[发明专利]纳米添加剂改性高强墙体自保温材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及建筑领域高效节能材料，尤其涉及一种高强墙体自保温材料及其制备方法。

背景技术

建筑能耗在国民经济总能耗中占了很大比例，为实现第三步节能65％的建筑节能战略目标，我国于2007年10月1日正式实施了《建筑节能工程施工质量验收规范》。建筑节能是一项综合性的系统工程，其重点是围护结构的节能，而外墙在围护结构中所占比重最大，其散失的热量又占围护结构散热的30％左右，因此如何提高外墙的保温隔热性能显得非常重要。就现在普遍采用的保温隔热措施来说，外墙保温可分为外墙内保温、外墙外保温和外墙自保温。

外墙内保温系统即保温材料置于外墙内侧，一般采用聚合物保温砂浆，石膏保温砂浆等，技术相对比较成熟，因其施工简便、易于操作、受气候影响小而受到普遍欢迎，尤其是外墙面自由度大时，其方便性更加明显，是目前较为常用的建筑保温隔热措施。然而，外墙内保温的保温层构造位置使得建筑物外墙与内墙分别处于两个不同的温度环境，容易导致建筑饰面层裂缝，且占用室内使用空间，墙体冷热桥的问题也不易解决。

外墙外保温系统即保温材料处于外墙外侧，由于其具有优良的保温节能效果，可消除结构性冷热桥，保护主体结构，且不占室内使用空间，具有较高的综合经济效益高，被国家建设部广泛推广。然而，外墙外保温的实际操作却并非易事，尤其在施工的可操作性及产品的耐候性和安全性等方面尚存在一些问题。

外墙自保温系统是依靠墙体材料自身的热阻满足传热系数和热惰性指标要求的节能技术。由于墙体自身较高的热阻和热惰性，因此不需要再在其外侧或内侧复合保温层。相比其他保温隔热措施，其具有施工便捷、经济可靠、使用效果好等优点，将围护和保温合二为一，无需另外附加保温隔热材料，在满足建筑要求的同时又可满足保温节能要求。随着65％节能设计标准的强制实施和近年各地有关外墙外保温事故的逐渐增多，自保温砌块墙体有了新的发展机遇。

目前，我国应用较多的自保温墙体材料有以下两种：加气混凝土砌块、复合保温砌块。

加气混凝土砌块是由加气混凝土做成的“砌块”。加气混凝土是一种轻质多孔的建筑材料，以水泥、石灰、矿渣、粉煤灰、砂、发气材料等为原料，经磨细、配料、浇注、切割、蒸压养护和铣磨等工序而制成，具有轻质、保温性能好和可加工等优点，是我国推广应用最早，使用最广泛的轻质墙体材料之一。目前我国加气混凝土产品质量不高，抗压强度低，干燥收缩大，尺寸偏差大。其中，较短时间的蒸压养护所形成的水化产物多为双碱型水化硅酸钙，其单矿物虽有较高的抗压强度，但当周围介质相对湿度降低时引起的干燥脱水将使其产生较大的收缩，且在CO₂作用下将分解生成高度分散的方解石，强度又会有较大降低。

复合保温砌块是用保温绝热材料注塑成型在空心砖、空心砌块的孔洞内复合而成的砌块。为了使复合保温砌块保温隔热性能提高，一般选用热阻相对大的聚苯板。随着时间的推移，聚苯板与砌块内部的接触面很容易产生缝隙，而使砌块面层强度下降，极易脱落。缝隙中的空气在冷热面温差的作用下产生对流，进行对流传热，也加快了热量的传递。有的砌块在内设置金属拉筋，但结合面仍能呈现缝隙，耐久性不能得到保证，又形成了热流通道，增加了热量的传递。而聚苯板是从石油中提炼出的有机物，主要原料是苯乙烯和丁烷，一方面浪费能源，另一方面在燃烧过程中会产生大量的苯和一氧化碳等有害物质，严重污染环境，损害人体健康。

公开号为CN1558055的专利中提出了一种复合保温砖的制备方法，包含四层结构：里层为聚苯乙烯泡沫块即保温层，外层依次为水泥和胶的混合层，加强网，水泥层。该保温砖工艺简单，能明显减少墙体质量，但其保温层外的加固层形成了热流通道，增加了热量的传递，导致保温绝热效果变差。公开号为CN101004092的专利中公开了由面砖、网布、保温板构成的复合保温板，保温板被网布包裹住后一面通过粘结剂粘在面板上，一面涂有抹面层。在保温的同时，其抹面层使得保温板的表面更适宜加工，但由于粘结剂的老化，保温板与面层间容易产生空鼓，粘结强度下降，面层容易脱落。

1992年美国学者A.J.Hunt等在国际材料工程大会上提出了超级绝热材料(supper insulator)的概念，即在预定的使用条件下，其热导率低于“无对流空气”热导率的绝热材料。纳米孔超级绝热材料被认为是最好的超级隔热材料。