CN109057139A - 一种预制装配式“三明治”建筑墙板及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种预制装配式“三明治”建筑墙板，分为外墙板与内墙板，所述外墙板包括饰面层、保温层和结构层，内墙板包括饰面层、保温层和饰面层，本发明对粉碎后的秸秆进行预处理，分为碱水浸泡、过滤、干燥，根据处理前后农作物秸秆纤维的大小对溶出物、吸水肿胀/干燥收缩性能的影响，研究秸秆粒径及相应的工艺参数对秸秆/泡沫混凝土复合材料性能的影响，优选出相应的工艺参数和配合比；确保“三明治”预制装配式夹芯板的导热系数和抗老化性能，以合适的配合比为基础，掺加高分子材料，摸索出内页板，保温层，外页板之间最佳的粘结方式，而且解决了秸秆易腐烂变质的问题，保持秸秆的稳定性，保证新型墙板的机械强度以及耐久性。

Description

一种预制装配式“三明治”建筑墙板及其制备工艺
技术领域
本发明属于建材领域，具体涉及一种预制装配式“三明治”建筑墙板及其制备工艺。
背景技术
我国是农业大国，秸秆产量随着农业的连年丰收而大幅度上升，年产量大约为6.5亿余吨，占全世界秸秆总量的 20%~30%。为了减轻农业废弃物的污染，近年来，各地制定和颁布实施了一系列政策法规， 鼓励和扶持综合利用农业废弃物。目前，秸秆约有 30%作为农村生活燃料和能源、16%作为饲料、15%还田、4%用作发电、3%用作食用菌生产、2%用作其他， 而丢弃或在田间直接焚烧的约占 30%，不仅燃烧生成大量的黑烟，而且对环境造成了污染。因此开发农作物秸秆的新用途，是一个迫切的问题。
自上世纪90年代以来，黏土砖被明令禁止使用，国家鼓励支持发展新型装配式墙体材料。装配化施工提高了施工速度，减少了湿作业率。具有保温节能等特点新型围护结构材料可划分为新型砖类、新型砌块类、新型板材类三大类型。
砌块体积一般较砖大，砌块的原材料为素混凝土或工业废料及地方材料，其优势在于制作方便，易组织生产，施工操作简单，不需大型的起重运输设备，具有较大的灵活性。同时，加工生产巧块不要破坏耕地，节约能源，有利于环境保护。但是，砌块施工需要的工作量大，不适宜装配式施工，不适用于装配式集成房屋。板材由工厂加工生产，运输至现场，进行装配式施工安装，板材与传统围护建材相比，可有效的改善劳动条件，提高施工效率、缩短工期，且一般板材较轻，与黏土砖相比，可减少建筑自重18％左右，可增加建筑使用面积7％左右。但是夹芯板内外层都是分开生产后，再结合成夹芯板，很多夹芯材料往往生产很长时间后才应用于夹芯板，内外层结合时还要进行特殊处理才能够保证结合的紧密性，而且夹芯材料如果生产时间过长，很容易老化，从而影响整个夹芯板的使用寿命。
发明内容
为解决上述问题，本发明公开了一种预制装配式 “三明治”建筑墙板及其制备工艺，可实现工厂预制生产，装配化建筑施工，缩短了施工周期，提高了建筑的安全系数，既节约建筑成本和施工成本，又便于墙体装饰。本发明不但保温效果好，重量轻，而且解决秸秆废弃物的环境污染问题，变废为宝，具有节约资源、节约能源、保护耕地和保护环境显著特点；产生可观的社会效益和经济效益。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种预制装配式 “三明治”建筑墙板，分为外墙板与内墙板，所述外墙板包括饰面层（外页板）、保温层和结构层（内页板），内墙板包括饰面层、保温层和饰面层。
