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Abstract

本发明公开了一种陶粒高强板制品及其制备方法，通过将废弃结构陶瓷改性后，加入到活性粉末纤维混凝土中，解决传统陶粒混凝土存在的陶粒分散性和相容性差、强度较低的问题，制成高强轻质、保温隔热的新型建筑材料，可应用在高层建筑围护结构、大跨度结构、桥梁工程等领域，在保证力学性能的同时可有效保护自然资源，实现资源可持续发展。

Description

一种陶粒高强板制品及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种建筑外墙制品，特别涉及一种废弃结构陶瓷制备陶粒纤维混凝土制品，具有高强轻质、保温隔热特点，可应用在高层建筑围护结构、大跨度结构、桥梁工程等领域。
背景技术
高强板具有超高强（100MPa抗压强度、15MPa抗折强度）、高耐久性等优异的性能，并能很好地满足现代建筑的要求。在高强板制备过程中，为了减少混凝土的自收缩，可掺加天然粗骨料。随着高强板需求量的增加，天然骨料的需求急剧增加。然而天然骨料资源非常有限，选择合适的废弃物资源替代混凝土中的卵石和碎石，可节约天然资源，保护生态环境。陶粒混凝土具有轻质、保温、隔热的性能，在行业内有了广泛的应用，尤其是高强陶粒混凝土在高层建筑、大跨度结构及桥梁工程中有了探索性的工程研究，但是市售的陶粒混凝土成本较高，同时陶粒本身的脆性、密度、在混凝土中的分散性和相容性都存在一定的问题，导致高强陶粒混凝土在混凝土中常存在分层情况。
发明内容
本发明针对上述不足之处，通过采用废弃高强度结构陶瓷制品（如卫生洁具、瓷砖等）球磨成高强陶粒，经过预处理添加到活性粉末纤维混凝土中制成陶粒高强板制品。
一种陶粒高强板制品，由50-70份水泥、5-20份活性粉末、4-8份超细碳酸钙、90-100份石英砂、70-80份改性陶粒、1-2份减水剂、1-7份纤维、1-5份可分散乳胶粉、15-25水组成；所述改性陶粒包括用量比为1：（3-5）的陶粒和混合粉料；所述混合粉料为水泥：活性粉末：可分散乳胶粉=10:1:1。
所述的水泥为普通硅酸盐水泥、矿渣水泥、铁铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥中的一种或多种。
所述活性粉末为矿粉、粉煤灰、硅灰、稻壳灰中的一种或多种。
所述的超细碳酸钙由方解石、石灰石、白奎、贝壳中的一种或多种粉磨而成，粒径在0.02~0.1μm。
所述的石英砂由两种粒径分别为0.3~1mm、1.1~3mm的石英砂按2:1配置而成。
所述的陶粒包括用量比为（1-4）：（1-2.5）：（0.02-0.05）：（0.2-2）的废弃陶瓷粉末：活性粉末：石膏粉：水。
所述的纤维为钢纤维、玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维中的一种或多种。
所述的减水剂为聚羧酸系高性能减水剂。
本发明还公开了所述陶粒高强板制品的制备方法，采用以下步骤制备而成：
（1）将废弃的陶瓷碎片球磨成粉状，与活性粉末、石膏粉、水按比例混合搅拌均匀后，倒入成球盘，制成球粒，蒸压养护成陶粒。
（2）将步骤（1）制备的陶粒放入20℃的水中浸泡3-15小时，取出陶粒放入由水泥、活性粉末、可分散乳胶粉制成的混合粉料中，搅拌均匀后静置5~6小时，过筛取出制成改性陶粒。
（3）将水泥、活性粉末、超细碳酸钙粉末、石英砂先依次加入搅拌锅中预混3-5min。
（4）向步骤（3）的混合物中继续加水、可分散乳胶粉和减水剂混合均匀搅拌3-5min后，加入改性陶粒，搅拌3-5min后加入纤维，搅拌3-5min后制成纤维增强水泥砂浆。
