1.本发明属于建筑工程材料技术领域，更具体地说，它涉及一种功能一体化防火保温墙板及其制备方法。
背景技术：2.面对着全球环境恶化、资源枯竭、气候变暖、生态破坏等一系列严峻的问题，建筑节能已成为了21世纪全球建筑事业发展的一个重点和热点。建筑结构中的外墙体，作为改进建筑外围护结构将成为解决建筑保温节能技术问题的突破口。自20实际90年代初以来，我国就开始实施墙体保温节能技术。从保温节能的性质来看，我们往往重点发展保温节能材料、防水、防火等等。
3.随着社会的不断进步，建筑行业得到了快速的发展。在建筑行业中，常常会使用到各种不同的建筑材料，其中防火保温板是重要的组成部分，在《建筑设计防火规范》gb50016-2014中规定建筑的内、外保温系统，宜采用燃烧性能为a级的保温材料。
4.我国现有的建筑防火保温板主要存在以下问题：
5.(1)玻璃棉、岩棉等，这类防火保温板存在重量大、施工复杂、环境污染严重、对施工人员身体健康由损害等弊端；
6.(2)聚苯乙烯泡沫、聚氯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫等防火保温板，普遍存在防火性能差，烟密度大等缺点；
7.(3)酚醛泡沫防火保温板，存在着抗拉强度低、易掉渣、脱粉、表面粘结强度差、易变形、脆性大、施工过程中易断裂，施工难度大、尺寸稳定性差等弊端。
8.现代人们生活水平普遍提高，对办公和居家环境要求增加，对具有一个私密且舒适的独立空间的需求日益增强。墙体能够起到围护和分隔空间作用，而现有的墙体结构比较单一，对温度保持不够彻底，不能保持室内的温度不流失；现有墙体位置固定，在墙体发生小面积损坏时需要全部拆除重新砌筑，对人员与时间的需求量增多。
9.基于以上背景，目前关于利用功能一体化防火保温墙板进行空间围护及分割的专利及文献较少。中国专利授权公告号cn216587090u授权公告日为2022年5月24日，名称为“一种防火型岩棉保温板”通过墙体前端安装机构固定连接有板材组件解决了相关技术中岩棉保温板使用效果单一、没有合理阻燃、防水效果以及传统的安装方式容易造成岩棉保温板产生松动的问题、中国专利授权公告号cn114349423a，授权公告日为2022年4月15日，名称为“一种防火保温板及其制备方法”利用水泥基胶凝材料和聚苯颗粒发泡物使保温板具有较好防火性的同时具有较好的保温效果、中国专利授权公告号cn216142201u，授权公告日为2022年3月29日，名称为“一种防火保温板”利用模塑聚苯板、高强聚合物砂浆层和高强耐碱网格布组成的保温板实现与建筑结构一体化，避免防火保温板与建筑墙体之间产生空的乃至脱落现象，增加使用寿命以及中国专利授权公告号cn214833760u，授权公告日为2021年11月23日，名称为“一种室内装饰设计一体化的墙体结构”将保温板正面和背面安装泡沫板，通过泡沫板起到保温降噪功能，提高墙体的实用性。以上专利提出了几种不同防火
保温板的制备方法。上述方法没有做到将高性能防火保温板和功能一体化结构结合起来，只能实现单一的防火保温性能或一体化墙板功能。
10.防火保温墙板的制备原材料多种多样，各有各的优缺点，但是一体化防火保温墙板的制备方法更值得深究及优化。制备方法的重点在于能否制备出原材料易获取、防火保温性能良好、安装简便易拆卸的防火保温板。
技术实现要素：11.为了克服目前防火保温板建筑节能性能不佳、环境污染严重、抗拉强度较低、表面粘结强度差、易变形、脆性大、施工难度大、施工过程中易断裂、尺寸稳定性差等问题，本发明提供一种一体化防火保温墙板的制备方法，制备简单，材料性能优异，能制备出高性能防火保温墙板，解决建筑节能性能不佳、抗拉强度低、粘结强度差、施工过程复杂难度大等问题。
