本发明属于混凝土技术领域，具体涉及一种隔音保温的复合预制混凝土墙体的制备方法。
背景技术：
随着经济的不断发展，我们在享受钢筋混凝土造成的高楼时，也在直接的破坏着环境，使生存环境不断恶化。对于建筑行业来说，减少能源消耗，保护环境始终都不会过时，在冬季取暖的过程中，大量的热量通过墙体释放到外界环境中，而夏季制冷的过程中，大量的热量通过墙体侵入室内，导致热量的利用率降低。为此，人们发明了保温技术，在建筑物的墙体上设置保温层，减少室内外的热量交换速度；传统的保温墙体大量使用聚苯颗粒为主要材料制成的保温板，成本低，保温效果也不错，缺点是容易燃烧，而且燃烧后会产生剧毒气体，极易造成重大人员伤亡事故；还有采用泡沫混凝土，通过发泡机的发泡系统将发泡剂用机械方式充分发泡，并将泡沫与水泥浆均匀混合，然后经过发泡机的泵送系统进行现浇施工或模具成型，经自然养护形成一种含有大量封闭气孔的轻质保温材料，然而，这种泡沫混凝土墙体属于脆性材料，容易因收缩而产生微裂缝，甚至完全破坏，市场上的轻质混凝土墙体的强度很低，一般小于5mpa，无法满足建筑结构的要求，只能作为非承重的隔墙或保温材料；其次，这种泡沫混凝土吸水率大，降低了保温性能；再者，这种泡沫混凝土的力学强度低，在运输、施工过程中易破损。同时，现有技术中采用的内墙的隔音性能较差，相邻房间产生的声音容易相互影响。
技术实现要素：
针对现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种隔音保温的复合预制混凝土墙体的制备方法，制备得到的混凝土墙体不仅具有优异的隔音保温性能，还有较高的强度，从而避免在运输及施工的过程中出现破损的问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种隔音保温的复合预制混凝土墙体的制备方法，包括以下步骤：
(1)将玻璃纤维、聚合物粉末和金属粉末置于水中，在80～100℃的温度下超声反应20～30min，接着在50～60℃的温度下干燥至绝干，如此，得到复合纤维，接着将该复合纤维浸没到酸性溶液中浸泡处理20～30min，即可得到多孔复合纤维；
(2)将废砂炉渣、硅酸盐水泥、细砂、高岭土、玻化微珠、多孔复合纤维、轻质骨料、废旧橡胶料、减水剂和其它助剂加入搅拌机中搅拌混合均匀，然后加入发泡剂，继续搅拌混合均匀后得到粉料混合物；
(3)将步骤(2)中的粉料混合物倒入模具中，将模具盖好封紧，静置1h，等到粉料混合物凝固并达到拆模强度后即可拆模，接着采用70℃蒸汽养护1～3天，即得所述的预制混凝土墙体。
优选的，所述的聚合物粉末选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚芳酯、聚醋酸乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氧化乙烯、聚乙烯吡咯烷酮中至少一种。
优选的，所述的金属粉末为铁粉、镁粉、铝粉或锌粉中的一种或其组合。
优选的，所述轻质骨料为天然浮石、火山渣、粉煤灰陶粒、膨胀矿渣珠、粘土陶粒、玻化微珠中的一种或一种以上的混合物。
优选的，所述的发泡剂为双氧水或松香皂。
优选的，所述废旧橡胶粉的粒径为0.5～3mm。
优选的，所述的减水剂为nf型减水剂、fdn型减水剂、unf-2型减水剂、af型减水剂、s型减水剂、mf型减水剂中的一种。
优选的，所述其它助剂选自稳泡剂、憎水剂、保水剂、早强剂和缓凝剂中的至少一种。
优选的，所述的步骤(3)中，粉料混合物倒入模具量为模具容量的60～70％即可。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
本发明中，通过多孔复合纤维降低混凝土体系的自重，同时，该多孔复合纤维能够有效阻挡声音和热量的传递，从而起到隔音保温的作用；
