本發(fā)明屬于環(huán)保建筑材料領(lǐng)域，具體公開了一種輕質(zhì)保溫高強度建筑材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、在建筑行業(yè)中，隨著對節(jié)能環(huán)保要求的日益提高，輕質(zhì)保溫高強度建筑材料的需求日益增長。傳統(tǒng)的建筑材料，如普通混凝土和磚塊，雖然具有較高的強度，但往往存在重量大、保溫性能差等缺陷，難以滿足現(xiàn)代建筑對輕量化、高效保溫的需求。

2、近年來，一些新型建筑材料，如加氣混凝土、泡沫混凝土等，雖然在一定程度上實現(xiàn)了輕質(zhì)化，但其保溫性能和強度仍有待提升。此外，這些材料在制備過程中往往需要使用大量的化學(xué)添加劑，不僅增加了成本，還可能對環(huán)境造成污染。

3、為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，一些研究者開始探索將納米材料和植物纖維等天然材料引入建筑材料中，以提高其保溫性能和強度。然而，這些嘗試往往存在一些問題。例如，納米材料在建筑材料中的分散性不佳，容易導(dǎo)致材料性能的不均勻；植物纖維的加入則可能降低材料的整體強度，同時其耐候性和耐久性也有待驗證。

4、因此，現(xiàn)有技術(shù)中的輕質(zhì)保溫高強度建筑材料仍存在諸多不足，需要一種新型的建筑材料，既能實現(xiàn)輕質(zhì)化、高效保溫，又能保證足夠的強度，同時制備工藝簡單、成本低廉、環(huán)保無污染。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出了一種輕質(zhì)保溫高強度建筑材料及其制備方法。

2、本發(fā)明包括以下技術(shù)方案：

3、一種輕質(zhì)保溫高強度建筑材料，由硅酸鹽水泥、輕質(zhì)骨料和礦物纖維作為主要成分，由改性納米二氧化硅、植物纖維增強劑和微膠囊相變材料作為添加劑成分；所述改性納米二氧化硅的添加量為1.5-2.5wt％,植物纖維增強劑的添加量為3-5wt％,所述微膠囊相變材料的添加量為4-6wt％。

4、上述一種輕質(zhì)保溫高強度建筑材料，所述改性納米二氧化硅由以下步驟制備：

5、1)將納米二氧化硅粉末置于烘箱中，在100～120℃下干燥12-24h，去除表面吸附的水分和雜質(zhì)；

6、2)將干燥后的納米二氧化硅粉末分散于無水乙醇中，通過超聲波處理或高速攪拌，使其形成均勻的分散液，納米二氧化硅粉的含量為10-20wt；

7、3)將十二烷基硫酸鈉和氧化鋁粉末與丙二醇混合，形成改性溶液，十二烷基硫酸鈉的含量為5-10wt％,氧化鋁粉末的含量為2-5wt％；

8、4)將上述改性劑溶液緩慢滴加到納米二氧化硅分散液中，體積比1：5-10；同時保持攪拌，使改性劑通過吸附或包覆作用均勻地覆蓋在納米二氧化硅表面；

9、5)通過離心、過濾或蒸發(fā)等方法去除多余的溶劑和未吸附的改性劑，干燥后得到含水量低于8wt％的改性納米二氧化硅粉末。

10、進一步的，上述一種輕質(zhì)保溫高強度建筑材料，所述植物纖維增強劑中包括竹纖維和亞麻纖維，由以下步驟制成：

11、1)預(yù)處理：將竹纖維和亞麻纖維分別進行預(yù)處理，包括清洗、干燥、漂白步驟，去除表面的雜質(zhì)和油脂，并將纖維粉碎成長度小于5mm的片段；

12、2)混合：在混合機中，按重量份將10份竹纖維，3-6份亞麻纖維和5-10份的聚氯乙烯粉末均勻混合；

13、3)擠出：將混合好的物料投入雙螺桿擠出機進行擠出，進料區(qū)50～60℃，預(yù)熱區(qū)100-110℃，熔化區(qū)150～170℃，混合區(qū)175-185℃；

14、4)冷卻研磨：擠出后冷卻研磨，過50目篩，得到所述植物纖維增強劑。

15、進一步的，上述一種輕質(zhì)保溫高強度建筑材料，所述微膠囊相變材料為28-45℃相變的微膠囊相變材料。

16、進一步的，上述一種輕質(zhì)保溫高強度建筑材料，按質(zhì)量百分數(shù)計算，由以下材料制成：硅酸鹽水泥30-40.0wt％、輕質(zhì)骨料20-30.0wt、礦物纖維25-35wt％、改性納米二氧化硅1.5-2.5wt％,植物纖維增強劑3.0-5.0wt％,微膠囊相變材料的添加量為4.0-6.0wt％。

17、進一步的，上述一種輕質(zhì)保溫高強度建筑材料，按質(zhì)量百分數(shù)計算，由以下材料制成：硅酸鹽水泥35.0wt％、輕質(zhì)骨料25.0wt、礦物纖維29wt％、改性納米二氧化硅2.0wt％,植物纖維增強劑4.0wt％,微膠囊相變材料的添加量為5.0wt％。