（5）将配置好的纤维增强水泥砂浆，采用浇筑的方式，倒入准备好的模具中，自然养护24小时后脱模。
（6）脱模后将样品放入90℃蒸养箱中，蒸养48小时后取出，成功制得陶粒高强板。
本发明的有益效果在于：
①用废弃结构陶瓷粉料与石膏粉、活性粉末制备高强陶粒，替代自然粗骨料，在保证力学性能的同时，可有效保护自然资源，实现资源可持续发展，制得的陶粒高强板轻质高强。
②浸湿的陶粒通过与水泥预处理，提升了在混凝土中的分散性和相容性。
具体实施方式
实施例1
（1）将废弃的卫生洁具碎片、地面瓷砖碎片等结构陶瓷球磨成粉状，取100份，与250份矿粉、5份石膏粉、200份水按比例混合搅拌均匀后，倒入成球盘，制成球粒，蒸压养护而成。
（2）取上述陶粒200份，放入20℃的水中浸泡3小时，取出陶粒放入由500份普通硅酸盐水泥、50份矿粉、50份可分散乳胶粉制成的混合粉料中，搅拌均匀后静置5小时，过筛取出制成改性陶粒。
（3）将100份普通硅酸盐水泥、10份矿粉、8份粒径为0.02~0.1μm的方解石、180份粒径分别为0.3~1mm、1.1~3mm，用量为2:1的混合石英砂先依次加入搅拌锅中预混3min。
（4）加30份水、2份可分散乳胶粉和2份聚羧酸系高性能减水剂混合均匀搅拌3-5min后，加入140份改性陶粒，搅拌3min后加入2份钢纤维，搅拌3min后制成纤维增强水泥砂浆。
（5）将配置好的纤维增强水泥砂浆，采用浇筑的方式，倒入准备好的模具中，自然养护24小时后脱模。
（6）脱模后将样品放入90℃蒸养箱中，蒸养48小时后取出，成功制得陶粒高强板。
实施例2
（1）将废弃的卫生洁具碎片、地面瓷砖碎片等结构陶瓷球磨成粉状，取100份，与100份粉煤灰、2份石膏粉、20份水按比例混合搅拌均匀后，倒入成球盘，制成球粒，蒸压养护而成。
（2）取上述陶粒150份放入20℃的水中浸泡15小时，取出陶粒放入由625份矿渣水泥、62.5份粉煤灰、62.5份可分散乳胶粉制成的混合粉料中，搅拌均匀后静置6小时，过筛取出制成改性陶粒。
（3）将140份矿渣水泥、40份粉煤灰、16份粒径为0.02~0.1μm的石灰石白奎混合粉末、200份石英砂先依次加入搅拌锅中预混5min。
（4）加50份水、10份可分散乳胶粉和4份聚羧酸系高性能减水剂混合均匀搅拌5min后，加入160份改性陶粒，搅拌5min后加入14份碳纤维，搅拌5min后制成纤维增强水泥砂浆。
（5）将配置好的纤维增强水泥砂浆，采用浇筑的方式，倒入准备好的模具中，自然养护24小时后脱模。
（6）脱模后将样品放入90℃蒸养箱中，蒸养48小时后取出，成功制得陶粒高强板。
实施例3
（1）将废弃的卫生洁具碎片、地面瓷砖碎片等结构陶瓷球磨成粉状，取400份，与100份硅灰、2份石膏粉、20份水按比例混合搅拌均匀后，倒入成球盘，制成球粒，蒸压养护而成。
（2）取上述陶粒150份放入20℃的水中浸泡10小时，取出陶粒放入由500份硫铝酸盐水泥、50份硅灰、50份可分散乳胶粉制成的混合粉料中，搅拌均匀后静置5~6小时，过筛取出制成改性陶粒。
（3）将120份硫铝酸盐水泥、20份硅灰、12份粒径为0.02~0.1μm的贝壳、190份石英砂先依次加入搅拌锅中预混3-5min。
（4）加40份水、6份可分散乳胶粉和3份聚羧酸系高性能减水剂混合均匀搅拌3-5min后，加入150份改性陶粒，搅拌3-5min后加入8份玻璃纤维和碳纤维，搅拌3-5min后制成纤维增强水泥砂浆。
（5）将配置好的纤维增强水泥砂浆，采用浇筑的方式，倒入准备好的模具中，自然养护24小时后脱模。
（6）脱模后将样品放入90℃蒸养箱中，蒸养48小时后取出，成功制得陶粒高强板。
实施例4
