CN106588084A - 一种轻质多功能装配式内墙材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种轻质多功能装配式内墙材料及其制备方法，按重量份计，其组分包含：改性磷基建筑石膏65‑85份，水泥6‑10份，砂13‑17份，纤维1‑2份，改性SC型缓凝剂0.1‑0.2份，保水剂0.05‑0.1份，减水剂0.4‑0.7份，发泡剂铝粉1‑2份，聚苯乙烯颗粒0.5‑1份。该材料的制备方法是：按配比，将组分置于搅拌机中搅拌均匀，然后在40‑50℃条件下加入40‑60份水，继续搅拌，在搅拌过程中加入铝粉，快速搅拌25‑35秒后以硅钙板作为前、后面模具竖模成型，再经振实、养护、脱模和修边后即可。本发明以磷石膏为主要原料，促进固体废弃物资源化利用，产品装卸吊运方便，可满足快速装配的性能需求，同时具有轻质、保温隔热、隔音、阻燃等功能，可广泛应用于装配式民用建筑。

Description

一种轻质多功能装配式内墙材料及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种轻质多功能装配式内墙材料及其制备方法。
背景技术
绿色建筑及建筑工业化是国家“十三五”重点发展课题，其中装配式建筑是建筑工业化重要的实现方式。装配式建筑是指将建筑的部件、部品、材料在工厂中预制，运输到施工现场进行安装，通过浆锚或后浇混凝土的方式连接形成的建筑产品。它具有提高工程质量、缩短工期、节约能源、减少能耗、清洁生产等优点。建筑内墙面积约位建筑面积的2.3-2.6倍，建筑中内墙的施工在整个工程中占有较大的比例，绿色节能建筑内墙材料的研究具有重大意义。目前，在装配式建筑中内墙以钢筋混凝土的实心板或空心板为主，由于房间的多样性，多样化内墙预制板占据大量施工场地，吊装安装繁琐、活度差、实心板较为笨重、堆积复杂等问题。
磷石膏是磷化工生产磷酸排放的固体废弃物，我国磷石膏年排放量约7000万吨，累计堆积已超过3亿吨。磷石膏的平均利用率不足10％，大量堆积的磷石膏不仅占用大量耕地土地、占用大量资源和资金，同时其可溶性有害杂质、重金属、残余酸随雨水浸出，产生大量酸性废水，对土壤、水系造成严重污染。大量废弃磷石膏已经成为严重制约磷化工可持续发展和环境保护的世界难题。
石膏材料是一种低能耗、可循环使用的绿色建筑材料，预制石膏板是以石膏为原料，通过组分设计和养护工艺调整制备的具有隔断功能的材料，石膏墙板作为新型墙体材料的典型代表，具有防火、保温隔热、隔音吸声、质轻、调节室内湿度、施工快捷方便等优异的特性，在建筑中广泛应用。
目前，关于轻质隔墙板的研究已有报道。如：专利《生态轻质隔墙板》(CN200910059203.7)公开了一种生态轻质隔墙板，包括由重量比的工业废弃物建筑垃圾、农业废弃物即主、辅料和固化剂组份制成，其工业废弃物20-70为主料，其农业废弃物21-50为辅料，其固化剂为14-39，产品符合国家建筑部门隔墙板标准要求；专利《轻质隔墙板》(CN201320574299.2)一种轻质隔墙板，在轻质隔墙板主体的两侧有增强硅酸钙面板、轻质隔墙板主体由粉煤灰、珍珠岩粉、水泥及添加剂混合芯材、聚苯颗粒混成而成，在轻质隔墙板主体下部有拼接口；专利《一种利用固硫粉煤灰生产轻质隔墙板的方法》(CN201310064276.1)公开了一种利用固硫粉煤灰生产轻质隔墙板的方法：分为三个步骤A：固硫粉煤灰的消解，B：利用固硫粉煤灰、水泥等制备发泡水泥芯材，C：将轻质隔墙板芯材、壁材料及增强材料成型浇注、拆膜、养护。