钢结构石膏基“机喷-双免-相变”围护保温复合墙系统制备方法

摘要

本发明公开了钢结构石膏基“机喷‑双免‑相变”围护保温复合墙系统制备方法，保温复合墙系统包括内保温系统和外保温系统，内保温系统和外保温系统共用基材层，从内到外依次为：内饰面层、内保护层、内保温层、内防火层、内界面层、基材层、外界面层、外保温层、外保护层，本发明克服“墙板”系统的隔音不佳、私密性差的弊病，提供了舒适的静音环境。本发明解决了“墙板”系统板与结构、板与窗户的连接难题，实施柔性无缝链接，形成刚柔相济，骨与肉连接形式，提高了整体性、抗震性、安全性；充分利用太阳能，吸收储存与释放能量；加上石膏基保温浆料，减少了主动式采暖和空调的开放时间，节约能耗，减少排放，提高舒适度，符合被动式住宅的要求。

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢结构石膏基“机喷-双免-相变”围护保温复合墙系统制备方法。

背景技术

近年来，由于国家住宅产业化，节能减排，城镇化建设，美丽新农村建设等政策的强力推进，加之钢产量的过剩和价格的回落，为发展钢结构提供了良好的历史机遇，我国的钢结构住宅进入了一个新的发展时期，迎来了发展的明媚春天。

钢结构住宅是我国经济发展新的增长点，是传统砖混结构、混凝土结构发展的必由之路，也是建筑业从城市转向农村的方向标，将给建筑业带来一场从设计、施工，到一系列新材料、新技术革命性变革。钢结构住宅是传统建筑业的一个重要分支，而冷弯薄壁住宅又是对钢结构住宅的一个重要补充，钢结构住宅大家族中的一个重要组成成员。具有安全、耐久、节能、环保、健康、舒适等优良性能，将成为21世纪全球化住宅的主流产品。

冷弯薄壁钢结构住宅是一个崭新的产业，需要一个从技术到标准全面的革新和发展。目前，国内在冷弯薄壁住宅或钢结构住宅围护结构中，都采用“墙板”体系，即在冷弯薄壁或钢结构构件两侧用结构板固定，在腔内分别填插XPS板或EPS、PU、岩棉板，结构板两侧不在做外墙外保温和外墙内保温，只在外墙面和内墙面做饰面层，即涂腻子和涂料。经过十几年的实践，显露出许多不尽人意之处，诸如空鼓、不实感、裂缝、隔声、防火、热桥、吊挂、连接等问题，引起了业界和使用者强烈反响，严重制约了冷弯薄壁住宅和钢结构住宅的应用和推广。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供钢结构石膏基“机喷-双免-相变”围护保温复合墙系统制备方法，采用保温砂浆与相变储能材料内外组合使用，充分发挥保温与隔热各自优势，彰显叠加效应，降低保温砂浆厚度，打造被动式、低能耗住宅，享受舒适的居住环境。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

钢结构石膏基“机喷-双免-相变”围护保温复合墙系统制备方法,其中，保温复合墙系统包括内保温系统和外保温系统，内保温系统和外保温系统共用基材层，内、外保温系统均包括基材层、界面层、保温层、保护层，内保温系统还包括饰面层，保温复合墙系统具体制备方法如下：

(1)、贴基材板

选择符合要求的中密度水泥纤维板或镀锌钢板网作为基材板，将基材板固定于冷弯薄壁或钢结构外侧，便于提高机喷砂浆附着力，并赋予阻断热桥功能，中密度水泥纤维板抗压强度为3～5MPa，排板材竖缝应逐行错缝板长的1/2，不能有贯通缝，并用柔性腻子墙缝压入宽20mm耐碱网格布。镀锌钢板网的网孔为3～6mm或4×8mm，有横筋，接缝处互压20mm；

