一种轻质高强度水泥空心墙体板材生产工艺及墙体板材的制作方法

本发明涉及建筑材料技术领域，尤其是指一种轻质高强度水泥空心墙体板材生产工艺及墙体板材。

背景技术：

在现有技术中，砖体(墙体)材料产品目前市场上主要有三种成型工艺：

1.干压成型：将材料加少量粘合剂造粒，然后装入模具中，在压力机上加压，使粉粒在模具内相互靠近，并借内摩擦力牢固地结合，形成一定形状的坯体。感应加热表面热处理。

特点：简易生产

性能：压成后密度大

优点：生产周期短

不足：偏重、施工及安装慢和人工成本高、模具造价高、产品强度低、产品内部密性不一致，组织结构均匀性差，易折断。

2.挤出成型：是用挤出机通过成型模口，挤出成型的一种工艺。

挤出水泥空心墙板，表面光滑，但是因无法加入增强材料(因成型模口，加纤维会堵死)所以产品还未受到市场的青睐，甚至有安全隐患，至今都没有得到市场和国家相关部门单位的认可。

3.浇铸成型：在提前安装好的模型中，浇入混凝土，通过长时间的固化后再将外部模型拆除。

特点：体积大

性能：隔音好

优点：承载力好

不足：施工复杂，费时费工，需要安装模型后拆除，后期需要人工浇水维护，体积大，厚重，无装饰功能，成本高、效率低，容易开裂，密度不一致。

现有工艺目前尚无法生产出超薄的水泥空心墙板，壁厚在8mm以下基本无法采用现有工艺成型，所以无法生产出轻质、高强度和有一定柔性的水泥墙板。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：如何大批量生产出轻质、高强度的水泥墙板。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种轻质高强度水泥空心墙体板材生产工艺，包括如下步骤：

s1、准备形成水泥空心墙体板材的原料，准备空模具；

s2、采用3d打印的方式向模具中逐步注入原料，并形成底层；

s3、于底层上布置用于形成空心的芯管；

s4、再次采用3d打印的方式向模具中逐步注入原料，并形成表层；

s5、整体进行蒸汽养护；

s6、拆除模具，抽出芯管，得水泥空心墙体板材。

在进一步的方案中，所述s2和s4步骤中，当原料中含有纤维时，纤维与其余的原料从不同的3d打印头分别注入模具中，且其余的原料需于打印前混合均匀。

在进一步的方案中，在所述s2步骤注入原料前，向所述模具中置入底层网布和/或螺纹钢条，以增强底层的性能。

在进一步的方案中，在所述s4步骤注入原料前，向所述模具中置入表层网布和/或螺纹钢条，以增强表层的性能。

在进一步的方案中，所述s4步骤中，包括对所述表层进行表面处理，得到所需的表面图案或表面结构。

在进一步的方案中，所述s5步骤中，于70-90℃下蒸汽养护11-13h。

此外，在此基础上，还公开了一种采所述工艺形成的轻质高强度水泥空心墙体板材，按重量份计，所述原料组分包括：

在进一步的方案中，所述水泥为42.5r水泥，所述木粉为60-80目木粉。

在进一步的方案中，所述粉煤灰中sio2和al2o3总含量大于78％，烧失量小于8％，0.08mm筛余小于15％。

在进一步的方案中，所述添加剂为防水剂、防火剂、防腐剂、减水剂、纤维素中的一种或多种。

在进一步的方案中，所述水泥空心墙体板材的厚度为40-250mm，宽度为300mm-1200mm，高度/长度为1000mm-3300mm，壁厚为5mm-20mm，墙体的两侧边分别设有用于拼接的凸棱和凹槽，或墙体的两侧边分别设有用于拼接的凹槽。

本发明公开的轻质高强度水泥空心墙体板材及其生产工艺，在结合模具的基础上，主要采用3d打印的方式进行成型，所得墙体板材轻质、高强度、不透水、不开裂、抗震、韧性好，安装可采用装配式，多层板安装时层间可增加防火隔离带，且板材可自带装饰面，成本低、易安装、可反复使用，从而减少了建筑垃圾，同时还可根据用户的需求定制个性化墙板。

