CN103172327A - 增强水泥发泡板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种增强水泥发泡板及其制备方法，以及一种增强水泥发泡板，其配方组分及重量百分比为：水：27.00%～35.50%；硅酸盐水泥：28.0%～61.0%；I级粉煤灰或粉煤灰与回收填料的混合物：0%～32.70%；硅灰石粉：0%～2.00%；纤维：0.10%～0.30%；硬脂酸铵：0.37%～0.65%；10份硫酸钙与1份甲酸钙混合物：1.00%～2.00%；萘磺酸盐甲醛缩合物：0.10%～0.20%；过氧化氢：0.90%～1.20%以及增强网。本发明具备表观密度小、低导热系数、隔音降噪效果较好、高强度、不开裂、抗冲击的优点。

Description

增强水泥发泡板及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种水泥发泡板及其制备方法。

背景技术

普通硅酸盐水泥发泡板满足轻质、保温隔热、隔音降噪、高强、节能环保、安全、耐久等特性，在现代墙体节能保温建筑和吸声降噪工程中将得到广泛推广和应用。现有类似技术如公开号为CN101182175A“煤矸石-粉煤灰泡沫混凝土”专利，公开组分及配比为：水泥：粉煤灰：煤矸石：石灰：石膏：填料：发泡剂的重量比为20～30%:6.4～29.4%:0.6～63.6%:5～30%:2～9%:0～30%：0.5～2.5%。

又如公开号为CN101172881A“一种泡沫混凝土及其制备方法”专利，公开组分及重量百分比为：干料由水泥、粉煤灰和生石灰组成，各组分占干料总重量的百分比分别为30～35%：55～60%：5～10%；外掺料由甲基纤维素、酰胺和抗裂纤维组成，各组分所占水泥重量的百分比分别为0.5～1%：0.5～1%：0.2～0.5%；发泡剂为干料重量百分比的1～2%；水为干料重量百分比的0.3～0.35%。

现有的泡沫混凝土或发泡水泥板存在以下性能缺点和应用范围的限制：（1）采用物理发泡工艺制作，发泡板材密度偏大，导热系数偏高；常见的表观密度在300～1200kg/m3,其导热系数在0.080～0.300W/(m·k)之间；（2）通过物理发泡工艺制得的低密度发泡水泥板时需掺入大量的发泡剂，同时带入了过多的水分，导致发泡水泥自身强度偏低或辊压成型时表面平整度不理想；（3）发泡水泥板主要应用于墙体自保温、框架结构内外隔墙、地面和屋面保温、内墙的防火、隔音中，因其自重太重，导热系数偏高、隔音效果有限而限制了材料在外墙保温和隔音降噪领域的应用范围；（4）现有的应用于外墙保温的发泡水泥板多为小尺寸，且运输、使用过程中易破损、折断、开裂；（5）全部或部分添加快硬硫铝酸盐水泥发泡，存在后期强度倒缩现象，影响工程质量。

