一种轻质型墙体材料及其制备方法与流程

文档序号:18041611发布日期:2019-06-29 00:12阅读:311来源:国知局

本发明属于建筑材料技术领域,主要涉及一种轻质型墙体材料及其制备方法。



背景技术:

目前绝大部分建筑垃圾未经任何处理,便被施工单位运往郊外或乡村,露天堆放或填埋,耗用大量的征用土地费、垃圾清运费等建设经费,同时,清运和堆放过程中的遗撒和粉尘、灰砂飞扬等问题又造成了严重的环境污染。

加气混凝土砌块是主要建筑垃圾之一。加气混凝土砌块自重轻、体积大,自身强度低,吸水率高,在生产、使用及运输过程中容易造成大量的砌块破损。然而加气混凝土砌块自重轻,保温隔热性能好,加气混凝土成为建筑墙体市场的主导产品之一。随着其使用量不断增加,很多企业出现废弃加气混凝土砌块堆积的局面。一般对于该废弃物,才去破碎后做成粒子,作为屋面保温层,或是利用废弃加气混凝土生产粗细骨料,用于生产相应强度等级的混凝土、砂浆或制备诸如砌块、墙板、地砖等建材制品。然而,以上应用出现许多问题,如保温效果不好,维修不方便,易破损等,此外加气混凝土砌块自身强度低,吸水率高,用其代替混凝土骨料容易产生抗渗性能差的问题。

轻质墙体材料的混凝土一般采用胶凝材料、砂、水、减水剂、发泡剂、陶粒、珍珠岩等制作而成,其中胶凝材料一般采用42.5以上的全水泥,生产完成后用蒸汽养护,成本高,前期安装时间较长。同时,制备出的墙体材料收缩性较大,易出现开裂的问题。同时,粉煤灰作为排量较大的工业废渣之一,随着电力工业的发展,燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加。大量的粉煤灰不加处理,就会产生扬尘、污染大气;若排入水系会造成河流淤塞,而其中的有毒化学物质还会对人体和生物造成危害。

现在市面上用生物秸秆等墙体材料生产的石膏空心砌块、石膏空心墙板等产品,因其具有轻质、隔音、保温、强度高等优点而被广泛采用。但存在以下弊端:一是不能直接安装膨胀螺栓进行装饰装修,给使用带来不便;二是因为直接添加生物秸秆,墙体受潮生物秸秆容易发生霉变、腐烂,墙体表面会出现生霉并释放异味气体等现象,不但墙体质量没有保障,而且对人身健康有害。

轻质墙体是区别于实心墙并衍生出来的新概念。这些轻质墙体材料虽然在价格、隔音性能、墙面承载、吊挂力以及防火、防水等性能方面各有不同,但与粘土实心砖相比,其共同的特点是自重很轻,每平方米的重量一般比粘土实心砖墙轻5~9倍,即使墙体砌筑在楼板上,也完全在楼板的设计承载负荷之内,其隔热、保温、防火、防老化、抗冲击力等性能也基本能满足需求。为了实现轻质,墙体材料就要做到空心,或者降低材料密度,或者设计成内部空心。按轻质程度从实心砖块发展到空心砌块,再到空心条板,继而发展到龙骨组合墙体(龙骨与面板组合成墙体),墙体产品发展可以说填补了各种建筑设计需要。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题:针对目前墙体材料抗渗性能差、强度低的问题,提供一种轻质型墙体材料及其制备方法。

为解决上述技术问题,本发明采用如下所述的技术方案是:

一种轻质型墙体材料,包括抗渗活性剂、轻质辅助添加剂、水泥添加剂、活性发泡辅助剂。

所述抗渗活性剂的制备方法为:

(1)取氧化石墨烯按质量比2~5:10~15加入去离子水搅拌混合,加入氧化石墨烯质量10~15%的2,3-环氧丙基三甲基氯化铵,通入氮气保护,搅拌混合,抽滤,取抽滤渣经去离子水洗涤干燥,得干燥物;

(2)取溴化丁基橡胶按质量比3~7:1~3:10~20加入古马隆树脂、正己烷搅拌混合,得混合物,按质量份数计,取80~100份混合物、20~30份植物油、3~7份聚乙二醇-4000、1~4份双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物、1~3份十二烷基苯磺酸钠、0.4~0.8份氢氧化钾,乳化剪切,减压蒸馏,得减压蒸馏物,取干燥物按质量比3~5:80~90加入减压蒸馏物,超声,即得抗渗活性剂。

