隔热砖及其制备方法.pdf

本发明涉及一种轻质隔热砖及其制备方法，该隔热砖由包含水泥的外表层和隔热层组成，其特征在于隔热层含有泡沫塑料和经过发泡处理的水泥，更进一步的本发明的隔热砖外表层中可以含有松散状纤维或光亮剂。该隔热砖质轻，隔热效果好，质地坚固，外表美观。本发明还涉及一种制备所述隔热砖的方法，该方法使用模具成型，风干隔热砖外表层原料，并用振动装置振动至原料平整密实。该制备过程为不超过40℃的常温操作半自动化过程，常温操作不需高温烧制，制备条件温和，得到的隔热砖平整光泽度好。

权利要求书
1、  隔热砖，由包含水泥成分的外表层和隔热层组成，其特征在于隔热层中含有泡沫塑料和经过发泡处理的水泥。

2、  根据权利要求1所述的隔热砖，其特征在于所述隔热砖隔热层的泡沫塑料是聚苯乙烯泡沫，所述的发泡水泥是硅酸盐水泥。

3、  根据权利要求1或2任一权利要求所述的隔热砖，其特征在于隔热层采用松香、胶和化学碱三者混合配比形成的发泡剂对水泥发泡。

4、  根据权利要求1或2任一权利要求所述的隔热砖，其特征在于隔热砖外表层中含有松散状纤维。

5、  根据权利要求4所述的隔热砖，其特征在于隔热砖外表层中含有光亮剂。

6、  根据权利要求4所述的隔热砖，其特征在于隔热砖外表层中含有砂。

7、  根据权利要求4所述的隔热砖，其特征在于所述隔热砖外表层的松散状纤维是石棉绒或玻璃纤维绒，所述隔热砖外表层的水泥是白水泥。

8、  根据权利要求6所述的隔热砖，其特征在于所述隔热砖外表层的砂是平均粒径在0.8～1.2mm的中砂。

9、  一种制备由包含水泥成分的外表层和隔热层组成的隔热砖的方法，该方法包括以下步骤：
(a)制备隔热砖外表层
按质量比例取以下物质：
水泥∶水∶砂∶石棉绒∶光亮剂＝100∶50～70∶220～280∶15～18∶5～7或是水泥∶水∶砂∶玻璃纤维绒∶光亮剂＝100∶45～65∶180～220∶15～18∶5～7
搅拌均匀后倒入模具中，倒入原料的模具经振动均匀后，风干原料至其表面水份稍干；
(b)准备隔热砖隔热层的原料
按质量比例取以下物质：
水泥∶水∶泡沫塑料∶发泡剂＝100∶40～50∶2.5～6∶0.05～0.1
取水泥和其中的适量水份倒入搅拌机内搅拌成水泥浆，另将发泡剂倒入其余的水份中搅拌起泡后倒入水泥浆内搅拌，然后倒入经过粉碎的泡沫塑料搅拌均匀；
(C)制备隔热砖
将上步骤得到的隔热层原料倒入经步骤(a)做好的盛有外表层的模具中，振动模具至原料平整密实为止。