目前隔墙板以水泥基材料为主，如专利《轻质隔墙板》产品隔音、调湿性能较差，并不能满足内墙功能化需求；建筑工业化将是我国未来建筑发展的方向之一，专利《生态轻质隔墙板》及《一种利用固硫粉煤灰生产轻质隔墙板的方法》提供的材料制备技术与装配式建筑匹配性较差，不能满足装配式建筑内墙部分施工需求。因此发明一种兼具轻质、保温隔热、隔音、调湿等功能和可快速装配的内墙材料具有重要意义和实际需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对上述现有技术存在的不足，提供一种轻质多功能装配式内墙材料及其制备方法，根据装配式建筑特点发明一种具有轻质、保温隔热、隔音、调湿等功能的可快速装配的隔墙板材料，以磷化工固体废弃物为原料，可促进磷石膏资源化利用，适用于装配式民用建筑。
本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：
本发明提供的轻质多功能装配式内墙材料，按重量份计，其组分包含：改性磷基建筑石膏65-85份，水泥6-10份，砂13-17份，纤维1-2份，改性SC型缓凝剂0.1-0.2份，保水剂0.05-0.1份，减水剂0.4-0.7份，发泡剂铝粉1-2份，聚苯乙烯颗粒0.5-1份。
按上述方案，所述的改性磷基建筑石膏，由以下方法制成：将磷石膏与电石渣、粉煤灰和助磨剂按质量比100:(6-10)：(11-16):(0.4-0.7)置于搅拌机中均匀混合，通过制球机将原料制成球状，在145-160℃煅烧2-3h，粉磨，得到的改性磷基建筑石膏。
按上述方案，所述的磷石膏，其pH值为5-6，其CaSO4·1/2H2O百分含量≥90％。
按上述方案，所述的助磨剂为二乙二醇、聚合醇胺、三乙醇胺或乙二醇中的一种或几种混合物。
按上述方案，所述的纤维，为聚丙烯纤维、聚酰胺纤维、聚酯纤维、聚丙烯腈纤维、聚乙烯醇纤维中的一种或几种混合物，纤维长度为5-12mm。
按上述方案，所述的改性SC型缓凝剂，是由SC型缓凝剂经18－24wt％浓度的甲醛溶液浸泡、干燥处理后得到的。
按上述方案，所述的保水剂，为羧丙基甲基纤维素醚、羧甲基纤维素醚、淀粉醚、羟乙基纤维素醚、甲基纤维素醚中的一种，或几种混合物。
按上述方案，所述的减水剂为三聚氰胺系减水剂、聚羧酸盐系减水剂、萘系减水剂中的一种或多种混合物。
按上述方案，所述的聚苯乙烯颗粒，其密度为17-21Kg/m3，直径≤4mm。
按上述方案，所述的硅酸钙板为保温型，厚度为4mm或6mm，市售。
按上述方案，所述水泥为普通硅酸盐水泥、矿渣水泥、硫铝酸盐水泥的一种或几种按任意配比的混合物；
按上述方案，所述的砂为细砂，直径为0.1-0.25mm；
本发明提供的上述的轻质多功能装配式内墙材料，其制备方法是：按重量配比，将改性磷基建筑石膏、水泥、砂、纤维、改性SC型缓凝剂、保水剂和减水剂置于搅拌机中搅拌均匀，然后在40-50℃条件下加入40-60份水，继续搅拌，在搅拌过程中加入铝粉，快速搅拌25-35秒后以硅钙板作为前、后面模具竖模成型，再经振实、养护、脱模和修边后，得到轻质多功能装配式内墙材料。
