CN103979921B

CN103979921B - 氯氧镁纤维轻质墙板

Info

Publication number: CN103979921B
Application number: CN201410197401.0A
Authority: CN
Inventors: 张亮亮; 黄洪涛; 詹陈聪
Original assignee: Yuan Chengzhongbo Energy Development Co Ltd Of Sichuan Province
Current assignee: Yuan Chengzhongbo Energy Development Co Ltd Of Sichuan Province
Priority date: 2014-05-12
Filing date: 2014-05-12
Publication date: 2015-10-14
Anticipated expiration: 2034-05-12
Also published as: CN103979921A

Abstract

本发明提供一种氯氧镁纤维轻质墙板，涉及建材中的墙板领域。本发明提供的氯氧镁纤维轻质墙板的配方为以下重量份的组份：氯化镁水溶液40~60份，氧化镁20~30份，粉煤灰0.1份，炉渣0.2份，矿渣0.2份，建筑垃圾0.5份，废陶瓷0.1份，短玻纤2份，秸秆2份，木屑2份，珍珠岩3份，改性剂0~2份。本发明提供的配方中包括粉煤灰、炉渣、矿渣、建筑垃圾、碎陶瓷、秸秆和木屑等工农业废弃物，不仅解决了这些废弃物的回收再利用问题，还减少了对砂石的需求量，避免山体、河床的破坏，达到节约资源和保护环境的双重效果。本发明提供的配方，制备而成的氯氧镁纤维轻质墙板抗水性好，抗压强度高，抗冻性好，耐酸碱性好，无返卤、泛霜、变形等现象。

Description

氯氧镁纤维轻质墙板

技术领域

本发明涉及一种墙板，具体涉及一种氯氧镁纤维轻质墙板及其制备方法。

背景技术

目前墙板一般采用砖混砌成，不仅工期较长、费时费力、施工效率低，而且混凝土的用量大，大量的砂石骨料需求对资源和环境造成巨大负担：大量开山、采石已经严重破坏自然山体；挖河床取砂也造成水土流失，混凝土原材料资源出现了严重危机。我国很多地区已出现砂石骨料资源严重不足现象。

轻质墙板是一种新型节能墙体材料，它以质轻、使用简便、施工快捷等优点越来越广泛的被用于各种活动板房或办公室、酒店、住宅小区等框架结构建筑物内的隔墙。目前的隔墙一般中间采用轻钢龙骨，两面加石膏板，这种隔墙虽然容重较低，但是隔音效果不好、隔热性差，且使用寿命短，遇水易损坏，石膏板墙壁承载力低。

中国是镁资源大国，氧化镁资源的拥有量位居世界第一，氯氧镁产品具有天然的绿色、环保、防火、节能、等良好性能。氧化镁轻质墙板是一种新型的多功能建材，因其既具有木质类有机板的轻质及柔性和再加工性能，又具有无机板材的防火性和耐水性，在墙体、天花吊顶、地板衬板及其他有防火要求部位的装修中得到应用。然而目前使用的氧化镁板使用中存在着板材的吸潮返卤，引起板材翘曲变形、板材脆化等问题，影响产品的质量，限制了产品的广泛应用。另外，由于材料配比不合理，也是造成氧化镁板在实际工程中产生板与板接缝开裂的重要原因之一，影响了氧化镁板的广泛应用和推广。此外，常规的氯氧镁轻质墙板需要大量的石英砂、滑石粉等自然资源，对资源和环境造成巨大负担。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种氯氧镁纤维轻质墙板，成本低，对砂石的需求量少，抗水性好，抗压强度高，抗冻性好，耐酸碱性好，无返卤、泛霜、变形等现象。本发明采用如下技术方案：

一种氯氧镁纤维轻质墙板,其特征在于，所述氯氧镁纤维轻质墙板的配方为以下重量份的组份：氯化镁水溶液40~60份，氧化镁20~30份，粉煤灰0.1份，炉渣0.2份，矿渣0.2份，建筑垃圾0.5份，废陶瓷0.1份，短玻纤2份，秸秆2份，木屑2份，珍珠岩3份，改性剂0~2份；

所述氯化镁水溶液的波美度为22~25。

进一步地，所述的炉渣为生活垃圾焚烧炉渣。

优选地，所述改性剂由下述重量份的组分组成：硫酸亚铁2份；正硅酸乙酯5份；六偏磷酸钠1份；亚硝酸钠1份；水玻璃1份；硫酸铜3份；消泡剂1份；甲基纤维素1份；明胶1份。

