CN101054281A - 薄壁大孔混凝土板材原料组合物及真空螺旋挤出成型方法 - Google Patents

薄壁大孔混凝土板材原料组合物及真空螺旋挤出成型方法 Download PDF

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胡德均
张大煦
王士刚
黄靖
倪浩
陶炎诚
张春
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Abstract

本发明公开了一种薄壁大孔混凝土板材原料组合物及真空螺旋挤出成型方法，一种薄壁大孔混凝土板材原料组合物，按重量份数包括下述组分：水泥150－700份，石粉或中砂或细砂200－700份，掺和料0－300份，纸纤维15－60份，纤维素醚4－12份，本发明制备的一种薄壁大孔混凝土板材比普通混凝土圆孔板具有更高的截面空洞率；材料消耗少，重量轻；韧性高，抗拉强度高；具有绿色环保的特性。适用于建筑外墙；地下隧道的衬墙；快速交通干线两侧的音障墙；建筑内部的分隔墙等。

Description

薄壁大孔混凝土板材原料组合物及真空螺旋挤出成型方法
技术领域
本发明涉及一种建筑材料及制备方法，特别是涉及一种混凝土板材原料组合物及真空螺旋挤出成型方法。
背景技术
新型建材多年来一直是国家技术政策鼓励支持进行开发的产业，随着国家保护耕地，限制乃至逐步禁用粘土砖政策的深入实施，发展新型建筑材料特别是开发新型墙体材料更成为当务之急。所谓新型建材主要是相对于上千年历史的秦砖汉瓦和已经有上百年应用历史的普通混凝土这类传统建筑材料而言，在以下诸方面中具有一项或者多项特性建筑材料：具有更高的强度；更强的韧性；更好的防火、隔声性能；更长的耐久性；使用更少的材料或在较高强度的同时具有更轻的质地；生产过程或者材料本身更加节能；更多的利用工业废料并更加环保；更加地与人类亲和……。如何使新型建筑材料达到上述一项或多项特性，满足市场需求，成为本行业内争相研究的课题。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种薄壁大孔混凝土板材原料组合物。
本发明的第二个目的是提供一种薄壁大孔混凝土板材真空螺旋挤出成型方法。
本发明的技术方案概述如下：
一种薄壁大孔混凝土板材原料组合物，按重量份数包括下述组分：水泥150-700份，石粉或中砂或细砂200-700份，掺和料0-300份，纸纤维15-60份，纤维素醚4-12份。
优选的是：所述水泥为250-500份，石粉或中砂或细砂300-650份，掺和料100-250份，纸纤维25-40份，纤维素醚6-8份。
所述掺和料为粉煤灰或高炉矿碴粉或沸石粉或电厂液态碴粉。
所述纤维素醚为甲基纤维素或乙基纤维素或羟乙基甲基纤维素或羟丙基甲基纤维素或羟乙基纤维素或羟丙基纤维素或乙基羟乙基纤维素或羟甲基羟乙基纤维素。
一种薄壁大孔混凝土板材原料组合物，还可以包括聚酯纤维或聚丙烯纤维或聚乙烯醇纤维或沥青基碳纤维或微细钢纤维0.5-8份。
所述纸纤维可以是购买的，还可以选用下述方法制备：将废旧纸张、书报、杂志经过多级锤磨设备研磨粉碎成绒状短纤维物。
一种薄壁大孔混凝土板材真空螺旋挤出成型方法，包括如下步骤：(1)称取水泥150-700重量份，石粉或中砂或细砂200-700重量份，掺和料0-300重量份，纸纤维15-60重量份，纤维素醚4-12重量份，放入强制式搅拌机搅拌0.5-3分钟；(2)再加入100-300重量份水，继续搅拌1-5分钟；(3)将搅拌后的物料通过捏泥机炼泥熟化；(4)通往螺旋挤出机，在真空度为-0.6bar至-1.0bar条件下，通过安装在机头部位的模具，挤出一种薄壁大孔混凝土板材。
优选的是：所述步骤(1)为称取水泥250-500重量份，石粉或中砂或细砂300-650重量份，掺和料100-250重量份，纸纤维25-40重量份，纤维素醚6-8重量份，放入强制式搅拌机搅拌0.5-3分钟。
所述掺和料为粉煤灰或高炉矿碴粉或沸石粉或电厂液态碴粉。
所述纤维素醚为甲基纤维素或乙基纤维素或羟乙基甲基纤维素或羟丙基甲基纤维素或羟乙基纤维素或羟丙基纤维素或乙基羟乙基纤维素或羟甲基羟乙基纤维素。
所述步骤(1)还可以包括：称取聚酯纤维或聚丙烯纤维或聚乙烯醇纤维或沥青基碳纤维或微细钢纤维0.5-8重量份。
由本发明制备的一种薄壁大孔混凝土板材具有以下技术特点：
1.本发明制备的一种薄壁大孔混凝土板材，比普通混凝土圆孔板具有更高的截面空洞率。普通混凝土圆孔板空洞率一般不大于33％，本发明的薄壁大孔混凝土板材因采用的这种组合物和工艺，使板材的壁厚及肋厚达到6-12mm，以60mm厚板材为例其截面空洞率可以达到45％以上，厚度大于60mm的板材空洞率更大。所以本发明制备的一种薄壁大孔混凝土板材材料消耗更少，重量更轻。
2.本发明制备的一种薄壁大孔混凝土板材韧性得到极大的提高，具有很高的抗拉强度。其抗拉强度能够达到普通混凝土材料抗拉强度的5-10倍。
3.由于使用真空挤出这种特殊的成型工艺，从而使得板材质地密实具有更高的抗压强度和更好的耐久性。其抗压强度可以达到60MPa。随着一种薄壁大孔混凝土板材原料组合物配方各组分的调整，针对不同的用途该板材的强度可以在20-60MPa范围内变化，以达到物尽其用节约材料的效果。