说明书隔热砖及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种建筑用的砖，特别涉及一种轻质隔热砖。
背景技术
一般建筑物顶楼经常受到日晒，为了避免造成室内温度过高，通常在顶楼铺设隔热砖作为隔热。
一般常用的隔热砖是用水泥制成的架空结构，砖内有空腔，空腔内连通有通风道。水泥制成的隔热砖因水泥的导热系数较大而造成隔热砖的隔热效果不好；而且水泥砖质量较重，铺设在建筑物顶楼上可能因为负荷过重而造成危险；架空的水泥砖其板厚较薄，结构强度也较弱，人在上面行走时容易造成隔热砖的开裂，从而造成危险；而且这些隔热砖的水泥和砂子之间的结合力不强，隔热砖外部欠缺表面处理，质地较为粗糙，即容易因为风雨和飞尘的腐蚀而引起泥砂剥落，造成泥砂散落的现象，剥落的泥沙经常会堵塞排水，遇到下雨易造成顶楼积水、屋顶漏雨的情况，其卫生较差。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对于目前技术中一般隔热砖的缺陷，提供了一种质量轻，隔热效果好，质地坚固，外表美观的隔热砖。
本发明的另一个目的是提供一种隔热砖的制备方法，用该方法生产的隔热砖各种成分配比合理，隔热效果好，质轻坚固，且该生产工艺为常温操作，步骤简单，操作条件温和，适宜工业化生产。
本发明采用的技术方案是：
隔热砖，由包含水泥成分的外表层和隔热层组成，其特征在于隔热层中有泡沫塑料和经过发泡处理的水泥，进一步地隔热砖外表层中可以含有松散状纤维和光亮剂。
本发明采用的隔热材料是泡沫塑料和经过发泡处理的水泥，泡沫塑料具有良好的减震和优良的隔热保温性能，造价低廉；泡沫塑料材料可以采用工业废弃的废旧泡沫塑料，由于泡沫塑料在工业上的普遍应用，且长期不易腐烂，所以该材料在本发明中的二次应用有利于环境保护；本发明采用了发泡水泥作为另一种隔热材料，水泥加入了适量的泡沫发泡剂后在制备的过程能够形成疏松多孔的内部构造，不但减轻了隔热砖的质量，提高了隔热砖的保温隔热性能，而且还大大提高了泡沫塑料隔热材料的机械强度；本发明的外表层采用了水泥，水泥坚固且不易漏水，而且在常规水泥的外表层中加入了松散状纤维，松散状纤维能够加固水泥层结构，使得外表层不易破裂；本发明在隔热砖的外表层中可以加入光亮剂，光亮剂使得外表层的表面美观、光滑，不会引起泥砂剥落的现象。
经测试，本发明隔热砖的表观密度≤650kg/m3，质量吸水率≤25％，抗压强度≥0.5MPa，导热系数≤0.12W/(m·k)，可见该隔热砖具有质量轻，隔热效果好，质地坚固的优点，可以取代传统产品。
本发明提供了一种隔热砖的方法，该方法包括以下步骤：
(a)制备隔热砖外表层
按质量比例取以下物质：
水泥∶水∶砂∶石棉绒∶光亮剂＝100∶50～70∶220～280∶15～18∶5～7或是水泥∶水∶砂∶玻璃纤维绒∶光亮剂＝100∶45～65∶180～220∶15～18∶5～7
搅拌均匀后倒入模具中，倒入原料的模具经振动均匀后，风干原料至其表面水份稍干；
(b)准备隔热砖隔热层的原料
按质量比例取以下物质：
水泥∶水∶泡沫塑料∶发泡剂＝100∶40～50∶2.5～6∶0.05～0.1取水泥和其中的适量水份倒入搅拌机内搅拌成水泥浆，另将发泡剂倒入其余的水份中搅拌起泡后倒入水泥浆内搅拌，然后倒入经过粉碎的泡沫塑料搅拌均匀；
(C)制备隔热砖
将上步骤得到的隔热层原料倒入经步骤(a)做好的盛有外表层的模具中，振动模具至原料平整密实为止。
本发明隔热砖的制备过程采用了半自动化的工艺流程，常温操作不需高温烧制，制备条件温和，得到的隔热砖平整光泽度好。
具体实施方式
一般的隔热砖外表层中含有水泥成分与隔热层两层形成隔热砖。本发明的隔热砖其隔热层采用了泡沫塑料和经过发泡处理的水泥两种隔热材料。水泥优选采用硅酸盐水泥，水泥经过松香、胶、化学碱上述三者配比混合并溶于水形成的发泡液的发泡作用而形成疏松多孔结构；泡沫塑料优选采用聚苯乙烯泡沫，泡沫塑料经过粉碎成为小颗粒；将发泡水泥和粉碎过的泡沫塑料混合并搅拌均匀，上述混合物与已经风干至水份稍干的隔热砖外表层在模具中常温下成型为隔热砖。上述操作中胶类发泡剂优选是皮胶或骨胶，化学碱优选是氢氧化钠或氢氧化钾。
本发明隔热砖的外表层中含有水泥、松散状纤维，其中的水泥优选是白水泥，白水泥的优选是白水泥425，松散状纤维可以是石棉绒或玻璃纤维绒。水泥使得隔热砖的外表层结构坚固且不易漏水；松散状纤维能够加固水泥层结构，使得水泥层不易破裂，其中石棉绒的加入还可以减少外界热量吸收和侵入隔热砖；进一步的隔热砖的外表层可以加入光亮剂，光亮剂优选是水泥光亮剂，光亮剂的加入使得隔热砖的外表层地表面美观、光滑，不会引起泥砂剥落的现象；进一步的隔热砖外表层可以加入砂以加固该层的机械强度，砂子优选是平均粒径在0.8～1.2mm的中砂。
制备实施例1