通过在玻璃纤维表面复合多孔聚合物层，提高了玻璃纤维对外力的缓冲效果，从而提高了混凝土成品的强度，解决了混凝土成品在受冲击后发生破损的问题。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐明本发明。
本发明提供了一种隔音保温的复合预制混凝土墙体的制备方法，包括以下步骤：
(1)将玻璃纤维、聚合物粉末和金属粉末置于水中，在80～100℃的温度下超声反应20～30min，接着在50～60℃的温度下干燥至绝干，如此，得到复合纤维，接着将该复合纤维浸没到酸性溶液中浸泡处理20～30min，即可得到多孔复合纤维；
(2)将废砂炉渣、硅酸盐水泥、细砂、高岭土、玻化微珠、多孔复合纤维、轻质骨料、废旧橡胶料、减水剂和其它助剂加入搅拌机中搅拌混合均匀，然后加入发泡剂，继续搅拌混合均匀后得到粉料混合物；
(3)将步骤(2)中的粉料混合物倒入模具中，将模具盖好封紧，静置1h，等到粉料混合物凝固并达到拆模强度后即可拆模，接着采用70℃蒸汽养护1～3天，即得所述的预制混凝土墙体。
所述的玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，耐热性好，其主要成分为二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化硼、氧化镁、氧化钠等。本发明通过在玻璃纤维的表面形成一层填充有金属粉末的聚合物层，在酸性溶液中，金属粉末溶解析出，从而在玻璃纤维表面的聚合物层中形成孔隙结构，该具有孔隙结构的多孔玻璃纤维填充在混凝土中，能够有效的阻挡声音和热量的传递，从而实现混凝土隔音保温的效果；此外，该包覆了多孔聚合物层的玻璃纤维具有较好的缓冲效果，从而提高了混凝土的抗冲击强度，避免在受到外力作用时发生破碎的问题。
本发明对所述酸性溶液的种类不做具体的限定，可以为本领域技术人员所熟悉的，所述的酸性溶液可以为无机酸或有机酸，所述的无机酸可以为盐酸、硝酸、硫酸、硼酸、高氯酸、次氯酸中的一种；所述的有机酸可以为甲酸、乙酸、苯甲酸中的一种。
进一步的，根据本发明，所述的混凝土组合物中的各原料的含量可以在较宽的范围内选择，为了确保混凝土具有较好的综合性能，所述的混凝土组合物包括以下重量份的原料：废砂炉渣42～50重量份、硅酸盐水泥15～22重量份、细砂15～30重量份、高岭土0.5～2重量份、玻化微珠0.5～2重量份、多孔复合纤维1～5重量份、轻质骨料3～8重量份、废旧橡胶料1～2.5重量份、发泡剂1.5～3重量份、减水剂0.1～0.8重量份、其它助剂0～3重量份；
所述的多孔复合纤维包括以下物质制成：聚合物粉末30～55重量份、金属粉末0.5～1.2重量份、玻璃纤维5～15重量份。
进一步的，所述的混凝土组合物包括以下重量份的原料：废砂炉渣45～48重量份、硅酸盐水泥18～20重量份、细砂20～26重量份、高岭土1～1.6重量份、玻化微珠1～1.5重量份、多孔复合纤维2～5重量份、轻质骨料5～7重量份、废旧橡胶料1.5～2.0重量份、发泡剂2.0～2.5重量份、减水剂0.4～0.7重量份、其它助剂0～3重量份；
所述的多孔复合纤维包括以下物质制成：聚合物粉末35～43重量份、金属粉末0.8～1.0重量份、玻璃纤维8～12重量份。
本发明中，所述的废砂炉渣是铸造车间产生的大量废弃砂、炉渣、粉尘，这些废弃物及时的清理运出避免污染车间环境。
所述的玻化微珠是一种环保型无机轻质绝热材料，是由精选特殊粒径的矿砂在电炉加热方式下膨化，通过对温度和原料滞空时间的精确控制，使得产品表面熔融，气孔封闭，形成内部多孔空腔结构，表面玻化封闭的轻质骨料，由于表面玻化形成了一定的颗粒强度，理化性能十分稳定，耐老化耐火性强。本发明所述的玻化微珠优选为粒度为0.5～1.5mm，具体的可以举出购自信阳市恒业珍珠岩保温材料有限公司生产的玻化微珠。
根据本发明，所述的聚合物粉末选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚芳酯、聚醋酸乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氧化乙烯、聚乙烯吡咯烷酮中至少一种。
