装配式建筑用纳米改性夹芯墙材
技术领域
本实用新型涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种装配式建筑用纳米改性夹芯墙材。
背景技术
建筑行业史无前例的飞速发展耗费了大量的建筑材料，造成：(1)建筑原材料日益匮乏，给自然环境造成了严重污染；(2)人为拆迁与地震等自然灾害造成大量建筑被毁，使建筑垃圾日益增多。
随着现代工业技术的发展，建造速度快、受气候条件制约小、节约劳动力并可提高建筑质量的装配式建筑便应运而生。作为装配式建筑中重要构件的墙体常需要同时拥有轻质高强、保温隔热、防潮隔湿的综合效能。由水泥组合发泡剂制成的蒸养或浇筑成型的水泥发泡墙板，因其自重轻、无机防火、与结构同寿命、成本低而受到广泛关注。
但是，依然存在以下问题：(1)发泡混凝土制品常存在料浆稳定性差、易塌模、强度低、表面易收缩开裂等缺陷；(2)在墙材结构无机保温层常存在自身孔隙率高，吸水率高等通病；(3)实现建筑垃圾在墙材体系综合应用，绿色利用率低。目前尚缺少一种能在装配式建筑墙材结构中同步实现夹心层泡沫稳定度及与再生混凝土基面界面粘结力提升、墙材表面吸水率有效降低、建筑垃圾资源化回收利用的综合应用效果。
实用新型内容
针对现有技术的上述不足，本实用新型提供了一种装配式建筑用纳米改性夹芯墙材，不仅能保障芯层的轻质保温及与基面的界面粘结力，避免了现有墙板表面易收缩开裂的问题，墙材表面吸水率也大幅度降低，同时有效实现了建筑垃圾资源化回收利用，蕴含着巨大的经济与环保效益。
本实用新型的技术方案为：
如图1所示，装配式建筑用纳米改性夹芯墙材，包括拼接结构和纳米改性硅烷防水涂层，所述拼接结构包括再生混凝土结构层和纳米改性泡沫混凝土保温芯层，所述再生混凝土结构层为中空的两端开口的长方体结构，纳米改性泡沫混凝土保温芯层为在再生混凝土结构层内部浇筑而成的结构，纳米改性硅烷防水涂层涂覆在两个拼接结构的对接拼缝处，所述再生混凝土结构层、纳米改性泡沫混凝土保温芯层与纳米改性硅烷防水涂层的质量比为100：(5-10)：(0.01-0.1)；所述再生混凝土结构层包括以下组分：水泥、再生粗骨料、再生细骨料、再生微粉、减水剂和水，各组分的质量比为1：(1-3.5)：(1-1.5)：(0-0.05)：(0.005-0.05)：(0.25-0.55)；所述纳米改性泡沫混凝土保温芯层包括以下组分：膨胀性水泥、由配成标准浓度发泡液发泡而得的泡沫、含纳米材料的纳米材料水性分散液、表面活性剂和水，各组分的质量比为1：(0.05-0.25)：(0.01-0.05)：(0.001-0.01)：(0.3-0.5)，纳米材料水性分散液与纳米材料的质量比为(0.01-0.05)：(0.001-0.01)；所述纳米改性硅烷防水涂层包括以下组分：硅烷单体，乳化剂，乙醇和水的混合介质以及纳米材料溶胶，各组分的质量比为1：(0.1-0.15)：(0.25-0.55)：(1-3.5)。
进一步地，所述水泥为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或复合水泥，所述减水剂为聚羧酸类、萘系磺酸钠或密胺树脂类减水剂。
进一步地，所述再生粗骨料和再生细骨料的公称粒径分别为0.6mm-4.75mm、5mm-26.5mm，再生微粉的公称最大粒径不超过0.6mm。
进一步地，所述膨胀性水泥为硫铝酸盐型膨胀水泥、铝酸盐型膨胀水泥、硅酸盐型膨胀水泥中的一种；所述发泡液为动物蛋白类、植物蛋白类、化学发泡剂、复合发泡剂中的一种；所述纳米材料为纳米SiO2、纳米TiO2、纳米ZnO、纳米Fe2O3、纳米CaCO3、碳纳米管、氧化石墨烯中的一种；所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、聚丙烯酸钠、对苯乙烯磺酸钠、N-甲基吡咯烷酮中的一种。
进一步地，所述硅烷单体为甲基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、异丁基硅氧烷、六甲基二硅氧烷或环甲基硅氧烷；所述乳化剂为聚氧乙烯烷基苯基醚、聚氧乙烯三甲基壬基醚共聚物或聚氧乙烯辛烷基苯酚醚；所述乙醇和水的混合介质中，乙醇和水的质量比为(0.4-0.6)：1；所述纳米材料溶胶中纳米材料与纳米材料溶胶的质量比为(0.05-0.2)：1。
本实用新型还提供了一种装配式建筑用纳米改性夹芯墙材的制备方法，包括以下步骤：
S1再生混凝土结构层的制备
S11：将减水剂溶解于部分水中，形成减水剂溶液；
S12：将水泥、再生粗骨料、再生细骨料、再生微粉及剩余的水机械混合形成混合料；
S13：将减水剂溶液添加到上述混合料中，进一步搅拌形成再生混凝土浆料；
S14：将再生混凝土浆料浇筑到装配式墙板结构层专用模具中，蒸汽养护成型脱模即得中空的再生混凝土结构层；
S2纳米改性泡沫混凝土保温芯层的制备
S21：结合超声波表面活性剂协同分散工艺，将纳米材料和表面活性剂分散于水中，形成纳米材料水性分散液；
S22：将膨胀性水泥、纳米材料水性分散液、水充分混匀形成纳米改性水泥浆料；与此同时，结合物理发泡法，将配成标准浓度的发泡液发泡得到泡沫；
