一种建筑复合保温砌块
阅读说明：本技术 一种建筑复合保温砌块 (Composite heat-insulating building block for building ) 是由 孙志远 罗艳丽 周伟伟 苗靖 王学停 于 2021-09-01 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种建筑复合保温砌块,涉及建筑保温技术领域,包括砌块一和砌块二,所述砌块一两侧对称设置锥形槽,所述锥形槽底部设置半弧形卡槽,所述半弧形卡槽内设置圆柱体,所述砌块二两侧设置与锥形槽匹配的凸起,所述砌块一和砌块二中部两侧对称设置方孔一,中部设置方孔二,所述砌块一和砌块二上表面均设置凸块一,下表面设置与其匹配的凹槽一。通过孔型设计,大大增加热阻,另外对砌块的原材料进行优化改进,进一步增加其保温性能和强度。(The invention discloses a building composite heat-insulation building block, which relates to the technical field of building heat insulation and comprises a first building block and a second building block, wherein conical grooves are symmetrically formed in two sides of the first building block, a semi-arc-shaped clamping groove is formed in the bottom of the conical groove, a cylinder is arranged in the semi-arc-shaped clamping groove, bulges matched with the conical grooves are arranged on two sides of the second building block, square holes I are symmetrically formed in two sides of the middle of the first building block and the second building block, square holes II are formed in the middle of the first building block and the second building block, protruding blocks I are arranged on the upper surfaces of the first building block and the second building block, and grooves I matched with the protruding blocks I and the square holes II are arranged on the lower surfaces of the first building block and the second building block. Through the hole type design, the thermal resistance is greatly increased, and in addition, the raw materials of the building block are optimized and improved, so that the heat insulation performance and the strength of the building block are further increased.)
