔热板。
为了克服目前屋面隔热板存在生产工艺复杂的缺陷，本发明的另一目的在于提供上述屋面保温隔热板的生产方法。
本发明的再一目的在于提供上述屋面保温隔热板的用途。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种屋面保温隔热板，由面层和底层组成，面层厚度为5~7mm；板的厚度为100-120mm，根据所要达到的隔热保温效果而调整；板的综合密度为700~1000kg/m3。
所述面层的生产原料包括以下质量百分比的原料：
水泥：15~19%
矿渣粉：11~15%
砂：41~47%
光亮剂：0~0.8%
水：21~26%。
所述底层的生产原料包括以下质量百分比的原料：
水泥：42~46%
矿渣粉：15~20%
砂：5.5~8.5%
减水剂：0.45~0.80%
固化剂：1.5~2.5%
发泡剂：0.07~0.25%
水：25~29%；
其中，胶凝材料（指水泥和矿渣粉）的质量是砂的6.5~12倍，这样，胶凝材料的体积会达到砂的6倍以上，保证胶凝材料能全部将砂包裹起来，保证底层结构的密实性，并避免结构粉化；
所述矿渣粉的质量不超过水泥质量的45%，以保证底层的早期强度，并避免结构粉化；
所述水与胶凝材料（指水泥和矿渣粉）的质量比小于0.50，以保证产品的强度，并避免凝结时间过长。
以上配方可以保证面层与底层粘结良好，形成一个整体。本发明的屋面保温隔热板之所以要分层设计是为了使面层和底层发挥各自不同的效果和功能，面层起到美观、装饰、防水及增加表层硬度的效果，底层起到轻质、保温、隔热的效果。本发明的保温隔热板美观大方，又能起到保温隔热的效果，重量轻，足够承载人体踩踏的重力，不须另外铺设瓷砖，方便施工。
所述的水泥为P.O42.5R。底层中的水泥用量可保证底层中有足够量的水泥参与水化反应而形成胶凝结构，有利于强度的发展。
所述的矿渣粉为S95矿渣粉。
所述的砂为尾矿砂，粒径小于0.3mm。面层中的砂用量有利于提高面层的强度和硬度；底层中的砂用量可在一定程度上降低底料的干燥收缩率，避免底料与面料剥落。
面层中的水量可以保证面料胶凝材料充分水化，产生足够的强度。
面层中的光亮剂根据用户要求可添加也可不添加，光亮剂可使该保温隔热板面层产生光亮的美感效果。
所述的减水剂为非缓凝的聚羧酸高效减水剂（水剂，浓度30%），可以保证产品的正常凝结硬化，起到良好的减水效果，保证胶凝材料充分均匀分散于料浆中，提高胶凝材料的水化率，提高料浆的均匀性，避免产品结构当中出现不均匀的薄弱环节而提高其防水性能。
所述的固化剂为同时具有早强、促凝、稠化、保水效能的添加剂；优选由80%的氯化钠和20%的氢氧化钙组成，所述的百分比为各成分占固化剂总质量的百分比。固化剂既加快胶凝材料的水化速度，氢氧化钙又有固水效果和增稠效果，使得在水化加速的情况下而水分不会大量快速蒸发，保证胶凝材料的正常水化而避免结构粉化。
所述的发泡剂为性能优良的复合型发泡剂，能保证料浆的稳定性，不会对胶凝材料的水化反应产生不良影响，保证底料中的泡沫量，以满足轻质保温隔热效果。
上述的屋面保温隔热板的生产方法，包括以下步骤：
1、浇注面层
（1）称取原料，将原料混合，搅拌成水泥砂浆；
（2）将水泥砂浆注入模具中，料浆摊平后的厚度为5~7mm，轻震模具以排出料浆中的气泡，静置；
2、浇注底层
（1）取发泡剂，加入发泡剂质量30-50倍的水进行发泡，备用；
（2）将水泥、矿渣粉、砂、减水剂与发泡剩余的水混合，搅拌均匀；再加入固化剂，搅匀后得到料浆；