S23：采用泡沫混凝土搅拌机将纳米改性水泥浆料、泡沫混匀成型得到纳米改性泡沫混凝土浆料，采用泡沫混凝土搅拌机可有效减少在搅拌混匀过程中泡沫的破溃现象；
S24：通过泡沫混凝土泵送设备将纳米改性泡沫混凝土浆料泵送至再生混凝土结构层中空的内芯层，养护3d即得纳米改性泡沫混凝土保温芯层，泡沫混凝土泵送设备可均匀地将浆料泵送至指定区域，并规避因落差过大而纳米改性泡沫混凝土中泡沫的坍塌；
S3纳米改性硅烷防水涂层的制备
S31：采用溶胶-凝胶法、水热法等本领域技术人员所熟知的方法制备纳米材料溶胶；
S32：通过硅烷单体、乳化剂、乙醇和水，采用本领域技术人员所熟知的方法对硅烷单体进行水解、缩合等反应制备出硅烷聚合物溶胶，结合本领域技术人员所熟知的自组装技术将纳米材料溶胶与硅烷聚合物溶胶混杂成复合溶胶体系，在纳米材料表面修饰上硅烷聚合物形成纳米改性硅烷；
S33：采用丝网印、辊涂法等本领域技术人员所熟知的方法，将两个S2制备出的拼接结构拼接，在对接拼缝处涂覆纳米改性硅烷，并根据不同应用环境，确定涂覆层数及厚度，最后固化成纳米改性硅烷防水涂层。
进一步地，步骤S14中，所述装配式墙板结构层专用模具为配有钢筋网的中空长方体钢模，具有双层中空特点，外层的中空长方体钢模内套设一个内层中空长方体钢模，外层中空长方体钢模配钢筋网将再生混凝土浆料浇筑其中，形成再生混凝土结构层后，抽出内层的中空长方体钢模，再生混凝土结构层即为中空结构；所述装配式墙板结构层专用模具的内外钢模的厚度分别为60-120mm、180-240mm，内外钢模的宽度分别为550-850mm、600-900mm，长度范围为1350-2400mm。
进一步地，所述装配式墙板结构层专用模具在宽度方向设置有本领域技术人员所熟悉的“凸凹”阴阳连接端，利于紧密连接，墙材连接采用简单的阴阳凸凹连接扣件，拆卸方便、重复使用率高。
进一步地，步骤S23中，所述纳米改性泡沫混凝土浆料中，纳米改性水泥浆料与泡沫的质量比为1:(0.05-0.15)。
进一步地，步骤S33中，所述纳米改性硅烷防水涂层层数为1-5层，涂覆厚度为50μm-1000μm。
此外，本实用新型还提供了一种装配式建筑用纳米改性夹芯墙材的应用，所述装配式建筑用纳米改性夹芯墙材用作装配式建筑结构保温一体式墙材。
通过再生混凝土结构层的混凝土抗压强度、三点抗弯折强度、跨中弯曲变形量等力学性能指标，纳米改性泡沫混凝土保温芯层的干密度、体积吸水率、抗压强度、导热系数等指标，纳米改性硅烷防水涂层对纳米泡沫混凝土保温芯层接触角、吸水率等的影响，分别进行产品级别分类，并针对具体工程实现上述三部分有效的配对优化，最终应用于装配式建筑结构保温一体式墙材体系中，实现纳米改性夹芯墙材的规模应用。
本实用新型的有益效果在于：
1.采用本实用新型的装配式建筑用纳米改性夹芯墙材及制备工艺，不仅能快速成型装配式建筑结构保温一体式墙材体系，而且能有效保障芯层的轻质保温效果及其与基面的界面粘结力。由图2和3可以看出，本实用新型的纳米改性泡沫混凝土保温芯层泡沫圆整、孔径大小均匀、蜂窝结构明显，反映出本实用新型采用膨胀性水泥、纳米材料增强的泡沫混凝土芯层不存在料浆稳定性差、塌模、表面收缩开裂的现象；而普通硅酸水泥基泡沫混凝土的浆料稳定性差、塌模严重、表面出现收缩开裂现象。墙材界面的吸水率大幅度降低，且实现了建筑垃圾的循环利用，蕴含着巨大的经济与环保效益。
2.本实用新型的墙材，表面抗压强度高、整体吸水率低、导热系数低，并且整个墙材的用料中，50％以上采用了再生回收材料，是一款真正节能环保的新型墙材。该墙材可以有效代替现有墙材，节约成本，且防潮、防霉性能佳，保温隔热性能优良，可使用与气候形态恶劣及温差大的环境中，不变形不脆化，性能稳定。
3.本实用新型的墙材中，膨胀性水泥的使用一方面让纳米改性泡沫混凝土保温芯层有一定的微膨胀性，泵送至再生混凝土结构层内时，能够提升纳米改性泡沫混凝土保温芯层与再生混凝土结构层的界面粘结性能，进而在使用时不易发生两层相互脱层；另一方面，膨胀性水泥具有一定的快速凝结、强度增长快的特性，进而可以快速封闭微泡孔，有效提升泡孔完整性及成活率。纳米材料拥有高比表面积、大量悬键、独特的纳米尺寸效应，能在微泡周围形成大量的成泡核心，进而提升各泡沫的表面张力，进而有效解决了现有的水泥发泡墙板易出现泡沫坍塌的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型的装配式建筑用纳米改性夹芯墙材的结构示意图。
图2是本实用新型的纳米改性泡沫混凝土保温芯层的扫描电镜(SEM)照片。
图3是普通硅酸盐水泥基泡沫混凝土的SEM照片。
图中：1-再生混凝土结构层、11-再生混凝土的集料、12-再生混凝土内嵌钢丝网、2-纳米改性泡沫混凝土保温芯层、22-含纳米材料成核剂的微泡孔、3-纳米改性硅烷防水涂层、31-纳米材料修饰硅烷链、4-阴阳凸凹连接扣件。