外墙板的饰面层、保温层和结构层分别为40-60 mm、30-50mm和120-200mm厚。
内墙板的饰面层、保温层和饰面层分别为45 mm、30mm和45mm厚。
一种预制装配式 “三明治”建筑墙板，所述保温层原料的配比为：地聚合物50-70重量份，秸杆3-8重量份，纸厂滤泥5-13重量份，水45-60重量份，水泥膨胀剂1-2重量份，所述地聚合物各原料重量配比为：粉煤灰：矿粉：水泥：石膏为10:6:1:0.4。
所述饰面层原料的配比为：水泥5-10重量份，石灰3-6重量份、水25-50重量份、泡沫1-3重量份、填料40-60重量份，外加剂0.4-0.6重量份，所述填料为：砂、粉煤灰、陶粒、碎石屑、膨胀聚苯乙烯、膨胀珍珠岩、苯脱克细骨料的一种或几种组合，所述外加剂为减水剂、防水剂、缓凝剂或促凝剂。
所述结构层原料的配比为：水泥10-20重量份，中砂5-15重量份、水35-50重量份、骨料20-40重量份，外加剂0.4-0.6重量份。
所述骨料为15mm以下的碎石或石屑。
一种预制装配式 “三明治”建筑墙板的制备工艺，包括以下步骤：
一、制备外墙板
（1）秸秆预处理：将秸秆粉碎至1-2cm长，用印染废水进行浸泡，浸泡时间3-5h，再用30-50℃纯净水清洗至中性，经过滤后放入45-60℃的烘箱中干燥1-2h，取出备用；
（2）饰面层预制：将泡沫加入到含水泥、石灰、填料、水及各种外加剂组成的料浆中，经混合搅拌后备用；
（3）结构层预制，将水泥、中砂、水、骨料以及外加剂混合搅拌后备用；
（4） 保温层预制：将粉煤灰、矿粉、水泥、石膏进行粉磨，使比表面积达到450-500m2/kg，按比例加入纸厂滤泥、水、水泥膨胀剂以及步骤（1）的秸秆纤维，混合搅拌均匀；
（5）将步骤（3）结构层原料均匀铺于成型模具的腔内，将步骤（4）保温层原料均匀铺于饰面层原料上层，再加入步骤（2）饰面层原料均匀铺于保温层原料上层，此时饰面层原料高度为模具高度的40-60%，将模具放入加热炉内加热到40-55℃，封闭保温发泡，待墙板发泡膨胀填满模具后，将模具移出加热炉并冷却，
（6）养护3-5天，每隔6-8h喷淋一次，取出烘干切割而成。
二、制备内墙板
（1）秸秆预处理：将秸秆粉碎至1-2cm长，用印染废水进行浸泡，浸泡时间3-5h，再用30-50℃纯净水清洗至中性，经过滤后放入45-60℃的烘箱中干燥1-2h，取出备用；
（2）饰面层预制：将泡沫加入到含水泥、石灰、填料、水及各种外加剂组成的料浆中，经混合搅拌后备用；
（3）保温层预制：将粉煤灰、矿粉、水泥、石膏进行粉磨，使比表面积达到450-500m2/kg，按比例加入纸厂滤泥、水、水泥膨胀剂以及步骤（1）的秸秆纤维，混合搅拌均匀；
（4）将步骤（2）饰面层原料均匀铺于成型模具的腔内，将保温层原料均匀铺于饰面层原料上层，再加入饰面层原料均匀铺于保温层原料上层，此时整体聚合物高度为模具高度的40-55%，将模具放入加热炉内加热到40-55℃，封闭保温发泡，待墙板发泡膨胀填满模具后，将模具移出加热炉并冷却，
（5）养护3-5天，每隔5-6h喷淋一次，取出烘干切割而成。
步骤（1）所述印染废水PH值为10-12。
本发明的有益效果是：
