2010 年,岩棉板等 A 级保温材料的稀缺,低成本低投资的发泡水泥板遍地开花,两年来很多厂家投入了生产,规模、产量、质量均参差不齐 [1] 。硫铝酸盐水泥生产出来的发泡水泥板后期强度差,普通硅酸盐水泥早期强度低,塌模现象和后期开裂现象频繁出现。通过技术手段虽然可以解决模具周转周期、普硅水泥发泡板的早期强度、塌模等等问题,水泥的发泡板的碳化、导热系数、水泥材料的收缩等等问题还是没法得到解决,发泡水泥板上墙后尺寸变化较大导致后期装饰层开裂的现象屡见不鲜,很多切割下来的废料无法处理,这些都是发泡水泥板的通病。2011 年纤维增强聚苯颗粒保温板被研发出来,不过强度和导热系数的矛盾还是很突出,本文重点对此进行研究,采用有机和无机粘合剂相复合的思路来解决这一矛盾。
1 产品技术路线
水泥基聚苯颗粒复合保温板是以水泥、灰钙、粘合剂等为胶凝材料,聚苯颗粒为骨料,通过多种外加剂和高分子聚合物改性而成。该保温板具有优良的保温隔热性能,质量轻,抗压、抗拉强度高,防火性能优越。普通的聚苯颗粒保温板在导热系数低于 0.06 W/(m·K)时,抗压强度不超过 0.35MPa,聚苯颗粒掺量大了强度达不到,掺量低了导热系数达不到,这就形成一对矛盾体。聚苯颗粒本身的强度较低,水泥浆在加入较多添加剂后强度会有较大幅度的下降,只靠水泥浆体和可再分散性乳胶粉来提高保温板的抗压强度和拉拔强度较为困难。有机类的粘合剂在较低掺量下就可以较大幅度提高粘结力和强度,本文重点研究不同骨料、水灰比和自制粘合剂对聚苯颗粒保温板的性能影响,大限度改善原有板材存在的强度偏低、导热系数偏高的问题。
2 产品配方研究
2.1 产品基础配方设计
按照以前做的聚苯颗粒保温砂浆的经验设计水泥基聚苯颗粒复合保温板的粉料配比。
水泥基聚苯颗粒复合保温板粉料配比
水泥基聚苯颗粒复合保温板粉料的硬化时间在 5~8h,将自来水:粉料:聚苯颗粒:粘合剂按照一定比例投料,用固化剂的掺量来控制粘合剂的固化时间,固化时间控制在 5~8h 之间。
2.2 产品性能指标要求
水泥基聚苯颗粒复合保温板是以水泥、灰钙、粘合剂等为胶凝材料,聚苯颗粒为骨料,通过多种外加剂和高分子聚合物改性而成。该保温板具有优良的保温隔热性能,质量轻,抗压、抗拉强度高,防火性能优越。
水泥基聚苯颗粒复合保温板性能要求
2.3 不同聚苯颗粒骨料对产品性能的影响
选用 B1 级原生聚苯颗粒和再生聚苯颗粒进行对比,粉料配比,水:粉料:颗粒=0.9kg:1kg:7L 的比例成型试件测试性能对比。
水泥基聚苯颗粒复合保温板性能
B1 级原生聚苯颗粒与再生聚苯颗粒相比,本身的抗压强度相对较高,在浆料拌合阶段不易被压缩,出方量大。各项性能综合来看,粉料与颗粒比一定的情况下,B1 级原生聚苯颗粒各项性能优于再生聚苯颗粒,从防火性能上来比较也是 B1 级原生聚苯颗粒更为优异,本文选择原生聚苯颗粒为保温板骨料进行后续试验。
2.4 水灰比对产品性能的影响
聚苯颗粒本身属于亚弹性体,保温板的强度还是要靠浆料硬化后的强度来体现,通过添加减水剂的方式降低水灰比,整个浆料体系更为致密,保温板的抗压强度、抗拉强度会得到提升 [2] 。为以水灰比为横坐标,抗压强度和粘结强度分别为纵坐标作图。水灰比的降低较大幅度的提高了保温板的抗压强度。当水灰比在0.7 时,此时的保温板干密度在 210Kg/m 3 左右,导热系数 0.056 W/(m·K)。
水灰比对保温板性能的影响
2.5 自制粘合剂对产品性能的影响
聚苯颗粒本身的强度较低,水泥浆在加入较多添加剂后强度会有较大幅度的下降,只靠水泥浆体和可再分散性乳胶粉来提高保温板的抗压强度和拉拔强度较为困难。有机类的粘合剂在较低掺量下就可以较大幅度提高粘结力和强度,本文自制了一种可以在水性环境下使用的粘合剂,外掺粘合剂并调整用量,用固化剂的掺量来控制粘合剂的固化时间在 5~8h 之间。按照自来水 A:粉料 B:聚苯颗粒 C:粘合剂 D 来调节比例,固化剂掺量占粘合剂用量的 25%左右。