专利名称：一种硅镁植物纤维复合材料及其制造方法和利用其制造隔墙条板的方法
技术领域：
本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种硅镁植物纤维复合材料及其制造方法和利用该硅镁植物纤维复合材料制造硅镁轻质隔墙条板的方法。
背景技术：
环保硅镁轻质隔墙条板是用于框架建筑体系的隔墙材料。它具有替代粘土砖的功能，从而保护土地资源，免除因烧制粘土砖造成的能源消耗和环境污染。同时硅镁轻质隔墙条板具有轻质、高强、隔声、隔热、防火、抗冲击和无放射性核数及无室内有害物质排放污染的功能。为此中国专利申请CN1541971A、CN1544224A、CN1600730A分别公开了一种硅镁植物碎料复合墙板的生产方法、轻质墙体板成墙体砌块及其制造方法、轻体复合材料配方，但上述以氯氧镁水泥为胶凝材料制造的轻质墙板制品的专利申请均存在以下问题1)未能完全明确硬化镁水泥石的相组份与相结构以及主要原料轻烧MgO中能起反应的有效活性MgO的含意，仅以活性MgO作为与促凝剂MgCL2反应的量化关系。造成MgO和MgCL2反应克分子用量不当，致使产生返卤、泛霜、变形，并采用不合理的浸泡处理来解决返卤现象。
2)未能明确Mgo-Mgcl2-H2O的反应体系中5Mg(OH)2·Mgcl2·8H2O的相结构是不稳定的结构。致使成型后的产品力学性能降低，防水性能降低。
3)产品的成型工艺与养护方式不合理，致使产品力学性能降低和产生变形、开裂缺陷。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题的存在提供一种从材料的结构组成入手进行防止和克服现有氯氧镁胶凝材料易产生返卤、泛霜、变型等问题、并辅以合理工艺得到具有稳定性能的硅镁轻质隔墙条板的硅镁植物纤维复合材料及其制造方法和利用其制造隔墙条板的方法本发明的目的是通过以下技术方案实现的一种硅镁植物纤维复合材料，其特点是包括如下组分(按重量比)活性氧化镁含量为55～70％的轻烧氧化镁粉100份、固凝剂复合卤液34.98～52.21份、粉煤灰8.39～24.32份、植物秸杆8.39～24.32份、膨润土2～5份、水47.96～62.87份。
其中上述轻烧氧化镁粉中的活性氧化镁含量的较佳值为55～65％。上述轻烧氧化镁粉中的活性氧化镁含量的最佳值为60％。
上述固凝剂复合卤液包括如下组分(按重量比)六水氯化镁34.23～47.86份、磷酸0.05～1.1份、磷酸三钠或三聚磷酸钠或其组合0.2～0.5份、硫酸亚铁或硫酸铝或其组合0.4～1.6份、次甲基二苯磺酸钠(NNO)或木质硫酸钙或其组合0.10～1.15份。
此时本发明中各组分(按重量比)的较佳值为轻烧氧化镁粉100份、粉煤灰10～20份、植物秸杆10～20份、膨润土3～4份、水50～60份、六水氯化镁38～45份、磷酸0.1～1.0份、磷酸三钠或三聚磷酸钠或其组合0.3～0.4份、硫酸亚铁或硫酸铝其组合0.5～1.5份、次甲基二苯磺酸钠(NNO)或木质硫酸钙或其组合0.3～1.0份。其最佳值为轻烧氧化镁粉100份、六水氯化镁40份、磷酸0.5份、磷酸三钠或三聚磷酸钠或其组合0.35份、硫酸亚铁或硫酸铝其组合1.0份、次甲基二苯磺酸钠(NNO)或木质硫酸钙或其组合0.6份、粉煤灰15份、植物秸杆15份、膨润土3.5份、水55份。