12.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
13.一种功能一体化防火保温墙板，具有上中下三个功能梯度层，上下两层为纤维水泥基材料增韧层，中层为防火保温板，所述的纤维水泥基材料增韧层为纤维砂浆层，所述的功能一体化防火保温墙板整体竖直方向为z形断面，相邻上下层间连接方式采用砂浆粘结和螺栓连接固定。
14.进一步，所述的纤维砂浆层的材料包括胶凝材料、细骨料、水、减水剂和纤维，其中胶凝材料、细骨料、水和减水剂按重量计为：胶凝材料100份，细骨料10～65份，水20～50份，减水剂0.8～1.5份，纤维掺量按照所配制水泥基材料增韧层总体积的1％～2.5％计，胶凝材料包括水泥15～50份、粉煤灰40～85份、硅灰0～5份、粒化高炉矿渣粉0～10份，胶凝材料总量控制为100份。
15.优选的，所述的纤维为聚乙烯纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维中的任何一种或两种及以上的混合物。
16.所述的水泥为硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥任何一种或两种及以上的混合物。
17.所述的纤维砂浆增韧层用细骨料为最大粒径0.5mm的天然砂、石英砂或机制砂，级配良好。
18.所述的减水剂为聚羧酸高性能减水剂。
19.再进一步，上中下三个功能梯度层形成错位，错位尺寸10～30mm。
20.优选的，所述的错位根据墙面铺设要求，设置上中下一体化功能单向错位、双向错位、上下层单向缩进、上下层双向缩进或上下层悬臂。
21.更进一步，所述的砂浆粘结层间连接方式为：将防火保温板表面进行凿毛处理，使得特制防火保温板表面具有粗糙度，利用上下两层纤维水泥基材料增韧层的粘结性能，将上中下三层粘结在一起，具有初步粘结强度。
22.所述的螺栓连接层间连接方式为：基于纤维水泥基材料增韧层较普通水泥基材料具有更优异的力学性能和工作性能，利用螺栓将上中下三层连接为一体，具有较强的连接强度。
23.一种功能一体化防火保温墙板的制备方法，包括以下步骤：
24.1)制备防火墙板异性模具，模具表面预留孔洞便于后期安装螺栓，模具内部涂刷隔离剂；
25.2)制备防火保温板；
26.3)在模具下层压入纤维砂浆，振捣成型，成型的纤维砂浆层的材料包括胶凝材料、细骨料、水、减水剂和纤维，其中胶凝材料、细骨料、水和减水剂按重量计为：胶凝材料100份，细骨料10～65份，水20～50份，减水剂0.8～1.5份，纤维掺量按照所配制水泥基材料增韧层总体积的1％～2.5％计，胶凝材料包括水泥15～50份、粉煤灰40～85份、硅灰0～5份、粒化高炉矿渣粉0～10份，胶凝材料总量控制为100份；
27.4)在纤维砂浆初凝之前，轻轻在砂浆表面放上表面已进行凿毛处理、具有设定粗糙度的防火保温板，静置等待，待下层纤维砂浆层和防火保温板粘结成型，具有设定粘结强度；
28.5)待下层纤维砂浆层和特制防火保温板粘结成型后，在模具中压入上层纤维砂浆，振捣成型；
29.6)待上层纤维砂浆层终凝后，拆模养护至达到预定时间。
30.本发明中，应用于铺设建筑围护结构的一体化防火保温墙板，充分发挥防火保温板的建筑节能性能以及一体化功能的优良特性，在特制防火保温板的上下两层采用抗断裂性、抗冲击性、抗开裂性、耐磨性和抗冻融破坏耐久性优异的纤维砂浆，中层采用防火保温板，采用现有材料制备而成；墙板原材料中都可以掺入粉煤灰、粒化高炉矿渣等废弃物，可以采用机制砂或再生骨料，保证材料性能的前提下，最大利用废弃物，绿色环保；一体化防火保温墙板的上下功能错位使得墙板的竖直方向断面为z形截面，墙板之间可以利用纤维砂浆粘结性能和螺栓进行连接，操作简便，施工容易，并且连接强度高，不易脱落；在砂、石等天然材料日益短缺的情况下，采用再生骨料代替天然材料，保证可持续发展的前提下，有效抵消少量纤维增加带来的成本提高。由于采用该功能一体化防火保温墙板铺设墙面符合建筑节能技术要求，达到优异的防火保温效果，安装简便，施工容易，一体化功能强大，大大降低维修费用并延长使用寿命，具有可预见的工业生产和工程应用前景，将会产生非常可观的经济效益。