发明内容

本发明的目的在于，提供了一种增强水泥发泡板及其制备方法，具备表观密度小、低导热系数、隔音降噪效果较好、高强度、不开裂、抗冲击的优点。

为了实现上述目的，本发明提供技术方案如下：

一种增强水泥发泡板，其配方组分及重量百分比为：

水：27.00%～35.50%

硅酸盐水泥：28.0%～61.0%

I级粉煤灰或粉煤灰与回收填料的混合物：0%～32.70%

硅灰石粉：0%～2.00%

纤维：0.10%～0.30%

硬脂酸铵：0.37%～0.65%

10份硫酸钙与1份甲酸钙混合物：1.00%～2.00%

萘磺酸盐甲醛缩合物：0.10%～0.20%

过氧化氢：0.90%～1.20%

以及增强网。

所述粉煤灰与回收填料的混合物中，回收填料占全部混合物的0%～70%。

所述增强网的网丝为单丝或复丝，网丝的长径方向宽度为0.2mm-10mm，网孔径为1mm-300mm。

所述增强网的材质为玻璃纤维、高分子聚合物纤维或者金属。

所述增强网为平面网或三维立体网。

一种增强水泥发泡板的制备方法，包括如下步骤：

a、先将硅酸盐水泥、粉煤灰或粉煤灰与回收填料的混合物、硅灰石粉、纤维、稳泡剂硬脂酸铵和第一种改性剂萘磺酸盐甲醛缩合物预混；

b、再加入水搅拌混合；

c、再加入第二种改性剂硫酸钙、甲酸钙混合物充分搅拌混合；

d、加入发泡剂过氧化氢充分搅拌；

e、浇入事先放置好增强网的模具成型，并养护、切割制成成品。

所述增强网在模具内成型方式为三维立体网直接浇筑成型；

或者平面网按20mm～100mm间距纵向排列或横向排列放置固定，浇筑成型；

或者固定模具厚度，进行双面复合浇注成型。

本发明增强发泡水泥板使用普通硅酸盐水泥而非快硬硫铝酸盐水泥进行发泡，保证了产品的碳化系数指标，做到了强度不倒缩。

本发明增强发泡水泥板其干表观密度≤250kg/m3，导热系数≤0.060W/（m·K）。原有的发泡水泥板都存在板材尺寸小，一般板材边长都在300mm～400mm，这是因为常规的发泡水泥板本身比较脆，抗折强度低，大尺寸的易折断或开裂，不适合加工成大尺寸的板材，即使小尺寸的常规发泡水泥板在切割、使用和运输过程中也容易出现折断和裂纹。本发明的增强发泡水泥板边长可达到300mm～1200mm，有效提高了其应用过程中施工效率，降低废品率。

为了实现低密度、低导热系数，本发明发泡剂选择的是化学发泡剂而非物理发泡剂。因物理发泡效果不是很理想，难以制得低密度产品。本发明发泡剂是浓度为27.5%的工业级过氧化氢溶液，因其具有产气量大，发泡速度适宜，用量小的特点，利用其自身在常温和加热情况下歧化反应产生的氧气进行发泡。

本发明中增强网起到加强筋的作用，在满足普通硅酸盐水泥发泡板的低导热系数、低密度、抗压强度高的同时，大幅提高了板材的抗冲击性能、抗拉强度，有效提升了抗折强度避免易折断的弊端。

本发明增强发泡水泥板成型工艺是普通硅酸水泥发泡与增强网一次性复合成型，大大提升了产品的抗拉强度，增强网内置数量的增加有利于产品抗拉强度的提升。增强发泡水泥板在受到外力折断或撞击时不易破碎，即使产生损伤，也出现“折骨连筋”的应用效果。这为发泡水泥板在运输、堆码、锚固锚栓过程中提供了便利。

本发明增强网复合成型工艺，降低了发泡水泥板的干燥收缩值指标，提高了产品的抗开裂性能。增强网内置数量的增加有利于发泡水泥板干燥收缩值的降低，试验中干表观密度为150kg/m3左右的发泡水泥板干燥收缩值由0.50mm/m降低为0.35mm/m。

本发明采用增强网通过各种形式对普通硅酸盐发泡水泥板进行内部结构增强，增强网的材质可选用：玻璃纤维、高分子聚合物以及与发泡水泥板热膨胀系数相近的铁金属或铁合金等金属材料制成的丝网。

本发明使用的增强网的网丝可以是具备一定粗细程度的单丝，也可通过多根单丝搓捻或胶合而成的复丝，也可是复丝再按一定根数紧密排列组成加强型复丝。单丝或复丝的直径根据强度的要求有关，单丝或复丝的长径方向宽度一般为0.2mm-10mm。

本发明使用的增强网处理应具备必要的力学性能外，可以依据具体使用环境要求具有一定的抗腐蚀性。在对抗腐蚀要求较高的环境下，可以采用耐碱玻璃纤维、普通玻璃纤维经过耐碱涂塑处理或（和）氧化锆、二氧化钛抗腐蚀处理；或者高分子聚合物编制成的材料，诸如丙纶、尼龙、氨纶、腈纶、锦纶、聚酯等等这些化学稳定较好的材料；或者不锈钢丝网、镀锌钢丝网等，以及经过防腐或惰性处理的其它金属材质编制而成的金属类增强网也可选用。如果使用环境对于抗腐蚀性要求不高的，可使用普通玻璃纤维、钢丝网或未经防腐处理的金属网。