本发明对粉碎后的秸秆进行预处理，分为碱水浸泡、过滤、干燥，根据处理前后农作物秸秆纤维的大小对溶出物、吸水肿胀/干燥收缩性能的影响，研究秸秆粒径及相应的工艺参数对秸秆/泡沫混凝土复合材料性能的影响，优选出相应的工艺参数和配合比；保证 “三明治”预制装配式夹芯板的导热系数和抗老化性能，以合适的配合比为基础，掺加高分子材料，摸索出内页板，保温层，外页板之间最佳的粘结方式，而且解决了秸秆易腐烂变质的问题，保持秸秆的稳定性，保证新型墙板的机械强度以及耐久性。
本发明用印染废水对粉碎后的秸秆进行浸泡，秸秆会染上颜色， 加工出来的墙板中间层就有相应的颜色，克服了墙板的千篇一律的灰白色，美观大方，为环境增添一缕亮色。
本发明充分利用农业废弃物秸秆，不仅可以利用废弃物研制废物利用，而且具有节约资源、节约能源、保护耕地和保护环境的显著特点，拓展了秸秆和泡沫混凝土的应用领域范围，更为预制装配式建筑墙体保温材料的设计开发提供了新方法新思路；纸厂滤泥能够增强对混凝土结构耐久性，不开裂，延长了复合墙板的使用寿命；以秸秆泡沫混凝土代替传统的EPS板，可以显著提高预制装配式建筑墙体保温材料的抗老化和保温隔热性能。
本发明所述的墙板的密度小于300kg/m3，导热系数小于0.05W/(m2·K)，软化系数大于0.9，干燥收缩值小于0.5mm/m，抗折强度大于0.5MPa。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
一种预制装配式 “三明治”建筑外墙板，包括饰面层（外页板）、保温层和结构层（内页板），分别为40 mm、50mm和120mm厚；所述保温层原料的配比为：地聚合物70重量份，秸杆3重量份，纸厂滤泥13重量份，水45重量份，水泥膨胀剂2重量份，所述地聚合物各原料重量配比为：粉煤灰：矿粉：水泥：石膏为10:6:1:0.4。
所述饰面层原料的配比为：水泥5重量份，石灰6重量份、水25重量份、泡沫3重量份、填料40重量份，外加剂0.6重量份，所述填料为：砂、粉煤灰、陶粒、碎石屑、膨胀聚苯乙烯、膨胀珍珠岩、苯脱克细骨料的一种或几种组合，所述外加剂为减水剂、防水剂、缓凝剂或促凝剂。
所述结构层原料的配比为：水泥10重量份，中砂15重量份、水35重量份、骨料40重量份，外加剂0.4重量份，所述骨料为15mm以下的碎石或石屑。
一种预制装配式 “三明治”建筑外墙板的制备工艺，包括以下步骤：
（1）秸秆预处理：将秸秆粉碎至2cm长，用PH值为10印染废水进行浸泡，浸泡时间3h，再用50℃纯净水清洗至中性，经过滤后放入45℃的烘箱中干燥2h，取出备用；
（2）饰面层预制：将泡沫加入到含水泥、石灰、填料、水及各种外加剂组成的料浆中，经混合搅拌后备用；
（3）结构层预制，将水泥、中砂、水、骨料以及外加剂混合搅拌后备用；
（4） 保温层预制：将粉煤灰、矿粉、水泥、石膏进行粉磨，使比表面积达到450m2/kg，按比例加入纸厂滤泥、水、水泥膨胀剂以及步骤（1）的秸秆纤维，混合搅拌均匀；
（5）将步骤（3）结构层原料均匀铺于成型模具的腔内，将步骤（4）保温层原料均匀铺于饰面层原料上层，再加入步骤（2）饰面层原料均匀铺于保温层原料上层，此时饰面层原料高度为模具高度的60%，将模具放入加热炉内加热到40℃，封闭保温发泡，待墙板发泡膨胀填满模具后，将模具移出加热炉并冷却，
（6）养护5天，每隔6h喷淋一次，取出烘干切割而成。
