[发明专利]一种渡槽用保温材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种渡槽用保温材料及其制备方法。

背景技术

目前国内外普遍认为温度应力是引起混凝土结构产生裂缝的重要因素之一，尤其是大型渡槽这样的薄壁混凝土结构，内部输送水流量大，外部环境随气候不断变化，在稳定运行过程中，夏季渡槽外壁受太阳辐射温度显著升高，而渡槽内壁与水接触，温度较低，形成内外较大温差，使槽身产生较大温度应力；冬季环境温度相对较低，渡槽内水温相对较高，渡槽外壁与环境直接接触，渡槽内壁与水直接接触，导致内外较大的温差梯度，也使槽身产生较大的温度应力。有研究表明此温度应力可高达5.2MPa，成为影响大型渡槽工程安全的一大隐患。为减小渡槽在运行期混凝土内外壁的温差，可在渡槽外侧施加一定厚度的保温层。该保温层在夏季可起到隔热作用，冬季起到保温作用，可有效降低渡槽内外壁的温差，从而明显减小渡槽混凝土的温度应力。然而，由于大型渡槽长期暴露于自然环境中且风载荷高，因此其对保温材料的要求不同于一般建筑墙体对保温材料的性能要求。由于风载荷高，渡槽保温材料应具有粘结强度高，无锚固定，抗风压能力强的特点；由于长期暴露于自然环境中，渡槽保温材料应具有吸水率低、耐候性好的特点，同时由于渡槽侧壁施工面积大，要求保温材料抗压折强度高，抗裂性能好。

传统的无机保温砂浆，如膨胀珍珠岩保温砂浆，虽然其理化性能稳定，不易老化，但是存在着吸水率大(吸水率高达200％～900％)，且砂浆在凝结硬化过程中由于失水产生的干燥收缩较大，致使保温材料产生空鼓、龟裂、脱落的现象，严重影响了其性能，在实际应用中存在很多的问题。

目前应用较广泛的有机保温材料，如聚苯乙烯板和聚氨酯涂料等，虽然有着优异的保温隔热性能，但是存在着易老化，粘结强度低，抗风压能力差，抗压强度低的缺点，与渡槽用保温材料粘结强度高，耐候性好，抗风压能力强，无锚固定的性能要求不符合，不适宜用于渡槽保温材料。

目前应用于外墙外保温的无机保温材料主要是以玻璃化中空微珠为保温骨料的保温砂浆，性能相对于膨胀珍珠岩保温砂浆有很大的提高，其性能稳定，保温性能好，耐热和耐老化性能好。然而，现有玻璃化中空微珠类保温材料的抗压强度仅在1.0MPa左右，粘结强度在0.1MPa左右，且其体积吸水率仍然高达40％～50％，保温层会因吸水丧失保温效果，严重时会导致保温层开裂和脱落，极大地影响了工程质量，并构成安全隐患，成为目前玻璃化中空微珠类保温材料一直未能解决的难题，限制了该类材料的发展。该类产品应用于外墙外保温，可以通过在保温层外施加多层防护层(抗裂层、防水腻子和饰面层)来弥补吸水率高的问题，但是这样会极大地提高成本，且通过施加防护层这样治标不治本的方法，不能彻底解决问题。除此之外该类保温材料应用于渡槽，其抗压强度和粘结强度偏小，抗风载荷能力不够，并且渡槽面积巨大，处于野外恶劣的自然环境中，不可能像建筑房屋一样在保温层外施加多层防护层，为此就需要保温层本身就有良好的防水性能，因此上述的玻璃化中空微珠类保温材料也不适用于渡槽保温材料。

玻璃化中空微珠类保温材料吸水率高主要是由于玻璃化中空微珠颗粒本身吸水率高和水泥水化后多余水分挥发产生的孔隙吸水。玻璃化中空微珠由松脂岩矿砂在电加热方式下膨胀，膨胀颗粒表面经瞬间高温熔化，克服孔间表面张力而自由闭合，降温后形成连续玻璃化的颗粒表面，而其内部却保持着完整的多孔空心结构，但是表面玻化率和表面玻璃质的破碎都会影响到玻璃化中空微珠的吸水率，这少部分出现破损的面积导致整个玻璃化中空微珠的吸水率急剧上升。目前也有对玻璃化中空微珠本身进行憎水改性来减少玻璃化中空微珠吸水率的方法，但是这类方法会影响玻璃化中空微珠与水泥的界面，极大地降低了保温材料的抗压强度和粘结强度，并且提高了成本，效果也不是很理想。

玻璃化中空微珠与水泥混合，水泥水化产物会一定程度的包覆玻璃化中空微珠的表面，堵塞玻璃化中空微珠表面破损无玻璃质包覆的孔，而玻璃质本身是不吸水的，从而较大地降低了该类保温材料的吸水率，这也是玻璃化中空微珠保温材料的吸水率在40％～50％，而膨胀珍珠岩保温材料的吸水率在200％～900％的原因。而且该类保温材料水泥用量相对较少，但需要较多的水来使整个保温材料搅拌达到施工稠度，因此保温材料水泥水化会产生比混凝土或普通砂浆更多的空隙，并且由于可再分散乳胶粉和羟丙基甲基纤维醚的引气作用，会使保温材料中存在大量的微小气孔，还有搅拌过程中引入的大气泡，进一步导致整个保温材料的渗透吸水。

发明内容

本发明的目的在于提供一种吸水率低、粘结强度和抗压折强度高、抗裂性能好、稳定性好的渡槽用保温材料及其制备方法。