其中，再生混凝土的集料和再生混凝土内嵌钢丝网是再生混凝土结构层中的组分，含纳米材料成核剂的微泡孔是纳米改性泡沫混凝土保温芯层中的组分，纳米材料修饰硅烷链是纳米改性硅烷防水涂层中的组分。再生混凝土的集料包括再生粗骨料和再生细骨料，再生混凝土内嵌钢丝网是为了提升再生混凝土结构层的强度和刚度，也是本领域混凝土结构技术人员所熟悉常用的措施。含纳米材料成核剂的微泡孔是为了示意性反映纳米材料对膨胀性水泥中泡孔的成核效应。纳米材料修饰硅烷链是为了简单示意纳米改性硅烷防水涂层中的主要成分，以便于本领域技术人员更好地理解。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
首先分别将钢筋混凝土基建筑拆除混凝土采用本领域所熟知的技术进行收集、分类加工、破碎造粒，分别生产出粒径为0.6mm-4.75mm、5mm-26.5mm的再生粗骨料和再生细骨料、公称最大粒径不超过0.6mm的再生微粉。
实施例1
本实施例的装配式建筑用纳米改性夹芯墙材的制备工艺具体步骤如下：
S1再生混凝土结构层1的制备
S11：将4.2kg聚羧酸类减水剂溶解于45kg水中形成减水剂溶液；
S12：按照《再生混凝土结构技术标准(JGJ/T 443-2018)》规范规定的方法将350kgP.O.42.5R型普通硅酸盐水泥、1115kg再生粗骨料、525kg再生细骨料、17.5kg再生微粉机械搅匀，然后加入100kg的水混匀形成混合料；
S13：将减水剂溶液添加入混合料中，进一步搅拌形成再生混凝土浆料；
S14：将再生混凝土浆料浇筑到1850mm×1350mm(内宽1300mm)×115mm(内高85mm)的装配式墙板结构层专用模具中，18h脱模，蒸汽养护7d成型得到再生混凝土结构层1。同时将部分再生混凝土浆料浇筑到100mm3立方体钢模，用于制作测混凝土材料抗压强度的100mm3立方体混凝土试样。
S2纳米改性泡沫混凝土保温芯层2的制备
S21：将500g纳米SiO2(平均粒径120nm)及200g十二烷基苯磺酸钠加入5kg水中，采用槽式超声波处理器处理2h(80W、采用每超声90s暂停10s的超声方法)形成纳米SiO2水性分散液；
S22：将100kg硫铝酸盐型膨胀性水泥、5kg纳米SiO2水性分散液、45kg水充分混匀形成纳米改性水泥浆料；与此同时，将1kg动物蛋白类发泡液溶于10kg水中，然后用泡沫混凝土发泡机发泡得到泡沫；
S23：用泡沫混凝土搅拌机将制得的泡沫缓慢而轻柔地混入纳米改性水泥浆料形成纳米改性泡沫混凝土浆料；
S24：用泡沫混凝土泵送设备泵送至1850mm×1350mm(内宽1300mm)×115mm(内高85mm)的再生混凝土结构层1内芯层，养护3d得到纳米改性泡沫混凝土保温芯层2。与此同时，将纳米改性泡沫混凝土浆料分别浇筑到100mm3立方体试模、300mm×300mm×35mm平板试模、S1步骤中制得的再生混凝土基板上的40mm×40mm×5mm长方体试模中，作为试样，分别测试其干密度、吸水率、抗压强度、导热系数、及其与再生混凝土结构层1的粘结强度等物理性能。
S3纳米改性硅烷防水涂层3的制备
S31：采用溶胶-凝胶法制备纳米SiO2溶胶，纳米SiO2与纳米SiO2溶胶的质量比为0.2：1；
S32：将1kg甲基三乙氧基硅烷溶解在550g乙醇和水混合介质(乙醇与水的质量比为0.4:1)混合介质中，在50g乙酸催化、150g聚氧乙烯烷基苯基醚乳化剂作用下生成半透明粘稠状的硅烷聚合物溶胶，接着结合自组装技术将1kg纳米SiO2溶胶与硅烷聚合物溶胶混杂成复合溶胶体系，形成纳米改性硅烷；
S33：采用辊涂法将两个S2制备出的拼接结构拼接，在对接拼缝处涂覆3层纳米改性硅烷复合溶胶，厚度为850μm，固化后形成纳米改性硅烷防水涂层3。与此同时，采用相同涂覆工艺在2块S2制得的试样的对接拼缝处涂覆上纳米改性硅烷复合溶胶，测试纳米改性硅烷防水涂层3对纳米改性泡沫混凝土保温芯层2的接触角、吸水率。
采用万能材料试验机测得再生混凝土结构层1试样的28d立方体抗压强度、纳米改性泡沫混凝土保温芯层2-再生混凝土结构层1试样的两层结构层之间的粘结强度分别为43.7±5.89MPa、0.126±0.009MPa；采用大型试验机测得再生混凝土结构层1加筋墙板三点弯抗折强度、跨中弯曲变形量分别为21.57MPa、8.58mm；分别采用接触角仪、烘干称重法、双面吸水法、轴压法、平板导热法测得纳米改性泡沫混凝土保温芯层2的接触角、干密度、72h体积吸水率、抗压强度、导热系数分别为65.41°、311.3kg/m3、45.2％、0.61MPa、0.0791W/m·k；分别采用接触角仪、双面吸水法测得涂覆纳米改性硅烷防水涂层3后的纳米改性泡沫混凝土保温芯层2的接触角、72h体积吸水率分别为125.87°、7.7％。
将再生混凝土结构层1、纳米改性泡沫混凝土保温芯层2与纳米改性硅烷防水涂层3快速装配成纳米改性夹芯墙材，并成功应用于装配式实际建筑工程，整体强度、变形能力、界面憎水效果、热工性能效果良好，满足规范要求，并有效实现建筑垃圾全组分的循环利用效果。
实施例2
本实施例的装配式建筑用纳米改性夹芯墙材的制备工艺具体步骤如下：
S1再生混凝土结构层1的制备
S11：将17.5kg萘系磺酸钠减水剂溶解于92.5kg水中形成减水剂溶液；
S12：按照《再生混凝土结构技术标准(JGJ/T 443-2018)》规范规定的方法将350kg复合硅酸盐水泥、700kg再生粗骨料、350kg再生细骨料、17.5kg再生微粉机械搅匀，然后加入100kg的水混匀形成混合料；
