一种气凝胶泡沫混凝土砌块及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种气凝胶泡沫混凝土砌块。其特征在于，由气凝胶泡沫混凝土制备而成，所述气凝胶泡沫混凝土由气凝胶粉体和泡沫混凝土组成，所述气凝胶粉体由内部疏水层和表面亲水层构成，所述表面亲水层厚度为0.1~100μm。本发明专利技术的气凝胶泡沫混凝土砌块的制备方法包括以下步骤：（1）气凝胶粉体改性；（2）将步骤（1）得到的气凝胶粉体与胶凝材料干混，然后加水湿混；（3）将步骤（2）得到的湿混合料与发泡剂混合，搅拌；（4）将步骤（3）得到的湿混合料成型。由本发明专利技术公开的气凝胶泡沫混凝土砌块砌筑的保温墙体具有更加优异的抗拉应力性能、抗裂性能、防渗漏性能，可广泛适用于绿色建筑和超低能耗以及近零能耗建筑的外墙、自保温墙体等领域。

Aerogel foam concrete block and preparation method thereof

The present invention discloses a aerogel foam concrete block. Characterized by the aerogel foam concrete was prepared, consisting of the aerogel foam concrete by aerogel powder and foam concrete, the aerogel powder by the hydrophobic layer and the surface hydrophilic, hydrophilic surface layer thickness is 0.1~100 M. Methods the aerogel foam concrete block preparation of the invention comprises the following steps: (1) aerogel powder modification; (2) the step (1) obtained aerogel powder and cementitious material dry mix, then add water wet mixing; (3) the step (2) of the wet mixture mixed with a foaming agent, stirring; (4) the step (3) of the wet mixture forming. More excellent tensile stress performance, crack resistance, anti leakage performance has a wall insulation aerogel foam concrete block masonry disclosed by the invention, can be widely used in green building and low energy consumption as well as exterior wall, near zero energy buildings from the field of thermal insulation wall etc..

【技术实现步骤摘要】
一种气凝胶泡沫混凝土砌块及其制备方法
本专利技术涉及一种建筑材料，尤其涉及一种气凝胶泡沫混凝土砌块及其制备方法。
技术介绍
随着社会的进步，能源危机、环境恶化等问题日趋严重。2006年，《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》首次提出“节能减排”概念，提出了“十一五”期间（2006-2010年）单位国内生产总值能耗降低20%左右，主要污染物排放总量减少10%的约束性指标。“节能”促进“减排”，在国内生产总能耗中，建筑能耗占33%，由此可知，建筑节能是节能减排的重中之重。据统计，墙体结构的热损失相对最高，对墙体采取保温隔热措施是建筑节能的关键步骤。目前，墙体保温措施多是在外墙外保温系统，施工工序多，常用的外墙保温材料多为有机可燃材料，如发泡聚氨酯、发泡聚苯乙烯（EPS、XPS），不能和建筑同寿命，具有脱落、易燃等安全隐患。因此，气凝胶泡沫混凝土砌块将会在墙体保温领域占有一席之地。泡沫混凝土具有高强度、低成本等优势。研究表明，泡沫混凝土的保温隔热性能和力学性能相互制约，如何在保证抗压强度的前提下大幅度提高泡沫混凝土的绝热性能是制约泡沫混凝土使用的关键问题。气凝胶是一种具有三维网络骨架结构和纳米级孔洞的轻质无机固体材料，具有极高的孔隙率、比表面积，极低的密度和固含量，化学惰性和不燃性，表现出优异的轻质、保温隔热、防火、隔音、减震吸能等特性，导热系数可低至0.013W/m·K。可以推测，气凝胶有能力大幅度提高泡沫混凝土的隔热性能。建筑用砌块普遍采用直角六面体矩形砌块，左右相邻砌块只能靠竖缝中的砂浆粘结，竖缝中的砂浆容易流失，影响粘结强度，进而降低墙体的抗渗漏性、抗拉应力等性能。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术提供一种气凝胶泡沫混凝土砌块及其制备方法。