31.本发明的有益效果主要表现在：1、制备简单，材料性能优异，能制备出高性能防火保温墙板；2、解决建筑节能性能不佳、抗拉强度低、粘结强度差、施工过程复杂难度大等问题。
附图说明
32.图1为单向错位功能一体化防火保温墙板示意图，其中，(a)是截面图，(b)是俯视图。
33.图2为双向错位功能一体化防火保温墙板示意图，其中，(a)是截面图，(b)是俯视图。
34.图3为上下层单向缩进功能一体化防火保温墙板示意图，其中，(a)是截面图，(b)是俯视图。
35.图4为上下层双向缩进功能一体化防火保温墙板示意图，其中，(a)是截面图，(b)是俯视图。
36.图5为上下层单向悬臂功能一体化防火保温墙板示意图，其中，(a)是截面图，(b)是俯视图。
37.图6为功能一体化防火保温墙板拼接铺设示意图。
38.附图标记：1、纤维水泥基材料增韧层；2、防火保温板；3、螺栓。
具体实施方式
39.下面结合附图对本发明作进一步描述。
40.参照图1～图6，一种功能一体化防火保温墙板，具有上中下三个功能梯度层，上下两层为纤维水泥基材料增韧层1，中层为防火保温板2，所述的纤维水泥基材料增韧层1为纤维砂浆层，所述的功能一体化防火保温墙板整体竖直方向为z形断面，相邻上下层间连接方式采用砂浆粘结和螺栓3连接固定。
41.进一步，所述的纤维砂浆层的材料包括胶凝材料、细骨料、水、减水剂和纤维，其中胶凝材料、细骨料、水和减水剂按重量计为：胶凝材料100份，细骨料10～65份，水20～50份，减水剂0.8～1.5份，纤维掺量按照所配制水泥基材料增韧层总体积的1％～2.5％计，胶凝材料包括水泥15～50份、粉煤灰40～85份、硅灰0～5份、粒化高炉矿渣粉0～10份，胶凝材料总量控制为100份。
42.优选的，所述的纤维为聚乙烯纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维中的任何一种或两种及以上的混合物。
43.所述的水泥为硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥任何一种或两种及以上的混合物。
44.所述的纤维砂浆增韧层用细骨料为最大粒径0.5mm的天然砂、石英砂或机制砂，级配良好。
45.所述的减水剂为聚羧酸高性能减水剂。
46.再进一步，上中下三个功能梯度层形成错位，错位尺寸10～30mm。
47.优选的，所述的错位根据墙面铺设要求，设置上中下一体化功能单向错位、双向错位、上下层单向缩进、上下层双向缩进或上下层悬臂。
48.更进一步，所述的砂浆粘结层间连接方式为：将防火保温板表面进行凿毛处理，使得特制防火保温板表面具有粗糙度，利用上下两层纤维水泥基材料增韧层的粘结性能，将上中下三层粘结在一起，具有初步粘结强度。
49.所述的螺栓连接层间连接方式为：基于纤维水泥基材料增韧层较普通水泥基材料具有更优异的力学性能和工作性能，利用螺栓将上中下三层连接为一体，具有较强的连接强度。
50.一种功能一体化防火保温墙板的制备方法，包括以下步骤：
51.1)制备防火墙板异性模具，模具表面预留孔洞便于后期安装螺栓，模具内部涂刷隔离剂；
52.2)制备防火保温板；