上面所述的氯氧镁纤维轻质墙板的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

a、配制氯化镁水溶液：将氯化镁粉末加入到pH=6~7的水中，搅拌均匀，配制波美度为22~25的氯化镁水溶液；

b、添加改性剂：向步骤a得到的氯化镁水溶液中按比例添加改性剂，并搅拌均匀，得到混合物A；

c、向步骤b中所述的混合溶液A中按配方添加氧化镁、粉煤灰、炉渣、矿渣、建筑垃圾、废陶瓷、短玻纤、秸秆、木屑和珍珠岩，搅拌均匀，得到混合物B；

d、将步骤c得到的混合物B填充至模具中成型，然后脱模、养护后即得所述的氯氧镁纤维轻质墙板。

优选地，步骤d所述的氯氧镁纤维轻质墙板的厚度为100mm。

本发明的有益效果如下：

1. 本发明提供的氯氧镁纤维轻质墙板的配方中，氧化镁、氯化镁是其主要原料。未反应完全的氧化镁、氯化镁是造成吸潮返卤的主要原因。本发明提供的配方中，氧化镁、氯化镁的完全反应比率在97％以上，可以将氧化镁、氯化镁尽量完全反应，避免发生吸潮返卤的现象。

2. 本发明提供的氯氧镁纤维轻质墙板的配方中，氯化镁水溶液的波美度为22~25，此浓度下的氯化镁水溶液与其他重量份的原料相配比，可大大增加氯氧镁纤维轻质墙板的强度和稳定性。

3. 本发明提供的氯氧镁纤维轻质墙板的配方中，包括粉煤灰。粉煤灰是燃烧煤粉后收集到的灰粒，亦称飞灰，其化学成分主要是SiO₂（45～65%）、Al₂O₃（20～35%）及Fe₂O₃（5～10%）和CaO（5％）等。粉煤灰的加入，可以减少浆体与骨料间的界面摩擦，在骨料的接触点起滚珠轴承效果，从而改善了轻质墙板拌和物的和易性；在轻质墙板中掺加粉煤灰，可以有效地防止碱集料反应，提高轻质墙板的耐久性；粉煤灰的加入，通过长期火山灰反应提高强度；粉煤灰可减少水化热，减少由于温度而造成的裂缝。

4. 本发明提供的氯氧镁纤维轻质墙板的配方中，包括废陶瓷、炉渣和矿渣。本发明中并没有单独加入生活垃圾焚烧炉渣，因为炉渣的加入会对水化起损害作用，降低轻质墙板的强度。但是本发明在加入炉渣时，还加入矿渣，不仅可以进一步减少轻质墙板对砂石的需求，降低生产成本，减少对山体、河床的破坏；矿渣不但具有水硬活性，而且其能被水化产生的Mg(OH)₂激发，生成二次水化产物，同时炉渣带进来的钾盐、钠盐也能增大水化***的pH值，更加彻底地激发矿渣的活性，使样品的强度增大。废陶瓷也可以提高矿渣的强度，并改善流动度；废陶瓷可以在早期加快熟料水化，在后期加快矿渣的水化进程。

本发明提供配方制备而成的氯氧镁纤维轻质墙板经过检测，其重金属浸出浓度均低于浸出毒性标准限值，且低于GB3838—2002《地表水环境质量标准》中的V类地表水标准限值，不会对环境造成污染。

5.本发明提供的氯氧镁纤维轻质墙板的配方中，包括建筑垃圾。随着经济与工程建设的快速发展，产生大量的建筑垃圾。本发明将建筑垃圾粉碎后，用来制备轻质墙板，可以实现资源的循环利用，降低生产成本。建筑垃圾在粉磨过程中，其中大量废砖瓦在机械力的作用下颗粒表面层发生晶格畸变，活性点增多，活性增加，建筑垃圾粉中存在活性氧化硅和活性氧化铝，掺入适量的建筑垃圾后，不仅起填料的作用；在碱性环境下，活性二氧化硅在氯氧镁水泥中还会生成水化硅酸镁凝胶，活性氧化铝会生成水化铝酸镁凝胶，使材料的强度提高。

本发明提供的配方中，建筑垃圾的添加量是最优的，因为当掺入的建筑垃圾超过本发明提供的量后，体系中氯氧镁水泥含量不足，导致对强度贡献最大的结晶相5·1．8相(即5Mg(OH)₂·MgCl₂·8H₂O)和3·1·8相(即3Mg(OH)₂·MgCl₂·8H₂O)减少，而由建筑垃圾中活性氧化硅和活性氧化铝产生的水化产物不足以抵消氯氧镁水泥减少而引起的强度降低，从而导致轻质墙板的强度降低。