S13：将减水剂溶液添加入混合料中，进一步搅拌形成再生混凝土浆料；
S14：将再生混凝土浆料浇筑到1850mm×1350mm(内宽1300mm)×115mm(内高85mm)的装配式墙板结构层专用模具中，18h脱模，蒸汽养护7d成型得到再生混凝土结构层1。同时将部分再生混凝土浆料浇筑到100mm3立方体钢模，用于制作测混凝土材料抗压强度的100mm3立方体混凝土试样。
S2纳米改性泡沫混凝土保温芯层2的制备
S21：将100g纳米CaCO3(平均粒径120nm)及500g聚丙烯酸钠加入1kg水中，采用槽式超声波处理器处理2h(80W、采用每超声90s暂停10s的超声方法)形成纳米CaCO3水性分散液；
S22：将100kg铝酸盐型膨胀水泥、1kg纳米材料水性分散液、30kg水充分混匀形成纳米改性水泥浆料；与此同时，将1kg化学发泡剂溶于4kg水中，然后用泡沫混凝土发泡机发泡得到泡沫；
S23：用泡沫混凝土搅拌机将制得的泡沫缓慢而轻柔地混入纳米改性水泥浆料形成纳米改性泡沫混凝土浆料；
S24：用泡沫混凝土泵送设备泵送至1850mm×1350mm(内宽1300mm)×115mm(内高85mm)的再生混凝土结构层1内芯层，养护3d得到纳米改性泡沫混凝土保温芯层2。与此同时，将纳米改性泡沫混凝土浆料分别浇筑到100mm3立方体试模、300mm×300mm×35mm平板试模、S1步骤中制得的再生混凝土基板上的40mm×40mm×5mm长方体试模中，作为试样，分别测试其干密度、吸水率、抗压强度、导热系数、及其与再生混凝土结构层1的粘结强度等物理性能。
S3纳米改性硅烷防水涂层3的制备
S31：采用溶胶-凝胶法制备纳米CaCO3溶胶，纳米CaCO3与纳米CaCO3溶胶的质量比为0.05：1；
S32：将100g丙基三甲氧基硅烷溶解在25g乙醇和水(乙醇与水的质量比为0.5:1)混合介质中，在5g乙酸催化、10g聚氧乙烯烷基苯基醚乳化剂作用下生成半透明粘稠状的硅烷聚合物溶胶，接着结合自组装技术将100g纳米CaCO3溶胶与硅烷聚合物溶胶混杂成复合溶胶体系，形成纳米改性硅烷；
S33：采用辊涂法将两个S2制备出的拼接结构拼接，在对接拼缝处涂覆2层纳米改性硅烷复合溶胶，厚度为480μm，固化后形成纳米改性硅烷防水涂层3。与此同时，采用相同涂覆工艺在2块S2制得的试样的对接拼缝处涂覆上纳米改性硅烷复合溶胶，测试纳米改性硅烷防水涂层3对纳米改性泡沫混凝土保温芯层2的接触角、吸水率。
采用万能材料试验机测得再生混凝土结构层1试样的28d立方体抗压强度、纳米改性泡沫混凝土保温芯层2-再生混凝土结构层1试样的两层结构层之间的粘结强度分别为39.1±5.26MPa、0.114±0.011MPa；采用大型试验机测得再生混凝土结构层1加筋墙板三点弯抗折强度、跨中弯曲变形量分别为20.13MPa、9.08mm；分别采用接触角仪、烘干称重法、双面吸水法、轴压法、平板导热法测得纳米改性泡沫混凝土保温芯层2的接触角、干密度、72h体积吸水率、抗压强度、导热系数分别为29.43°、297.3kg/m3、57.6％、0.52MPa、0.0828W/m·k；分别采用接触角仪、双面吸水法测得涂覆纳米改性硅烷防水涂层3后的纳米改性泡沫混凝土保温芯层2的接触角、72h体积吸水率分别为114.45°、12.9％。
将再生混凝土结构层1、纳米改性泡沫混凝土保温芯层2与纳米改性硅烷防水涂层3快速装配成纳米改性夹芯墙材，并成功应用于装配式实际建筑工程，整体强度、变形能力、界面憎水效果、热工性能效果良好，基本满足规范要求，并有效实现建筑垃圾全组分的循环利用效果。
实施例3
本实施例的装配式建筑用纳米改性夹芯墙材的制备工艺具体步骤如下：
S1再生混凝土结构层1的制备
S11：将1.75kg密胺树脂类减水剂溶解于37.5kg水中形成减水剂溶液；
S12：按照《再生混凝土结构技术标准(JGJ/T 443-2018)》规范规定的方法将350kg硅酸盐水泥、1050kg再生粗骨料、455kg再生细骨料、3.5kg再生微粉机械搅匀，然后加入50kg的水混匀形成混合料；
S13：将减水剂溶液添加入混合料中，进一步搅拌形成再生混凝土浆料；
S14：将再生混凝土浆料浇筑到1850mm×1350mm(内宽1300mm)×115mm(内高85mm)的装配式墙板结构层专用模具中，18h脱模，蒸汽养护7d成型得到再生混凝土结构层1。同时将部分再生混凝土浆料浇筑到100mm3立方体钢模，用于制作测混凝土材料抗压强度的100mm3立方体混凝土试样。
S2纳米改性泡沫混凝土保温芯层2的制备
S21：将500g氧化石墨烯(平均片径＜500nm，含氧量为41-50％)及1kg N-甲基吡咯烷酮加入5kg水中，采用槽式超声波处理器处理2h(80W、采用每超声90s暂停10s的超声方法)形成氧化石墨烯水性分散液；
S22：将100kg硅酸盐型膨胀水泥、2kg氧化石墨烯水性分散液、50kg水充分混匀形成纳米改性水泥浆料；与此同时，将1kg复合发泡剂溶于24kg水中，然后泡沫混凝土发泡机发泡得到泡沫；
S23：用泡沫混凝土搅拌机将制得的泡沫缓慢而轻柔地混入纳米改性水泥浆料形成纳米改性泡沫混凝土浆料；