墙板的密度280kg/m3，导热系数0.04W/(m2·K)，软化系数1.05，干燥收缩值0.3mm/m，抗折强度0.8MPa。
实施例2
一种预制装配式 “三明治”建筑外墙板，包括饰面层（外页板）、保温层和结构层（内页板），各层分别为60 mm、30mm和200mm厚；所述保温层原料的配比为：地聚合物50重量份，秸杆8重量份，纸厂滤泥5重量份，水60重量份，水泥膨胀剂1重量份，所述地聚合物各原料重量配比为：粉煤灰：矿粉：水泥：石膏为10:6:1:0.4。
所述饰面层原料的配比为：水泥10重量份，石灰3重量份、水50重量份、泡沫1重量份、填料60重量份，外加剂0.4重量份，所述填料为：砂、粉煤灰、陶粒、碎石屑、膨胀聚苯乙烯、膨胀珍珠岩、苯脱克细骨料的一种或几种组合，所述外加剂为减水剂、防水剂、缓凝剂或促凝剂。
所述结构层原料的配比为：水泥20重量份，中砂5重量份、水50重量份、骨料20重量份，外加剂0.6重量份，所述骨料为15mm以下的碎石或石屑。
一种预制装配式 “三明治”建筑外墙板的制备工艺，包括以下步骤：
（1）秸秆预处理：将秸秆粉碎至1cm长，用PH值为12印染废水进行浸泡，浸泡时间5h，再用30℃纯净水清洗至中性，经过滤后放入60℃的烘箱中干燥1h，取出备用；
（2）饰面层预制：将泡沫加入到含水泥、石灰、填料、水及各种外加剂组成的料浆中，经混合搅拌后备用；
（3）结构层预制，将水泥、中砂、水、骨料以及外加剂混合搅拌后备用；
（4） 保温层预制：将粉煤灰、矿粉、水泥、石膏进行粉磨，使比表面积达到500m2/kg，按比例加入纸厂滤泥、水、水泥膨胀剂以及步骤（1）的秸秆纤维，混合搅拌均匀；
（5）将步骤（3）结构层原料均匀铺于成型模具的腔内，将步骤（4）保温层原料均匀铺于饰面层原料上层，再加入步骤（2）饰面层原料均匀铺于保温层原料上层，此时饰面层原料高度为模具高度的40%，将模具放入加热炉内加热到55℃，封闭保温发泡，待墙板发泡膨胀填满模具后，将模具移出加热炉并冷却，
（6）养护3天，每隔8h喷淋一次，取出烘干切割而成。
外墙板的密度265kg/m3，导热系数0.04W/(m2·K)，软化系数1.0，干燥收缩值0.4mm/m，抗折强度0.6MPa。
实施例3
一种预制装配式 “三明治”建筑内墙板，包括饰面层、保温层和饰面层，厚度分别为45mm、30mm和45mm；所述保温层原料的配比为：地聚合物50重量份，秸杆8重量份，纸厂滤泥5重量份，水60重量份，水泥膨胀剂1重量份，所述地聚合物各原料重量配比为：粉煤灰：矿粉：水泥：石膏为10:6:1:0.4。
所述饰面层原料的配比为：水泥10重量份，石灰3重量份、水50重量份、泡沫1重量份、填料60重量份，外加剂0.4重量份，所述填料为：砂、粉煤灰、陶粒、碎石屑、膨胀聚苯乙烯、膨胀珍珠岩、苯脱克细骨料的一种或几种组合，所述外加剂为减水剂、防水剂、缓凝剂或促凝剂。
一种预制装配式 “三明治”建筑内墙板的制备工艺，包括以下步骤：
（1）秸秆预处理：将秸秆粉碎至2cm长，用PH值为10印染废水进行浸泡，浸泡时间3h，再用50℃纯净水清洗至中性，经过滤后放入45℃的烘箱中干燥2h，取出备用；
（2）饰面层预制：将泡沫加入到含水泥、石灰、填料、水及各种外加剂组成的料浆中，经混合搅拌后备用；
