CN108610089A - 一种可快速脱模的装配式保温墙板材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可快速脱模的装配式保温墙板材料及其制备方法，按重量份数计，装配式保温墙板材料包括如下物质：重烧氧化镁40～52份、磷酸二氢钾20～30份、硼砂1.5～5份、煤渣15～20份、硅灰5～8.5份、水17～20份、聚丙烯纤维0.5～1.0份、木钙0.1～0.3份、增稠剂0.1～0.5份、引气剂0.1～0.4份、陶粒15～20份。采用本发明提供的材料及制备方法所生产的保温墙板，具有拆模时间短、生产效率高、生产设备简单、能耗低的优点；此外，本明所生产的装配式保温墙板，轻质、高强、保温、隔热性好，适用于现代装配式工业化建筑的内外墙板。

Description

一种可快速脱模的装配式保温墙板材料及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种可快速脱模的装配式保温墙板材料及其制备方法。
背景技术
建筑工业化和住宅产业化以及城镇化建设要求积极推广装配化施工。对于建筑的围护结构，考核建筑工业化水平的关键指标就是墙体的装配化程度。推广应用装配式轻质保温型混凝土外墙板符合国家绿色建筑和建筑节能的产业政策，是建筑行业实现可持续发展战略的重要内容。
装配式保温墙板是建筑工业化重要组成部分。目前的装配式保温墙板，一般采用普通硅酸盐水泥制作，存在凝结硬化慢、脱模时间长、生产效率低的缺点。很多企业为了加快生产效率，采用蒸汽养护的方法缩短拆模时间，但这需要复杂的蒸养设备，企业需要投入巨额的资金；此外在养护过程中需要消耗大量的能量，显著增加了企业生产成本。上述原因都极大地限制了现有装配式保温墙板在建筑工业化方面的推广应用，迫切需要研究出一种可快速脱模的装配式保温墙板材料及其制备方法。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术所存在的不足，提供一种可快速脱模的装配式保温墙板材料及其制备方法。
技术方案：本发明提供了一种可快速脱模的装配式墙板材料，按重量份数计包括如下物质：
优选地，所述重烧氧化镁中镁元素含量91～93％，硅元素含量2.7～3.5％，钙元素含量1.8～2％，其细度在90目～200目之间。重烧氧化镁中镁元素含量高有利于强度的提高；氧化镁细度不宜过大，细度过大，活性过高，材料硬化过快，不利于成型制备。
优选地，所述增稠剂为纤维素醚。纤维素醚可以大幅度提高水泥砂浆的塑形黏度、屈服应力和临界应变，增加水泥浆体的黏稠度，从而增加轻骨料颗粒上浮的阻力，有利于颗粒在浆体中的稳定。
进一步优选地，所述纤维素醚包括甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠或羟乙基纤维素中的一种。
优选地，所述引气剂为脂肪醇磺酸盐类引气剂。脂肪醇磺酸盐类引气剂所引入的气泡均匀、稳定，与水泥具有非常好的相容性。引气剂加入，旨在水泥浆体中引入适量的气泡，可以降低水泥浆体的密度，减小陶粒颗粒与水泥浆体密度的差距，从而减小陶粒上浮力，提高陶粒在墙板内部的均匀性。
进一步优选地，所述脂肪醇磺酸盐类引气剂包括脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯磺酸钠或脂肪醇硫酸钠中的一种。
优选地，所述聚丙烯纤维单丝当量直径0.1±0.05mm，长度20±1mm，抗拉强度≥560MPa，弹性模量≥3700MPa。聚丙烯纤维密度小，在搅拌成型过程中不会发生纤维沉降的现象，有利于在墙板内部分散均匀，从而显著提高墙板的抗裂强度。掺入聚丙烯纤维，可有效提高断裂能、减缓剪短裂纹的扩展、提高折压比，提升装配式保温墙板的力学性能。
所述硅灰为铁合金在冶炼硅铁和工业硅(金属硅)时的副产品，外观为灰色或灰白色粉末，SiO2含量90％以上，颗粒平均粒径在0.1～0.3μm，比表面积介于20～28m2/g，堆积密度介于160kg/m3～700kg/m3。硅灰颗粒粒径小、比表面积极大，硅灰的掺入可以显著改善混凝土的粘聚性和保水性，提高粘稠度，有利于EPS颗粒的稳定。
