现浇聚苯镁水泥复合发泡材料及施工方法所属技术领域
本发明属于建筑技术领域，特别涉及一种聚苯镁水泥复合发泡保温材料及
在建筑施工现场进行生产浇筑成型的方法。
背景技术
目前，聚苯乙烯发泡材料(简称苯板)以其优良的保温性能，大量地应用于建筑
的墙体和屋面的保温处理工程。同时也由于强度低、防火性差、与无机材料亲
和性差等自身缺陷，给建筑保温工程带来许多不良的后果。
聚苯乙烯发泡材料一方面发泡率非常高，容重非常轻，保温性能非常好，憎水
耐水；另一方面强度极差，耐火性极差，与无机材料亲和性极差。而工程中常用的无
机保温材料如∶水泥珍珠岩、加气混凝土、陶粒混凝土、轻质镁水泥等材料强度
较好。但隔热隔凉效果与有机发泡材料(苯板)比低几倍～几十倍。且吸水率
高耐水性差。可见，保温材料的保温性能与强度之间表现为反比关系(保温性能越
好强度越差；反之强度越好保温性能越差)。如何较好地解决这一矛盾。世界各国
许多建筑材料专家都在为此进行不懈的努力。
发明内容
为克服建筑上使用聚苯乙烯发泡材料存在的问题，本发明利用有机聚苯发
泡保温效果好、发泡率高、亲和性(与建筑结构体)好、耐火防火等特点，提供一
种复合材料发泡体。并通过生产施工一体化设备高效率、低成本的完成建筑物
的节能保温墙体和屋面的施工。
本发明采用了如下技术方案。通过“便携式电热蒸汽聚苯发泡机”完成可
发性聚苯乙烯原料(粒径φ≤1mm)的发泡作业，发泡率为50～60倍(体积比)平均
粒径φ≈4mm，同时通过“便携式镁水泥发泡机”将镁水泥、粉煤灰、耐水剂，、
发泡剂、亲和剂按配合比顺序投料制成镁水泥无机发泡体。然后混合搅拌有机
发泡体和无机发泡体，最后出料浇筑现场成型。其配方如下：
聚苯泡粒：(粒径2～8mm)堆体积1000cm3。
水：60～130ml、耐水剂：0.5～8g、发泡剂：0.5～10ml
亲和剂：1～15ml、氯化镁：80～120g
氧化镁：150～250g、粉煤灰：100～200g。
1、粉煤灰：根据镁水泥的特点，粉煤灰应选用酸性粉煤灰，即含有
35％～50％SiO2、15％～30％AL2O3、15％以下的CaO，粉煤灰的烧失量小于2.5％。
如果粉煤灰质量太差可通过增加耐水剂来调整，或采用高岭土、轻质火山灰、磨
细水萃矿渣等替代或混合使用。
2、发泡剂：镁水泥发泡剂的种类很多，一般可分为二种工艺：其一是高速搅拌
发泡剂(配成溶液)，先制好有一定汽泡支持度的细密泡沫体，然后与配制好的镁水
泥浆混合搅拌；其二是将发泡剂与镁水泥一起配制，通过低速拌合使镁水泥发泡。
本发明采用第二种发泡工艺。本发明发泡剂可选用双氧水、松香脂液、十二烷
基苯磺酸纳胶液、丙烯酸、环己基甲酸、苯甲酸、镁金属的正乳酸(盐)。
3、耐水剂：是由磷酸和磷酸盐组成，其配比为1∶0.5(重量比)，磷酸盐可以是磷
酸纳、磷酸铝、磷酸镁、磷酸钾、磷酸铁。耐水剂的作用是稳定镁水泥的“5相”
结构，使之生长发育稳定，同时在水化物中形成不溶于水的磷酸镁(Mg2P2O7)，从本
质上改善镁水泥材料的耐水性。
4、亲和剂：是提高镁水泥对苯粒的握固力。苯粒是有机材料，而镁水泥是无
机材料，这两种材料的亲和性较差。故本发明提供一种亲和剂即同时具有亲水羟
基(-OH)和亲油基(-R)的表面活性剂物质。亲水基与无机材料结合，使镁水
泥表面产生憎水亲油的效果。然后握固有机苯粒，如此大大的改善材料的复合功
能。也改善了镁水泥的耐水性。亲和剂可选用：甲基硅乳液、丁苯乳液、水溶性
丙烯酸树脂、甲基硅酸钠、聚乙烯醇溶液。
本发明所选用的无机凝胶材料，镁水泥的各种综合性能除耐水性能较差外各
项指标都较好。所以本发明的技术方案设计始终围绕兼顾改善镁水泥耐水性这
一基本点来完成总体目标的实现。首先苯泡粒占复合发泡材料的80％(体积比)，
苯粒是有机材料，有机材料不但不吸水不含水而且憎水，这样苯泡粒与镁水泥复
合后的结果使镁水泥变成”迷宫”结构，大大增加了水对镁水泥侵蚀的难度。其次
粉煤灰、耐水剂、发泡剂、亲和剂都具有改善镁水泥耐水性的特点。这种层层
设防综合治理的结果使得复合发泡材料的耐水性能无庸置凝。更何况复合发泡
材料在使用中是填充物并不直接与水接触。
本发明具有如下特点：
第一、通过有机与无机材料复合发泡，在获得非常好的保温性能(导热系数≤
0.025W/m2k)的同时，也获得较高的强度(＞2.3Mpa)，成功的解决了建筑保温材料