（3）保温层预制：将粉煤灰、矿粉、水泥、石膏进行粉磨，使比表面积达到450m2/kg，按比例加入纸厂滤泥、水、水泥膨胀剂以及步骤（1）的秸秆纤维，混合搅拌均匀；
（4）将步骤（2）饰面层原料均匀铺于成型模具的腔内，将保温层原料均匀铺于饰面层原料上层，再加入饰面层原料均匀铺于保温层原料上层，此时整体聚合物高度为模具高度的55%，将模具放入加热炉内加热到40℃，封闭保温发泡，待墙板发泡膨胀填满模具后，将模具移出加热炉并冷却，
（5）养护5天，每隔5h喷淋一次，取出烘干切割而成。
内墙板的密度240kg/m3，导热系数0.03W/(m2·K)，软化系数1.2，干燥收缩值0.4mm/m，抗折强度0.55MPa。
实施例4
一种预制装配式 “三明治”建筑内墙板，包括饰面层、保温层和饰面层，厚度分别为45mm、30mm和45mm。所述保温层原料的配比为：地聚合物70重量份，秸杆3重量份，纸厂滤泥13重量份，水45重量份，水泥膨胀剂2重量份，所述地聚合物各原料重量配比为：粉煤灰：矿粉：水泥：石膏为10:6:1:0.4。
所述饰面层原料的配比为：水泥5重量份，石灰6重量份、水25重量份、泡沫3重量份、填料40重量份，外加剂0.6重量份，所述填料为：砂、粉煤灰、陶粒、碎石屑、膨胀聚苯乙烯、膨胀珍珠岩、苯脱克细骨料的一种或几种组合，所述外加剂为减水剂、防水剂、缓凝剂或促凝剂。
一种预制装配式 “三明治”建筑内墙板的制备工艺，包括以下步骤：
（1）秸秆预处理：将秸秆粉碎至1cm长，用PH值为12印染废水进行浸泡，浸泡时间5h，再用30℃纯净水清洗至中性，经过滤后放入60℃的烘箱中干燥1h，取出备用；
（2）饰面层预制：将泡沫加入到含水泥、石灰、填料、水及各种外加剂组成的料浆中，经混合搅拌后备用；
（3）保温层预制：将粉煤灰、矿粉、水泥、石膏进行粉磨，使比表面积达到500m2/kg，按比例加入纸厂滤泥、水、水泥膨胀剂以及步骤（1）的秸秆纤维，混合搅拌均匀；
（4）将步骤（2）饰面层原料均匀铺于成型模具的腔内，将保温层原料均匀铺于饰面层原料上层，再加入饰面层原料均匀铺于保温层原料上层，此时整体聚合物高度为模具高度的40%，将模具放入加热炉内加热到55℃，封闭保温发泡，待墙板发泡膨胀填满模具后，将模具移出加热炉并冷却，
（5）养护3天，每隔6h喷淋一次，取出烘干切割而成。
墙板的密度245kg/m3，导热系数0.03W/(m2·K)，软化系数1.1，干燥收缩值0.38mm/m，抗折强度0.6MPa。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。

Claims (9)

1.一种预制装配式 “三明治”建筑墙板，其特征在于：分为外墙板与内墙板，所述外墙板包括饰面层、保温层和结构层，内墙板包括饰面层、保温层和饰面层。
2.根据权利要求1所述的一种预制装配式 “三明治”建筑墙板，其特征在于：外墙板的饰面层、保温层和结构层分别为40-60 mm、30-50mm和120-200mm厚。
3.根据权利要求1所述的一种预制装配式 “三明治”建筑墙板，其特征在于：内墙板的饰面层、保温层和饰面层分别为45 mm、30mm和45mm厚。
4.根据权利要求1所述的一种预制装配式 “三明治”建筑墙板，其特征在于：所述保温层原料的配比为：地聚合物50-70重量份，秸杆3-8重量份，纸厂滤泥5-13重量份，水45-60重量份，水泥膨胀剂1-2重量份，所述地聚合物各原料重量配比为：粉煤灰：矿粉：水泥：石膏为10:6:1:0.4。