S24：用泡沫混凝土泵送设备泵送至1850mm×1350mm(内宽1300mm)×115mm(内高85mm)的再生混凝土结构层1内芯层，养护3d得到纳米改性泡沫混凝土保温芯层2。与此同时，将纳米改性泡沫混凝土浆料分别浇筑到100mm3立方体试模、300mm×300mm×35mm平板试模、S1步骤中制得的再生混凝土基板上的40mm×40mm×5mm长方体试模中，作为试样，分别测试其干密度、吸水率、抗压强度、导热系数、及其与再生混凝土结构层1的粘结强度等物理性能。
S3纳米改性硅烷防水涂层3的制备
S31：采用溶胶-凝胶法制备氧化石墨烯溶胶，氧化石墨烯与氧化石墨烯溶胶的质量比为0.1：1；
S32：将100g异丁基硅氧烷溶解在40g乙醇和水(乙醇与水的质量比为0.6:1)混合介质中，在5g乙酸催化、10g聚氧乙烯烷基苯基醚乳化剂作用下生成半透明粘稠状的硅烷聚合物溶胶，接着结合自组装技术将350g氧化石墨烯溶胶与硅烷聚合物溶胶混杂成复合溶胶体系，形成纳米改性硅烷；
S33：采用辊涂法将两个S2制备出的拼接结构拼接，在对接拼缝处涂覆4层纳米改性硅烷复合溶胶，厚度为980μm，固化后形成纳米改性硅烷防水涂层3。与此同时，采用相同涂覆工艺在2块S2制得的试样的对接拼缝处涂覆上纳米改性硅烷复合溶胶，测试纳米改性硅烷防水涂层3对纳米改性泡沫混凝土保温芯层2的接触角、吸水率。
采用万能材料试验机测得再生混凝土结构层1试样的28d立方体抗压强度、纳米改性泡沫混凝土保温芯层2-再生混凝土结构层1试样的两层结构层之间的粘结强度分别为46.3±4.95MPa、0.128±0.08MPa；采用大型试验机测得再生混凝土结构层1加筋墙板三点弯抗折强度、跨中弯曲变形量分别为23.65MPa、7.14mm；分别采用接触角仪、烘干称重法、双面吸水法、轴压法、平板导热法测得纳米改性泡沫混凝土保温芯层2的接触角、干密度、72h体积吸水率、抗压强度、导热系数分别为35.17°、304.1kg/m3、42.8％、0.54MPa、0.0805W/m·k；分别采用接触角仪、双面吸水法测得涂覆纳米改性硅烷防水涂层3后的纳米改性泡沫混凝土保温芯层2的接触角、72h体积吸水率分别为122.39°、5.8％。
将再生混凝土结构层1、纳米改性泡沫混凝土保温芯层2与纳米改性硅烷防水涂层3快速装配成纳米改性夹芯墙材，并成功应用于装配式实际建筑工程，整体强度、变形能力、界面憎水效果、热工性能效果良好，满足规范要求，并有效实现建筑垃圾全组分的循环利用效果。
实施例4
本实施例的装配式建筑用纳米改性夹芯墙材的制备工艺具体步骤如下：
S1再生混凝土结构层1的制备
S11：将3.5kg聚羧酸类减水剂溶解于40kg水中形成减水剂溶液；
S12：按照《再生混凝土结构技术标准(JGJ/T 443-2018)》规范规定的方法将350kgP.O.42.5R型普通硅酸盐水泥、350kg再生粗骨料、525kg再生细骨料机械搅匀，然后加入100kg的水混匀形成混合料；
S13：将减水剂溶液添加入混合料中，进一步搅拌形成再生混凝土浆料；
S14：将再生混凝土浆料浇筑到1850mm×1350mm(内宽1300mm)×115mm(内高85mm)的装配式墙板结构层专用模具中，18h脱模，蒸汽养护7d成型得到再生混凝土结构层1。同时将部分再生混凝土浆料浇筑到100mm3立方体钢模，用于制作测混凝土材料抗压强度的100mm3立方体混凝土试样。
S2纳米改性泡沫混凝土保温芯层2的制备
S21：将500g纳米TiO2(平均粒径200nm)及50g十六烷基三甲基溴化铵加入0.5kg水中，采用槽式超声波处理器处理2h(80W、采用每超声90s暂停10s的超声方法)形成纳米TiO2水性分散液；
S22：将50kg硫铝酸盐型膨胀水泥、0.5kg纳米TiO2水性分散液、15kg水充分混匀形成纳米改性水泥浆料；与此同时，将1kg植物蛋白类发泡液溶于9kg水中，然后用泡沫混凝土发泡机发泡得到泡沫；
S23：用泡沫混凝土搅拌机将制得的泡沫缓慢而轻柔地混入纳米改性水泥浆料形成纳米改性泡沫混凝土浆料；
S24：用泡沫混凝土泵送设备泵送至1850mm×1350mm(内宽1300mm)×115mm(内高85mm)的再生混凝土结构层1内芯层，养护3d得到纳米改性泡沫混凝土保温芯层2。与此同时，将纳米改性泡沫混凝土浆料分别浇筑到100mm3立方体试模、300mm×300mm×35mm平板试模、S1步骤中制得的再生混凝土基板上的40mm×40mm×5mm长方体试模中，作为试样，分别测试其干密度、吸水率、抗压强度、导热系数、及其与再生混凝土结构层1的粘结强度等物理性能。
S3纳米改性硅烷防水涂层3的制备
S31：采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2溶胶；
S32：将100g六甲基二硅氧烷溶解在50g乙醇和水(质量比例为4:10)混合介质中，在50g乙酸催化、10g聚氧乙烯烷基苯基醚乳化剂作用下生成半透明粘稠状的硅烷聚合物溶胶，接着结合自组装技术将200g氧化石墨烯溶胶与硅烷聚合物溶胶混杂成复合溶胶体系，形成纳米改性硅烷；