一种硅镁植物纤维复合材料的制造方法，其特点是包括以下步骤(1)、采用水合法测定轻烧氧化镁原料中的活性氧化镁含量；(2)、将轻烧氧化镁粉原料中所含活性氧化镁含量折算得到轻烧氧化镁粉原料中的有效氧化镁克分子数并根椐该有效氧化镁克分子数与氯化镁的克分子数的动态配比来确定氯化镁的用量；(3)、根椐氯化镁的用量来确定磷酸、磷酸三钠或三聚磷酸钠或其组合、硫酸亚铁、次甲基二苯磺酸钠、植物秸杆、粉煤灰、膨润土、水等各组分的用量；(4)、将上述确定好的水的用量加入到溶解池中，开动搅拌机按40～60转/分的转速运转，并在搅拌过程中加入确定的氯化镁、磷酸、磷酸三钠或三聚磷酸钠或其组合、硫酸亚铁、次甲基二苯磺酸钠的用量，继续搅拌直至各组分充分溶解后再过滤去除杂质得到固凝剂复合卤液；(5)、在具有调速和双轴式的搅拌机中加入上述固凝剂复合卤液，在低速搅拌下加入轻烧氧化镁粉用量的三分之二，再逐次加入确定好的粉煤灰、膨润土的用量，加毕后再搅拌一段时间，然后将剩余的三分之一轻烧氧化镁粉和确定好的植物秸杆的用量加入到搅拌机中，再在高速下搅拌一段时间直至将各组分搅拌均匀而得到所述硅镁植物纤维复合材料的料浆。
一种利用硅镁植物纤维复合材料制造硅镁轻质隔墙条板的方法，其特点是包括以下步骤(11)、将隔墙条板模具定位和校正好尺寸并在模具内涂覆适量的脱模剂；
(12)、将制好的硅镁植物纤维复合材料的料浆的一半倒入并填实到定位好的模具底部并在所述的料浆中均匀对称地铺撒二层玻纤纤维或放置无蜡中碱玻璃纤布而浇注成隔墙条板底板；(13)、在浇注好的隔墙条板底板上支放面板托模板，再将制好的硅镁植物纤维复合材料的料浆的另一半倒入并填实到定位好的模具面板托模板上并在所述的料浆中均匀对称地铺撒二层玻纤纤维或放置无蜡中碱玻璃纤布而浇注成隔墙条板面板；(14)、采用保湿法对浇注好的多个隔墙条板叠加后进行养护，其中养护温度为18℃～25℃，保湿养护时间为72～120小时，养护反应温度应超过70℃。
本发明由于巧妙地根据氯氧镁材料的相结构组成，采用化学分析的方法，首先确定原料轻烧粉的活性MgO％的含量，然后以活性MgO％含量的克分子量与促凝剂MgCl2按6.5-7.5的克分子比确定氯化镁MgCL2的用量，根据轻烧粉MgO的原料变更和储存时间的变更，采取动态的配制调整，即所谓科学、动态的配比组成，从而有效避免了MgCL2的过剩和不足造成返卤、泛霜的现象。也避免了现有采用泡水处理防止返卤、泛霜的错误做法。同时本发明基于硅镁材料的5Mg(OH)2·Mgcl2·8H2O相结构不稳定，易产生性能衰减的问题，采取含活性SiO2的工业废渣(粉煤灰、矿渣、硅灰)等和含磷酸、磷酸盐、铁盐、铝盐和膨润土等外加剂进行结构的改性。使其原材料组成的针杆状结构变成叶片状彼此重叠的网状结构。同时活性SiO2能将具有负面效应的Mg2，形成稳定的MgSiO3的化合物，从而使硅镁材料获得了稳定性。终上所述本发明从材料的结构组成入手进行防止、克服现有氯氧镁胶凝材料易产生返卤、泛霜、变形的缺陷。
具体实施例方式
以下结合实施例详细描述本发明的组成及其制造方法本发明所述的一种硅镁植物纤维复合材料，包括如下组分(按重量比)活性氧化镁含量为55～70％的轻烧氧化镁粉100份、固凝剂复合卤液34.98～52.21份、粉煤灰8.39～24.32份、植物秸杆8.39～24.32份、膨润土2～5份、水47.96～62.87份。其中上述轻烧氧化镁粉中的活性氧化镁含量的较佳值为55～65％。其最佳值为60％。