53.3)在模具下层压入纤维砂浆，振捣成型，成型的纤维砂浆层的材料包括胶凝材料、细骨料、水、减水剂和纤维，其中胶凝材料、细骨料、水和减水剂按重量计为：胶凝材料100份，细骨料10～65份，水20～50份，减水剂0.8～1.5份，纤维掺量按照所配制水泥基材料增
韧层总体积的1％～2.5％计，胶凝材料包括水泥15～50份、粉煤灰40～85份、硅灰0～5份、粒化高炉矿渣粉0～10份，胶凝材料总量控制为100份；
54.4)在纤维砂浆初凝之前，轻轻在砂浆表面放上表面已进行凿毛处理、具有设定粗糙度的防火保温板，静置等待，待下层纤维砂浆层和防火保温板粘结成型，具有设定粘结强度；
55.5)待下层纤维砂浆层和特制防火保温板粘结成型后，在模具中压入上层纤维砂浆，振捣成型；
56.6)待上层纤维砂浆层终凝后，拆模养护至达到预定时间。
57.本实施例中，纤维水泥基材料增韧层包括胶凝材料、细骨料、水、减水剂和纤维，其中胶凝材料、细骨料、水和减水剂按重量计为：胶凝材料，掺量100份，细骨料采用石英砂，掺量为65份，最大粒径为0.5mm，水掺量50份，聚羧酸高性能减水剂用量为胶凝材料重量的1.5份，纤维采用聚乙烯醇纤维，掺量为所配制水泥基材料增韧层总体积的1.5％；所述胶凝材料选用p.o42.5普通硅酸盐水泥、粉煤灰、硅灰和粒化高炉矿渣，其中，水泥40份、粉煤灰50份、硅灰3份、粒化高炉矿渣7份；
58.采用的聚乙烯醇纤维长度为12mm，直接0.039mm，抗拉强度为1620mpa，弹性模量为42.8gpa，极限伸长率为6％。
59.制备防火保温板的过程为：将矿渣、粉煤灰二者按照不同配比复合，再加入不同比例的铝粉与纳米铝粉均匀混掺，通过在碱性条件下的氢氧化钾/钠的激发作用，在短时间内即可发生聚合反应，使不同活性的原料充分参与同步反应和利用，进而在低温条件下即可得到具有纳米孔结构的碱激发轻质多孔材料，达到有大小孔均匀分布的效果，保证强度且发泡充分；制得免烧结碱激发无机海绵保温防火板。
60.制作上下错位的功能一体化防火保温墙板模具，上下错位尺寸为20mm，模具上下表面预留孔洞，组装模板并涂刷脱模剂；按照配合比称量上下层原材料，先搅拌水泥浆体，待均匀后加入砂进行搅拌，最后加入聚乙烯醇纤维，并加入减水剂搅拌至均匀。将搅拌好的纤维砂浆注入模板底部，与错位先齐平并初步抹平；在纤维砂浆初凝之前，轻轻在砂浆表面放上表面已进行凿毛处理、具有一定粗糙度的特制防火保温板，静置等待，至下层纤维砂浆层和特制防火保温板粘结成型，具有一定粘结强度；待下层纤维砂浆层和特制防火保温板粘结成型后，在模具中压入上层纤维砂浆，振捣成型，使得上层纤维砂浆层和特制防火保温板粘结成型。将顶面抹平后进行养护一天，拆模后继续养护14天；利用螺栓将上中下三层连接牢固，即可用于墙面砌筑。
61.将不同类型的功能一体化防火保温墙板按所属墙面位置进行预铺，明确位置后，墙板与墙板之间利用纤维砂浆和螺栓连接。
62.本说明书的实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，仅作说明用途。本发明的保护范围不应当被视为仅限于本实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域的普通技术人员根据本发明构思所能想到的等同技术手段。
技术特征：1.一种功能一体化防火保温墙板，其特征在于，具有上中下三个功能梯度层，上下两层为纤维水泥基材料增韧层，中层为防火保温板，所述的纤维水泥基材料增韧层为纤维砂浆层，所述的功能一体化防火保温墙板整体竖直方向为z形断面，相邻上下层间连接方式采用砂浆粘结和螺栓连接固定。2.