4.本发明所用原材料均为对人体无害的产品或天然材料，特别不同于那些为降低成本或采用陈旧工艺技术而使用石棉、玻璃纤维和有害化学添加剂的产品，该板材具有绿色环保的特性。
鉴于上述特点，这种板材特别适合用于建筑外墙；地下隧道的衬墙；快速交通干线两侧的音障墙；建筑内部的分隔墙等等。本发明制备的一种薄壁大孔混凝土板材在目前国内建筑市场极其缺乏适用的建筑外墙板材条件下，在建筑领域具有广泛的应用前景。同时随着环保隔音降噪要求的提高，本发明制备的一种薄壁大孔混凝土板材由于其隔音性能优良且同时兼具经济性、耐久性和可加工性的优点，在高速公路或其他快速交通干线两侧音障墙的应用上也具有着广阔的应用前景。
附图说明
图1为本发明一种薄壁大孔混凝土板材真空螺旋挤出成型方法制备的薄壁大孔混凝土板材截面图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
一种方孔薄壁混凝土板材原料组合物，按重量比为380∶480∶8∶30的比例称取下述组分：水泥，石粉，甲基纤维素，纸纤维。
可以按照上述各组份的比例配制总重量为1000公斤或2000公斤或任意公斤的物料。
实施例1及以下各实施例所使用的水泥品种可以是硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥最为适用，也可以使用国家混凝土规范中明文列出的其他品种水泥如矿渣水泥、火山灰水泥等。
各实施例所用的石粉或砂子：可以选用混凝土工程所用石材的粉料，该粉料可以通过研磨石料获得，或直接取用石材开采过程中的筛余粉料。砂子为适用于建筑工程的中砂或细砂。
各实施例所用的纸纤维：可用从其它企业购买，也可以是自己制备，制备方法是：使用造纸用的进口废旧报纸杂志或回收的废旧书报、杂志等纸张，经过多级锤磨设备研磨粉碎，成为细碎的绒状短纤维物。本发明也可以采用其他植物纤维如木纤维替代纸纤维。
一种薄壁大孔混凝土板材的外观为混凝土板，在板的截面中设置若干个孔，如矩形孔、梯形孔，三角形孔或长方圆孔等，见图1。
本发明所制备的一种方孔薄壁混凝土板材应用较广，其生产线的开发研制得到了天津市科委资金支持，是天津市重大科技攻关课题。
实施例2-实施例31见表1
表1  各实施例的单位(公斤)
  水泥   石粉   中砂   细砂   甲基纤维素   羟乙基甲基纤维素   羟丙基甲基纤维素   乙基纤维素   纸纤维   粉煤灰   高炉矿碴粉   沸石粉   电厂液态碴粉   聚酯纤维   聚丙烯纤维   聚乙烯醇纤维   沥青基碳纤维   微细钢纤维   羟乙基纤维素   羟丙基纤维素   乙基羟乙基纤维素   羟甲基羟乙基纤维素
  实施例1   150   500   4   60   300
  实施例2   200   580   5   50   250
  实施例3   250   510   5   40   250
  实施例4   300   464   6   30   200   1
  实施例5   350   410   7   20   200   4
  实施例6   400   350   8   15   100   6
  实施例7   450   300   9   25   100   2.5
  实施例8   500   200   8   35   200   2
  实施例9   550   400   9   45   50   0.5
  实施例10   600   350   10   15   50   5
  实施例11   650   680   11   50   2
  实施例12   700   700   12   45   3.2
  实施例13   150   500   4   60   300
  实施例14   200   580   5   50   250
  实施例15   250   510   5   40   250   8
  实施例16   300   464   6   30   200   1
  实施例17   350   410   7   20   200   4
  实施例18   400   350   8   15   100   6
  实施例19   450   300   9   25   100   2.5
  实施例20   500   200   8   35   200   2
  实施例21   550   400   9   45   50   0.5
  实施例22   600   350   10   15   50   5
  实施例23   650   650   11   50   2
  实施例24   700   700   12   45   3.2
  实施例25   500   200   8   35   200   2
  实施例26   550   400   9   45
  实施例27   600   350   10   15
  实施例28   700   700   45   12
  实施例29   500   200   35   200   1   8
  实施例30   550   400   45   9
  实施例31   600   350   15   200   10