所述煤渣为火力发电厂、工业和民用锅炉及其他设备燃煤排出的废渣。煤渣颗粒平均粒径在1.0～6.0mm，堆积密度介于460kg/m3～840kg/m3。煤渣内部含有大量孔洞，因此颗粒密度较小、质轻，煤渣的掺入可以显著降低保温墙板的密度，减少重量，同时大量孔洞的引入，能改善装配式保温墙板的保温性能和隔声性能。
所述木钙是一种多组分高分子聚合物阴离子表面活性剂，外观为黄色粉末物质，略有芳香气味，分子量一般在800～10000之间，具有很强的分散性、粘结性、螯合性。木钙的分子量大，能优先吸附在矿物成分上，具有较好的缓凝效果。适量木钙的加入，可以调节保温墙板的凝结时间，以便控制拆模，定制合理的生产周期。
本发明还提供了一种可快速脱模的装配式保温墙板材料的制备方法，制备过程包括以下步骤：
(1)称取重烧氧化镁、磷酸二氢钾、硼砂、硅灰，搅拌均匀，制得固体混合物；
(2)将引气剂、增稠剂、木钙和水混合，搅拌均匀，制得液体混合物；
(3)将步骤(1)制得的固体混合物与步骤(2)制得的液体混合物混合，搅拌均匀，制成流动状浆体；
(4)将步骤(3)制得的流动状浆体与煤渣、陶粒混合，搅拌均匀；
(5)将步骤(4)制得的混合物与聚丙烯纤维混合，搅拌均匀，制得混凝土，出料；
(6)将步骤(5)制得的混凝土倒入装配式墙板模具中，振捣至密实；
(7)在室温条件下静置2～4h脱模，制得装配式保温墙板材料。
有益效果：
(1)本发明公开的一种可快速脱模的装配式墙板材料，既具备无机保温材料的耐久性好、防火等级高等优点，同时具有吸水率小(<4.2％)、保温隔热性好(传热系数<1.1W/m2.K)、价格低廉、施工方便、力学性能良好等优点。
(2)本发明公开的一种可快速脱模的装配式墙板材料的制备方法，能实现在2～4小时内可调节的快速脱模，制作简便，能适应工厂规模化施工。本发明可以极大地减少装配式保温墙板的制作时间、缩短生产周期，显著提高企业的效益。
(3)本发明的装配式保温墙板材料及其制备方法在原料、生产、制备、施工、使用各项环节中都充分展示了其环境友好生态建材的特征，是一种经济效益、社会效益和环保效益都很高的建筑材料，在未来的建筑节能领域中有着广阔的发展空间。
(4)本发明大量硅灰、炉渣等工业废渣的使用，对缓解环境污染起到了很好的作用。
具体实施方式
为了使本发明所述的内容更加便于理解，下面结合具体实施方式对本发明所述的技术方案做进一步的说明，但是本发明不仅限于此。
本发明所述密度、抗压强度、抗折强度试验方法参考JGJ51-2002《轻骨料混凝土技术规程》、GB/T50080-2002《普通混凝土拌和物性能试验方法》和GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》进行试验。
实施例1：
(1)称取重烧氧化镁42kg、磷酸二氢钾21kg、硼砂2kg、硅灰5kg倒入搅拌容器内，搅拌30s至混合均匀，制得固体混合物；
(2)称取脂肪醇聚氧乙烯醚0.1kg、甲基纤维素0.1kg、木钙0.1kg倒入水18kg中，搅拌30s至液体混合均匀，制得液体混合物；
(3)将步骤(2)制得的液体混合物倒入步骤(1)制得的固体混合物中，先低速搅拌15s，再高速搅拌30s，制成流动状浆体；
(4)将步骤(3)制得的流动状浆体与煤渣20kg、陶粒20kg混合，先低速搅拌30s，再高速搅拌30s；
(5)将步骤(4)制得的混合物与聚丙烯纤维0.5kg混合，高速搅拌30s，制得混凝土，出料；
(6)将步骤(5)制得的混凝土倒入装配式墙板模具中，用***式振动棒振捣15s以密实；
(7)在室温条件下静置2.6h脱模，制得装配式保温墙板材料。
实施例2：
(1)称取重烧氧化镁43kg、磷酸二氢钾22kg、硼砂2.8kg、硅灰6kg倒入搅拌容器内，搅拌30s至混合均匀，制得固体混合物；
(2)将脂肪醇聚氧乙烯磺酸钠0.1kg、羟丙基甲基纤维素0.1kg、木钙0.12kg倒入水18kg中，搅拌30s至液体混合均匀，制得液体混合物；
(3)将步骤(1)制得的固体混合物与步骤(2)制得的液体混合物混合，先低速搅拌30s，再高速搅拌30s，制成流动状浆体；
(4)将步骤(3)制得的流动状浆体与煤渣19kg、陶粒20kg混合，先低速搅拌30s，再高速搅拌30s；
(5)将步骤(4)制得的混合物与聚丙烯纤维0.5kg混合，高速搅拌30s，制得混凝土，出料；