5.根据权利要求1所述的一种预制装配式 “三明治”建筑墙板，其特征在于：所述饰面层原料的配比为：水泥5-10重量份，石灰3-6重量份、水25-50重量份、泡沫1-3重量份、填料40-60重量份，外加剂0.4-0.6重量份，所述填料为：砂、粉煤灰、陶粒、碎石屑、膨胀聚苯乙烯、膨胀珍珠岩、苯脱克细骨料的一种或几种组合，所述外加剂为减水剂、防水剂、缓凝剂或促凝剂。
6.根据权利要求1所述的一种预制装配式 “三明治”建筑墙板，其特征在于：所述结构层原料的配比为：水泥10-20重量份，中砂5-15重量份、水35-50重量份、骨料20-40重量份，外加剂0.4-0.6重量份。
7.根据权利要求6所述的一种预制装配式 “三明治”建筑墙板，其特征在于：所述骨料为15mm以下的碎石或石屑。
8.一种预制装配式 “三明治”建筑墙板的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：
一、制备外墙板
（1）秸秆预处理：将秸秆粉碎至1-2cm长，用印染废水进行浸泡，浸泡时间3-5h，再用30-50℃纯净水清洗至中性，经过滤后放入45-60℃的烘箱中干燥1-2h，取出备用；
（2）饰面层预制：将泡沫加入到含水泥、石灰、填料、水及各种外加剂组成的料浆中，经混合搅拌后备用；
（3）结构层预制，将水泥、中砂、水、骨料以及外加剂混合搅拌后备用；
（4） 保温层预制：将粉煤灰、矿粉、水泥、石膏进行粉磨，使比表面积达到450-500m2/kg，按比例加入纸厂滤泥、水、水泥膨胀剂以及步骤（1）的秸秆纤维，混合搅拌均匀；
（5）将步骤（3）结构层原料均匀铺于成型模具的腔内，将步骤（4）保温层原料均匀铺于饰面层原料上层，再加入步骤（2）饰面层原料均匀铺于保温层原料上层，此时饰面层原料高度为模具高度的40-60%，将模具放入加热炉内加热到40-55℃，封闭保温发泡，待墙板发泡膨胀填满模具后，将模具移出加热炉并冷却，
（6）养护3-5天，每隔6-8h喷淋一次，取出烘干切割而成；
二、制备内墙板
（1）秸秆预处理：将秸秆粉碎至1-2cm长，用印染废水进行浸泡，浸泡时间3-5h，再用30-50℃纯净水清洗至中性，经过滤后放入45-60℃的烘箱中干燥1-2h，取出备用；
（2）饰面层预制：将泡沫加入到含水泥、石灰、填料、水及各种外加剂组成的料浆中，经混合搅拌后备用；
（3）保温层预制：将粉煤灰、矿粉、水泥、石膏进行粉磨，使比表面积达到450-500m2/kg，按比例加入纸厂滤泥、水、水泥膨胀剂以及步骤（1）的秸秆纤维，混合搅拌均匀；
（4）将步骤（2）饰面层原料均匀铺于成型模具的腔内，将保温层原料均匀铺于饰面层原料上层，再加入饰面层原料均匀铺于保温层原料上层，此时整体聚合物高度为模具高度的40-55%，将模具放入加热炉内加热到40-55℃，封闭保温发泡，待墙板发泡膨胀填满模具后，将模具移出加热炉并冷却，
养护3-5天，每隔5-6h喷淋一次，取出烘干切割而成。
9.根据权利要求1所述的一种预制装配式 “三明治”建筑墙板的制备工艺，其特征在于：所述印染废水PH值为10-12。
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