（3）将步骤（1）发泡完毕的泡沫吹入步骤（2）的料浆中，搅匀，得到泡沫混凝土料浆；
（4）将泡沫混凝土料浆浇注入步骤1已浇注好面层的模具中，静置10~15min后将模具中多余的泡沫混凝土料浆刮平，用塑料薄膜覆盖模具，自然养护24~36小时，然后脱模，得到屋面保温隔热板；底层浇注与面层浇注相隔时间不超过1小时。
上述的屋面保温隔热板可用于工业和民用建筑物的屋面隔热保温材料，具有保温、隔热、防水、防火、隔音等效用，可降低建筑物的使用能耗。使用时，将本发明的屋面保温隔热板直接在屋面楼板上铺设砌筑，板底下用水泥砂浆粘结固定即可，不须另外铺设瓷砖。
本发明的屋面保温隔热板具有以下优点：
（1）方便施工，将本产品直接在屋面楼板上铺设砌筑，板底下用水泥砂浆粘结固定即可，不须另外铺设瓷砖，24小时后行人可直接踩踏；（2）因为与楼板粘结紧密，其本身具有轻质隔热性能，因此对建筑物屋面既具有隔热效应，又有保温、防水、防火效果，有利于建筑节能；（3）原材料来源广泛，价格便宜；（4）生产工序简单；（5）无废水、废气、废渣排放，产品无毒无放射性，生产过程节能环保，对环境友好；（6）利用粉煤灰等工业废渣（粉），最大限度地利用固体废弃物；（7）产品轻质，干密度700~1000kg/m3，有利于减轻屋面负荷；（8）产品耐久性能好，与主体工程同寿命。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
一种屋面保温隔热板，由以下步骤制备得到：
1、浇注面层
1）称取水泥（P.O42.5R；下同）33kg，S95矿渣粉25kg，砂87kg，光亮剂（慕湖牌MNC-CZ型彩砖光亮剂；下同）1.2kg，水47kg，混合加入搅拌机内快速搅拌约5min，制成水泥砂浆；
2）将水泥砂浆均匀灌注入已放置好的模具（模具规格为300mm×300mm×100mm，模具上可根据用户要求制成各种花纹，起到美观的效果）中，使每个模具中的砂浆层厚度约5mm，稍微震荡模具，使其中的砂浆充分平铺于模具中，继续震荡模具，以排出砂浆中的气泡；
3）面料浇注完毕后，静置，等待底层浇注；
2、浇注底层
1）称取河南华泰HTQ-1型复合发泡剂1kg，加入打泡机中，并加入40kg自来水后通过压缩空气进行充分发泡；
2）同时称取水泥385kg、S95矿渣粉165kg、砂60kg、非缓凝聚羧酸高效减水剂（广东粤和HPG-R型；下同）4.5kg、水220kg，加入搅拌机内混合搅拌，先慢搅0.5min，后快速搅拌约1.5min，然后加入16.5kg固化剂（氯化钠13.2kg、氢氧化钙3.3kg），再快速搅拌2min使料浆均匀；
3）将步骤1）已发泡完毕的泡沫通过压缩空气吹入已搅拌均匀的料浆中与料浆混合，再慢速搅拌约1.5min使料浆成为均匀的泡沫混凝土料浆；
4）把该泡沫混凝土料浆浇注入第1步已浇注好面料的模具中；
5）10min后将模具中多余的料浆用刮刀刮平，用塑料薄膜覆盖，养护24小时后脱模，即得厚度为100mm的屋面保温隔热板。底层浇注与面层浇注相隔时间不超过1小时。所得到的隔热板为面层有光亮效果的隔热板，其干密度约为820kg/m3。
实施例2
一种屋面保温隔热板，由以下步骤制备得到：
1、浇注面层
操作同实施例1步骤1；
2、浇注底层
1）称取河南华泰HTQ-1型复合发泡剂0.9kg，加入打泡机中，并加入40kg自来水后通过压缩空气进行充分发泡；
2）同时称取水泥440kg、S95矿渣粉189kg、砂69kg、非缓凝聚羧酸高效减水剂5.1kg、水270kg，加入搅拌机内混合搅拌，先慢搅0.5min，后快速搅拌约1.5min，然后加入18.9kg固化剂（氯化钠15.12kg、氢氧化钙3.78kg），再快速搅拌2min使料浆均匀；