S33：采用辊涂法将两个S2制备出的拼接结构拼接，在对接拼缝处涂覆1层纳米改性硅烷复合溶胶，厚度为50μm，固化后形成纳米改性硅烷防水涂层3。与此同时，采用相同涂覆工艺在2块S2制得的试样的对接拼缝处涂覆上纳米改性硅烷复合溶胶，测试纳米改性硅烷防水涂层3对纳米改性泡沫混凝土保温芯层2的接触角、吸水率。
采用万能材料试验机测得再生混凝土结构层1试样的28d立方体抗压强度、纳米改性泡沫混凝土保温芯层2-再生混凝土结构层1试样的两层结构层之间的粘结强度分别为39.1±5.26MPa、0.114±0.011MPa；采用大型试验机测得再生混凝土结构层1加筋墙板三点弯抗折强度、跨中弯曲变形量分别为22.87MPa、6.98mm；分别采用接触角仪、烘干称重法、双面吸水法、轴压法、平板导热法测得纳米改性泡沫混凝土保温芯层2的接触角、干密度、72h体积吸水率、抗压强度、导热系数分别为43.25°、284.5kg/m3、45.7％、0.49MPa、0.0797W/m·k；分别采用接触角仪、双面吸水法测得涂覆纳米改性硅烷防水涂层3后的纳米改性泡沫混凝土保温芯层2的接触角、72h体积吸水率分别为109.24°、10.3％。
将再生混凝土结构层1、纳米改性泡沫混凝土保温芯层2与纳米改性硅烷防水涂层3快速装配成纳米改性夹芯墙材，并成功应用于装配式实际建筑工程，整体强度、变形能力、界面憎水效果、热工性能效果良好，满足规范要求，并有效实现建筑垃圾全组分的循环利用效果。
实施例5
本实施例的装配式建筑用纳米改性夹芯墙材的制备工艺具体步骤如下：
S1再生混凝土结构层1的制备
S11：将7kg萘系磺酸钠减水剂溶解于55kg水中形成减水剂溶液；
S12：按照《再生混凝土结构技术标准(JGJ/T 443-2018)》规范规定的方法将350kg硅酸盐水泥、1225kg再生粗骨料、437.5kg再生细骨料、7kg再生微粉机械搅匀，然后加入50kg的水混匀形成混合料；
S13：将减水剂溶液添加入混合料中，进一步搅拌形成再生混凝土浆料；
S14：将再生混凝土浆料浇筑到1850mm×1350mm(内宽1300mm)×115mm(内高85mm)的装配式墙板结构层专用模具中，18h脱模，蒸汽养护7d成型得到再生混凝土结构层1。同时将部分再生混凝土浆料浇筑到100mm3立方体钢模，用于制作测混凝土材料抗压强度的100mm3立方体混凝土试样。
S2纳米改性泡沫混凝土保温芯层2的制备
S21：将1kg碳纳米管(直径20-40nm，长度5-15μm)及800g对苯乙烯磺酸钠加入3kg水中，采用槽式超声波处理器处理2h(80W、采用每超声90s暂停10s的超声方法)形成碳纳米管水性分散液；
S22：将100kg铝酸盐型膨胀水泥、4kg碳纳米管水性分散液、30kg水充分混匀形成纳米改性水泥浆料；与此同时，将1kg动物蛋白类发泡液溶于4kg水中，然后用泡沫混凝土发泡机发泡得到泡沫；
S23：用泡沫混凝土搅拌机将制得的泡沫缓慢而轻柔地混入纳米改性水泥浆料形成纳米改性泡沫混凝土浆料，纳米改性水泥浆料与泡沫的质量比为1：0.15；
S24：用泡沫混凝土泵送设备泵送至1850mm×1350mm(内宽1300mm)×115mm(内高85mm)的再生混凝土结构层1内芯层，养护3d得到纳米改性泡沫混凝土保温芯层2。与此同时，将纳米改性泡沫混凝土浆料分别浇筑到100mm3立方体试模、300mm×300mm×35mm平板试模、S1步骤中制得的再生混凝土基板上的40mm×40mm×5mm长方体试模中，作为试样，分别测试其干密度、吸水率、抗压强度、导热系数、及其与再生混凝土结构层1的粘结强度等物理性能。
S3纳米改性硅烷防水涂层3的制备
S31：采用水热法制备碳纳米管溶胶，碳纳米管与碳纳米管溶胶的质量比为0.1：1；
S32：将200g环甲基硅氧烷溶解在60g乙醇和水(乙醇与水的质量比为0.6:1)混合介质中，在50g乙酸催化、30g聚氧乙烯烷基苯基醚乳化剂作用下生成半透明粘稠状的硅烷聚合物溶胶，接着结合自组装技术将600g氧化石墨烯溶胶与硅烷聚合物溶胶混杂成复合溶胶体系，形成纳米改性硅烷；
S33：采用辊涂法将两个S2制备出的拼接结构拼接，在对接拼缝处涂覆5层纳米改性硅烷复合溶胶，厚度为1000μm，固化后形成纳米改性硅烷防水涂层3。与此同时，采用相同涂覆工艺在2块S2制得的试样的对接拼缝处涂覆上纳米改性硅烷复合溶胶，测试纳米改性硅烷防水涂层3对纳米改性泡沫混凝土保温芯层2的接触角、吸水率。
采用万能材料试验机测得再生混凝土结构层1试样的28d立方体抗压强度、纳米改性泡沫混凝土保温芯层2-再生混凝土结构层1试样的两层结构层之间的粘结强度分别为41.3±4.90MPa、0.122±0.09MPa；采用大型试验机测得再生混凝土结构层1加筋墙板三点弯抗折强度、跨中弯曲变形量分别为23.45MPa、7.06mm；分别采用接触角仪、烘干称重法、双面吸水法、轴压法、平板导热法测得纳米改性泡沫混凝土保温芯层2的接触角、干密度、72h体积吸水率、抗压强度、导热系数分别为39.42°、301.5kg/m3、43.1％、0.53MPa、0.0811W/m·k；分别采用接触角仪、双面吸水法测得涂覆纳米改性硅烷防水涂层3后的纳米改性泡沫混凝土保温芯层2的接触角、72h体积吸水率分别为132.46°、3.9％。