(2)、喷涂界面剂

在经过步骤(1)处理后的基板材内侧喷涂界面剂形成界面层，界面剂的厚度为0.5mm，界面剂包括以下重量份原料：苯丙乳液80～90份、水15～18份、纤维素醚1～2份、砂1～2份；

(3)、机喷防火涂料

在界面层上喷涂30mm厚的防火涂料，防火涂料包括以下重量份原料：建筑石膏40～50份、二级粉煤灰15～25份、微硅粉5～6份、膨胀蛭石5～10份、玻化微珠15～25份、玻璃纤维6～10份、硼酸锌2～3份、纤维素醚1～2份、胶粉3～4份，防火涂料的技术性能为：用水量1:0.9，初凝120mi n、干密度495kg/m³，抗折0.70MPa，抗压1.57MPa，耐火极限≥2h；

(4)、机喷双免石膏改性保温砂浆

在防火涂料上机喷双免(即免煅烧、免烘干)石膏改性保温砂浆80mm，且分层喷涂，免煅烧石膏改性保温砂浆包括以下重量份原料：二水脱硫石膏50～60份、碱性材料8～20份、二级粉煤灰30～35份、EPS颗粒0.3～0.8份、纤维素醚0.05份～0.2份、激发剂0.8～1份、减水剂0.5～1份，以上原料混合后经过球磨进行物理改性，以上原料的混合物用水量为1:0.83，密度为473kg/m³,抗压强度为1.8MPa，剪切粘结强度为0.69MPa，软化系数为0.72；

上述二水脱硫石膏经过以下免烘干方法进行处理：

将含附着水≤15％的脱硫石膏进行晾干或陈放或晒，使其达到含附着水≤7％时，掺CaO，CaO的重量为脱硫石膏的5～10％，进行搅拌，24h后即成干粉得到二水脱硫石膏；

(5)、抹石膏基抗裂耐水砂浆并使用网格布形成保护层

在经过步骤(4)处理的墙内侧抹厚度为2.5～3mm的石膏基抗裂耐水砂浆，然后使用网格布，再将表面磨平，石膏基抗裂耐水砂浆包括以下重量份原料：二水脱硫石膏40～50份、水泥5～6份、粉煤灰20～30份、硫铝酸水泥2～8份、砂10～30份、激发剂0.5～2份、纤维素醚2～3.5份；以上原料的技术性能为：用水量1：0.3,初凝4h，干密度1400kg/m³，抗折7.5MPa，抗压21.2MPa，压折比2.8，软化系数0.69；

(6)在保护层内侧抹石膏腻子形成饰面层

在保护层内侧抹2～5mm厚的石膏腻子或抹石膏硅藻泥形成饰面层，石膏腻子包括以下重量份原料：石膏40～50份、灰钙3～6份、白水泥2～5份、碳酸钙40～45份、纤维素醚1～2份、胶粉3～4份，石膏腻子技术性能为：用水1：0.46，PH值7～8，抗折3.2MPa，抗压4.4MPa，压折比1.4，软化系数0.72；

(7)、在基板材外侧喷涂界面剂形成界面层

在基板材外侧形成界面层具体方法同步骤(2)；

(8)、机喷水泥基保温砂浆

在步骤(7)形成的界面层外侧机喷25mm～30mm厚的水泥基保温砂浆，水泥基保温砂浆包括以下重量份原料：水泥40～50份、粉煤灰20～35份、灰钙3～5份、EPS颗粒1～1.5份、纤维素醚1～2份、胶粉3～4份，水泥基保温砂浆性能为：用水量1:0.74,、干密度412kg/m³，抗折0.67MPa，抗压0.89MPa，软化系数0.65；

(9)、抹相变抗裂砂浆并加入网格布

在步骤(8)的保温层外侧抹厚度为3～5mm的相变抗裂砂浆，相变抗裂砂浆由抗裂砂浆相变得到，抗裂砂浆包括以下重量份原料：水泥30～40份、砂50～60份、半水石膏2～5份、CaO 2～3份、减水剂0.2～1份、纤维素醚1～2份、胶粉3～4份，抗裂砂浆的技术性能为：用水量0.23、抗折1.85MPa,抗压4.7MPa，压折比2.5，软化系数1.05；