技术领域
本发明涉及建筑保温技术领域，尤其是涉及一种建筑复合保温砌块。
背景技术
建筑节能是建筑领域缓解能源危机、解决能源不足的方面之一，由于建筑墙体能耗是占建筑能耗的70-80%左右，因此建筑节能的研究重点在建筑墙体节能比如墙体保温、节能材料等方面，目前建筑墙体一般采用混凝土砌块堆砌而成，设计保温型的缓凝土砌块对于建筑墙体的保温是至关重要的。
金立虎等在《新型墙体》中发表了复合保温砌块块型设计、生产设备、 生产工艺及施工技术研究一文，新型复合保温砌块主块型规格为长390mm（配块290mm、190mm）×宽310mm×高190mm，由190mm宽混凝土小型空心砌块、具有链锁功能的聚苯板保温层和混凝土保护面板三者复合而成。混凝土空心砌块为保温砌块主体，起承重作用；混凝土保护面板可保护 聚苯板保温层不受外界紫外线、雨水、化学物质等的侵害，增强墙体耐久性能；聚苯板起保温作用，并连接砌块主体和保护面板。聚苯保温板的两个大面上加工有均匀的燕尾槽结构，其余四个小面上加工有凹槽或凸台，砌筑时，上下左右的凹槽与凸台榫合，避免产生冷桥，从而获得优异的保温效果。该研究是需要采用专门的砌块成型一体机将砌块一体成型制备而成，成本相对比较高。
中国专利文献（申请号200620041985.3）公开一种建筑墙体保温砌块，一种用于建筑墙体的保温砌块，涉及建筑材料，特别是一种适用于制作外墙的具有节能保温性能的保温砌块。本实用新型产品呈z字型，其壳体内填充有保温材料芯块，所述的保温材料芯块的上表面低于保温砌块的高度1-2cm，在使用时，还包括一可部分镶嵌在砌块上部预留空间的片状保温块，该片状保温块形状要满足其能够部分插入保温砌块上方的空间，同时片状保温块的上表面与砌墙时上一层的砌块底端面直接接触。该实用新型的优点是，采用本实用新型砌块砌墙后，保温材料在墙体内纵横交错，不仅解决了墙体中纵向灰缝的热传导问题，而且解决墙体横向灰缝的热传导温问题，但是该z字型结构内部设置错位通孔，其结构强度比较低。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种建筑复合保温砌块，通过孔型设计，大大增加热阻，另外对砌块的原材料进行优化改进，进一步增加其保温性能和强度。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种建筑复合保温砌块，包括砌块一和砌块二，所述砌块一两侧对称设置锥形槽，所述锥形槽底部设置半弧形卡槽，所述半弧形卡槽内设置圆柱体，所述砌块二两侧设置与锥形槽匹配的凸起，所述砌块一和砌块二中部两侧对称设置方孔一，中部设置方孔二，所述砌块一和砌块二上表面均设置凸块一，下表面设置与其匹配的凹槽一。
进一步的，所述砌块一上的方孔一内填充保温材料，所述砌块二上的方孔二内填充保温材料，所述半弧形卡槽内设置的圆柱体材质为保温材料。
进一步的，所述砌块一和砌块二是由保温砂浆制备而成的，所述保温砂浆由以下重量份数的原料制成：硅酸盐水泥90-100份、骨料60-70份、多孔填料10-12份、增强纤维5-6份、石膏晶须2-3份、减水剂0.5-1份、水40-45份。
进一步的，所述增强纤维为钢纤维和秸秆纤维按重量比1：0.5-1混合而成。
进一步的，所述骨料为废弃混凝土、钢渣和废旧橡胶颗粒按重量比2：1：0.5-0.8混合而成。
进一步的，所述废旧橡胶颗粒粒径为3-8mm，废弃混凝土和钢渣中粒径为1-5mm和5-15mm的重量比为1：2。
进一步的，所述骨料经过预处理，具体预处理的步骤为：
1）废弃混凝土破碎后与钢渣分别置于2-3倍重量2-3wt%的石灰水中搅拌2h，废旧橡胶颗粒置于2-3倍重量4-5wt%的石灰水中搅拌2h；