本发明隔热砖的制备过程为不超过40℃的常温操作半自动化过程，按以下表1实施例1中指定的隔热砖外表层组分，取指定质量比例的组分，倒入搅拌机内搅拌均匀，将搅拌均匀的外表层原料通过振动传送装置走入传送轨道，传送轨道将原料输送至模子内，倒入原料的模具经振动装置上下振动至料层均匀后，风干至料层表面稍干。以上的风干操作优选是冬天用热风吹，夏天用吹风机吹。
按以下表2实施例1中指定的隔热砖隔热层组分，取指定质量比例的水泥和其中部分质量比例的水，将该部分水和水泥倒入搅拌机内搅拌成水泥浆；另将指定质量比例的发泡剂松香、胶、化学碱上述三者的配比混合物倒入其余质量比例的水中搅拌溶解起泡形成发泡液；然后将发泡液倒入搅拌好的水泥浆内搅拌对水泥浆发泡；最后在其中加入指定质量比例的经过粉碎的粒状泡沫塑料并搅拌均匀；将上步骤得到的隔热层原料倒入模具中，此时模具内的隔热砖外表层原料经过风干操作并且表层稍干，上下振动和水平面内摇动该模具至隔热砖的原料平整密实为止。上述的摇动操作参数优选是每分钟80～120转，上述泡沫塑料粉碎后的优选粒径是3-8mm。
以上的隔热砖的制备过程中，采用的模具是塑料模具或不锈钢模具，搅拌操作的搅拌机转速优选是每分钟30～60转，振动操作过程中，对于隔热砖外表层和隔热层的振动频率优选是2840rpm，对于外表层的振动力优选是981牛顿，对于隔热层的振动力优选是196～490牛顿。
表1  外表层组分  配比(质量) 实施 例1  实施  例2  实施  例3  实施  例4  实施  例5  实施  例6  实施  例7  实施  例8  实施  例9  实施  例10  水泥 100  100  100  100  100  100  100  100  100  100  水 50  60  70  50  65  45  55  65  60  55  砂 220  -  -  280  -  220  -  180  -  -  石棉绒 15  18  16  16  -  -  -  -  -  -  玻璃纤维绒 -  -  -  -  18  15  16  16  -  -  光亮剂 -  -  5  6  7  -  -  7  -  -
表2    隔热层组分    配比(质量)  实施  例1  实施  例2  实施  例3  实施  例4  实施  例5  实施  例6  实施  例7  实施  例8  实施  例9   实施   例10    水泥  100  100  100  100  100  100  100  100  100   100    水  40  45  50  45  50  45  40  50  40   45    泡沫塑料  6  4  2.5  6  6  2.5  4  4  2.5   4    发泡剂  0.05  0.07  0.1  0.1  0.1  0.07  0.05  0.07  0.07   0.05
制备实施例2
取表1中指定质量比例的外表层原料和表2中指定质量比例的隔热层原料，按照制备实施例1中的制备方法操作得到本发明的隔热砖。
制备实施例3
取表1中指定质量比例的外表层原料和表2中指定质量比例的隔热层原料，按照制备实施例1中的制备方法操作得到本发明的隔热砖。
制备实施例4
取表1中指定质量比例的外表层原料和表2中指定质量比例的隔热层原料，按照制备实施例1中的制备方法操作得到本发明的隔热砖。
制备实施例5
取表1中指定质量比例的外表层原料和表2中指定质量比例的隔热层原料，按照制备实施例1中的制备方法操作得到本发明的隔热砖。
制备实施例6
取表1中指定质量比例的外表层原料和表2中指定质量比例的隔热层原料，按照制备实施例1中的制备方法操作得到本发明的隔热砖。
制备实施例7
取表1中指定质量比例的外表层原料和表2中指定质量比例的隔热层原料，按照制备实施例1中的制备方法操作得到本发明的隔热砖。
制备实施例8
取表1中指定质量比例的外表层原料和表2中指定质量比例的隔热层原料，按照制备实施例1中的制备方法操作得到本发明的隔热砖。
制备实施例9
取表1中指定质量比例的外表层原料和表2中指定质量比例的隔热层原料，按照制备实施例1中的制备方法操作得到本发明的隔热砖。
制备实施例10
取表1中指定质量比例的外表层原料和表2中指定质量比例的隔热层原料，按照制备实施例1中的制备方法操作得到本发明的隔热砖。
通过上述操作过程得到的隔热砖外观平整光泽度好，其外表层的优选厚度为0.8～1.0厘米，隔热层的优选厚度为3.0～4.0厘米，隔热砖的尺寸(长*宽*厚)优选为40*40*3.8厘米或是40*40*4.5厘米。
按照上述制备流程手工制作得到的部分样品通过福建省中心检验所测试，得出其密度为635kg/m3，质量吸水率为7.2～17.1％，体积吸水率为5.7～10.8％，抗压强度为0.66MPa，导热系数为0.12W/(m·k)；若按照上述制备流程半自动化操作得到的隔热砖，其性能参数要优于上述手工操作得到的的隔热砖的性能参数。