附图说明

下面结合附图详述本发明的具体结构

图1为本发明的轻质高强度水泥空心墙体板材的成型工艺图；

图2为本发明一种圆形孔空心双层板材结构示意图；

图3为本发明一种圆形孔空心三层板材结构示意图；

图4为本发明一种方形孔空心双层板材结构示意图；

图5为本发明另一种方形孔空心双层板材结构示意图；

图6为本发明一种圆形孔空心三层板材结构示意图。

图中，包括1-表层、2-凹槽、3-孔、4-底层、5-凸棱。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

实施例1

结合图1中的成型工艺图，首先，进行各种原料及模具的准备。按重量份计，原料包括符合gb175-92规定的42.5r水泥60-70份；符合jc/t409-92规定的粉煤灰20-30份，且粉煤灰中sio2和al2o3总含量大于78％，烧失量小于8％，0.08mm筛余小于15％，粉煤灰的加入可生成具有水硬凝胶性能的化合物，作为一种增加强度和耐久性的材料；硅灰20-30份，作为一种高效的活性掺和料，能够显著提高混凝土的强度、抗渗性、抗冻性和耐久性；纤维5-10份，纤维可增加强度，提高抗渗、抗冲击、抗折性能，预防开裂，加强混合物的凝合；添加剂5-6份，且其中添加剂为防水剂、防火剂、防腐剂、减水剂、纤维素中的一种或多种，可增强板材相应的特殊性能，如若该墙体板材主要用作防火墙，则可在添加剂中适当增加防火剂的量，最终得到的墙体板材由于防火剂的加入，墙体板材自身即使是在较高的温度下也不易燃烧，同时由于空心结构的存在，当墙体材料的一面区域着火后，即使在较高的温度下，墙体板材不仅自身不会燃烧，而且墙体板材一面的燃烧区热量也不会轻易传导至墙体板材的另一面，从而起到很好的防火、隔热效果；60-80目木粉4-6份可作为保水剂使用；轻质骨料15-25份；水24-28份。并将原料加入到混合设备中，先干混搅拌，然后再加入水湿混搅拌，使得混合物充分融合混匀，得到待使用的原料。同时准备空模具，如一矩形槽，矩形槽的长宽高可根据实际需求的板材规格进行设置，举行槽中需有对应的结构设计，以使得最终的板材的侧壁可形成凹槽和凸棱，便于拼接安装。同时，可将矩形槽水平置于工作台面或生产线上。为了便于后期板材成型后，模具的脱出，可于此时在模具中喷涂脱模剂。

接着，采用3d打印的方式利用打印头或喷头将原料注入上述矩形槽模具中，逐渐注入并形成板材的底层。此时，通过控制喷头注入的原料的流量和喷头的移动速度，来控制底层的厚度。由于该工艺自身的特点，可以很容易地将底层的壁厚控制在8mm以下，并可同时保证底层原料固化后板材的强度。

再者，在底层上布置形成空心的芯管。考虑到后期成型结束后芯管需易于与水泥板材分离、脱模，一方面需在芯管的表面喷涂脱模剂，另一方面可优选利用聚氨酯材料制成的芯管，其不易与水泥粘粘，便于成型后芯管抽离。布置芯管时，需根据实际需要，如板材对空心孔的设计，选择相应规格的芯管，如圆柱形芯管。同时，合理排布芯管，如芯管与芯管见的间距，芯管与模具内壁之间的间距，需尽量保证最终形成的板材壁厚均匀。

然后，再次采用3d打印的方式向模具中逐步注入原料，并形成表层。即，在布置好形成空心的芯管之后，再次采用3d打印的方式向矩形模具中注入原料，不仅需使得各芯管间的空隙、芯管与模具壁面见的空隙得到填充。同时，还需根据设计在芯管之上形成一层具有特定后的的表层。且，表层的壁厚优选为与底层的厚度一致，以使得整个墙体板材的壁厚均匀。