如权利要求1所述的一种功能一体化防火保温墙板，其特征在于，所述的纤维砂浆层的材料包括胶凝材料、细骨料、水、减水剂和纤维，其中胶凝材料、细骨料、水和减水剂按重量计为：胶凝材料100份，细骨料10～65份，水20～50份，减水剂0.8～1.5份，纤维掺量按照所配制水泥基材料增韧层总体积的1％～2.5％计，胶凝材料包括水泥15～50份、粉煤灰40～85份、硅灰0～5份、粒化高炉矿渣粉0～10份，胶凝材料总量控制为100份。3.如权利要求2所述的一种功能一体化防火保温墙板，其特征在于，所述的纤维为聚乙烯纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维中的任何一种或两种及以上的混合物。4.如权利要求2所述的一种功能一体化防火保温墙板，其特征在于，所述的水泥为硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥任何一种或两种及以上的混合物。5.如权利要求2所述的一种功能一体化防火保温墙板，其特征在于，所述的纤维砂浆增韧层用细骨料为最大粒径0.5mm的天然砂、石英砂或机制砂。6.如权利要求2所述的一种功能一体化防火保温墙板，其特征在于，所述的减水剂为聚羧酸高性能减水剂。7.如权利要求1～6之一所述的一种功能一体化防火保温墙板，其特征在于，上中下三个功能梯度层形成错位，错位尺寸10～30mm。8.如权利要求7所述的一种功能一体化防火保温墙板，其特征在于，所述的错位根据墙面铺设要求，设置上中下一体化功能单向错位、双向错位、上下层单向缩进、上下层双向缩进或上下层悬臂。9.如权利要求1～6之一所述的一种功能一体化防火保温墙板，其特征在于，所述的砂浆粘结层间连接方式为：将防火保温板表面进行凿毛处理，使得特制防火保温板表面具有粗糙度，利用上下两层纤维水泥基材料增韧层的粘结性能，将上中下三层粘结在一起，具有初步粘结强度；所述的螺栓连接层间连接方式为：基于纤维水泥基材料增韧层较普通水泥基材料具有更优异的力学性能和工作性能，利用螺栓将上中下三层连接为一体，具有较强的连接强度。10.一种如权利要求1所述的功能一体化防火保温墙板的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：1)制备防火墙板异性模具，模具表面预留孔洞便于后期安装螺栓，模具内部涂刷隔离剂；2)制备防火保温板；3)在模具下层压入纤维砂浆，振捣成型，成型的纤维砂浆层的材料包括胶凝材料、细骨料、水、减水剂和纤维，其中胶凝材料、细骨料、水和减水剂按重量计为：胶凝材料100份，细骨料10～65份，水20～50份，减水剂0.8～1.5份，纤维掺量按照所配制水泥基材料增韧层总体积的1％～2.5％计，胶凝材料包括水泥15～50份、粉煤灰40～85份、硅灰0～5份、粒化高炉矿渣粉0～10份，胶凝材料总量控制为100份；
4)在纤维砂浆初凝之前，轻轻在砂浆表面放上表面已进行凿毛处理、具有设定粗糙度的防火保温板，静置等待，待下层纤维砂浆层和防火保温板粘结成型，具有设定粘结强度。5)待下层纤维砂浆层和特制防火保温板粘结成型后，在模具中压入上层纤维砂浆，振捣成型；6)待上层纤维砂浆层终凝后，拆模养护至达到预定时间。
技术总结一种功能一体化防火保温墙板，具有上中下三个功能梯度层，上下两层为纤维水泥基材料增韧层，中层为防火保温板，所述的纤维水泥基材料增韧层为纤维砂浆层，所述的功能一体化防火保温墙板整体竖直方向为Z形断面，相邻上下层间连接方式采用砂浆粘结和螺栓连接固定。以及功能一体化防火保温墙板的制备方法。本发明制备简单，材料性能优异，能制备出高性能防火保温墙板，解决建筑节能性能不佳、抗拉强度低、粘结强度差、施工过程复杂难度大等问题。施工过程复杂难度大等问题。施工过程复杂难度大等问题。
技术研发人员：叶方丞 李思瑶 刘星剑 朱灵 徐壮辉 陈若菲
受保护的技术使用者：浙江工业大学
技术研发日：2022.06.09
技术公布日：2022/11/1