本发明与现有技术相比具有以下的主要的有益效果：
第一，结合了发泡剂发泡和轻质集料两种轻质化技术，以磷石膏固体废弃物作为主要胶凝材料，通过材料组分设计，产品具有轻质(120mm墙体面密度68-72Kg/m2)、保温隔热(120mm墙体传热系数可达到为0.39-0.42B/W/m2·K)等特点，同时具有易加工、隔音、调湿等功能，有效的改善了现有隔墙板功能单一的不足；
第二，根据装配式建筑特点，通过材料组分设计、以硅酸钙板为面板一次性成型等手段，解决了石膏面层强度较低、不便于装卸吊运的问题，可在装配式建筑中应用；
第三，原料以磷石膏为主，有效的促进磷化工固体废弃物资源化利用，具有重大的环保意义。
本发明提供的轻质多功能装配式内墙材料及其制备方法是绿色建筑材料在建筑工业化中的应用，具有重要意义和实际需求，可在装配式建筑中广泛应用。
具体实施方式
下面结合实施例进一步说明本申请之发明，但实施例不应视作对本发明权利的限定。
下述实施例中采用的磷石膏为湖北省宜化集团有限公司，水泥、砂、纤维、缓凝剂、保水剂、减水剂、硅钙板、聚苯乙烯均为市售材料，铝粉为市售符合GB2084《发气铝粉》的带脂干铝粉，砂为细砂，直径为0.1-0.25mm。
实施例1：
按照本发明的技术方案制备一种轻质多功能装配式内墙材料，按照重量份计，它的组分为磷基建筑石膏70份，普通硅酸盐水泥8份，砂15份，聚丙烯纤维1.5份，改性SC缓凝剂0.15份，羧丙基甲基纤维素醚保水剂0.08份，三聚氰胺系减水剂0.5份，铝粉1.5份，聚苯乙烯颗粒0.6份，硅钙板厚度选择6mm。
将上述组分置于搅拌机中搅拌5-10min至搅拌均匀，在40-50℃条件下，加入46份水，慢速搅拌过程中加入铝粉，快速搅拌30s，以硅钙板作为前后面模具并预留装卸孔，竖模成型，振实，刮平，养护，脱模，修边，制得轻质多功能装配式内墙板。按照《建筑隔墙用轻质条板》(JG/T169-2005)标准要求测量板材性能，结果见表1。
实施例2：
按照本发明的技术方案制备一种轻质多功能装配式内墙材料，按照重量份计，它的组份为磷基建筑石膏65份，矿渣水泥10份，砂15份，聚酰胺纤维2.0份，改性SC缓凝剂0.11份，羧甲基纤维素醚保水剂0.07份，聚羧酸盐系减水剂0.7份，铝粉2.0份，聚苯乙烯颗粒0.5份，硅钙板厚度选择4mm。
将上述改性磷石膏、水泥、砂、纤维、缓凝剂、减水剂、保水剂置于搅拌机中搅拌5-10min至搅拌均匀，在40-50℃条件下，加入45份水，慢速搅拌过程中加入铝粉，快速搅拌30s，以硅钙板作为前后面模具并预留装卸孔，竖模成型，振实，刮平，养护，脱模，修边，制得轻质多功能装配式内墙板。按照《建筑隔墙用轻质条板》(JG/T169-2005)标准要求测量板材性能，结果见表2。
实施例3：
按照本发明的技术方案制备一种轻质多功能装配式内墙材料，按照重量份计，它的组份为磷基建筑石膏85份，硫铝酸盐水泥6份，砂13份，聚酯纤维1.0份，改性SC缓凝剂0.20份，淀粉醚保水剂0.10份，萘系减水剂0.7份，铝粉1.0份，聚苯乙烯颗粒0.7份，硅钙板厚度选择6mm。
将上述改性磷石膏、水泥、砂、纤维、缓凝剂、减水剂、保水剂置于搅拌机中搅拌5-10min至搅拌均匀，在40-50℃条件下，加入60份水，慢速搅拌过程中加入铝粉，快速搅拌30s，以硅钙板作为前后面模具并预留装卸孔，竖模成型，振实，刮平，养护，脱模，修边，制得轻质多功能装配式内墙板。按照《建筑隔墙用轻质条板》(JG/T169-2005)标准要求测量板材性能，结果见表3。