定形相变材料的制备方法如下：选熔点为30℃的十八烷蜡作为相变材料,同时选粉状120目的膨胀珍珠岩为定形包裹材料，加入到反应釜中，在料温70℃下搅拌混合并抽真空，负压下使融溶的蜡液浸渗并吸附到膨胀珍珠岩的孔隙中，放料、降温、过筛，即形成定形材料，再以5～12份掺入到上述的抗裂砂浆中即得到相变抗裂砂浆。

优选的，步骤(6)使用石膏硅藻泥替换石膏腻子，石膏硅藻泥包括以下重量份原料：石膏20～35份、硅藻泥25～45份、碳酸钙20～45份、纤维素醚1～2份、胶粉3～4份，石膏硅藻泥技术性能为：甲醛净化性能85％、甲醛净化效果持久性70％、防霉菌性能O级、防霉菌耐久性能1级。

优选的，步骤(1)中的中密度水泥纤维板厚度为9mm，镀锌钢板网厚度为0.6mm。

优选的，机喷使用的喷涂机喷口压力为0.3～0.5MPa，喷嘴直径为25mm，喷管管道直径为25mm，水平输送距离为40m，垂直输送距离为50m。

进一步的，碱性材料为水泥和硫铝酸水泥，双免石膏改性保温砂浆包括 以下重量份原料：二水脱硫石膏50～60份、水泥5～15份、硫铝酸水泥3～5份、二级粉煤灰30～35份、EPS颗粒0.3～0.8份、纤维素醚0.05份～0.2份、激发剂0.8～1份、减水剂0.5～1份，具体制备方法为：用二级粉煤灰与碱性材料和硫酸盐类进行激发，水化生成钙矾石和水化硅酸钙凝胶，二水脱硫石膏起部分激发剂的作用，并与钙矾石结合形成骨架，水化硅酸钙凝胶渗透于骨架毛细孔中，并将二水脱硫石膏和钙矾石包裹，形成水硬性材料。

本发明的有益效果：

本发明颠覆传统二水石膏，经过烘干、煅烧二道脱水工艺，即烘干工艺脱去附着水，后煅烧180℃脱去3/2结晶水，蜕变为1/2结晶水的半水石膏，才有胶凝性，将原状二水石膏不经燃料和设备煅烧，而是采取物理和化学改性、激发的形式，促其产生质的变化和飞跃，由气硬性石膏材料，变为水硬性水泥和气硬性石膏兼有特质的材料。并偏重于水硬性水泥的特性材料。生成Aft钙矾石和C-S-H水化硅酸钙凝胶，克服了强度低，不耐水的弱势，解决了石膏不耐水、强度低的缺点。

本发明克服“墙板”系统的隔音不佳、私密性差的弊病，提供了舒适的静音环境。本发明解决了“墙板”系统板与结构、板与窗户的连接难题，实施柔性无缝链接，形成刚柔相济，骨与肉连接形式，提高了整体性、抗震性、安全性；同时，解决了热桥、吊挂、渗透的问题。本发明采用相变储能技术，充分利用太阳能，吸收储存与释放能量；与此同时，加上石膏基保温浆料，大大减少了主动式采暖和空调的开放时间，节约能耗，减少排放，提高舒适度，符合被动式住宅的要求。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明工艺图。

图2是本发明保温复合墙示意图。

具体实施方式

以下将对本发明的实施例进行详细描述。

如图2所示，本发明公开一种钢结构石膏基“机喷-双免-相变”围护保温复合墙系统制备方法,其中，保温复合墙系统包括内保温系统和外保温系统，内保温系统和外保温系统共用基材层4，从内到外依次为：内饰面层9、内保护层8、内保温层7、内防火层6、内界面层5、基材层4、外界面层3、外保温层2、外保护层1，如图1，保温复合墙系统具体制备方法如下：