一种气凝胶泡沫混凝土砌块，由气凝胶泡沫混凝土制备而成，所述气凝胶泡沫混凝土由气凝胶粉体和泡沫混凝土构成，所述气凝胶粉体由内部疏水层和表面亲水层构成，所述表面亲水层厚度为0.1~100μm。在其中一个实施例中，所述气凝胶泡沫混凝土砌块左右两侧对称分布燕尾榫头和燕尾榫槽。在其中一个实施例中，所述燕尾榫头和所述燕尾榫槽的倾斜角为0~90°。一种气凝胶泡沫混凝土砌块的制备方法，包括以下步骤：（1）气凝胶粉体改性；（2）将步骤（1）得到的气凝胶粉体与胶凝材料干混，然后加水湿混；（3）将步骤（2）得到的湿混合料与发泡剂混合，搅拌；（4）将步骤（3）得到的湿混合料成型。在其中一个实施例中，所述步骤（1）包括疏水改性步骤；所述疏水改性为在密闭的疏水改性剂气相环境中对气凝胶粉体进行疏水改性；所述疏水改性剂为三甲基氯硅烷、六甲基二硅氮烷、六甲基二硅氧烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-（2,3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N-（β-氨乙基）-γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。在其中一个实施例中，所述步骤（1）还包括表面亲水改性步骤；所述表面亲水改性为采用表面亲水改性溶液对疏水气凝胶粉体表面进行改性；所述表面亲水改性溶液是表面活性剂和低表面张力溶剂的水溶液或低表面张力溶剂的水溶液；所述表面活性剂为阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂、两性表面活性剂、非离子型表面活性剂中的一种或多种；所述阴离子型表面活性剂为脂肪醇磷酸酯盐、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯盐、烷基硫酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐、甘油脂肪酸酯硫酸盐、硫酸化蓖麻酸盐、环烷硫酸盐、脂肪酰胺烷基硫酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基磺酸盐、脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸盐、脂肪酸甲酯磺酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸盐中的一种或多种；所述阳离子型表面活性剂为脂肪族铵盐；所述两性表面活性剂为烷基氨基酸、羧酸基甜菜碱、磺基甜菜碱、磷酸酯甜菜碱、烷基羟基氧化胺中的一种或多种；所述非离子型表面活性剂为脂肪族聚酯、烷基酚聚氧乙烯醚、高碳脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、脂肪酸甲酯乙氧基化物、聚丙二醇的环氧乙烯加成物、失水山梨醇酯、蔗糖脂肪酸酯、烷基酯酰胺中的一种或多种；所述低表面张力溶剂为丙酮、正己烷、正戊烷、正庚烷、乙醇、异丙醇、叔丁醇、丙二醇、甘油中的一种或多种混合物；所述表面亲水改性步骤中，还包括外加物理场作用步骤；所述外加物理场作用步骤为远红外辐射、搅拌、超声波处理、球磨中的一种。在其中一个实施例中，所述步骤（1）还包括干燥处理步骤；所述干燥处理步骤为远红外干燥、喷雾干燥、微波干燥、常压干燥、超临界干燥、亚临界干燥、冷冻干燥中的一种。在其中一个实施例中，所述步骤（2）和/或步骤（3）中还可以加入相变储能材料、轻骨料、掺合料、纤维、阻燃剂、木粉、外加剂中的一种或多种；所述相变储能材料为微胶囊包覆的无机水和盐、高级脂肪烃、多元醇、多羟基羧酸中的一种或多种；所述轻骨料为陶粒、炉渣、膨胀蛭石、火山石、膨胀珍珠岩、玻化微珠、轻砂、聚氨酯泡沫颗粒、聚苯乙烯泡沫颗粒的一种或多种；所述掺和料为增钙粉煤灰、Ⅱ级粉煤灰、硅灰、磨细矿渣粉、磷渣粉中的一种或多种；所述纤维为聚苯乙烯纤维、聚丙烯纤维、木质素纤维、耐碱玻璃纤维、钢纤维中的一种或多种；所述阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝中的一种或两种；所述外加剂为所述表面活性剂、减水剂、憎水剂、促凝剂、缓凝剂、增稠剂、稳泡剂、防腐剂中的一种或多种；所述减水剂为聚羧酸类减水剂、木质素磺酸钠盐减水剂、萘系减水剂、脂肪族减水剂、氨基减水剂中的一种或多种；所述憎水剂为硬磺酸盐憎水剂、有机硅憎水剂中的一种或多种；所述促凝剂为硅酸钠、硫酸铝、硝酸钠、硝酸钙、硫酸钠、碳酸钠、碳酸锂中的一种或多种；所述缓凝剂为柠檬酸、多聚磷酸钠、骨胶蛋白质、硼砂中的一种或多种；所述增稠剂为甲基纤维素、乙基纤维素、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、膨润土、白炭黑、淀粉中的一种或多种；所述稳泡剂为聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、硅树脂聚醚乳液、十二烷基二甲基氧化胺、烷基醇酰胺中的一种或多种；所述防腐剂为1,2-苯并异噻唑啉-3-酮、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、1,3,5-三(2-羟乙基)均三嗪、六氢-1,3,5-三乙基-三嗪中的一种或多种。