[发明专利]一种轻质节能高比强自保温结构材料

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料领域，属于自保温结构材料，也可用于其他工程材料，涉及一种可用于结构部位的自保温结构材料的制备方法。

背景技术

建筑能耗与工业能耗，交通能耗并列成为我国能源消耗的三大耗能大户，统计表明，建筑能耗占全社会能耗的30%，如加上建材生产过程中的能耗，则占比达46.7%，建筑节能已成为节能减排最重要的一环。对建筑外围护结构，使用保温材料，改善建筑外围护结构的热工性能，是建筑节能最有效的技术措施之一。目前常用的保温体系为保温结构体系分为：外墙外保温体系、外墙内保温体系、外墙夹芯保温体系。其中，外墙外保温体系技术最为合理，发展最为成熟，为目前最常用的保温体系，目前我国90%以上的建筑采用的是聚苯板薄抹灰外墙保温系统。自保温结构体系，指单一墙体材料即能满足外墙节能设计要求的保温体系，保温材料就是墙体材料本身。但自保温墙体产品品种较少，选择余地不大。真正称得上是自保温的产品很少，加气混凝土砌块，虽然导热性能最好，但隔热性能差，干缩大，且强度较低，只能用于非承重墙体，且容易在承重的梁板柱等结构部位产生热桥，还存在内部冷凝受潮、外部冻融等问题。且当今的建筑高层建筑显著增多，窗墙比不断扩大，多采用剪力墙结构或者框剪结构，外墙面积受到限制，热桥面积较大，不论采用何种填充外墙材料，面积加权后，外墙平均传热系数仍然无法达到规范要求，因此对承重的结构部位采用自保温材料非常重要，然而直至目前为止，尚未有真正有效保温绝热性能高，且可用于结构承重的梁、板、柱自保温结构材料。

轻骨料混凝土，通过采用陶粒替代普通混凝土中的粗集料或石子，用于降低结构自重，降低弹性模量，从而提高结构抗震能力。由于其细集料大多仍然采用普通砂等，虽然其强度可达30～80MPa，但其导热系数也较高，一般在0.45～0.80W/(m.K)。如粗细骨料同时采用轻质集料，即粗轻骨料和细轻骨料(或轻砂)，此时导热系数大大降低，可作为保温材料使用，但强度一般仅为LC5.0～LC15。自20世纪80年代起，轻骨料混凝土空心砌块在民用住宅建筑中得以快速发展，90年代以来，开始在框架建筑中应用，已成功取代烧结粘土砖成为最有发展前途的一种新型墙体材料。近几年，因轻骨料具有轻质、保温等特性，在新型墙材中逐渐得到推广，如生产陶粒增强加气砌块、陶粒混凝土空心砌块、轻集料混凝土多孔砖等,而其中常用的轻质骨料主要有轻质陶粒，膨胀珍珠岩，膨胀蛙石，矿渣加膨胀珍珠岩等。在这些墙体材料中，其密度一般较低，保温性能较好，但是强度较低，如陶粒增强加气砌块强度在5MPa左右，轻集料混凝土多孔砖的强度一般不超过10～15MPa，这些具有较高保温性能的轻集料材料均无法作为结构混凝土使用。

发明内容

技术问题：针对上述建筑保温的自保温体系中，保温绝热性能高，且可用于结构承重的梁、板、柱自保温结构材料的缺乏，本发明拟通过使用独特的免烧高强轻骨料，配合高比强微孔基体技术，制备出一种具有良好的保温绝热性能，容重低，强度等级在LC30以上，且具有良好的吸声性能的轻质节能高比强自保温结构材料。

发明内容：为解决上述技术问题，本发明提供了一种轻质节能高比强自保温结构材料，该材料由微孔基体和具有保温性能的轻骨料组成；其中微孔基体占总体积的40～75%。

优选的，微孔基体采用水泥基复合材料，水泥基复合材料的水和胶凝材料比控制在0.22～0.38之间；微孔基体的粘度在0.5～1.2Pa.s，控制在1200～1600kg/m3，微孔基体孔之间的空隙率控制在10%～30%之间。

优选的，胶凝材料为水泥、粉煤灰、硅灰、石灰、石膏中的任一两种或三种或四种或五种。

优选的，胶凝材料为水泥、粉煤灰、硅灰、石灰、石膏，各材料的质量比为：水泥含量为35～70%之间，粉煤灰占比为40～75%，硅灰在0～10%，石灰在0～15%，石膏在0～10%。

优选的，轻骨料采用高强轻骨料，分为粗骨料和细骨料，其中粗骨料粒径范围为5～16mm或5～20mm，细骨料粒径为2～5mm。

优选的，所述高强轻骨料的单颗颗粒承载力在200N以上，筒压强度在6MPa以上，堆积密度在600～800kg/m³，单颗比强度在200kN/kg以上。

优选的，微孔基体与高强轻骨料总含量之比在在0.8～3.0。

有益效果：本发明提供的材料，由于其低的导热系数和较高的强度，可用于建筑结构中的结构受力部位，从而解决房屋建筑中易于出现的冷桥或热桥问题，实现建筑的自保温。

附图说明