6. 本发明提供的氯氧镁纤维轻质墙板的配方中，包括秸秆和木屑。秸杆纤维在材料中处于三维任意分布状态，浆体硬化过程中改变了其内部结构，减少了内部缺陷，提高了材料的连续性，在材料受力过程中秸杆纤维与基体共同受力变形，纤维的牵连作用缓和了材料的荷载应力集中，使基体裂而不断并能进一步承受载荷，可使材料的抗拉力增强，使轻质墙板的抗折强度得到提高。但秸秆的加入量也不能过大，否则使整个体系中的水化产物减少，降低抗压强度。本发明提供的秸秆加入量，是在保证抗压强度的前提下，提高轻质墙板的抗折强度。

木屑中含有纤维，可提高轻质墙板的可塑性；木屑的加入降低了复合材料的毛细管作用，从而减少了复合材料的水分吸收量，降低轻质墙板的耐久和导热性能受湿度的影响。但是木屑的掺人率增大，会不可避免地增大了复合材料的空隙率，从而导致复合材料的导热系数和机械强度下降。

7. 本发明提供的氯氧镁纤维轻质墙板的配方中，包括珍珠岩。珍珠岩是一种酸性火山玻璃质岩石，是由地下喷出的熔岩在地表水中急冷而成的，珍珠岩的岩石内部含有结合水，当这种含水的玻璃质熔岩受到高温的作用时，玻璃质将会由固态软化为黏稠的液态，内部的结合水则由液态变为高温蒸汽向外扩散，可以实现很好的隔热阻燃效果。

8. 本发明提供的氯氧镁纤维轻质墙板的配方中，还包括改性剂。改性剂中硫酸亚铁起抑制轻质墙板膨胀变形作用；正硅酸乙酯增加强度；六偏磷酸钠是品质改良剂，增进结着力；亚硝酸钠起早强剂和减水剂的作用；水玻璃起防水作用；硫酸铜起防止变形、皲裂的作用；消泡剂消除材料气泡，增加材料密度；甲基纤维素作为粘合剂，可增加轻质墙板强度；明胶增加材料密度、强度。

9. 本发明提供的氯氧镁纤维轻质墙板，配方中包括粉煤灰、炉渣、矿渣、建筑垃圾、碎陶瓷、秸秆和木屑等工农业废弃物，不仅解决了这些废弃物的回收再利用问题，还减少了对砂石的需求量，避免山体、河床的破坏，达到节约资源和保护环境的双重效果。

10. 本发明提供的氯氧镁纤维轻质墙板的制备方法中，配制氯化镁水溶液的水的pH=6~7，配制的氯化镁水溶液的波美度为22~25。采用本发明提供的pH值下的水，配制成本发明提供的波美度的氯化镁水溶液，为制备出强度高、稳定性好的氯氧镁纤维轻质墙板提供保障。

11. 采用本发明提供的配方和制备方法，制备而成的氯氧镁纤维轻质墙板抗水性好，抗压强度高，抗冻性好，耐酸碱性好，稳定性好、无返卤、泛霜、变形等现象。

具体实施方式：

下面结合实施例对本发明作进一步说明。以下仅是本发明众多具体应用范围中的代表性实施例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用变换或是等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。

实施例1

一种氯氧镁纤维轻质墙板，其配方为以下重量份的组份：氯化镁水溶液40份，氧化镁20份，粉煤灰0.1份，炉渣0.2份，矿渣0.2份，建筑垃圾0.5份，废陶瓷0.1份，短玻纤2份，秸秆2份，木屑2份，珍珠岩3份。

配制氯化镁水溶液：采用的水pH一般在6-7左右，如果采用自来水可直接配料，如果采用地下水和井水时，需要用磷酸或硫酸或氢氧化钠调节至pH为6-7。氯化镁水溶液的波美度为22。