余下步骤同实施例1步骤2步骤3）-5）。所得到的屋面保温隔热板为面层有光亮效果的隔热板，其厚度为100mm，干密度约为910kg/m3。
实施例3
一种屋面保温隔热板，由以下步骤制备得到：
1、浇注面层
操作同实施例1步骤1；
2、浇注底层
1）称取河南华泰HTQ-1型复合发泡剂0.8kg，加入打泡机中，并加入40kg自来水后通过压缩空气进行充分发泡；
2）同时称取水泥495kg、S95矿渣粉213kg、砂77kg、非缓凝聚羧酸高效减水剂5.7kg、水305kg，加入搅拌机内混合搅拌，先慢搅0.5min，后快速搅拌约1.5min，然后加入21.3kg固化剂（氯化钠17.04kg、氢氧化钙4.26kg），再快速搅拌2min使料浆均匀；
余下步骤同实施例1步骤2步骤3）-5）。所得到的屋面保温隔热板为面层有光亮效果的隔热板，其厚度为100mm，干密度约为1000kg/m3。
实施例4
一种屋面保温隔热板，由以下步骤制备得到：
1、浇注面层
1）称取水泥33kg，S95矿渣粉25kg，砂87kg，水47kg，混合加入搅拌机内快速搅拌约5min，制成水泥砂浆；
余下步骤同实施例1，所得到的隔热板为面层无光亮效果的隔热板，其厚度为100mm，干密度约为820kg/m3。
依据GB/T10294-2008《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法》，对本发明实施例1的干密度为820kg/m3，厚度为100mm的保温隔热板进行测试。结果是：导热系数0.165W/(m·K)，热阻修正系数为1.15。如果铺设砌筑该保温隔热板的水泥砂浆的厚度为20mm，水泥砂浆的导热系数为0.93W/(m·K)；屋面楼板厚度为140mm，楼板混凝土导热系数为1.74W/(m·K)；那么实施例1的保温隔热板的隔热效果以计算的传热系数来表示，其传热系数为1.25W/(m2·K)，满足建筑物一般的隔热设计传热系数≤1.60W/(m2·K)的要求，具有良好的保温隔热效果。并且经检测，实施例1的保温隔热板的抗压强度为4.6MPa，足以承受200kg体重的行人踩踏，满足使用功能。其他性能参数请见表1。
表1实施例1产品的性能
依据GB/T 10294-2008《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法》，对本发明的实施例3的干密度为1000kg/m3，厚度为100mm的保温隔热板进行测试。结果是：导热系数0.183W/(m·K)，热阻修正系数为1.05。如果铺设砌筑该保温隔热板的水泥砂浆的厚度为20mm，水泥砂浆的导热系数为0.93W/(m·K)；屋面楼板厚度为140mm，楼板混凝土导热系数为1.74W/(m·K)；那么实施例3的保温隔热板的隔热效果以计算的传热系数来表示，其传热系数为1.48W/(m2·K)，满足建筑物一般的隔热设计传热系数≤1.60W/(m2·K)的要求，具有良好的保温隔热效果。并且经检测，实施例3的保温隔热板的抗压强度为6.8MPa，足以承受200kg体重的行人踩踏，满足使用功能。其他性能参数请见表2。
表2实施例3产品的性能