本发明是一种利废的轻质建筑节能保温材料，材料中的固体成分粉煤灰占到30%～40%,成品切割的边角料回收后，经粉碎研磨、除杂后，按粉煤灰添加量的0%～70%作为回收填料重新回收利用，取代部分粉煤灰，既做到了降低成本，又节约了资源，真正做到了循环利用、绿色环保。

本发明具备的技术优点包括：表观密度小、低导热系数、隔音降噪效果较好、高强度、不开裂、抗冲击、燃烧性能A级、成本低、耐久性与建筑同寿、可工厂化加工的特性。产品与普通的发泡板相比具有突出的优势是：不易破损、规格尺寸多样、更低的干密度和导热系数、更高的抗拉强度、更好的吸声降噪效果。工厂化加工切割废料再回收利用，起到节能环保、循环经济的效果。产品可应用到外墙保温、防火制品以及吸隔音、降噪领域。

下面，将结合附图进一步对本发明进行详细说明。

附图说明

图1为本发明第一实施例增强水泥发泡板示意图；

图2为本发明第二实施例增强水泥发泡板示意图；

图3为本发明第三实施例增强水泥发泡板示意图；

图4为本发明第四实施例增强水泥发泡板示意图；

图5为本发明第五实施例增强水泥发泡板示意图；

图6为本发明第六实施例增强水泥发泡板示意图；

图7为本发明水泥发泡板的制备方法流程示意图；

具体实施方式

第一实施例：

物料名称	重量百分比/%
		普通硅酸盐水泥	28.00
I级粉煤灰	32.70
		水	35.50
硅灰石粉	0
		纤维	0.15
硬脂酸铵	0.65
		萘磺酸盐甲醛缩合物	0.10
硫酸钙、甲酸钙混合物	1.90
		发泡剂	1.00

如图1，本实施例中增强网为三维立体网，增强网在模具中直接浇筑成型。

第二实施例：

如图2，本实施例中增强网为平面网，双面复合浇注成型，成品两底面均有一层增强网。

第三实施例：

如图3，本实施例中增强网为平面网，按一定间距纵向排列放置固定，浇筑成型。

第四实施例：

物料名称	重量百分比/%
		42.5级普通硅酸盐水泥	61.00
I级粉煤灰	0
		水	33.40
硅灰石粉	2.00
		纤维	0.20
硬脂酸铵	0.54
		萘磺酸盐甲醛缩合物	0.20
硫酸钙、甲酸钙混合物	1.56
		发泡剂	1.10

如图4，本实施例中增强网为平面网，按一定间距横向排列放置固定，浇筑成型，切割成品中有多道增强网。

第五实施例：

如图5，本实施例中增强网为加强型平面网，按一定间距横向排列放置固定，浇筑成型，切割成品中有多道加强型增强网。

第六实施例

物料名称	重量百分比/%
		42.5级普通硅酸盐水泥	44.40
I级粉煤灰	15.20
		水	35.10
硅灰石粉	1.48
		纤维	0.13
硬脂酸铵	0.56
		萘磺酸盐甲醛缩合物	0.13
硫酸钙、甲酸钙混合物	1.85
		发泡剂	1.15

如图6，本实施例中为平面网，按一定间距横向排列放置固定，浇筑成型，切割成品内部有一道增强网。

试验结果

本实施例1-4增强发泡水泥板，导热系数按GB/T10294的规定进行检测；干表观密度按GB/T5486的规定进行检测；抗压强度按GB/T5486的规定进行检测；垂直于板面抗拉强度按JGJ144的规定进行检测；干燥收缩值按GB/T11969（快速法）的规定进行检测；软化系数按JGJ51的规定进行检测；燃烧性能级别按GB8624的规定进行检测；吸水率按企标Q/VBCT1-2012的规定进行检测。检验结果如下：

需要说明的是，附图中表示的增强网的状态为示意图，实际使用中根据增强发泡水泥板的使用领域的要求，不同的抗拉、抗压、抗折强度的增强发泡水泥板中增强网的设置数量和密度在很大范围内波动。使用的增强网单位面积上网丝的根数、丝经粗细、每层网之间的间距等都可动态调整。并且增强网在发泡板中未必处于平行状态排列，增强网与底面或侧面可能出现下垂、上凸、侧曲等不规则形态。