同时上述固凝剂复合卤液包括如下组分(按重量比)六水氯化镁34.23～47.86份、磷酸0.05～1.1份、磷酸三钠或三聚磷酸钠或其组合0.2～0.5份、硫酸亚铁或硫酸铝其组合0.4～1.6份、次甲基二苯磺酸钠(NNO)或木质硫酸钙或其组合0.10～1.15份。此时上述各组分(按重量比)的较佳值为轻烧氧化镁粉100份、粉煤灰10～20份、植物秸杆10～20份、膨润土3～4份、水50～60份、六水氯化镁38～45份、磷酸0.1～1.0份、磷酸三钠或三聚磷酸钠或其组合0.3～0.4份、硫酸亚铁或硫酸铝其组合0.5～1.5份、次甲基二苯磺酸钠(NNO)或木质硫酸钙或其组合0.3～1.0份。其最佳值为轻烧氧化镁粉100份、六水氯化镁40份、磷酸0.5份、磷酸三钠或三聚磷酸钠或其组合0.35份、硫酸亚铁或硫酸铝其组合1.0份、次甲基二苯磺酸钠(NNO)或木质硫酸钙或其组合0.6份、粉煤灰15份、植物秸杆15份、膨润土3.5份、水55份。
本发明所述的一种硅镁植物纤维复合材料的制造方法，包括以下步骤(1)、采用水合法测定轻烧氧化镁原料中的活性氧化镁含量；其测定法按下述方法进行活性MgO％＝(W1-W)/0.45×W
W1-为水化后样重；W-为水化前样重；0.45为换算系数。
(2)、将轻烧氧化镁粉原料中所含活性氧化镁含量折算得到轻烧氧化镁粉原料中的有效氧化镁克分子数并根椐该有效氧化镁克分子数与氯化镁的克分子数的动态配比来确定氯化镁的用量，此时其折算方法如下轻烧MgO粉重×活性MgO％含量/40(活性MgO的克分子量)＝原料有效MgO克分子数再根据原料中有效MgO克分子数/MgCL2的克分子数＝6.5～7.5来确定促凝剂MgCL2的用量。因此无论是不同生产厂家还是同一厂家生产的轻烧原料MgO原料，每更换进厂原料或原料储存超过一个月都必须重新测定活性MgO含量，以确定MgCL2的用量，即动态的科学配比；(3)、根椐氯化镁的用量来确定磷酸、磷酸三钠或三聚磷酸钠或其组合、硫酸亚铁、次甲基二苯磺酸钠、植物秸杆、粉煤灰、膨润土、水等各组分的用量，此时其加入的各组分的配比量应参考下述原则，加入磷酸盐、铁盐、铝盐和含活性SiO2的工业废渣，其目的是能与组分具负面效应的Mg2，形成如下反应
从而将其相结构改变成叶状重叠的网状结构。
H2O/MgCL2的克分子比用量确定，本专利申请本着二个目的一是要使镁水泥反应物5·1·8相稳定；二是要满足镁水泥浆体的操作合易性，本专利申请采用水的用量为H2O/MgCL2克分子比为13～23。为此伴随轻烧氧化镁粉中的活性MgO％含量变动，其各组份的数也相应要变动；(4)、将上述确定好的水的用量加入到溶解池中，开动搅拌机按40～60转/分的转速运转，并在搅拌过程中加入确定的氯化镁、磷酸、磷酸三钠或三聚磷酸钠或其组合、硫酸亚铁或硫酸铝或其组合、次甲基二苯磺酸钠或木质流酸钙或其组合的用量，继续搅拌直至各组分充分溶解后再过滤去除杂质得到固凝剂复合卤液；(5)、在具有调速和双轴式的搅拌机中加入上述固凝剂复合卤液，在低速搅拌下加入轻烧氧化镁粉用量的三分之二，再逐次加入确定好的粉煤灰、膨润土的用量，加毕后再搅拌一段时间(大约各自2分钟)，然后将剩余的三分之一轻烧氧化镁粉和确定好的植物秸杆的用量加入到搅拌机中，再在高速下(90～110转/分)搅拌一段时间(大约8分钟)直至将各组分搅拌均匀而得到所述硅镁植物纤维复合材料的料浆。