2）将步骤1）中的废弃混凝土和钢渣进一步浸泡2-3倍重量2wt%的硅酸钠溶液中2h，同时步骤1）中废旧橡胶颗粒浸入2倍重量4-5wt%山梨糖醇酐单棕榈酸酯溶液中搅拌1.5-2h；
3）上述处理过的废旧橡胶颗粒、废弃混凝土和钢渣晾干后经过筛分混合而成再生骨料。
进一步的，所述多孔填料为陶粒和玻化微珠按重量比1.5-2：1混合而成。
一种建筑复合保温砌块的制备工艺，包括以下步骤：
1）多孔填料在水中浸泡2h；
2）硅酸盐水泥、骨料在搅拌机中搅拌20min后加入增强纤维、石膏晶须、水、减水剂以及步骤1）中的多孔填料继续搅拌，然后注入磨具中成型。
本发明的有益效果是：
1、本发明公开一种建筑复合保温砌块，可以作为建筑非承重墙体使用，其具体结构是包括拼接的两部分即砌块一和砌块二，其中砌块一两侧对称设置锥形槽，而且锥形槽底部设置有半弧形卡槽，其内填充有圆柱体结构的保温材料，保温材料为聚苯乙烯泡沫塑料，中部设置方孔二，其中砌块一上的方孔一内填充保温材料，砌块二上的方孔二填充保温材料，形成交错结构，墙体的横向不贯通，能够大大增加热阻。另外砌块一和砌块二拼接处设置圆柱体构造的聚苯乙烯泡沫塑料，从而在拼接处形成竖向的“断桥”，大大增加热阻。
砌块一和砌块二上表面均设置凸块一，下表面设置与其匹配的凹槽一，用于上下砌块之间的铺设，连接方式比较简单，稳定性好。
2、为进一步增加本申请保温性能，本申请中的建筑复合保温砌块是采用保温砂浆制备而成的，其中添加有骨料、多孔填料、增强纤维和石膏晶须，骨料采用再生骨料，具体为废弃混凝土、钢渣和废旧橡胶颗粒，能够实现废弃物再利用，能大大降低成本，且节能环保；再者废弃混凝土和钢渣密度大，作为强度骨架，领添加有废橡胶颗粒，废旧橡胶颗粒与增强纤维形成柔性骨架，能够减少混凝土裂纹、收缩等问题，提高柔韧性和强度。
3、钢渣来自钢厂冶炼废弃物，本申请采用的是平炉钢渣，其矿物组成包括硅酸二钙、硅酸三钙、铁酸二钙等，化学成分主要是氧化硅、氧化钙、氧化镁等；废弃混凝土是采用的建筑混凝土废弃物，其化学成分与钢渣类似。由于废弃混凝土以及钢渣表面有土渣、砂粒等杂物，而且尖角多，形状不规则，容易破碎，强度不高，因此本申请对废弃混凝土进行预处理，破碎后和钢渣放入石灰水中浸泡的同时强力机械搅拌，一方面清洗掉其表面杂物，相互碰撞的过程中磨平棱角，另一方面在碱性环境中，其表面基团在-OH作用下发生断裂，从而能够增强与水泥的粘结性能。进一步浸泡在硅酸钠溶液中，进一步使钢渣和废弃缓凝土表面的玻璃体结构解离，进而进一步增强强度和粘结性能。
另外由于废旧橡胶颗粒密度小，而且具有憎水性，因此其在混凝土中容易聚集上浮；因此先采用石灰水中浸泡，对其表面进行浸蚀，改善其表面粗糙度，另外在其表面引入-OH,增加其吸水性能；然后采用山梨糖醇酐单棕榈酸酯溶液中继续浸泡，在其表面引入亲水元素，大大提高其吸水性能，从而改善与水泥的粘结性能。
4、增强纤维为钢纤维和秸秆纤维复合而成，其中钢纤维能够大大提高混凝土的强度和抗冲击性能，同时添加有秸秆纤维，秸秆纤维一方面能增强柔韧性，另一方面其具有一定的吸水性能，因此在混合过程中能够增加原材料的拌合性能，而且在水泥水化过程中能够缓释水分，从而改善混凝土的凝胶效果，进而增加强度。
5、多孔填料为陶粒和玻化微珠混合物，本申请中多孔填料一方面充当骨料的作用，另一方面由于陶粒和玻化微珠内部均为疏松多孔结构，能够在混凝土中引入大量封闭的小气孔，从而提高其保温性能。另外陶粒和玻化微珠在使用前先在水中浸泡1-2h，减少与水泥混合过程中出现的上浮问题。还添加少量的石膏晶须，其中石膏晶须长度为40-50μm，长径比80-100，其水化产物呈纤维状或片状结构，能够增强抗冲击的载荷。
附图说明
图1为本发明砌块一的结构示意图；
图2为本发明砌块二的结构示意图；
图3为砌块一和砌块二铺设结构示意图；
其中：1-砌块一，2-砌块二，3-锥形槽，4-方孔一，5-方孔二，6-圆柱体，7-凸块一，8-凸起，9-半弧形卡槽。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