(1)、贴基材板

选择符合要求的9mm厚中密度水泥纤维板或0.6mm厚的镀锌钢板网作为基材板，将基材板固定于冷弯薄壁或钢结构外侧，便于机喷矿浆附着，并赋予阻断热桥功能，中密度水泥纤维板抗压强度为3～5MPa，排板错缝板长的1/2，不能有贯通缝，并用柔性腻子墙缝压入宽20mm耐碱网格布。镀锌钢板网的网孔为3～6mm或4×8mm，有横筋，接缝处互压20mm；

(2)、喷涂界面剂

在经过步骤(1)处理后的基板材内侧喷涂界面剂形成界面层，界面剂的厚度为0.5mm，界面剂包括以下重量份原料：苯丙乳液80～90份、水15～18份、纤维素醚1～2份、砂1～2份；

(3)、机喷防火涂料

在界面层上喷涂30mm厚的防火涂料，防火涂料包括以下重量份原料：建筑石膏40～50份、二级粉煤灰15～25份、微硅粉5～6份、膨胀蛭石5～10份、玻化微珠15～25份、玻璃纤维6～10份、硼酸锌2～3份、纤维素醚1～2份、胶粉3～4份，防火涂料的技术性能为：用水量1:0.9，初凝120mi n、干密度495kg/m³，抗折0.70MPa，抗压1.57MPa，耐火极限≥2h；

(4)、机喷双免石膏改性保温砂浆

在防火涂料上机喷双免(免煅烧、免烘干)石膏改性保温砂浆80mm，且分层喷涂，免煅烧石膏改性保温砂浆包括以下重量份原料：二水脱硫石膏50～ 60份、碱性材料8～20份、二级粉煤灰30～35份、EPS颗粒0.3～0.8份、纤维素醚0.05份～0.2份、激发剂0.8～1份、减水剂0.5～1份，以上原料混合后经过球磨进行物理改性，以上原料的混合物用水量为1:0.83，密度为473kg/m³,抗压强度为1.8MPa，剪切粘结强度为0.69MPa，软化系数为0.72；

上述二水脱硫石膏经过以下免烘干方法进行处理：

将含附着水≤15％的脱硫石膏进行晾干或陈放或晒，使其达到含附着水≤7％时，掺CaO，CaO的重量为脱硫石膏的5～10％，进行搅拌，24h后即成干粉得到二水脱硫石膏；

(5)、抹石膏基抗裂耐水砂浆并使用网格布形成保护层

在经过步骤(4)处理的墙内侧抹厚度为2.5～3mm的石膏基抗裂耐水砂浆，然后使用网格布，再将表面磨平，石膏基抗裂耐水砂浆包括以下重量份原料：二水脱硫石膏40～50份、水泥5～6份、粉煤灰20～30份、硫铝酸水泥2～8份、砂10～30份、激发剂0.5～2份、纤维素醚2～3.5份；以上原料的技术性能为：用水量1：0.3,初凝4h，干密度1400kg/m³，抗折7.5MPa，抗压21.2MPa，压折比2.8，软化系数0.69；

(6)在保护层内侧抹石膏腻子形成饰面层

在保护层内侧抹2～5mm厚的石膏腻子或抹石膏硅藻泥形成饰面层，石膏腻子包括以下重量份原料：石膏40～50份、灰钙3～6份、白水泥2～5份、碳酸钙40～45份、纤维素醚1～2份、胶粉3～4份，石膏腻子技术性能为：用水1：0.46，PH值7～8，抗折3.2MPa，抗压4.4MPa，压折比1.4，软化系数0.72；