将再生混凝土结构层1、纳米改性泡沫混凝土保温芯层2与纳米改性硅烷防水涂层3快速装配成纳米改性夹芯墙材，并成功应用于装配式实际建筑工程，整体强度、变形能力、界面憎水效果、热工性能效果良好，满足规范要求，并有效实现建筑垃圾全组分的循环利用效果。
实施例6
本实施例的装配式建筑用纳米改性夹芯墙材的制备工艺具体步骤如下：
S1再生混凝土结构层1的制备
S11：将10.5kg密胺树脂类减水剂溶解于75kg水中形成减水剂溶液；
S12：按照《再生混凝土结构技术标准(JGJ/T 443-2018)》规范规定的方法将350kg复合水泥、350kg再生粗骨料、420kg再生细骨料、10.5kg再生微粉机械搅匀，然后加入100kg的水混匀形成混合料；
S13：将减水剂溶液添加入混合料中，进一步搅拌形成再生混凝土浆料；
S14：将再生混凝土浆料浇筑到1850mm×1350mm(内宽1300mm)×115mm(内高85mm)的装配式墙板结构层专用模具中，18h脱模，蒸汽养护7d成型得到再生混凝土结构层1。同时将部分再生混凝土浆料浇筑到100mm3立方体钢模，用于制作测混凝土材料抗压强度的100mm3立方体混凝土试样。
S2纳米改性泡沫混凝土保温芯层2的制备
S21：将240g纳米ZnO(平均粒径120nm)及240g对苯乙烯磺酸钠加入1.5kg水中，采用槽式超声波处理器处理2h(80W、采用每超声90s暂停10s的超声方法)形成纳米ZnO水性分散液；
S22：将40kg硅酸盐型膨胀水泥、2kg纳米ZnO水性分散液、20kg水充分混匀形成纳米改性水泥浆料；与此同时，将1kg化学发泡剂溶于1kg水中，然后用泡沫混凝土发泡机发泡得到泡沫；
S23：用泡沫混凝土搅拌机将制得的泡沫缓慢而轻柔地混入纳米改性水泥浆料形成纳米改性泡沫混凝土浆料，纳米改性水泥浆料与泡沫的质量比为1：0.15；
S24：用泡沫混凝土泵送设备泵送至1850mm×1350mm(内宽1300mm)×115mm(内高85mm)的再生混凝土结构层1内芯层，养护3d得到纳米改性泡沫混凝土保温芯层2。与此同时，将纳米改性泡沫混凝土浆料分别浇筑到100mm3立方体试模、300mm×300mm×35mm平板试模、S1步骤中制得的再生混凝土基板上的40mm×40mm×5mm长方体试模中，作为试样，分别测试其干密度、吸水率、抗压强度、导热系数、及其与再生混凝土结构层1的粘结强度等物理性能。
S3纳米改性硅烷防水涂层3的制备
S31：采用溶胶-凝胶法制备纳米ZnO溶胶，纳米ZnO与纳米ZnO溶胶的质量比为0.2：1；
S32：将50g环甲基硅氧烷溶解在12.5g乙醇和水(乙醇与水的质量比为0.5:1)混合介质中，在5g乙酸催化、5g聚氧乙烯烷基苯基醚乳化剂作用下生成半透明粘稠状的硅烷聚合物溶胶，接着结合自组装技术将100g氧化石墨烯溶胶与硅烷聚合物溶胶混杂成复合溶胶体系，形成纳米改性硅烷；
S33：采用辊涂法将两个S2制备出的拼接结构拼接，在对接拼缝处涂覆3层纳米改性硅烷复合溶胶，厚度为850μm，固化后形成纳米改性硅烷防水涂层3。与此同时，采用相同涂覆工艺在2块S2制得的试样的对接拼缝处涂覆上纳米改性硅烷复合溶胶，测试纳米改性硅烷防水涂层3对纳米改性泡沫混凝土保温芯层2的接触角、吸水率。
采用万能材料试验机测得再生混凝土结构层1试样的28d立方体抗压强度、纳米改性泡沫混凝土保温芯层2-再生混凝土结构层1试样的两层结构层之间的粘结强度分别为37.4±4.76MPa、0.094±0.007MPa；采用大型试验机测得再生混凝土结构层1加筋墙板三点弯抗折强度、跨中弯曲变形量分别为21.86MPa、6.83mm；分别采用接触角仪、烘干称重法、双面吸水法、轴压法、平板导热法测得纳米改性泡沫混凝土保温芯层2的接触角、干密度、72h体积吸水率、抗压强度、导热系数分别为29.78°、319.2kg/m3、46.2％、0.51MPa、0.0827W/m·k；分别采用接触角仪、双面吸水法测得涂覆纳米改性硅烷防水涂层3后的纳米改性泡沫混凝土保温芯层2的接触角、72h体积吸水率分别为111.67°、12.3％。
将再生混凝土结构层1、纳米改性泡沫混凝土保温芯层2与纳米改性硅烷防水涂层3快速装配成纳米改性夹芯墙材，并成功应用于装配式实际建筑工程，整体强度、变形能力、界面憎水效果、热工性能效果良好，满足规范要求，并有效实现建筑垃圾全组分的循环利用效果。
实施例7
本实施例的装配式建筑用纳米改性夹芯墙材的制备工艺具体步骤如下：
S1再生混凝土结构层1的制备
S11：将14kg聚羧酸类减水剂溶解于92.5kg水中形成减水剂溶液；
S12：按照《再生混凝土结构技术标准(JGJ/T 443-2018)》规范规定的方法将350kg硅酸盐水泥、700kg再生粗骨料、490kg再生细骨料、14kg再生微粉机械搅匀，然后加入100kg的水混匀形成混合料；
S13：将减水剂溶液添加入混合料中，进一步搅拌形成再生混凝土浆料；