所述步骤(2)中的植物油为:取棕榈油按质量比3~9:2~5加入菜籽油混合,即得。

所述轻质辅助添加剂的制备方法为:取阔叶木浆按质量比20~30:3~6加入糯米淀粉搅拌混合,得混合物a,取羧甲基纤维素按质量比1~3:10~20加入水,得混合液,取混合物a按质量比10~15:3~5加入混合液搅拌混合,得搅拌混合物,取搅拌混合物按质量比80~90:3~9:1~5加入氯化钙、三乙醇胺混合,即得轻质辅助添加剂。

所述水泥添加剂为:取谷氨酸按质量比2~5:10~15:2~6加入次磷酸钠、硼酸混合,即得。

所述活性发泡辅助剂为:取30目的毛竹刨花按质量比1~3:10~20加入水搅拌混合,过滤,取滤渣,按质量份数计,取20~40份滤渣、3~5份乳化添加剂、5~10份茶皂素、1~3份三聚磷酸铝混合,即得。

所述乳化添加剂为:取十二烷基醇醚硫酸钠按质量比5~10:1~3加入椰油酰胺丙基甜菜碱混合,即得。

该制备方法包括如下步骤:取锆硅渣于550~650℃保温3~6h,冷却至室温,球磨1~3h,取球磨物按质量比按质量比3~9:2~5加入膨胀珍珠岩混合,研磨粉碎过160目筛,收集混合过筛颗粒,按质量份数计,取200~300份水泥原料、50~60份混合过筛颗粒、20~50份抗渗活性剂、20~30份轻质辅助添加剂、3~9份水泥添加剂、5~10份活性发泡辅助剂、50~80份水搅拌混合,得基体物,再加入基体物质量3~5%的发泡添加剂混合,倒入制备轻质型墙体材料的模具中保温,拆模,再于170~180℃蒸汽环境下保持5~10h,即得轻质型墙体材料。

所述水泥原料为:取硫氧镁水泥按质量比3~7:5~10加入p.o42.5普通硅酸盐水泥混合,即得。

所述发泡添加剂为:取偶氮二甲酰胺按质量比2~5:1~3加入4,4'-氧代双苯磺酰肼混合,即得。

本发明与其他方法相比,有益技术效果是:

(1)本发明制备的抗渗活性剂是以氧化石墨烯经2,3-环氧丙基三甲基氯化铵改性,既保留了石墨烯的层状结构,又引入了含氧基团,在水泥水化过程中可良好分散且在水中显正电荷,与阴离子型溴化丁基橡胶乳液、辅助以古马隆树脂和水化后表面带负电荷的水泥颗粒形成吸附混合,形成具有隔离网络结构,可形成微孔内壁覆膜的封闭孔隙构造,对轻质型墙体材料进行憎水改性研究,能有效的延长水分子的扩散路径,使得得到的轻质材料具有较好的抗渗性能;

(2)本发明制备的轻质辅助添加剂是以阔叶木浆、糯米淀粉、羧甲基纤维素等原料形成分散体系,加入轻质墙体中用纸浆纤维与混凝土基体结合,使得形成类似柚子果皮里的细小的维管束,利用羧甲基纤维素、糯米淀粉粘结维管束,最后在发泡剂的作用下形成具有缓冲效果的轻质墙体,使得轻质墙体在受到冲击力时,具有应力缓冲性能,增强了墙体的韧性;

(3)本发明加入水泥添加剂,利用谷氨酸、次磷酸钠、硼酸在硫氧镁水泥和p.o42.5普通硅酸盐水泥体系中生成了呈晶须状的晶体,这些针棒状相交叉连生,填充孔隙与裂缝,使原本疏松的结构变得致密,从而改善水泥石的强度、耐水性及干燥收缩性能,并添加经热水预处理的毛竹刨花,且有利于水泥与竹材的相容性,利用其中的阻凝物质对材料ca(oh)2结晶相形成阻碍程度较大,提高墙体材料的整体强度,水泥添加剂三聚磷酸铝促进剂参与了水合反应,并且进入到了水泥的结构中,使凝胶相向颗粒状转变,而且促进剂的加入显著提高了聚合物发泡后的抗压强度,使得墙体的整体性能得到提高;