(7)、在基板材外侧喷涂界面剂形成界面层

在基板材外侧形成界面层具体方法同步骤(2)；

(8)、机喷水泥基保温砂浆

在步骤(7)形成的界面层外侧机喷25mm～30mm厚的水泥基保温砂浆，水泥基保温砂浆包括以下重量份原料：水泥40～50份、粉煤灰20～35份、灰 钙3～5份、EPS颗粒1～1.5份、纤维素醚1～2份、胶粉3～4份，水泥基保温砂浆性能为：用水量1:0.74,、干密度412kg/m³，抗折0.67MPa，抗压0.89MPa，软化系数0.65；

(9)、抹相变抗裂砂浆并加入网格布

在步骤(8)的保温层外侧抹厚度为3～5mm的相变抗裂砂浆，相变抗裂砂浆由抗裂砂浆相变得到，抗裂砂浆包括以下重量份原料：水泥30～40份、砂50～60份、半水石膏2～5份、CaO 2～3份、减水剂0.2～1份、纤维素醚1～2份、胶粉3～4份，抗裂砂浆的技术性能为：用水量0.23、抗折1.85MPa,抗压4.7MPa，压折比2.5，软化系数1.05；

定形相变材料的制备方法如下：选熔点为30℃的十八烷蜡作为相变材料,同时选粉状120目的膨胀珍珠岩为定形包裹材料，加入到反应釜中，在料温70℃下搅拌混合并抽真空，负压下使融溶的蜡液浸渗并吸附到膨胀珍珠岩的孔隙中，放料、降温、过筛，即形成定形材料，再以5～12份掺入到上述的抗裂砂浆中即得到相变抗裂砂浆。

在本实施例中，步骤(6)可使用石膏硅藻泥替换石膏腻子，石膏硅藻泥包括以下重量份原料：石膏20～35份、硅藻泥25～45份、碳酸钙20～45份、纤维素醚1～2份、胶粉3～4份，石膏硅藻泥技术性能为：甲醛净化性能85％、甲醛净化效果持久性70％、防霉菌性能O级、防霉菌耐久性能1级。

步骤(6)具有以下优点：一、吸收甲醛、苯和有害有机物；二、释放负氧离子；三、调节室内干湿度。

机喷使用的喷涂机喷口压力为0.3～0.5MPa，喷嘴直径为25mm，喷管管道直径为25mm，水平输送距离为40m，垂直输送距离为50m。机喷相对于传统的手工抹灰，提高生产效率3-5倍，节约了成本，提高了竞争力，保证了质量。在提高了附着力的同时，更适用于冷弯薄壁钢结构住宅本身C型钢结构异性部位的喷涂和粘结。

碱性材料为水泥和硫铝酸水泥，双免石膏改性保温砂浆包括以下重量份 原料：二水脱硫石膏50～60份、水泥5～15份、硫铝酸水泥3～5份、二级粉煤灰30～35份、EPS颗粒0.3～0.8份、纤维素醚0.05份～0.2份、激发剂0.8～1份、减水剂0.5～1份，具体制备方法为：用二级粉煤灰与碱性材料和硫酸盐类进行激发，水化生成钙矾石和水化硅酸钙凝胶，二水脱硫石膏起部分激发剂的作用，并与钙矾石结合形成骨架，水化硅酸钙凝胶渗透于骨架毛细孔中，并将二水脱硫石膏和钙矾石包裹，形成水硬性材料。

本发明解决了现市场“墙板”系统的空鼓感，变成实心墙，整体性好，安全性好的宜居房，感觉舒适。本发明解决了“墙板”系统板与结构、板与窗户的连接难题，实施柔性无缝链接，形成刚柔相济，骨与肉连接形式，提高了整体性、抗震性、安全性；同时，解决了热桥、吊挂、渗透的问题。本发明采用相变储能技术，充分利用太阳能，吸收储存与释放能量；与此同时，加上石膏基保温浆料，大大减少了主动式采暖和空调的开放时间，节约能耗，减少排放，提高舒适度，符合被动式住宅的要求。

以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。