实施例4：
按照本发明的技术方案制备一种轻质多功能装配式内墙材料，按照重量份计，它的组份为磷基建筑石膏66份，普通硅酸盐水泥及矿渣水泥10份，砂16份，聚丙烯腈纤维及聚乙烯醇纤维1.5份，改性SC缓凝剂0.11份，羟乙基纤维素醚保水剂0.08份，三聚氰胺系及萘系减水剂0.5份，铝粉1.0份，聚苯乙烯颗粒1.0份，硅钙板厚度选择6mm。
将上述改性磷石膏、水泥、砂、纤维、缓凝剂、减水剂、保水剂置于搅拌机中搅拌5-10min至搅拌均匀，在40-50℃条件下，加入45份水，慢速搅拌过程中加入铝粉，快速搅拌30s，以硅钙板作为前后面模具并预留装卸孔，竖模成型，振实，刮平，养护，脱模，修边，制得轻质多功能装配式内墙板。按照《建筑隔墙用轻质条板》(JG/T169-2005)标准要求测量板材性能，结果见表4。
实施例5：
按照本发明的技术方案制备一种轻质多功能装配式内墙材料，按照重量份计，它的组份为磷基建筑石膏80份，普通硅酸盐水泥及硫铝酸盐水泥9份，砂15份，聚乙烯醇纤维1.5份，改性SC缓凝剂0.18份，甲基纤维素醚保水剂0.10份，聚羧酸减水剂及萘系减水剂0.7份，铝粉1.2份，聚苯乙烯颗粒0.9份，硅钙板厚度选择4mm。
将上述改性磷石膏、水泥、砂、纤维、缓凝剂、减水剂、保水剂置于搅拌机中搅拌5-10min至搅拌均匀，在40-50℃条件下，加入55份水，慢速搅拌过程中加入铝粉，快速搅拌30s，以硅钙板作为前后面模具并预留装卸孔，竖模成型，振实，刮平，养护，脱模，修边，制得轻质多功能装配式内墙板。按照《建筑隔墙用轻质条板》(JG/T169-2005)标准要求测量板材性能，结果见表5。
实施例6：
按照本发明的技术方案制备一种轻质多功能装配式内墙材料，按照重量份计，它的组份为磷基建筑石膏75份，普通硅酸盐水泥、矿渣水泥、硫铝酸盐水泥8份，砂14份，聚丙烯纤维、聚酰胺纤维、聚酯纤维、聚丙烯腈纤维、聚乙烯醇纤维1.5份，改性SC缓凝剂0.16份，羧丙基甲基纤维素醚、羧甲基纤维素醚、淀粉醚、羟乙基纤维素醚或甲基纤维素醚混合物保水剂0.09份，三聚氰胺系减水剂、聚氨酯减水剂0.6份，铝粉1.3份，聚苯乙烯颗粒0.8份，硅钙板厚度选择4mm。
将上述改性磷石膏、水泥、砂、纤维、缓凝剂、减水剂、保水剂置于搅拌机中搅拌5-10min至搅拌均匀，在40-50℃条件下，加入50份水，慢速搅拌过程中加入铝粉，快速搅拌30s，以硅钙板作为前后面模具并预留装卸孔，竖模成型，振实，刮平，养护，脱模，修边，制得轻质多功能装配式内墙板。按照《建筑隔墙用轻质条板》(JG/T169-2005)标准要求测量板材性能，结果见表6。
上述实施例中，所采用的水泥为普通硅酸盐水泥、矿渣水泥、硫铝酸盐水泥中的一种或几种按任意配比的混合物；所采用的砂为细砂，直径为0.1-0.25mm；所采用的硅酸钙板为保温型，厚度为4mm或6mm，市售。
本发明所列举的各原料，以及本发明各原料的上下限、区间取值，以及工艺参数的上下限、区间取值都能实现本发明，在此不一一列举实施例。
表1 实施例1产品按照《建筑隔墙用轻质条板》标准要求测量板材性能
其它性能均满足《建筑隔墙用轻质条板》(JG/T169-2005)标准要求。