在其中一个实施例中，所述胶凝材料为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、氯氧镁水泥、石膏、石灰、水玻璃、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、有机硅树脂、氟碳树脂中的一种或多种；所述发泡剂为松香类发泡剂、合成类表面活性剂发泡剂、植物蛋白发泡剂、动物蛋白发泡剂、双氧水发泡剂、碳酸氢铵发泡剂、偶氮二甲酰胺发泡剂、铝粉发泡剂中的一种或多种。在其中一个实施例中，所述成型为浇筑成型和/或切割成型。上述一种气凝胶泡沫混凝土砌块的导热系数为0.03~0.09W/m·K，抗压强度为3.0~15.0MPa，具有更加优异的抗拉应力性能、抗裂性能、防渗漏性能，可广泛适用于绿色建筑和超低能耗以及近零能耗建筑的外墙、自保温墙体等领域。附图说明图1为本专利技术一种气凝胶泡沫混凝土砌块的结构示意图；图2为本专利技术一种气凝胶泡沫混凝土砌块立体图；图3为本专利技术一种气凝胶泡沫混凝土砌块的结构示意图。其中1为燕尾榫头，2为燕尾榫槽，3为气凝胶泡沫混凝土砌块。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气凝胶泡沫混凝土砌块，其特征在于，由气凝胶泡沫混凝土制备而成，所述气凝胶泡沫混凝土由气凝胶粉体和泡沫混凝土构成，所述气凝胶粉体由内部疏水层和表面亲水层构成，所述表面亲水层厚度为0.1~100μm。

【技术特征摘要】
1.一种气凝胶泡沫混凝土砌块，其特征在于，由气凝胶泡沫混凝土制备而成，所述气凝胶泡沫混凝土由气凝胶粉体和泡沫混凝土构成，所述气凝胶粉体由内部疏水层和表面亲水层构成，所述表面亲水层厚度为0.1~100μm。2.根据权利要求1所述一种气凝胶泡沫混凝土砌块，其特征在于，所述气凝胶泡沫混凝土砌块左右两侧对称分布燕尾榫头和燕尾榫槽。3.根据权利要求1所述一种气凝胶泡沫混凝土砌块，其特征在于，所述燕尾榫头和所述燕尾榫槽的倾斜角为0~90°。4.一种气凝胶泡沫混凝土砌块的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）气凝胶粉体改性；（2）将步骤（1）得到的气凝胶粉体与胶凝材料干混，然后加水湿混；（3）将步骤（2）得到的湿混合料与发泡剂混合，搅拌；（4）将步骤（3）得到的湿混合料成型。5.根据权利要求4所述一种气凝胶泡沫混凝土砌块的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）包括疏水改性步骤；所述疏水改性步骤为在密闭的疏水改性剂气相环境中对气凝胶粉体进行疏水改性；所述疏水改性剂为三甲基氯硅烷、六甲基二硅氮烷、六甲基二硅氧烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-（2,3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N-（β-氨乙基）-γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。6.根据权利要求4所述一种气凝胶泡沫混凝土砌块的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）还包括表面亲水改性步骤；所述表面亲水改性步骤为采用表面亲水改性溶液对疏水气凝胶粉体表面进行改性；所述表面亲水改性溶液是表面活性剂和低表面张力溶剂的水溶液或低表面张力溶剂的水溶液；所述表面活性剂为阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂、两性表面活性剂、非离子型表面活性剂中的一种或多种；所述阴离子型表面活性剂为脂肪醇磷酸酯盐、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯盐、烷基硫酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐、甘油脂肪酸酯硫酸盐、硫酸化蓖麻酸盐、环烷硫酸盐、脂肪酰胺烷基硫酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基磺酸盐、脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸盐、脂肪酸甲酯磺酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸盐中的一种或多种；所述阳离子型表面活性剂为脂肪族铵盐；所述两性表面活性剂为烷基氨基酸、羧酸基甜菜碱、磺基甜菜碱、磷酸酯甜菜碱、烷基羟基氧化胺中的一种或多种；所述非离子型表面活性剂为脂肪族聚酯、烷基酚聚氧乙烯醚、高碳脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、脂肪酸甲酯乙氧基化物、聚丙二醇的环氧乙烯加成物、失水山梨醇酯、蔗糖脂肪酸酯、烷基酯酰胺中的一种或多种；所述低表面张力溶剂为丙酮、正己烷、正戊烷、正庚烷、乙醇、异丙醇、叔丁醇、丙...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢锋，
申请(专利权)人：南京唯才新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32