如图1和图2所示，一种建筑复合保温砌块，包括砌块一1和砌块二2，砌块一1两侧对称设置锥形槽3，锥形槽3底部设置半弧形卡槽9，半弧形卡槽9内设置圆柱体6，砌块二2两侧设置与锥形槽3匹配的凸起8。
砌块一1和砌块二2中部两侧对称设置方孔一4，中部设置方孔二5；砌块一1上的方孔一4内填充保温材料，砌块二2上的方孔二5被填充保温材料，半弧形卡槽9内设置的圆柱体6材质为保温材料，本申请中的保温材料为聚苯乙烯泡沫塑料，其中其中砌块一和砌块二铺设结构示意图参见图3所示，聚苯乙烯泡沫塑料横向形成交错结构，因此墙体的横向不贯通，能够大大增加热阻。另外圆柱体材质为聚苯乙烯泡沫塑料，从而在竖向的拼接处形成“断桥”，大大增加热阻；另外砌块一1上的方孔二5和砌块二2上的方孔一4为中空结构，一方面形成空气层也能增大热阻，而且还能降低本申请的重量，方便施工。
砌块一1和砌块二2上表面均设置凸块一7，下表面设置与其匹配的凹槽一，该结构用于砌块一1和砌块二2上下铺设对应，稳定性好。
砌块一1和砌块二2是由保温砂浆制备而成的，保温砂浆由以下重量份数的原料制成：42.5硅酸盐水泥90份、骨料60份、多孔填料10份、增强纤维5份、石膏晶须2份、聚羧酸减水剂0.5份、水40份。
增强纤维为钢纤维和秸秆纤维按重量比1：0.5混合而成，其中钢纤维直径5-20μm，长度2-3mm，秸秆纤维为玉米秸秆粉碎而成的短切纤维，其中长度为3-4cm，宽为0.5-1cm。
骨料为废弃混凝土、钢渣和废旧橡胶颗粒按重量比2：1：0.5混合而成；其中废旧橡胶颗粒粒径为3-8mm，废弃混凝土和钢渣粒径分级是粒径为1-5mm和5-15mm的重量比为1：2。
骨料在使用之前是经过预处理，具体预处理的步骤为：
1）废弃混凝土破碎后与钢渣分别置于2倍重量2wt%的石灰水中搅拌2h，废旧橡胶颗粒置于2倍重量4wt%的石灰水中搅拌2h；
2）将步骤1）中的废弃混凝土和钢渣过滤出来之后，进一步浸泡2倍重量2wt%的硅酸钠溶液中2h，同时步骤1）中废旧橡胶颗粒过滤掉滤液后进一步浸入2倍重量4wt%山梨糖醇酐单棕榈酸酯溶液中搅拌1.5-2h；
3）上述处理过的废旧橡胶颗粒、废弃混凝土和钢渣晾干后经过筛分混合而成再生骨料。
多孔填料为陶粒和玻化微珠按重量比1.5：1混合而成，玻化微珠粒径为0.5-1.5mm，陶粒的粒径为5-10mm。
一种建筑复合保温砌块的制备工艺，包括以下步骤：
1）多孔填料在水中浸泡2h；
2）硅酸盐水泥、骨料在搅拌机中搅拌20min后加入增强纤维、石膏晶须、水、减水剂以及步骤1）中的多孔填料继续搅拌；
3）将聚苯乙烯泡沫塑料板以及聚苯乙烯泡沫塑料圆柱体至于磨具中相应位置，然后开始均匀注入保温砂浆，脱模养护而成，其外观尺寸为390*280*190mm。
实施例2
实施例2与实施例1不同之处在于：
砌块一1和砌块二2是由保温砂浆制备而成的，保温砂浆由以下重量份数的原料制成：42.5硅酸盐水泥95份、骨料64份、多孔填料11份、增强纤维5.4份、石膏晶须2.2份、聚羧酸减水剂0.6份、水42份。
增强纤维为钢纤维和秸秆纤维按重量比1：0.6混合而成，其中钢纤维直径5-20μm，长度2-3mm，秸秆纤维为玉米秸秆粉碎而成的短切纤维，其中长度为3-4cm，宽为0.5-1cm。
骨料为废弃混凝土、钢渣和废旧橡胶颗粒按重量比2：1：0.6混合而成。
骨料在使用之前是经过预处理，具体预处理的步骤为：
1）废弃混凝土破碎后与钢渣分别置于2.5倍重量2.5wt%的石灰水中搅拌2h，废旧橡胶颗粒置于2.5倍重量4.5wt%的石灰水中搅拌2h；
2）将步骤1）中的废弃混凝土和钢渣进一步浸泡2.5倍重量2wt%的硅酸钠溶液中2h，同时步骤1）中废旧橡胶颗粒浸入2倍重量4.5wt%山梨糖醇酐单棕榈酸酯溶液中搅拌1.5-2h；