从上述内容及表1-2可以看出：本发明的屋面保温隔热板具有保温隔热性能好、强度高，具有较好的防水、防火及隔声等性能，能有效提高建筑物墙体耐火安全性和舒适性，降低建筑物使用能耗。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种屋面保温隔热板，其特征在于：是由面层和底层组成，板的综合密度为700~1000kg/m3；
所述面层的生产原料包括以下质量百分比的原料：
水泥： 15~19%
矿渣粉：11~15%
砂： 41~47%
光亮剂：0~0.8%
水： 21~26%；
所述底层的生产原料包括以下质量百分比的原料：
水泥： 42~46%
矿渣粉：15~20%
砂： 5.5~8.5%
减水剂：0.45~0.80%
固化剂：1.5~2.5%
发泡剂：0.07~0.25%
水： 25~29%；
所述底层的生产原料中，胶凝材料的质量是砂的6.5~12倍，所述矿渣粉的质量不超过水泥质量的45%，所述的胶凝材料是指水泥和矿渣粉；
所述屋面保温隔热板的生产方法，包括以下步骤：
1、浇注面层
（1）称取原料，将原料混合，搅拌成水泥砂浆；
（2）将水泥砂浆注入模具中，料浆摊平后的厚度为5~7mm，轻震模具以排出料浆中的气泡，静置；
2、浇注底层
（1）取发泡剂，加入发泡剂质量30-50倍的水进行发泡，备用；
（2）将水泥、矿渣粉、砂、减水剂与发泡剩余的水混合，搅拌均匀；再加入固化剂，搅匀后得到料浆；
（3）将步骤（1）发泡完毕的泡沫吹入步骤（2）的料浆中，搅匀，得到泡沫混凝土料浆；
（4）将泡沫混凝土料浆浇注入步骤1已浇注好面层的模具中，静置10~15min后将模具中多余的料浆刮平，用塑料薄膜覆盖模具，自然养护24~36小时，然后脱模，得到屋面保温隔热板；底层浇注与面层浇注相隔时间不超过1小时。
2.根据权利要求1所述的屋面保温隔热板，其特征在于：所述的矿渣粉为S95矿渣粉。
3.根据权利要求1所述的屋面保温隔热板，其特征在于：所述的砂为尾矿砂，粒径小于0.3mm。
4.根据权利要求1所述的屋面保温隔热板，其特征在于：所述的固化剂由80%的氯化钠和20%的氢氧化钙组成，所述的百分比为各成分占固化剂总质量的百分比。
5.根据权利要求1所述的屋面保温隔热板，其特征在于：所述屋面保温隔热板的厚度为100-120mm，其中面层厚度为5~7mm。
6.根据权利要求1所述的屋面保温隔热板，其特征在于：所述水与胶凝材料的质量比小于0.50。
7.权利要求1-6任一项所述的屋面保温隔热板的生产方法，其特征在于包括以下步骤：
1、浇注面层
（1）称取原料，将原料混合，搅拌成水泥砂浆；
（2）将水泥砂浆注入模具中，料浆摊平后的厚度为5~7mm，轻震模具以排出料浆中的气泡，静置；
2、浇注底层
（1）取发泡剂，加入发泡剂质量30-50倍的水进行发泡，备用；
（2）将水泥、矿渣粉、砂、减水剂与发泡剩余的水混合，搅拌均匀；再加入固化剂，搅匀后得到料浆；
（3）将步骤（1）发泡完毕的泡沫吹入步骤（2）的料浆中，搅匀，得到泡沫混凝土料浆；
（4）将泡沫混凝土料浆浇注入步骤1已浇注好面层的模具中，静置10~15min后将模具中多余的料浆刮平，用塑料薄膜覆盖模具，自然养护24~36小时，然后脱模，得到屋面保温隔热板；底层浇注与面层浇注相隔时间不超过1小时。
8.权利要求1-6任一项所述的屋面保温隔热板在屋面隔热保温材料中的应用。
9.根据权利要求8所述的屋面保温隔热板在屋面隔热保温材料中的应用，其特征在于：使用时，将权利要求1-6任一项所述的屋面保温隔热板直接在屋面楼板上铺设砌筑，板底下用水泥砂浆粘结固定即可。
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