本发明所述的硅镁植物纤维复合材料制造硅镁轻质隔墙条板的方法，包括以下步骤(11)、将隔墙条板模具定位和校正好尺寸并在模具内涂覆适量的脱模剂；(12)、将制好的硅镁植物纤维环保材料的料浆的一半倒入并填实到定位好的模具底部并在所述的料浆中均匀对称地铺撒二层玻纤纤维或放置无蜡中碱玻璃纤布而浇注成隔墙条板底板，其中脱模剂用量每平方米≥100g，硅镁料浆的厚度为12mm，玻纤纤维或无蜡中碱玻璃纤布的厚度为0.3mm，网孔2.5×2.5mm，且玻纤纤维或无蜡中碱玻璃距界面的硅镁料浆保护层厚度不得＜3mm；(13)、在浇注好的隔墙条板底板上支放面板托模板，再将制好的硅镁植物纤维环保材料的料浆的另一半倒入并填实到定位好的模具面板托模板上并在所述的料浆中均匀对称地铺撒二层玻纤纤维或放置无蜡中碱玻璃纤布而浇注成隔墙条板面板，此时应将面板压实刮平，满足平整度和厚度公差要求，玻璃纤维在墙板中每平方米用量≥1kg。
浇注成型要求应在10℃以上。为满足施工对料浆可操作合易性的要求，视操作温度的不同，可调整复合卤液的浓度。
(14)、采用保湿法对浇注好的多个隔墙条板叠加后进行养护，其中养护时间应满足水化反应和硬化过程。该材料成型后2-15小时期间正是5·1·8结构的稳定增长期。同时要控制反应温度不可超过70℃。如果温度升速过快、过高，造成热膨胀应力或晶体生长应力集中而造成晶体结构网的破坏。另外，如果反应过快，也会使部分MgO反应不完全，同时保持养护温度18-25℃为宜。
保湿养护时间72-120小时。
保温、保湿办法将产品叠码在一起，用塑料布密封，利用自身水化热和排温，保持环境温度和湿度。
出厂前要进行干燥处理，该产品含水率北方应控制在7-10％。
产品出厂养护时间不小于28天。
实施例一按如下重量比分别称取各原料活性氧化镁含量为55的轻烧氧化镁粉100份、六水氯化镁35份、磷酸0.08份、磷酸三钠0.3份、硫酸亚铁0.4份、次甲基二苯磺酸钠(NNO)0.1份、粉煤灰8.39份、植物秸杆24.32份、膨润土2份、水47.96份。
将47.96份的水加入到溶解池中，开动搅拌机按40～60转/分的转速运转，并在搅拌过程中加入35份六水氯化镁、0.08份磷酸、0.3份磷酸三钠、0.4份硫酸亚铁、0.1份次甲基二苯磺酸钠的用量，继续搅拌直至各组分充分溶解后再过滤去除杂质得到固凝剂复合卤液，然后在具有调速和双轴式的搅拌机中加入上述固凝剂复合卤液，在低速搅拌下加入66.67份的轻烧氧化镁粉，再逐次加入8.39份粉煤灰、2份膨润土，加毕后再搅拌一段时间，然后将剩余的33.33份轻烧氧化镁粉和24.32份植物秸杆的用量加入到搅拌机中，再在高速下搅拌一段时间直至将各组分搅拌均匀而得到所述硅镁植物纤维复合材料的料浆。
然后再按下述步骤利用硅镁植物纤维复合材料制造硅镁轻质隔墙条板(11)、将隔墙条板模具定位和校正好尺寸并在模具内涂覆适量的脱模剂；(12)、将制好的硅镁植物纤维复合材料的料浆的一半倒入并填实到定位好的模具底部并在所述的料浆中均匀对称地铺撒二层玻纤纤维或放置无蜡中碱玻璃纤布而浇注成隔墙条板底板；(13)、在浇注好的隔墙条板底板上支放面板托模板，再将制好的硅镁植物纤维复合材料的料浆的另一半倒入并填实到定位好的模具面板托模板上并在所述的料浆中均匀对称地铺撒二层玻纤纤维或放置无蜡中碱玻璃纤布而浇注成隔墙条板面板；(14)、采用保湿法对浇注好的多个隔墙条板叠加后进行养护，其中养护温度为18℃～25℃，保湿养护时间为72～120小时，养护反应温度不超过70℃。