(4)本发明制备的发泡添加剂进行高密度发泡成型,利用十二烷基醇醚硫酸钠、椰油酰胺丙基甜菜碱、茶皂素降低表面张力,提高泡孔成型,使得泡孔均匀致密,再经蒸汽养护,减少干缩开裂,提高抗裂抗渗性能,使得轻质墙体性能增强。

植物油为:取棕榈油按质量比3~9:2~5加入菜籽油混合,即得。

具体实施方式

抗渗活性剂的制备方法为:

(1)取氧化石墨烯按质量比2~5:10~15加入去离子水搅拌混合20~30min,加入氧化石墨烯质量10~15%的2,3-环氧丙基三甲基氯化铵,通入氮气保护,于70~80℃搅拌混合8~10h,抽滤,取抽滤渣经去离子水洗涤干燥,得干燥物;

(2)取溴化丁基橡胶按质量比3~7:1~3:10~20加入古马隆树脂、正己烷,于60~65℃搅拌混合30~40min,得混合物,按质量份数计,取80~100份混合物、20~30份植物油、3~7份聚乙二醇-4000、1~4份双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物、1~3份十二烷基苯磺酸钠、0.4~0.8份氢氧化钾,乳化剪切20~30min,减压蒸馏,得减压蒸馏物,取干燥物按质量比3~5:80~90加入减压蒸馏物,超声20~30min,即得抗渗活性剂。

轻质辅助添加剂的制备方法为:取阔叶木浆按质量比20~30:3~6加入糯米淀粉,于40~50℃搅拌混合30~50min,得混合物a,取羧甲基纤维素按质量比1~3:10~20加入水,得混合液,取混合物a按质量比10~15:3~5加入混合液,于50~60℃搅拌混合30~50min,得搅拌混合物,取搅拌混合物按质量比80~90:3~9:1~5加入氯化钙、三乙醇胺混合,即得轻质辅助添加剂。

水泥添加剂为:取谷氨酸按质量比2~5:10~15:2~6加入次磷酸钠、硼酸混合,即得。

乳化添加剂为:取十二烷基醇醚硫酸钠按质量比5~10:1~3加入椰油酰胺丙基甜菜碱混合,即得。

活性发泡辅助剂为:取30目的毛竹刨花按质量比1~3:10~20加入水,于100~105℃搅拌混合2~5h,过滤,取滤渣,按质量份数计,取20~40份滤渣、3~5份乳化添加剂、5~10份茶皂素、1~3份三聚磷酸铝混合,即得。

发泡添加剂为:取偶氮二甲酰胺按质量比2~5:1~3加入4,4'-氧代双苯磺酰肼混合,即得。

水泥原料为:取硫氧镁水泥按质量比3~7:5~10加入p.o42.5普通硅酸盐水泥混合,即得。

一种轻质型墙体材料的制备方法,包括如下步骤:

取锆硅渣于550~650℃保温3~6h,冷却至室温,球磨1~3h,取球磨物按质量比按质量比3~9:2~5加入膨胀珍珠岩混合,研磨粉碎过160目筛,收集混合过筛颗粒,按质量份数计,取200~300份水泥原料、50~60份混合过筛颗粒、20~50份抗渗活性剂、20~30份轻质辅助添加剂、3~9份水泥添加剂、5~10份活性发泡辅助剂、50~80份水,搅拌混合20~30min,得基体物,再加入基体物质量3~5%的发泡添加剂混合,倒入制备轻质型墙体材料的模具中,于60~80℃保温3~5h,拆模,再于170~180℃蒸汽环境下保持5~10h,即得轻质型墙体材料。

植物油为:取棕榈油按质量比3:2加入菜籽油混合,即得。

抗渗活性剂的制备方法为:

(1)取氧化石墨烯按质量比2:10加入去离子水搅拌混合20min,加入氧化石墨烯质量10%的2,3-环氧丙基三甲基氯化铵,通入氮气保护,于70℃搅拌混合8h,抽滤,取抽滤渣经去离子水洗涤干燥,得干燥物;