接着，整体进行蒸汽养护。即，将模具连同注入模具内的原料、芯管一同送人蒸养房进行蒸汽养护，具体可于70-90℃下蒸汽养护11-13h，使得水泥空心板材得到充分地硬化。

最后，将整体从蒸氧房移出，并拆除模具，抽出内部的芯管，从而得到水泥空心墙体板材，其结构如图2所示，该空心墙体板材包括1-表层、2-凹槽、3-孔、4-底层、5-凸棱。其中，凸棱5和凹槽2的设计主要是为了便于相邻板材间的一个拼接安装。当然，也可以在墙体板材的两侧边分别设置凹槽，用于拼接，具体如图5所示。同时，其中的圆孔3整体分布均匀，也使得相应的板材壁厚也较为均匀。

实施例2

本实施例2与实施例1的差别主要在于所需形成的空心墙体板材的层数不同，实施例1中仅为底层和表层，底层与表层间则为空心的圆孔。在实施例2中，在形成底层后，于底层上设置圆形芯管，再次采用3d打印的方式向模具中逐步注入原料，并形成中间层；形成中间层后再次向中间层上设置圆形芯管，并再采用3d打印的方式向模具中逐步注入原料，形成表层。如此，所得到的空心墙体板材则是包括底层、中间层和表层，且相邻两层间皆为圆形孔以形成空心结构，具体结构可如图3所示。

考虑到根据不同的应用场景，有时要求空心墙体板材整体的厚度较厚。有的是直接加大孔径，有的是直接增大板材的壁厚，类似于直接将如图2中的结构简单地倍数放大。但是，在本方案中，优选设计多层。即通过增加一中间层和对应的空心孔层，使得整个空心墙体板材的厚度得到增加，以满足不同场景的应用。且这种空心墙体板材，具有更佳的隔音、隔热效果。

实施例3

本实施例3与实施1的区别主要在于，实施例3中采用方形的芯管，如此最终得到的空心墙体板材则具有方形的空心孔，具体结构如图4和图5所示。

同时，还可在3d打印注入原料之前，在模具中铺设网布作为增强材料。网布和注入的原料结合在一些，可明显增强最终所得到的空心墙体板材的力学性能。在本实施例中，对于原料中包含纤维时，考虑到若纤维与其余原料预先混合均匀再进行3d打印，会容易折断混合料中的纤维。故优选为在3d打印前，其余原料预先混合均匀，而纤维单独从另一打印头喷射至模具中(不添加在混合浆料里)，如此便可以保持纤维韧性，不容易断，而且喷射出来的纤维分布也比较均匀。

再者，本实施例3中，还可以在形成表层后，对表层进行表面处理。如，将表面刮平，使得板材表面更为平整。还可以趁未硬化前，在表面形成各种所需要的平面图案、立体图案或其它表面结构，使得该表面可直接作为装饰面。

实施例4

本实施例4与实施2的区别主要在于，实施例4中采用方形的芯管，如此最终得到的空心墙体板材则具有方形的空心孔，具体结构如图4所示，即包括两层方形的空心孔结构。同时，还可在3d打印注入原料之前，于模具中铺设螺纹钢条作为增强材料。螺纹钢条和注入的原料结合在一些，螺纹钢条可以阻碍原料的收缩，可明显增强最终所得到的空心墙体板材的力学性能。

本发明中的轻质高强度水泥空心墙体板材形成的墙体相比于现有技术中的加气混泥土砖制成墙体而言，轻质高强度水泥空心墙体板材质轻、高强度，不仅每平米墙体的材料成本更低，且由于质轻和易安装，所以施工也成本也更低，整体成本基本是加气混泥土砖制成墙体的三分之一。故，本发明中的轻质高强度水泥空心墙体板材更加具有市场经济价值。

此处，上、下、左、右、前、后只代表其相对位置而不表示其绝对位置。以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。