实施例二按如下重量比称取各原料活性氧化镁含量为65的轻烧氧化镁粉100份、六水氯化镁38份、磷酸0.10份、磷酸三钠0.4份、硫酸亚铁和硫酸铝的组合0.8份、次甲基二苯磺酸钠(NNO)和木质硫酸钙组合0.3份、粉煤灰10.00份、植物秸杆15.00份、膨润土3份、水50.00份。
此时该料浆和隔墙条板的制作方法是将相应比例的各组份按实施例1所述的方法加入并依序制作。
实施例三按如下重量比称取各原料活性氧化镁含量为60的轻烧氧化镁粉100份、六水氯化镁40份、磷酸0.5份、磷酸三钠0.35份、硫酸铝和硫酸铝的组合1.0份、次甲基二苯磺酸钠(NNO)0.6份、粉煤灰15.00份、植物秸杆15.00份、膨润土3.5份、水55.00份。
此时该料浆和隔墙条板的制作方法是将相应比例的各组份按实施例1所述的方法加入并依序制作。
实施例四按如下重量比称取各原料活性氧化镁含量为70的轻烧氧化镁粉100份、六水氯化镁47.86份、磷酸1.1份、磷酸三钠0.5份、硫酸亚铁1.6份、木质硫酸钙1.15份、粉煤灰24.32份、植物秸杆24.30份、膨润土5份、水62.87份。
此时该料浆和隔墙条板的制作方法是将相应比例的各组份按实施例1所述的方法加入并依序制作。
实施例五按如下重量比称取各原料活性氧化镁含量为70的轻烧氧化镁粉100份、六水氯化镁34.23份、磷酸0.05份、磷酸三钠0.2份、硫酸亚铁0.4份、次甲基二苯磺酸钠(NNO)0.3份、粉煤灰20.份、植物秸杆10.0份、膨润土3份、水47.96份。
此时该料浆和隔墙条板的制作方法是将相应比例的各组份按实施例1所述的方法加入并依序制作。
实施例六按如下重量比称取各原料活性氧化镁含量为62的轻烧氧化镁粉100份、六水氯化镁50.3份、磷酸0.07份、三聚磷酸钠0.4份、硫酸亚铁0.5份、次甲基二苯磺酸钠(NNO)和木质硫酸钙组合1.0份、粉煤灰12.0份、植物秸杆20.0份、膨润土4份、水50.9份。
此时该料浆和隔墙条板的制作方法是将相应比例的各组份按实施例1所述的方法加入并依序制作。
实施例七按如下重量比称取各原料活性氧化镁含量为58的轻烧氧化镁粉100份、六水氯化镁42.3份、磷酸0.5份、磷酸三钠和三聚磷酸钠的组合0.34份、硫酸亚铁0.5份、次甲基二苯磺酸钠(NNO)1.0份、粉煤灰16份、植物秸杆18.0份、膨润土4份、水60份。
此时该料浆和隔墙条板的制作方法是将相应比例的各组份按实施例1所述的方法加入并依序制作。
权利要求
1.一种硅镁植物纤维复合材料，其特征在于包括如下组分(按重量比)活性氧化镁含量为55～70％的轻烧氧化镁粉100份、固凝剂复合卤液34.98～52.21份、粉煤灰8.39～24.32份、植物秸杆8.39～24.32份、膨润土2～5份、水47.96～62.87份。
2.根据权利要求1所述的硅镁植物纤维复合材料，其特征在于上述轻烧氧化镁粉中的活性氧化镁含量的较佳值为55～65％。
3.根据权利要求2所述的硅镁植物纤维复合材料，其特征在于上述轻烧氧化镁粉中的活性氧化镁含量的最佳值为60％。
4.根据权利要求1或2或3所述的硅镁植物纤维复合材料，其特征在于上述固凝剂复合卤液包括如下组分(按重量比)六水氯化镁34.23～47.86份、磷酸0.05～1.1份、磷酸三钠或三聚磷酸钠或其组合0.2～0.5份、硫酸亚铁或硫酸铝其组合0.4～1.6份、次甲基二苯磺酸钠(NNO)或木质硫酸钙或其组合0.10～1.15份。