的保温性能与强度之间的矛盾。
第二、现场发泡现浇成型，即解决了保温材料运输、搬运过程中破损问题，又
解决了施工作业面(保温层)的完整性、密实性、多样性、亲和性等一系列“老大
难”问题，提高了施工质量，降低了工程成本。
第三、可灵活的调整复合材料的发泡率和强度，使之满足各类地区不同的建
筑设计要求，达到经济技术指标最优化，获得良好的性能价格比。调整手段可通过
聚苯发泡率、镁水泥发泡率、复合配比这三种途径之一来完成。复合发泡材料
的容重可调范围为0.3～1.7(g/cm3)。此外由于镁水泥是防火材料，可通过有机无机
配合比达到各种级别防火要求。
第四、生产和施工过程由“一体化”便携设备完成。这不仅节时省力，比传统
工效提高10～15倍，而且降低运输材料体积50～60倍，大大缩减了工程成本造价，
提高了综合效益。
第五、节能节土，环保利废。通过大量的使用粉煤灰、苯板包装物等有机无
机废弃物，变废为宝来替代粘土砖等建筑材料，符合国家提倡的新型建材标准，市
场潜力极大。
具体实施方式
实施例1：
将可发性聚苯乙烯(φ＝1mm)采用蒸汽发泡法，制成平均粒径4mm的苯泡粒
(达到60倍)。
配方：①水：42ml ②磷酸：1.8g ③磷酸钠：0.8g
④丙烯酸：4ml ⑤聚乙稀酸溶液：8ml
⑥氯化镁：40g ⑦粉煤灰：50g
⑧氧化镁：80g ⑨苯泡粒：290cm3
按编号顺序向搅拌状态下的容器中依次投料，投料结束后，继续搅拌2分钟，
然后浇注7cm×7cm×7cm模具成型，当24小时后起模得(体积7×7×7＝343cm3
容重＝0.572g/cm3)1号正方型试块。
实施例2：
将可发性聚苯乙烯(φ＝0.8mm)采用蒸汽发泡法制成平均粒径φ3.3mm的苯
泡粒(发泡体积60倍)。
配方：①水：100ml ②磷酸：2.6g ③磷酸钠：1.3
④松香脂液：3ml ⑤甲基硅酸钠：2ml
⑥卤粒镁：80g ⑦粉煤灰：120g
⑧氧化镁(轻烧镁)：160g ⑨苯泡粒：830cm3
按编号顺序向搅拌状态下的容器中依次投料，投料结束后，继续搅拌2分钟，
然后浇注直径φ200mm，高h＝30mm的圆模具成型。24小时后脱模得体积
V＝942(cm)3，密度ρ＝0.4832g/cm3二号圆型试块。
参数检测(10天)：
参数
实例1
实例2
容重(kg/m3)
0.572
0.483
抗压强度(Mpa)
2.5
1.8
导热系数(W/m2k)
0.025
0.017
干缩值(mm/m)
≤0.05
≤0.05
吸水率(重量比)
9.4％
8.3％
冻融(15次)
重量损失
＜3.8％
＜3.8％
冻融(15次)
强度损失
＜8％
＜8％
气孔率
83％
86％
防火
不燃
不燃
本发明的施工方法：包含聚苯泡粒制取、原料选配、机械拌合和现场浇筑
等工艺步骤。
1.在施工现场指定地点用专用设备发泡，主要控制指标如下：
发泡温度100度，原料粒径0.8-1.0mm，发泡后粒径3.34～4.0mm。
2.按试配的配合比，用专用便携可移动搅拌机拌合。
根据要求通过试配获得现场的配合比，要求：容重，400kg/m3-600kg/m3；
导热系数，λ≤0.25W/m2K以下；强度≥1.5Mpa以上；
拌合时间，2分钟以上；绸度要求，塌落度40～60mm。
3.达到拌合时间后，即用便携可移动搅拌机现场浇筑。
①现场浇筑前，基底要清刷干净。制作坡度板，可为木板、塑料板、薄钢板
等。坡度板的坡度为设计坡度，坡度板数量可根据工程需要可多可少。
②备置刮平板，材料可用塑料板厚度5mm～8mm。并带有板肋，长度大于浇筑
宽度即长度在0.7～1.1m范围。
③每次浇筑宽度0.6～1.0m，浇筑宽度一侧，设置坡度板。其作用是浇筑物的挡
板及按设计要求达到的屋面坡度。
④.随浇筑随移动刮平板，刮平板在坡度板上移动。
⑤每隔6m～10m左右设置隔离条，即在坡度板浇筑物一
侧贴放防水卷材或其它材料。浇筑后撤出坡度板，而隔离条为永久置放物在
保温层中，起分格作用。
⑥作业次序可从屋面一端开始向另一端单方向作业；也可从房屋两端同时
向屋面中间相向作业。
⑦现场浇筑后24小时可进行下道工序作业。
当该产品作为找坡及保温同时使用时，基底不需作找平层。而上层表面也不
需作找平层，现浇物刮平，即可作为防水层的基层。