(6)将步骤(5)制得的混凝土倒入装配式墙板模具中，用***式振动棒振捣15s以密实；
(7)在室温条件下静置2.1h脱模，制得装配式保温墙板材料。
实施例3：
(1)称取重烧氧化镁45kg、磷酸二氢钾21kg、硼砂3.1kg、硅灰7kg倒入搅拌容器内，搅拌30s至混合均匀，制得固体混合物；
(2)将脂肪醇聚氧乙烯醚0.1kg、羧甲基纤维素钠0.1kg、木钙0.14kg倒入水18kg中，搅拌30s至液体混合均匀，制得液体混合物；
(3)将步骤(1)制得的固体混合物与步骤(2)制得的液体混合物混合，先低速搅拌15s，再高速搅拌30s，制成流动状浆体；
(4)将步骤(3)制得的流动状浆体与煤渣18kg、陶粒20kg混合，先低速搅拌30s，再高速搅拌30s；
(5)将步骤(4)制得的混合物与聚丙烯纤维0.5kg混合，高速搅拌30s，制得混凝土，出料；
(6)将步骤(5)制得的混凝土倒入装配式墙板模具中，用***式振动棒振捣15s以密实；
(7)在室温条件下静置2.4h脱模，制得装配式保温墙板材料。
实施例4：
(1)称取重烧氧化镁40kg、磷酸二氢钾30kg、硼砂3.4kg、硅灰8kg倒入搅拌容器内，搅拌30s至混合均匀，制得固体混合物；
(2)将脂肪醇聚氧乙烯磺酸钠0.1kg、羟乙基纤维素0.1kg、木钙0.16kg倒入水18.5kg中，搅拌30s至液体混合均匀，制得液体混合物；
(3)将步骤(1)制得的固体混合物与步骤(2)制得的液体混合物混合，先低速搅拌15s，再高速搅拌30s，制成流动状浆体；
(4)将步骤(3)制得的流动状浆体与煤渣15kg、陶粒15kg混合，先低速搅拌30s，再高速搅拌30s；
(5)将步骤(4)制得的混合物与聚丙烯纤维0.5kg混合，高速搅拌30s，制得混凝土，出料；
(6)将步骤(5)制得的混凝土倒入装配式墙板模具中，用***式振动棒振捣15s以密实；
(7)在室温条件下静置2.9h脱模，制得装配式保温墙板材料。
实施例5：
(1)称取重烧氧化镁46kg、磷酸二氢钾27kg、硼砂3.7kg、硅灰8.5kg倒入搅拌容器内，搅拌35s至混合均匀，制得固体混合物；
(2)称取脂肪醇硫酸钠0.4kg、羧甲基纤维素钠0.5kg、木钙0.25kg倒入水19kg中，搅拌35s至液体混合均匀，制得液体混合物；
(3)将步骤(2)制得的液体混合物倒入步骤(1)制得的固体混合物中，先低速搅拌10s，再高速搅拌40s，制成流动状浆体；
(4)将步骤(3)制得的流动状浆体与煤渣20.1％、陶粒20％混合，先低速搅拌10s，再高速搅拌40s；
(5)将步骤(4)制得的混合物与聚丙烯纤维0.8kg混合，高速搅拌40s，制得混凝土，出料；
(6)将步骤(5)制得的混凝土倒入装配式墙板模具中，用***式振动棒振捣20s以密实；
(7)在室温条件下静置2.8h脱模，制得装配式保温墙板材料。
实施例6：
(1)称取重烧氧化镁52kg、磷酸二氢钾20kg、硼砂5kg、硅灰5kg倒入搅拌容器内，搅拌30s至混合均匀，制得固体混合物；
(2)称取脂肪醇聚氧乙烯醚0.4kg、羟乙基纤维素0.5kg、木钙0.25kg倒入水20kg中，搅拌30s至液体混合均匀，制得液体混合物；
(3)将步骤(2)制得的液体混合物倒入步骤(1)制得的固体混合物中，先低速搅拌20s，再高速搅拌20s，制成流动状浆体；
(4)将步骤(3)制得的流动状浆体与煤渣15.9kg、陶粒17kg混合，先低速搅拌20s，再高速搅拌40s；
(5)将步骤(4)制得的混合物与聚丙烯纤维1.0kg混合，高速搅拌20s，制得混凝土，出料；
(6)将步骤(5)制得的混凝土倒入装配式墙板模具中，用***式振动棒振捣10s以密实；
(7)在室温条件下静置3.9h脱模，制得装配式保温墙板材料。
实施例7：
(1)称取重烧氧化镁45kg、磷酸二氢钾25kg、硼砂1.5kg、硅灰6kg倒入搅拌容器内，搅拌40s至混合均匀，制得固体混合物；
(2)称取脂肪醇硫酸钠0.2kg、羟丙基甲基纤维素0.2kg、木钙0.3kg倒入水17kg中，搅拌40s至液体混合均匀，制得液体混合物；
(3)将步骤(2)制得的液体混合物倒入步骤(1)制得的固体混合物中，先低速搅拌10s，再高速搅拌30s，制成流动状浆体；