Claims (11)

1.一种薄壁大孔混凝土板材原料组合物，其特征是按重量份数包括下述组分：水泥150-700份，石粉或中砂或细砂200-700份，掺和料0-300份，纸纤维15-60份，纤维素醚4-12份。
2.根据权利要求1所述的一种薄壁大孔混凝土板材原料组合物，其特征是所述水泥为250-500份，石粉或中砂或细砂300-650份，掺和料100-250份，纸纤维25-40份，纤维素醚6-8份。
3.根据权利要求1或2所述的一种薄壁大孔混凝土板材原料组合物，其特征是所述掺和料为粉煤灰或高炉矿碴粉或沸石粉或电厂液态碴粉。
4.根据权利要求1或2所述的一种薄壁大孔混凝土板材原料组合物，其特征是所述纤维素醚为甲基纤维素或乙基纤维素或羟乙基甲基纤维素或羟丙基甲基纤维素或羟乙基纤维素或羟丙基纤维素或乙基羟乙基纤维素或羟甲基羟乙基纤维素。
5.根据权利要求1或2所述的一种薄壁大孔混凝土板材原料组合物，其特征是包括聚酯纤维或聚丙烯纤维或聚乙烯醇纤维或沥青基碳纤维或微细钢纤维0.5-8份。
6.根据权利要求1或2所述的一种薄壁大孔混凝土板材原料组合物，其特征是所述纸纤维是用下述方法制备的：将废旧纸张、书报、杂志经过多级锤磨设备研磨粉碎成绒状短纤维物。
7.一种薄壁大孔混凝土板材真空螺旋挤出成型方法，其特征是包括如下步骤：(1)称取水泥150-700重量份，石粉或中砂或细砂200-700重量份，掺和料0-300重量份，纸纤维15-60重量份，纤维素醚4-12重量份，放入强制式搅拌机搅拌0.5-3分钟；(2)再加入100-300重量份水，继续搅拌1-5分钟；(3)将搅拌后的物料通过捏泥机炼泥熟化；(4)通往螺旋挤出机，在真空度为-0.6bar至-1.0bar条件下，通过安装在机头部位的模具，挤出一种薄壁大孔混凝土板材。
8.根据权利要求7所述的一种薄壁大孔混凝土板材真空螺旋挤出成型方法，其特征是所述步骤(1)为称取水泥250-500重量份，石粉或中砂或细砂300-650重量份，掺和料100-250重量份，纸纤维25-40重量份，纤维素醚6-8重量份，放入强制式搅拌机搅拌0.5-3分钟。
9.根据权利要求7或8所述的一种薄壁大孔混凝土板材真空螺旋挤出成型方法，其特征是所述掺和料为粉煤灰或高炉矿碴粉或沸石粉或电厂液态碴粉。
10.根据权利要求7或8所述的一种薄壁大孔混凝土板材真空螺旋挤出成型方法，其特征是所述纤维素醚为甲基纤维素或乙基纤维素或羟乙基甲基纤维素或羟丙基甲基纤维素或羟乙基纤维素或羟丙基纤维素或乙基羟乙基纤维素或羟甲基羟乙基纤维素。
11.根据权利要求7或8所述的一种薄壁大孔混凝土板材真空螺旋挤出成型方法，其特征是所述步骤(1)包括称取聚酯纤维或聚丙烯纤维或聚乙烯醇纤维或沥青基碳纤维或微细钢纤维0.5-8重量份。
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