添加改性剂：向上面得到的氯化镁水溶液中按比例添加改性剂，并搅拌均匀，得到混合物A。

向上面所述的混合溶液A中按配方添加氧化镁、粉煤灰、炉渣、矿渣、建筑垃圾、废陶瓷、短玻纤、秸秆、木屑和珍珠岩，搅拌均匀，得到混合物B；

将上面得到的混合物B填充至模具中成型，然后脱模、养护后即得所述的氯氧镁纤维轻质墙板。

按照上述配方制备而成的100mm厚度的氯氧镁纤维轻质墙板，其耐火性能为94min，燃烧性能符合A1级规定要求。其性能见下表：

检验项目	要求	单位	结果
				抗冲击性能	经过15次抗冲击试验后，无裂纹	——	氯氧镁纤维轻质墙板的两面均无贯通裂纹
抗弯承载（板自重倍数）	≥1.5	——	4.5
				抗压强度	≥3.5	MPa	4.7
软化系数	≥0.80	——	0.94
				面密度	≤90	kg/㎡	33
吊挂力	荷载1000N静止24h，板面无宽度超过0.5mm的裂缝	——	无裂缝
				抗冻性	不应出现可见的裂纹且表面无变化	——	循环冻融15次，无裂纹
空气声隔音量	≥40	dB	53
				耐酸碱性	侵泡7天无变化	——	无变化

实施例2

一种氯氧镁纤维轻质墙板，其配方为以下重量份的组份：氯化镁水溶液60份，氧化镁30份，粉煤灰0.1份，炉渣0.2份，矿渣0.2份，建筑垃圾0.5份，废陶瓷0.1份，短玻纤2份，秸秆2份，木屑2份，珍珠岩3份。此处的矿渣为含SiO₂较多的酸性矿渣；所述的建筑垃圾主要为废砖瓦、混泥土、碎砂石和渣土。

配制氯化镁水溶液时，采用的水pH一般在6—7左右，如果采用自来水可直接配料，如果采用地下水和井水时，需要用磷酸或硫酸或氢氧化钠调节至pH为6—7。夏天室外温度30度时，氯化镁水溶液的波美度为24。

检验项目	要求	单位	结果
				抗冲击性能	经过15次抗冲击试验后，无裂纹	——	氯氧镁纤维轻质墙板的两面均无贯通裂纹
抗弯承载（板自重倍数）	≥1.5	——	4.0
				抗压强度	≥3.5	MPa	4.2
软化系数	≥0.80	——	0.97
				面密度	≤90	kg/㎡	35
吊挂力	荷载1000N静止24h，板面无宽度超过0.5mm的裂缝	——	无裂缝
				抗冻性	不应出现可见的裂纹且表面无变化	——	循环冻融15次，无裂纹
空气声隔音量	≥40	dB	54
				耐酸碱性	侵泡7天无变化	——	无变化

实施例3

一种氯氧镁纤维轻质墙板，其配方为以下重量份的组份：氯化镁水溶液50份，氧化镁25份，粉煤灰0.1份，生活垃圾焚烧炉渣0.2份，矿渣0.2份，建筑垃圾0.5份，废陶瓷0.1份，短玻纤2份，秸秆2份，木屑2份，珍珠岩3份。此处的矿渣为含Al ₂ O ₃和CaO较多的碱性矿渣。所述的建筑垃圾主要为废砖瓦、混泥土、碎砂石和渣土。

配制氯化镁水溶液时，采用的水pH一般在6—7左右，如果采用自来水可直接配料，如果采用地下水和井水时，需要用磷酸或硫酸或氢氧化钠调节至pH为6—7。夏天室外温度30度时，氯化镁水溶液的波美度为25。

检验项目	要求	单位	结果
				抗冲击性能	经过15次抗冲击试验后，无裂纹	——	氯氧镁纤维轻质墙板的两面均无贯通裂纹
抗弯承载（板自重倍数）	≥1.5	——	4.7
				抗压强度	≥3.5	MPa	4.5
软化系数	≥0.80	——	0.90
				面密度	≤90	kg/㎡	37
吊挂力	荷载1000N静止24h，板面无宽度超过0.5mm的裂缝	——	无裂缝
				抗冻性	不应出现可见的裂纹且表面无变化	——	循环冻融15次，无裂纹
空气声隔音量	≥40	dB	57
				耐酸碱性	侵泡7天无变化	——	无变化

实施例4

一种氯氧镁纤维轻质墙板，其配方为以下重量份的组份：氯化镁水溶液45份，氧化镁22份，粉煤灰0.1份，生活垃圾焚烧炉渣0.2份，矿渣0.2份，建筑垃圾0.5份，废陶瓷0.1份，短玻纤2份，秸秆2份，木屑2份，珍珠岩3份，改性剂1份。此处的矿渣为含Al ₂ O ₃和CaO较多的碱性矿渣；所述的建筑垃圾主要为废砖瓦、混泥土、泥浆和沥青。