(4)将步骤(3)制得的流动状浆体与煤渣16kg、陶粒16kg混合，先低速搅拌30s，再高速搅拌30s；
(5)将步骤(4)制得的混合物与聚丙烯纤维0.8kg混合，高速搅拌40s，制得混凝土，出料；
(6)将步骤(5)制得的混凝土倒入装配式墙板模具中，用***式振动棒振捣20s以密实；
(7)在室温条件下静置3.3h脱模，制得装配式保温墙板材料。
实施例8：
(1)称取重烧氧化镁45kg、磷酸二氢钾25kg、硼砂4kg、硅灰7kg倒入搅拌容器内，搅拌30s至混合均匀，制得固体混合物；
(2)称取脂肪醇聚氧乙烯醚0.3kg、羧甲基纤维素钠0.3kg、木钙0.3kg倒入水18kg中，搅拌30s至液体混合均匀，制得液体混合物；
(3)将步骤(2)制得的液体混合物倒入步骤(1)制得的固体混合物中，先低速搅拌15s，再高速搅拌30s，制成流动状浆体；
(4)将步骤(3)制得的流动状浆体与煤渣20kg、陶粒20kg混合，先低速搅拌30s，再高速搅拌30s；
(5)将步骤(4)制得的混合物与聚丙烯纤维0.7kg混合，高速搅拌20s，制得混凝土，出料；
(6)将步骤(5)制得的混凝土倒入装配式墙板模具中，用***式振动棒振捣20s以密实；
(7)在室温条件下静置3.1h脱模，制得装配式保温墙板材料。
对比例：选取目前市售的建华墙板材料120系列(江苏建华)作为对比例。
市售装配式墙板材料采用普通325水泥制备，终凝时间约为4.5h，脱模时间为8.1小时，28天抗压强度约为8.3MPa，干密度为980kg/m3。
通过对上述实施例进行试件的制备，并按照规范要求测试，测试结果如下表所示：
表1性能测试结果
由表1可看出：本发明方法制备的装配式墙板材料的强度更高，28天抗压强度至少可以达到8.5MPa，脱模时间缩短至2～4h。此外，本发明方法制备的装配式墙板材料吸水率小(<4.2％)、保温隔热性好(传热系数<1.1W/m2.K)。
如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (8)

1.一种可快速脱模的装配式保温墙板材料，其特征在于：保温墙板材料按重量份数计包括如下物质：
2.根据权利要求1所述的可快速脱模的装配式保温墙板材料，其特征在于：所述重烧氧化镁中镁元素含量91～93％，硅元素含量2.7～3.5％，钙元素含量1.8～2％，其细度在90目～200目之间。
3.根据权利要求1所述的可快速脱模的装配式保温墙板材料，其特征在于：所述增稠剂为纤维素醚。
4.根据权利要求3所述的可快速脱模的装配式保温墙板材料，其特征在于：所述纤维素醚包括甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠或羟乙基纤维素中的一种。
5.根据权利要求1所述的可快速脱模的装配式保温墙板材料，其特征在于：所述引气剂为脂肪醇磺酸盐类引气剂。
6.根据权利要求5所述的可快速脱模的装配式保温墙板材料，其特征在于：所述脂肪醇磺酸盐类引气剂包括脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯磺酸钠或脂肪醇硫酸钠中的一种。
7.根据权利要求1所述的可快速脱模的装配式保温墙板材料，其特征在于：所述聚丙烯纤维的单丝当量直径0.1±0.05mm，长度20±1mm，抗拉强度≥560MPa，弹性模量≥3700MPa。
8.根据权利要求1～7任一项所述的可快速脱模的装配式保温墙板材料的制备方法，其特征在于：制备过程包括以下步骤：
(1)称取重烧氧化镁、磷酸二氢钾、硼砂、硅灰，搅拌均匀，制得固体混合物；
(2)将引气剂、增稠剂、木钙和水混合，搅拌均匀，制得液体混合物；
(3)将步骤(1)制得的固体混合物与步骤(2)制得的液体混合物混合，搅拌均匀，制成流动状浆体；
(4)将步骤(3)制得的流动状浆体与煤渣、陶粒混合，搅拌均匀；
(5)将步骤(4)制得的混合物与聚丙烯纤维混合，搅拌均匀，制得混凝土，出料；
(6)将步骤(5)制得的混凝土倒入装配式墙板模具中，振捣至密实；
(7)在室温条件下静置2～4h脱模，制得装配式保温墙板材料。
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