(2)取溴化丁基橡胶按质量比3:1:10加入古马隆树脂、正己烷,于60℃搅拌混合30min,得混合物,按质量份数计,取80份混合物、20份植物油、3份聚乙二醇-4000、1份双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物、1份十二烷基苯磺酸钠、0.4份氢氧化钾,乳化剪切20min,减压蒸馏,得减压蒸馏物,取干燥物按质量比3:80加入减压蒸馏物,超声20min,即得抗渗活性剂。

轻质辅助添加剂的制备方法为:取阔叶木浆按质量比20:3加入糯米淀粉,于40℃搅拌混合30min,得混合物a,取羧甲基纤维素按质量比1:10加入水,得混合液,取混合物a按质量比10:3加入混合液,于50℃搅拌混合30min,得搅拌混合物,取搅拌混合物按质量比80:3:1加入氯化钙、三乙醇胺混合,即得轻质辅助添加剂。

水泥添加剂为:取谷氨酸按质量比2:10:2加入次磷酸钠、硼酸混合,即得。

乳化添加剂为:取十二烷基醇醚硫酸钠按质量比5:1加入椰油酰胺丙基甜菜碱混合,即得。

活性发泡辅助剂为:取30目的毛竹刨花按质量比1:10加入水,于100℃搅拌混合2h,过滤,取滤渣,按质量份数计,取20份滤渣、3份乳化添加剂、5份茶皂素、1份三聚磷酸铝混合,即得。

发泡添加剂为:取偶氮二甲酰胺按质量比2:1加入4,4'-氧代双苯磺酰肼混合,即得。

水泥原料为:取硫氧镁水泥按质量比3:5加入p.o42.5普通硅酸盐水泥混合,即得。

一种轻质型墙体材料的制备方法,包括如下步骤:

取锆硅渣于550℃保温3h,冷却至室温,球磨1h,取球磨物按质量比按质量比3:2加入膨胀珍珠岩混合,研磨粉碎过160目筛,收集混合过筛颗粒,按质量份数计,取200份水泥原料、50份混合过筛颗粒、20份抗渗活性剂、20份轻质辅助添加剂、3份水泥添加剂、5份活性发泡辅助剂、50份水,搅拌混合20min,得基体物,再加入基体物质量3%的发泡添加剂混合,倒入制备轻质型墙体材料的模具中,于60℃保温3h,拆模,再于170℃蒸汽环境下保持5h,即得轻质型墙体材料。

植物油为:取棕榈油按质量比6:3加入菜籽油混合,即得。

抗渗活性剂的制备方法为:

(1)取氧化石墨烯按质量比3:12加入去离子水搅拌混合25min,加入氧化石墨烯质量12%的2,3-环氧丙基三甲基氯化铵,通入氮气保护,于75℃搅拌混合9h,抽滤,取抽滤渣经去离子水洗涤干燥,得干燥物;

(2)取溴化丁基橡胶按质量比5:2:15加入古马隆树脂、正己烷,于63℃搅拌混合35min,得混合物,按质量份数计,取90份混合物、25份植物油、5份聚乙二醇-4000、3份双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物、2份十二烷基苯磺酸钠、0.6份氢氧化钾,乳化剪切25min,减压蒸馏,得减压蒸馏物,取干燥物按质量比4:85加入减压蒸馏物,超声25min,即得抗渗活性剂。

轻质辅助添加剂的制备方法为:取阔叶木浆按质量比25:5加入糯米淀粉,于45℃搅拌混合40min,得混合物a,取羧甲基纤维素按质量比2:15加入水,得混合液,取混合物a按质量比13:4加入混合液,于55℃搅拌混合40min,得搅拌混合物,取搅拌混合物按质量比85:6:3加入氯化钙、三乙醇胺混合,即得轻质辅助添加剂。

水泥添加剂为:取谷氨酸按质量比4:13:4加入次磷酸钠、硼酸混合,即得。

乳化添加剂为:取十二烷基醇醚硫酸钠按质量比8:2加入椰油酰胺丙基甜菜碱混合,即得。

活性发泡辅助剂为:取30目的毛竹刨花按质量比2:15加入水,于103℃搅拌混合3h,过滤,取滤渣,按质量份数计,取30份滤渣、4份乳化添加剂、7份茶皂素、2份三聚磷酸铝混合,即得。

发泡添加剂为:取偶氮二甲酰胺按质量比4:2加入4,4'-氧代双苯磺酰肼混合,即得。

水泥原料为:取硫氧镁水泥按质量比5:8加入p.o42.5普通硅酸盐水泥混合,即得。

一种轻质型墙体材料的制备方法,包括如下步骤:

取锆硅渣于600℃保温5h,冷却至室温,球磨2h,取球磨物按质量比按质量比6:3加入膨胀珍珠岩混合,研磨粉碎过160目筛,收集混合过筛颗粒,按质量份数计,取250份水泥原料、55份混合过筛颗粒、35份抗渗活性剂、25份轻质辅助添加剂、6份水泥添加剂、7份活性发泡辅助剂、65份水,搅拌混合25min,得基体物,再加入基体物质量4%的发泡添加剂混合,倒入制备轻质型墙体材料的模具中,于70℃保温4h,拆模,再于175℃蒸汽环境下保持7h,即得轻质型墙体材料。

植物油为:取棕榈油按质量比9:5加入菜籽油混合,即得。

抗渗活性剂的制备方法为:

(1)取氧化石墨烯按质量比5:15加入去离子水搅拌混合30min,加入氧化石墨烯质量15%的2,3-环氧丙基三甲基氯化铵,通入氮气保护,于80℃搅拌混合10h,抽滤,取抽滤渣经去离子水洗涤干燥,得干燥物;

(2)取溴化丁基橡胶按质量比7:3:20加入古马隆树脂、正己烷,于65℃搅拌混合40min,得混合物,按质量份数计,取100份混合物、30份植物油、7份聚乙二醇-4000、4份双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物、3份十二烷基苯磺酸钠、0.8份氢氧化钾,乳化剪切30min,减压蒸馏,得减压蒸馏物,取干燥物按质量比5:90加入减压蒸馏物,超声30min,即得抗渗活性剂。

轻质辅助添加剂的制备方法为:取阔叶木浆按质量比30:6加入糯米淀粉,于50℃搅拌混合50min,得混合物a,取羧甲基纤维素按质量比3:20加入水,得混合液,取混合物a按质量比15:5加入混合液,于60℃搅拌混合50min,得搅拌混合物,取搅拌混合物按质量比90:9:5加入氯化钙、三乙醇胺混合,即得轻质辅助添加剂。

水泥添加剂为:取谷氨酸按质量比5:15:6加入次磷酸钠、硼酸混合,即得。

乳化添加剂为:取十二烷基醇醚硫酸钠按质量比10:3加入椰油酰胺丙基甜菜碱混合,即得。

活性发泡辅助剂为:取30目的毛竹刨花按质量比3:20加入水,于105℃搅拌混合5h,过滤,取滤渣,按质量份数计,取40份滤渣、5份乳化添加剂、10份茶皂素、3份三聚磷酸铝混合,即得。

发泡添加剂为:取偶氮二甲酰胺按质量比5:3加入4,4'-氧代双苯磺酰肼混合,即得。

水泥原料为:取硫氧镁水泥按质量比7:10加入p.o42.5普通硅酸盐水泥混合,即得。

一种轻质型墙体材料的制备方法,包括如下步骤:

取锆硅渣于650℃保温6h,冷却至室温,球磨3h,取球磨物按质量比按质量比9:5加入膨胀珍珠岩混合,研磨粉碎过160目筛,收集混合过筛颗粒,按质量份数计,取300份水泥原料、60份混合过筛颗粒、50份抗渗活性剂、30份轻质辅助添加剂、9份水泥添加剂、10份活性发泡辅助剂、80份水,搅拌混合30min,得基体物,再加入基体物质量5%的发泡添加剂混合,倒入制备轻质型墙体材料的模具中,于80℃保温5h,拆模,再于180℃蒸汽环境下保持10h,即得轻质型墙体材料。

对比例1:与实施例1的制备方法基本相同,唯有不同的是抗渗活性剂。

对比例2:与实施例1的制备方法基本相同,唯有不同的是轻质辅助添加剂。

对比例3:与实施例1的制备方法基本相同,唯有不同的是水泥添加剂。

对比例4:与实施例1的制备方法基本相同,唯有不同的是活性发泡辅助剂。

对比例5:无锡市某公司生产的轻质型墙体材料。

将实施例与对比例所得轻质型墙体材料按照gb23451-2009进行测试,测试结果如表1所示:

表1:

综合上述,本发明的轻质型墙体材料相比于市售产品效果更好,值得大力推广。

以上所述仅为本发明的较佳方式,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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