3）上述处理过的废旧橡胶颗粒、废弃混凝土和钢渣晾干后经过筛分混合而成再生骨料。
多孔填料为陶粒和玻化微珠按重量比1.6：1混合而成。
实施例3
实施例3与实施例1不同之处在于：
砌块一1和砌块二2是由保温砂浆制备而成的，保温砂浆由以下重量份数的原料制成：42.5硅酸盐水泥98份、骨料68份、多孔填料11.5份、增强纤维5.8份、石膏晶须2.5份、聚羧酸减水剂0.8份、水44份。
增强纤维为钢纤维和秸秆纤维按重量比1：0.8混合而成，其中钢纤维直径5-20μm，长度2-3mm，秸秆纤维为玉米秸秆粉碎而成的短切纤维，其中长度为3-4cm，宽为0.5-1cm。
骨料为废弃混凝土、钢渣和废旧橡胶颗粒按重量比2：1：0.7混合而成。
骨料在使用之前是经过预处理，具体预处理的步骤为：
1）废弃混凝土破碎后与钢渣分别置于2.5倍重量2.5wt%的石灰水中搅拌2h，废旧橡胶颗粒置于2-3倍重量5wt%的石灰水中搅拌2h；
2）将步骤1）中的废弃混凝土和钢渣进一步浸泡3倍重量2wt%的硅酸钠溶液中2h，同时步骤1）中废旧橡胶颗粒浸入2倍重量4.5wt%山梨糖醇酐单棕榈酸酯溶液中搅拌1.5-2h；
3）上述处理过的废旧橡胶颗粒、废弃混凝土和钢渣晾干后经过筛分混合而成再生骨料。
多孔填料为陶粒和玻化微珠按重量比1.8：1混合而成，玻化微珠粒径为0.5-1.5mm，陶粒的粒径为5-10mm。
实施例4
实施例4与实施例1的不同之处在于：
砌块一1和砌块二2是由保温砂浆制备而成的，保温砂浆由以下重量份数的原料制成：42.5硅酸盐水泥100份、骨料70份、多孔填料12份、增强纤维6份、石膏晶须3份、聚羧酸减水剂1份、水45份。
增强纤维为钢纤维和秸秆纤维按重量比1：1混合而成。
骨料为废弃混凝土、钢渣和废旧橡胶颗粒按重量比2：1：0.8混合而成。
骨料在使用之前是经过预处理，具体预处理的步骤为：
1）废弃混凝土破碎后与钢渣分别置于3倍重量3wt%的石灰水中搅拌2h，废旧橡胶颗粒置于3倍重量5wt%的石灰水中搅拌2h；
2）将步骤1）中的废弃混凝土和钢渣进一步浸泡3倍重量2wt%的硅酸钠溶液中2h，同时步骤1）中废旧橡胶颗粒浸入2倍重量5wt%山梨糖醇酐单棕榈酸酯溶液中搅拌1.5-2h；
3）上述处理过的废旧橡胶颗粒、废弃混凝土和钢渣晾干后经过筛分混合而成再生骨料。
多孔填料为陶粒和玻化微珠按重量比2：1混合而成，玻化微珠粒径为0.5-1.5mm，陶粒的粒径为5-10mm。
对比例1
对比例1与实施例4不同之处在于：骨料在使用之前不经过预处理，其他工艺与实施例4相同。
对比例2
对比例2与实施例4不同之处在于：将其骨料中的废旧橡胶颗粒替换为钢渣，其他工艺与实施例4相同。
性能检测
将实施例1-4和对比例1-2中的保温砂浆制备成100 mm×100mm×100 mm 的混凝土试件，用压力试验机进行28d的抗压强度测试；导热系数采用JTRG-Ⅲ型建筑热流计式导热仪；按照JGJ 51-2002《轻骨料混凝土技术规程》中的烘干法测试试件的28 d干表观密度，检测结果参见表1。
表1 性能检测结果
由表1检测结果可以看出，本申请保温砂浆虽然采用大量的废弃物，但是其抗压强度为23.1-25.4MPa，导热系数为0.182-0.201W/（m·k），强度高，其他热阻也比较大，能够大大增强本申请建筑复合保温砌块的保温效果，而且节能环保。
根据对比例1-2实验数据能够看出，骨料在使用之前不经过预处理，其抗压强度下降明显；将其骨料中的废旧橡胶颗粒替换为钢渣，对其导热系数影响不大，但是其抗压强度也具有一定的影响，说明废弃混凝土、钢渣和废旧橡胶颗粒具有一定的协同增强的作用。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
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