18、本發(fā)明公開了上述輕質(zhì)保溫高強度建筑材料在環(huán)保保溫建筑建造中的應(yīng)用。

19、進一步的，本發(fā)明公開了上述輕質(zhì)保溫高強度建筑材料的制備方法，包括以下步驟：

20、s1混合階段：將硅酸鹽水泥、輕質(zhì)骨料、礦物纖維、改性納米二氧化硅按比例混合均勻，確保各組分充分分散；

21、s2預(yù)濕潤處理：對植物纖維增強劑加適量水進行預(yù)濕潤處理，以提高其在混合物中的分散性和結(jié)合力；

22、s3攪拌與成型：將微膠囊相變材料和預(yù)濕潤的植物纖維加入步驟s1得到的混合物中，加入適量的水調(diào)節(jié)至適宜的工作性，通過機械攪拌至均勻后，利用模具成型；

23、s4養(yǎng)護與固化：成型后的材料在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護條件下，溫度20±2℃，相對濕度≥90％，養(yǎng)護7-10天，使水泥充分水化硬化，同時微膠囊相變材料均勻分布并固定于材料內(nèi)部；

24、s5后處理：根據(jù)需要，對成品進行切割、打磨等加工處理，最終得到輕質(zhì)保溫高強度建筑材料。

25、進一步的，上述制備方法中，所述s2中，植物纖維增強劑與水的質(zhì)量比為1：1-2；所述s3中，建筑材料與水的質(zhì)量比為1：0.2-0.4。

26、相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下有益效果：

27、本發(fā)明公開了一種輕質(zhì)保溫高強度建筑材料及其制備方法。

28、首先，該建筑材料通過優(yōu)化配比和引入特殊添加劑，實現(xiàn)了輕質(zhì)化和高強度并存的特性。與傳統(tǒng)建筑材料相比，它大大減輕了建筑物的自重，有利于降低地基處理和結(jié)構(gòu)設(shè)計的難度，同時保持了優(yōu)異的力學(xué)性能，確保了建筑物的安全性和穩(wěn)定性。

29、其次，該材料具有卓越的保溫性能。微膠囊相變材料的加入使得建筑材料能夠在一定溫度范圍內(nèi)自動調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，有效減少能源消耗，提高能源利用效率。這不僅符合當(dāng)前綠色環(huán)保的建筑理念，也為用戶提供了更加舒適的生活環(huán)境。

30、此外，制備過程中采用的改性納米二氧化硅和植物纖維增強劑不僅提高了材料的整體性能，還賦予了其良好的環(huán)保特性。這些添加劑的使用減少了有害物質(zhì)的排放，降低了對環(huán)境的污染，符合可持續(xù)發(fā)展的要求。

技術(shù)特征：

1.一種輕質(zhì)保溫高強度建筑材料，其特征在于，由硅酸鹽水泥、輕質(zhì)骨料和礦物纖維作為主要成分，由改性納米二氧化硅、植物纖維增強劑和微膠囊相變材料作為添加劑成分；所述改性納米二氧化硅的添加量為1.5-2.5wt％,植物纖維增強劑的添加量為3-5wt％,所述微膠囊相變材料的添加量為4-6wt％。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輕質(zhì)保溫高強度建筑材料，其特征在于，所述改性納米二氧化硅由以下步驟制備：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輕質(zhì)保溫高強度建筑材料，其特征在于，所述植物纖維增強劑中包括竹纖維和亞麻纖維，由以下步驟制成：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輕質(zhì)保溫高強度建筑材料，其特征在于，所述微膠囊相變材料為28-45℃相變的微膠囊相變材料。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輕質(zhì)保溫高強度建筑材料，其特征在于，按質(zhì)量百分數(shù)計算，由以下材料制成：硅酸鹽水泥30-40.0wt％、輕質(zhì)骨料20-30.0wt、礦物纖維25-35wt％、改性納米二氧化硅1.5-2.5wt％,植物纖維增強劑3.0-5.0wt％,微膠囊相變材料的添加量為4.0-6.0wt％。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種輕質(zhì)保溫高強度建筑材料，其特征在于，按質(zhì)量百分數(shù)計算，由以下材料制成：硅酸鹽水泥35.0wt％、輕質(zhì)骨料25.0wt、礦物纖維29wt％、改性納米二氧化硅2.0wt％,植物纖維增強劑4.0wt％,微膠囊相變材料的添加量為5.0wt％。

7.如權(quán)利要求1-6任一項所述的輕質(zhì)保溫高強度建筑材料在環(huán)保保溫建筑建造中的應(yīng)用。

8.如權(quán)利要求1-6任一項所述的輕質(zhì)保溫高強度建筑材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述s2中，植物纖維增強劑與水的質(zhì)量比為1：1-2；所述s3中，建筑材料與水的質(zhì)量比為1：0.2-0.4。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種輕質(zhì)保溫高強度建筑材料及其制備方法，該建筑材料以硅酸鹽水泥、輕質(zhì)骨料和礦物纖維為主要成分，添加了改性納米二氧化硅、植物纖維增強劑和微膠囊相變材料作為添加劑。改性納米二氧化硅通過特定工藝制備，植物纖維增強劑由竹纖維、亞麻纖維和聚氯乙烯粉末制成，微膠囊相變材料具有28?45℃的相變溫度。材料制備過程中，先混合主要成分和改性納米二氧化硅，再對植物纖維增強劑進行預(yù)濕潤處理，加入微膠囊相變材料和適量水后攪拌成型，最后進行養(yǎng)護與固化及后處理。該建筑材料具有輕質(zhì)、保溫、高強度等特點，適用于環(huán)保保溫建筑建造。本發(fā)明的制備方法簡單易行，可大規(guī)模生產(chǎn)，為建筑材料的創(chuàng)新提供了新思路。

技術(shù)研發(fā)人員：朱慶梅
受保護的技術(shù)使用者：海南得盈滿實業(yè)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9