改性剂配方是：按重量份计，硫酸亚铁2份；正硅酸乙酯5份；六偏磷酸钠1份；亚硝酸钠1份；水玻璃1份；硫酸铜3份；消泡剂1份；甲基纤维素1份；明胶1份。

配制氯化镁水溶液时，采用的水pH一般在6~7左右，如果采用自来水可直接配料，如果采用地下水和井水时，需要用磷酸或硫酸或氢氧化钠调节至pH为6~7。夏天室外温度30度时，氯化镁水溶液的波美度为24。

按照上述配方制备而成的100mm厚度的氯氧镁纤维轻质墙板，其耐火性能为95min，燃烧性能符合A1级规定要求。其性能见下表：

检验项目	要求	单位	结果
				抗冲击性能	经过15次抗冲击试验后，无裂纹	——	氯氧镁纤维轻质墙板的两面均无贯通裂纹
抗弯承载（板自重倍数）	≥1.5	——	5.0
				抗压强度	≥3.5	MPa	5.1
软化系数	≥0.80	——	1.05
				面密度	≤90	kg/㎡	35
吊挂力	荷载1000N静止24h，板面无宽度超过0.5mm的裂缝	——	无裂缝
				抗冻性	不应出现可见的裂纹且表面无变化	——	循环冻融15次，无裂纹
空气声隔音量	≥40	dB	60
				耐酸碱性	侵泡7天无变化	——	无变化

实施例5

一种氯氧镁纤维轻质墙板，其配方为以下重量份的组份：氯化镁水溶液55份，氧化镁25份，粉煤灰0.1份，生活垃圾焚烧炉渣0.2份，矿渣0.2份，建筑垃圾0.5份，废陶瓷0.1份，短玻纤2份，秸秆2份，木屑2份，珍珠岩3份，改性剂2份。此处的矿渣为含SiO₂较多的酸性矿渣；所述的建筑垃圾主要为废砖瓦、混泥土、碎砂石和渣土。

配制氯化镁水溶液时，采用的水pH一般在6~7左右，如果采用自来水可直接配料，如果采用地下水和井水时，需要用磷酸或硫酸或氢氧化钠调节至pH为6~7。夏天室外温度30度时，氯化镁水溶液的波美度为25。

按照上述配方制备而成的100mm厚度的氯氧镁纤维轻质墙板，其耐火性能为96min，燃烧性能符合A1级规定要求。其性能见下表：

检验项目	要求	单位	结果
				抗冲击性能	经过15次抗冲击试验后，无裂纹	——	氯氧镁纤维轻质墙板的两面均无贯通裂纹
抗弯承载（板自重倍数）	≥1.5	——	5.1
				抗压强度	≥3.5	MPa	5.3
软化系数	≥0.80	——	1.1
				面密度	≤90	kg/㎡	37
吊挂力	荷载1000N静止24h，板面无宽度超过0.5mm的裂缝	——	无裂缝
				抗冻性	不应出现可见的裂纹且表面无变化	——	循环冻融15次，无裂纹
空气声隔音量	≥40	dB	61
				耐酸碱性	侵泡7天无变化	——	无变化

Claims

1.一种氯氧镁纤维轻质墙板，其特征在于，所述氯氧镁纤维轻质墙板的配方为以下重量份的组份：氯化镁水溶液40~60份，氧化镁20~30份，粉煤灰0.1份，炉渣0.2份，矿渣0.2份，建筑垃圾0.5份，废陶瓷0.1份，短玻纤2份，秸秆2份，木屑2份，珍珠岩3份，改性剂0~2份；所述的改性剂份数不为0；

所述氯化镁水溶液的波美度为22~25；

所述改性剂由下述重量份的组分组成：硫酸亚铁2份；正硅酸乙酯5份；六偏磷酸钠1份；亚硝酸钠1份；水玻璃1份；硫酸铜3份；消泡剂1份；甲基纤维素1份；明胶1份。

2.根据权利1所述的氯氧镁纤维轻质墙板，其特征在于，所述的炉渣为生活垃圾焚烧炉渣。

3.根据权利要求1-2任一项所述的氯氧镁纤维轻质墙板的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

c、向步骤b中所述的混合物A中按配方添加氧化镁、粉煤灰、炉渣、矿渣、建筑垃圾、废陶瓷、短玻纤、秸秆、木屑和珍珠岩，搅拌均匀，得到混合物B；

4.根据权利要求3所述的氯氧镁纤维轻质墙板的制备方法，其特征在于，步骤d所述的氯氧镁纤维轻质墙板的厚度为100mm。