本发明的增强发泡水泥板的导热系数能够做到0.050W/(m·k)，干表观密度能够达到150kg/m3，是较好的不燃型保温和吸声降噪材料。试验中干表观密度为148kg/m3的增强发泡水泥板的导热系数为0.050W/(m·k)；干表观密度为153kg/m3的增强发泡水泥板的导热系数为0.051W/(m·k)。

如图5，一种增强水泥发泡板的制备方法，包括如下步骤：

a、先将硅酸盐水泥、粉煤灰或粉煤灰与回收填料的混合物、硅灰石粉、纤维、稳泡剂硬脂酸铵和第一种改性剂萘磺酸盐甲醛缩合物预混；

b、再加入水搅拌混合；

c、再加入第二种改性剂硫酸钙、甲酸钙混合物充分搅拌混合；

d、加入发泡剂过氧化氢充分搅拌；

e、浇入事先放置好增强网的模具成型，并养护、切割制成成品。

采用三维网增强时，成型工艺采用一次性浇筑成型，成型的增强发泡水泥板厚度可通过三维网的厚度或使用的增强网的层数来调节。成品使用尺寸可视需要对增强发泡体进行切割或固定模具尺寸一次成型。

平面网增强发泡水泥的成型工艺可采用双面复合成型和等间距内置增强成型工艺。平面网应用在双面复合成型工艺中时，成型的发泡板厚度已确定，即为模具厚度，但模具厚度和大小可根据需要进行调整。双面复合成型工艺增强网是附着在发泡板的两个最大底面上。成品根据使用尺寸的要求，对增强发泡水泥板进行切割亦或是一次成型。

平面网应用在等间距内置增强成型工艺中时成品中的增强网不一定在板材的两个最大底面，可与任意面大致同向。增强发泡水泥板内部可同时存在一道或多道增强网，增强网的存在数量根据需要通过内置间距来调节

另外，三维网和平面网都可以在工程施工现场通过模板固定或铺设于基层上后，对其进行现场浇筑成型。根据工程需要可进行一次或多次浇筑成型，以达到所需要的厚度和尺寸要求。

Claims (7)

1.一种增强水泥发泡板，其特征在于，其配方组分及重量百分比为：

水：27.00%～35.50%

硅酸盐水泥：28.00%～61.00%

I级～II级粉煤灰或粉煤灰与回收填料的混合物：0%～32.70%

硅灰石粉：0%～2.00%

纤维：0.10%～0.30%

硬脂酸铵：0.37%～0.65%

10份硫酸钙与1份甲酸钙混合物：1.00%～2.00%

萘磺酸盐甲醛缩合物：0.10%～0.20%

过氧化氢：0.90%～1.20%

以及增强网。

2.一种如权利要求1所述的增强水泥发泡板，其特征在于，所述粉煤灰与回收填料的混合物中，回收填料占全部混合物的0%～70%。

3.一种如权利要求1所述的增强水泥发泡板，其特征在于，所述增强网的网丝为单丝或复丝，网丝的长径方向宽度为0.2mm-10mm，网孔径为1mm-300mm。

4.一种如权利要求3所述的增强水泥发泡板，其特征在于，所述增强网的材质为玻璃纤维、高分子聚合物纤维或者金属。

5.一种如权利要求3所述的增强水泥发泡板，其特征在于，所述增强网为平面网或三维立体网。

6.一种如权利要求1所述的增强水泥发泡板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

a、先将硅酸盐水泥、粉煤灰或回收填料、硅灰石粉、纤维、稳泡剂硬脂酸铵和第一种改性剂萘磺酸盐甲醛缩合物预混；

b、再加入水搅拌混合；

c、再加入第二种改性剂硫酸钙、甲酸钙混合物充分搅拌混合；

d、加入发泡剂过氧化氢充分搅拌；

e、浇入事先放置好增强网的模具成型，并养护、切割制成成品。

7.一种如权利要求6所述的增强水泥发泡板的制备方法，其特征在于，所述增强网在模具内成型方式为三维立体网直接浇筑成型；

或者平面网按20mm～100mm间距纵向排列或横向排列放置固定，浇筑成型；或者固定模具厚度，进行双面复合浇注成型。

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