本发明中，所述的金属粉末为铁粉、镁粉、铝粉或锌粉中的一种或其组合。
根据本发明，所述轻质骨料为天然浮石、火山渣、粉煤灰陶粒、膨胀矿渣珠、粘土陶粒、玻化微珠中的一种或一种以上的混合物。
根据本发明，所述的发泡剂为双氧水或松香皂，发泡剂在混凝土中，在预制成型的过程中，在一定的条件下发泡，形成多孔结构，从而提高混凝土墙体的隔音性能，降低混凝土墙体的导热系数。
根据本发明，所述的废旧橡胶粉为废旧橡胶粒子经粉碎后得到的弹性颗粒物，其具有较强的耐压能力，在混凝土发生收缩时提供一定的缓冲余量，避免混凝土墙体出现裂缝，进一步优选的，所述废旧橡胶粉的粒径为0.5～3mm。
根据本发明，所述的减水剂为nf型减水剂、fdn型减水剂、unf-2型减水剂、af型减水剂、s型减水剂、mf型减水剂中的一种。
本发明中，为了进一步的优化混凝土组合物的综合性能以及提高混凝土的施工性能，在混凝土组合物中还含有其它助剂，所述其它助剂选自稳泡剂、憎水剂、保水剂、早强剂和缓凝剂中的至少一种。
其中，所述的稳泡剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基二甲基氧化胺、烷基醇酰胺、聚丙烯酰胺、硬脂酸钠、硅酮酰胺中的至少一种；
所述的憎水剂为有机硅憎水剂、硅烷基憎水剂、硬脂酸钙中的至少一种；
所述的保水剂为羟丙基甲基增强纤维素醚或羟乙基甲基增强纤维素醚；
所述的早强剂为铝酸钠、碳酸锂、无水硫酸钠中的至少一种；
所述的缓凝剂为柠檬酸、羟甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、酒石酸、酒石酸钾、酒石酸钙、二水硫酸钙、亚硫酸钙、硫酸亚铁、葡萄糖酸钠、六偏磷酸钠、磷酸、磷酸二钠、磷酸三钠中的至少一种。
本发明提供的混凝土组合物，含有多孔复合纤维、玻化微珠和废旧橡胶料作为填充料，上述填充料的孔隙结构的大小不同，采用多层次粒度孔隙结构复合的方式在混凝土中形成孔隙结构，从而提高了混凝土的隔音保温效果；
此外，上述填充料中均具有一定的抗冲击能力，从而避免了现有的泡沫混凝土墙体过于脆弱，在运输或施工的过程中容易出现的破损问题，提高了混凝土的可施工性能；
本发明提供的混凝土组合物中，采用了现有技术中的许多废弃材料，如废砂炉渣，废旧橡胶料，为现有技术中的废弃物提供了新的处理路径，避免了废弃物污染环境。
下面结合具体的实施例进一步的阐述本发明提供的混凝土组合物的优点。
实施例1
一种混凝土组合物，包括：废砂炉渣47kg、硅酸盐水泥19kg、细砂24kg、高岭土1.4kg、玻化微珠1.3kg、多孔复合纤维4kg、膨胀矿渣珠6kg、废旧橡胶料1.8kg、发泡剂双氧水2.3kg、nf型减水剂0.6kg、稳泡剂十二烷基苯磺酸钠1kg、早强剂铝酸钠1kg；
所述的多孔复合纤维包括以下物质制成：聚对苯二甲酸乙二酯(美国杜邦，fr530-bk)40kg、铁粉0.9kg、玻璃纤维10kg；
上述混凝土组合物制备预制混凝土墙体的方法为：
(1)将玻璃纤维、聚对苯二甲酸乙二酯(美国杜邦，fr530-bk)和铁粉置于水中，在90℃的温度下超声反应30min，接着在55℃的温度下干燥至绝干，得到复合纤维，接着将该复合纤维浸没到酸性溶液中浸泡处理30min，即可得到多孔复合纤维；
(2)将废砂炉渣、硅酸盐水泥、细砂、高岭土、玻化微珠、多孔复合纤维、膨胀矿渣珠、废旧橡胶料、nf型减水剂和其它助剂加入搅拌机中搅拌混合均匀，然后加入发泡剂双氧水，继续搅拌混合均匀后得到粉料混合物；
(3)将步骤(2)中的粉料混合物倒入模具中，倒入量为模具容量的60％即可，接着将模具盖好封紧，待发泡剂双氧水产生的气泡使得粉料混合物膨胀并充满模具，静置1h，等到粉料混合物凝固并达到拆模强度后即可拆模，接着采用70℃蒸汽养护1天，即得预制好的混凝土墙体。
实施例2