5.根据权利要求4所述的硅镁植物纤维复合材料，其特征在于上述各组分(按重量比)的较佳值为轻烧氧化镁粉100份、粉煤灰10～20份、植物秸杆10～20份、膨润土3～4份、水50～60份、六水氯化镁38～45份、磷酸0.1～1.0份、磷酸三钠或三聚磷酸钠或其组合0.3～0.4份、硫酸亚铁或硫酸铝其组合0.5～1.5份、次甲基二苯磺酸钠(NNO)或木质硫酸钙或其组合0.3～1.0份。
6.根据权利要求5所述的硅镁植物纤维复合材料，其特征在于上述各组分(按重量比)的最佳值为轻烧氧化镁粉100份、六水氯化镁40份、磷酸0.5份、磷酸三钠或三聚磷酸钠或其组合0.35份、硫酸亚铁或硫酸铝其组合1.0份、次甲基二苯磺酸钠(NNO)或木质硫酸钙或其组合0.6份、粉煤灰15份、植物秸杆15份、膨润土3.5份、水55份。
7.一种硅镁植物纤维复合材料的制造方法，其特征在于包括以下步骤(1)、采用水合法测定轻烧氧化镁原料中的活性氧化镁含量；(2)、将轻烧氧化镁粉原料中所含活性氧化镁含量折算得到轻烧氧化镁粉原料中的有效氧化镁克分子数并根椐该有效氧化镁克分子数与氯化镁的克分子数的动态配比来确定氯化镁的用量；(3)、根椐氯化镁的用量来确定磷酸、磷酸三钠或三聚磷酸钠或其组合、硫酸亚铁、次甲基二苯磺酸钠、植物秸杆、粉煤灰、膨润土、水等各组分的用量；(4)、将上述确定好的水的用量加入到溶解池中，开动搅拌机按40～60转/分的转速运转，并在搅拌过程中加入确定的氯化镁、磷酸、磷酸三钠或三聚磷酸钠或其组合、硫酸亚铁、次甲基二苯磺酸钠的用量，继续搅拌直至各组分充分溶解后再过滤去除杂质得到固凝剂复合卤液；(5)、在具有调速和双轴式的搅拌机中加入上述固凝剂复合卤液，在低速搅拌下加入轻烧氧化镁粉用量的三分之二，再逐次加入确定好的粉煤灰、膨润土的用量，加毕后再搅拌一段时间，然后将剩余的三分之一轻烧氧化镁粉和确定的植物秸杆的用量加入到搅拌机中，再在高速下搅拌一段时间直至将各组分搅拌均匀而得到所述硅镁植物纤维复合材料的料浆。
8.一种利用权利要求1或7所述硅镁植物纤维复合材料制造硅镁轻质隔墙条板的方法，其特征在于包括以下步骤(11)、将隔墙条板模具定位和校正好尺寸并在模具内涂覆适量的脱模剂；(12)、将制好的硅镁植物纤维复合材料的料浆的一半倒入并填实到定位好的模具底部并在所述的料浆中均匀对称地铺撒二层玻纤纤维或放置无蜡中碱玻璃纤布而浇注成隔墙条板底板；(13)、在浇注好的隔墙条板底板上支放面板托模板，再将制好的硅镁植物纤维复合材料的料浆的另一半倒入并填实到定位好的模具面板托模板上并在所述的料浆中均匀对称地铺撒二层玻纤纤维或放置无蜡中碱玻璃纤布而浇注成隔墙条板面板；(14)、采用保湿法对浇注好的多个隔墙条板叠加后进行养护，其中养护温度为18℃～25℃，保湿养护时间为72～120小时，养护反应温度不超过70℃。
全文摘要
一种硅镁植物纤维复合材料，包括如下组分(按重量比)活性氧化镁含量为55～70％的轻烧氧化镁粉100份、固凝剂复合卤液34.98～52.21份、粉煤灰8.39～24.32份、植物秸秆8.39～24.32份、膨润土2～5份、水47.96～62.87份。本发明由于巧妙地根据氯氧镁材料的相结构组成，采用化学分析的方法，首先确定原料轻烧粉的活性MgO％的含量，然后以活性MgO％含量的克分子量与促凝剂MgCl
文档编号C04B18/04GK1724449SQ20051003491
公开日2006年1月25日 申请日期2005年5月31日 优先权日2005年5月31日
发明者涂平涛, 张维善 申请人:涂平涛, 张维善