S14：将再生混凝土浆料浇筑到1850mm×1350mm(内宽1300mm)×115mm(内高85mm)的装配式墙板结构层专用模具中，18h脱模，蒸汽养护7d成型得到再生混凝土结构层1。同时将部分再生混凝土浆料浇筑到100mm3立方体钢模，用于制作测混凝土材料抗压强度的100mm3立方体混凝土试样。
S2纳米改性泡沫混凝土保温芯层2的制备
S21：将600g纳米Fe2O3(平均粒径120nm)及600g十二烷基苯磺酸钠加入5kg水中，采用槽式超声波处理器处理2h(80W、采用每超声90s暂停10s的超声方法)形成纳米ZnO水性分散液；
S22：将100kg硫铝酸盐型膨胀水泥、5kg纳米Fe2O3水性分散液、50kg水充分混匀形成纳米改性水泥浆料；与此同时，将1kg复合发泡剂溶于4kg水中，然后用泡沫混凝土发泡机发泡得到泡沫；
S23：用泡沫混凝土搅拌机将制得的泡沫缓慢而轻柔地混入纳米改性水泥浆料形成纳米改性泡沫混凝土浆料，纳米改性水泥浆料与泡沫的质量比为1：0.15；
S24：用泡沫混凝土泵送设备泵送至1850mm×1350mm(内宽1300mm)×115mm(内高85mm)的再生混凝土结构层1内芯层，养护3d得到纳米改性泡沫混凝土保温芯层2。与此同时，将纳米改性泡沫混凝土浆料分别浇筑到100mm3立方体试模、300mm×300mm×35mm平板试模、S1步骤中制得的再生混凝土基板上的40mm×40mm×5mm长方体试模中，作为试样，分别测试其干密度、吸水率、抗压强度、导热系数、及其与再生混凝土结构层1的粘结强度等物理性能。
S3纳米改性硅烷防水涂层3的制备
S31：采用溶胶-凝胶法制备纳米Fe2O3溶胶，纳米Fe2O3与纳米Fe2O3溶胶的质量比为0.1：1；
S32：将200g甲基三乙氧基硅烷溶解在50g乙醇和水(乙醇与水的质量比为0.4:1)混合介质中，在10g乙酸催化、20g聚氧乙烯烷基苯基醚乳化剂作用下生成半透明粘稠状的硅烷聚合物溶胶，接着结合自组装技术将400g氧化石墨烯溶胶与硅烷聚合物溶胶混杂成复合溶胶体系，形成纳米改性硅烷；
S33：采用辊涂法将两个S2制备出的拼接结构拼接，在对接拼缝处涂覆3层纳米改性硅烷复合溶胶，厚度为850μm，固化后形成纳米改性硅烷防水涂层3。与此同时，采用相同涂覆工艺在2块S2制得的试样的对接拼缝处涂覆上纳米改性硅烷复合溶胶，测试纳米改性硅烷防水涂层3对纳米改性泡沫混凝土保温芯层2的接触角、吸水率。
采用万能材料试验机测得再生混凝土结构层1试样的28d立方体抗压强度、纳米改性泡沫混凝土保温芯层2-再生混凝土结构层1试样的两层结构层之间的粘结强度分别为39.3±4.15MPa、0.109±0.008MPa；采用大型试验机测得再生混凝土结构层1加筋墙板三点弯抗折强度、跨中弯曲变形量分别为22.76MPa、7.01mm；分别采用接触角仪、烘干称重法、双面吸水法、轴压法、平板导热法测得纳米改性泡沫混凝土保温芯层2的接触角、干密度、72h体积吸水率、抗压强度、导热系数分别为32.06°、325.8kg/m3、51.6％、0.49MPa、0.0820W/m·k；分别采用接触角仪、双面吸水法测得涂覆纳米改性硅烷防水涂层3后的纳米改性泡沫混凝土保温芯层2的接触角、72h体积吸水率分别为114.22°、11.3％。
将再生混凝土结构层1、纳米改性泡沫混凝土保温芯层2与纳米改性硅烷防水涂层3快速装配成纳米改性夹芯墙材，并成功应用于装配式实际建筑工程，整体强度、变形能力、界面憎水效果、热工性能效果良好，满足规范要求，并有效实现建筑垃圾全组分的循环利用效果。
实施例8
本实施例的制备方法同实施例7，不同之处在于，S3步骤中③纳米改性硅烷防水涂层3涂覆工艺采用丝网印技术。
分别采用接触角仪、双面吸水法测得经丝网印技术涂覆纳米改性硅烷防水涂层3后的纳米改性泡沫混凝土保温芯层2的接触角、72h体积吸水率分别为117.42°、9.5％，相应界面憎水效果亦满足要求。
实施例1-8的测试结果充分表明，采用本实用新型制备方法制备得到的装配式建筑用纳米改性夹芯墙材，纳米改性泡沫混凝土保温芯层2的干密度小、导热系数低，说明纳米改性泡沫混凝土保温芯层2具有轻质保温的特性，再与再生混凝土结构层1组合后，可实现结构保温一体式墙材。与未涂覆纳米改性硅烷防水涂层3的纳米改性泡沫混凝土保温芯层2相比，涂覆了纳米改性硅烷防水涂层3后，接触角明显增大，吸水率大幅下降，说明纳米改性硅烷防水涂层3能够显著提升纳米改性泡沫混凝土保温芯层2的憎水、防水效果。
本实用新型的装配式建筑用纳米改性夹芯墙材能有效保障芯层的轻质保温效果及与基面强界面粘结力、墙材界面吸水率大幅度降低的效果，最后还能实现建筑垃圾全组分的循环利用，蕴含着巨大的经济与环保效益。
尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本实用新型进行了详细描述，但本实用新型并不限于此。在不脱离本实用新型的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本实用新型的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本实用新型的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