一种混凝土组合物，包括：废砂炉渣45kg、硅酸盐水泥18kg、细砂20kg、高岭土1kg、玻化微珠1kg、多孔复合纤维2kg、膨胀矿渣珠5kg、废旧橡胶料1.5kg、发泡剂双氧水2.0kg、nf型减水剂0.4kg；
所述的多孔复合纤维包括以下物质制成：聚对苯二甲酸乙二酯(美国杜邦，fr530-bk)35kg、铁粉0.8kg、玻璃纤维8kg；
本实施例的制备预制混凝土墙体的方法与实施例1的制备方法相同。
实施例3
一种混凝土组合物，包括：废砂炉渣48kg、硅酸盐水泥20kg、细砂26kg、高岭土1.6kg、玻化微珠1.5kg、多孔复合纤维5kg、膨胀矿渣珠7kg、废旧橡胶料2.0kg、发泡剂双氧水2.5kg、nf型减水剂0.7kg、稳泡剂十二烷基苯磺酸钠0.5kg、保水剂羟丙基甲基增强纤维素醚1kg、早强剂铝酸钠1kg、缓凝剂柠檬酸0.5kg；
所述的多孔复合纤维包括以下物质制成：聚对苯二甲酸乙二酯(美国杜邦，fr530-bk)43kg、铁粉1.0kg、玻璃纤维12kg；
本实施例的制备预制混凝土墙体的方法与实施例1的制备方法相同。
实施例4
一种混凝土组合物，包括：废砂炉渣42kg、硅酸盐水泥15kg、细砂15kg、高岭土0.5kg、玻化微珠0.5kg、多孔复合纤维1kg、膨胀矿渣珠3kg、废旧橡胶料1kg、发泡剂双氧水1.5kg、nf型减水剂0.1kg；
所述的多孔复合纤维包括以下物质制成：聚对苯二甲酸乙二酯(美国杜邦，fr530-bk)30kg、铁粉0.5kg、玻璃纤维5kg；
本实施例的制备预制混凝土墙体的方法与实施例1的制备方法相同。
实施例5
一种混凝土组合物，包括：废砂炉渣50kg、硅酸盐水泥22kg、细砂30kg、高岭土2kg、玻化微珠2kg、多孔复合纤维5kg、膨胀矿渣珠8kg、废旧橡胶料2.5kg、发泡剂双氧水3kg、nf型减水剂0.8kg、稳泡剂十二烷基二甲基氧化胺0.5kg、保水剂羟丙基甲基增强纤维素醚1kg、早强剂无水硫酸钠1kg、缓凝剂柠檬酸0.5kg；；
所述的多孔复合纤维包括以下物质制成：聚对苯二甲酸乙二酯(美国杜邦，fr530-bk)55kg、铁粉1.2kg、玻璃纤维15kg；
本实施例的制备预制混凝土墙体的方法与实施例1的制备方法相同。
对比例1
一种混凝土组合物，包括：废砂炉渣47kg、硅酸盐水泥19kg、细砂24kg、高岭土1.4kg、膨胀矿渣珠6kg、废旧橡胶料1.8kg、发泡剂双氧水2.3kg、nf型减水剂0.6kg、稳泡剂十二烷基苯磺酸钠1kg、早强剂铝酸钠1kg；
该混凝土组合物制备预制混凝土墙体的方法为：
(1)将废砂炉渣、硅酸盐水泥、细砂、高岭土、膨胀矿渣珠、废旧橡胶料、nf型减水剂和其它助剂加入搅拌机中搅拌混合均匀，然后加入发泡剂双氧水，继续搅拌混合均匀后得到粉料混合物；
(2)将步骤(1)中的粉料混合物倒入模具中，倒入量为模具容量的60％即可，接着将模具盖好封紧，待发泡剂双氧水产生的气泡使得粉料混合物膨胀并充满模具，静置1h，等到粉料混合物凝固并达到拆模强度后即可拆模，接着采用70℃蒸汽养护1天，即得预制好的混凝土墙体。
性能测试：
1、根据gb/t10294的测试方法测试制备得到的预制混凝土墙体的导热系数，并将测试结果记录到表1中；
2、根据jjf223-2009的方法测试制备得到的预制混凝土墙体的吸声系数，并将测试结果记录到表1中；
3、根据gb/t2542-2003的测试方法测试制备得到的预制混凝土墙体的密度，并将测试结果记录到表1中；
4、根据gb/t29062-2012的测试方法测试制备得到的预制混凝土墙体的抗压强度，并将测试结果记录到表1中；
表1：
结合上述试验数据可以看出，本发明提供的混凝土组合物制备得到的预制混凝土墙体具有优异的隔音保温效果，且其抗压强度高，不易破损。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的特点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。