（1）将废弃的卫生洁具碎片、地面瓷砖碎片等结构陶瓷球磨成粉状，取400份，与250份矿粉+稻壳灰、5份石膏粉、200份水按比例混合搅拌均匀后，倒入成球盘，制成球粒，蒸压养护而成。
（2）取上述陶粒150份放入20℃的水中浸泡3-15小时，取出陶粒放入由625份铁铝酸盐水泥+矿渣水泥、62.5份稻壳灰、62.5份可分散乳胶粉制成的混合粉料中，搅拌均匀后静置5~6小时，过筛取出制成改性陶粒。
（3）将120份铁铝酸盐水泥+矿渣水泥、30份粉煤灰+硅灰、10份粒径为0.02~0.1μm的石灰石、200份石英砂先依次加入搅拌锅中预混3-5min。
（4）加45份水、4份可分散乳胶粉和4份聚羧酸系高性能减水剂混合均匀搅拌3-5min后，加入140份改性陶粒，搅拌3-5min后加入6份玄武岩纤维，搅拌3-5min后制成纤维增强水泥砂浆。
（5）将配置好的纤维增强水泥砂浆，采用浇筑的方式，倒入准备好的模具中，自然养护24小时后脱模。
（6）脱模后将样品放入90℃蒸养箱中，蒸养48小时后取出，成功制得陶粒高强板。
对本发明所述陶粒高强板进行性能测试，结果如下表1：
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Claims (7)

1.一种陶粒高强板制品，其特征在于，由50-70份水泥、5-20份活性粉末、4-8份超细碳酸钙、90-100份石英砂、70-80份改性陶粒、1-2份减水剂、1-7份纤维、1-5份可分散乳胶粉、15-25水组成；所述改性陶粒的原料包括用量比为1：（3-5）的陶粒和混合粉料；所述混合粉料为水泥：活性粉末：可分散乳胶粉=10:1:1；所述的石英砂由两种粒径分别为0.3~1mm、1.1~3mm的石英砂按2:1配置而成；所述的陶粒的原料包括用量比为（1-4）：（1-2.5）：（0.02-0.05）：（0.2-2）的废弃陶瓷粉末：活性粉末：石膏粉：水。
2.根据权利要求1所述的一种陶粒高强板制品，其特征在于，所述的水泥为普通硅酸盐水泥、矿渣水泥、铁铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种陶粒高强板制品，其特征在于，所述的超细碳酸钙由方解石、石灰石、白奎、贝壳中的一种或多种粉磨而成，粒径在0.02~0.1μm。
4.根据权利要求1所述的一种陶粒高强板制品，其特征在于，所述的减水剂为聚羧酸系高性能减水剂。
5.根据权利要求1所述的一种陶粒高强板制品，其特征在于，所述的纤维为钢纤维、玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种陶粒高强板制品，其特征在于，所述的活性粉末为矿粉、粉煤灰、硅灰、稻壳灰中的一种或多种。
7.一种如权利要求1所述陶粒高强板制品的制备方法，其特征在于，采用以下步骤制备而成：
（1）将废弃的陶瓷碎片球磨成粉状，与活性粉末、石膏粉、水按比例混合搅拌均匀后，倒入成球盘，制成球粒，蒸压养护成陶粒；
（2）将步骤（1）制备的陶粒放入20℃的水中浸泡3-15小时，取出陶粒放入由水泥、活性粉末、可分散乳胶粉制成的混合粉料中，搅拌均匀后静置5~6小时，过筛取出制成改性陶粒；
（3）将水泥、活性粉末、超细碳酸钙粉末、石英砂先依次加入搅拌锅中预混3-5min；
（4）向步骤（3）的混合物中继续加水、可分散乳胶粉和减水剂混合均匀搅拌3-5min后，加入改性陶粒，搅拌3-5min后加入纤维，搅拌3-5min后制成纤维增强水泥砂浆；
（5）将配置好的纤维增强水泥砂浆，采用浇筑的方式，倒入准备好的模具中，自然养护24小时后脱模；
（6）脱模后将样品放入90℃蒸养箱中，蒸养48小时后取出，成功制得陶粒高强板。
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