表2 实施例2产品按照《建筑隔墙用轻质条板》标准要求测量板材性能
其它性能均满足《建筑隔墙用轻质条板》(JG/T169-2005)标准要求。
表3 实施例3产品按照《建筑隔墙用轻质条板》标准要求测量板材性能
其它性能均满足《建筑隔墙用轻质条板》(JG/T169-2005)标准要求。
表4 实施例4产品按照《建筑隔墙用轻质条板》标准要求测量板材性能
其它性能均满足《建筑隔墙用轻质条板》(JG/T169-2005)标准要求。
表5 实施例5产品按照《建筑隔墙用轻质条板》标准要求测量板材性能
其它性能均满足《建筑隔墙用轻质条板》(JG/T169-2005)标准要求。
表6 实施例6产品按照《建筑隔墙用轻质条板》标准要求测量板材性能
其它性能均满足《建筑隔墙用轻质条板》(JG/T169-2005)标准要求。

Claims (10)

1.一种轻质多功能装配式内墙材料，其特征在于按重量份计，其组分包含：改性磷基建筑石膏65-85份，水泥6-10份，砂13-17份，纤维1-2份，改性SC型缓凝剂0.1-0.2份，保水剂0.05-0.1份，减水剂0.4-0.7份，发泡剂铝粉1-2份，聚苯乙烯颗粒0.5-1份。
2.如权利要求1所述的轻质多功能装配式内墙材料，其特征在于所述的改性磷基建筑石膏，由以下方法制成：将磷石膏与电石渣、粉煤灰和助磨剂按质量比100:(6-10)：(11-16):(0.4-0.7)置于搅拌机中均匀混合，通过制球机将原料制成球状，在145-160℃煅烧2-3h，粉磨，得到的改性磷基建筑石膏。
3.如权利要求2所述的轻质多功能装配式内墙材料，其特征在于所述的磷石膏，其pH值为5-6，其CaSO4·1/2H2O百分含量≥90％。
4.如权利要求2所述的轻质多功能装配式内墙材料，其特征在于所述的助磨剂为二乙二醇、聚合醇胺、三乙醇胺或乙二醇中的一种或几种混合物。
5.如权利要求1所述的轻质多功能装配式内墙材料，其特征在于所述的纤维，为聚丙烯纤维、聚酰胺纤维、聚酯纤维、聚丙烯腈纤维、聚乙烯醇纤维中的一种或几种混合物，纤维长度为5-12mm。
6.如权利要求1所述的轻质多功能装配式内墙材料，其特征在于所述的改性SC型缓凝剂，是由SC型缓凝剂经18－24wt％浓度的甲醛溶液浸泡、干燥处理后得到的。
7.如权利要求1所述的轻质多功能装配式内墙材料，其特征在于所述的保水剂，为羧丙基甲基纤维素醚、羧甲基纤维素醚、淀粉醚、羟乙基纤维素醚、甲基纤维素醚中的一种，或几种混合物。
8.如权利要求1所述的轻质多功能装配式内墙材料，其特征在于所述的减水剂为三聚氰胺系减水剂、聚羧酸盐系减水剂、萘系减水剂中的一种或多种混合物。
9.如权利要求1所述的轻质多功能装配式内墙材料，其特征在于所述的聚苯乙烯颗粒，其密度为17-21Kg/m3，直径≤4mm。
10.一种权利要求1至9中任一所述轻质多功能装配式内墙材料的制备方法，其特征是按配比，将改性磷基建筑石膏、水泥、砂、纤维、改性SC型缓凝剂、保水剂和减水剂置于搅拌机中搅拌均匀，然后在40-50℃条件下加入40-60份水，继续搅拌，在搅拌过程中加入铝粉，快速搅拌25-35秒后以硅钙板作为前、后面模具竖模成型，再经振实、养护、脱模和修边后，得到轻质多功能装配式内墙材料。
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