CN105084831A - 墙板原料组合物、一体化墙板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种墙板原料组合物、一体化墙板及其制造方法。该墙板原料组合物的组分为：水泥40～50％、工业废料30～44％、添加剂1～3％和其他材料15～25％；工业废料包括粉煤灰、矿山尾矿渣、钢渣和钢水渣中的一种或多种；其他材料为轻钢钢网和功能性材料；添加剂包括发泡剂、水泥早强剂、减水剂、防水剂、缓凝剂、增强剂、粘结剂和偶联剂。本发明的墙板原料组合物便于施工，并且绿色环保，成本低；该一体化墙板的制造方法操作简便，并有利于从设计到制造装配实现全部计算机化；该一体化墙板的重量轻，其防水、保温、隔音、防火、抗压、装饰等性能均优良，且适合各种切割方式，能满足各种墙体的需求，适合用作各种建筑物墙体。

Description

墙板原料组合物、一体化墙板及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种墙板原料组合物、一体化墙板及其制造方法。

背景技术

建筑物的墙体围护结构是建筑物的重要组成部分。对于建筑物的墙体来说，除了要求其具有足够的力学性能外，还要求其具有优良的保温、隔热、隔声、防水、装饰等性能。以往单一材料组成的墙板往往达不到对于上述性能的综合要求，特别是对于保温、隔声性能的要求。

一体化墙板，能够集建筑物围护结构性能于一体。目前，在作为围护结构的一体化墙板中，一般使用的材料有：承重混凝土岩棉复合外墙板、薄壁混凝土岩棉复合外墙板、混凝土聚苯乙烯复合外墙板、混凝土膨胀珍珠岩复合外墙板、钢丝网水泥聚苯乙烯夹芯板、SP预应力空心板、加气混凝土外墙板以及真空挤压成型纤维水泥板等。

然而，这些使用的材料要么会导致施工效率低下，不利于推广应用，要么制作装配工艺复杂，质量控制参差不齐，并且施工费用较高，不利于建筑工业工厂化推广普及。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于克服了现有的装配式建筑难以进行快速搭建、组装，施工时施工效率低，一体化墙板中的材料制作工艺复杂、质量参差不齐，且施工费用高，以及一体化墙板质量大等的缺陷，提供一种墙板原料组合物、一体化墙板及其制造方法。本发明的墙板原料组合物便于施工，能够提高施工效率，并且绿色环保，成本低；本发明的一体化墙板的制造方法操作简便，能够最大限度减少现场施工废弃物和劳动力投入量，节能减排，且施工成本低，易于实现现代化生产所必须的机械化、自动化、智能化，并有利于从设计到制造装配实现全部计算机化；所制得的一体化墙板的重量仅为普通钢筑混凝土或砖砌式结构重量的1/3～1/4，其防水、保温、隔音、防火、抗压、装饰等性能均优良，并且，该一体化墙板的物理性能优良，能够适合各种切割方式，能满足各种墙体的需求，适合用作各种建筑物墙体。

本发明通过以下技术方案解决上述技术问题。

本发明提供了一种墙板原料组合物，其包括下述质量百分比的组分：水泥40～50％、工业废料30～44％、添加剂1～3％和其他材料15～25％；工业废料包括粉煤灰、矿山尾矿渣、钢渣和钢水渣中的一种或多种；所述其他材料为钢网和功能性材料；所述添加剂包括发泡剂、水泥早强剂、减水剂、防水剂、缓凝剂、增强剂、粘结剂和偶联剂。

其中，所述的水泥可为本领域常规使用的水泥，一般采用普通硅酸盐水泥。所述的水泥较佳的为牌号为PO42.5、PO42.5R、PO52.5和PO52.5R的水泥中的一种或多种。

其中，所述的工业废料为燃煤电厂钢铁工业等重工业企业的生产废料。

其中，所述粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。所述粉煤灰较佳的为I级粉煤灰和/或II级粉煤灰。

其中，矿山尾矿渣是矿山尾矿在选矿或冶炼后的残余物，其主要成分是硅化物。所述矿山尾矿渣较佳的为铁矿山尾矿渣和/或煤矸石。

其中，所述钢渣是指转炉炼钢后的工业固体废物，所述的钢水渣是指高炉炼钢后的工业固体废弃物。

其中，所述添加剂均为本领域常规使用的添加剂，该些添加剂均为市售产品。所述添加剂的添加比例可按本领域常识进行选择。所述的发泡剂较佳的为化学发泡剂和/或物理发泡剂。所述的化学发泡剂较佳的为双氧水。所述的物理发泡剂较佳的为动物蛋白类发泡剂。

其中，所述轻钢钢网为本领域常规使用的钢网和轻钢混搭。所述轻钢钢网较佳地为薄形钢板卷压成型。

其中，所述功能性材料为本领域常规使用的功能性材料，例如物理加强板片、电线、网线、管道等。

本发明还提供了一种一体化墙板的制造方法，其采用上述墙板原料组合物作为原料进行制造，具体包括下述步骤：

(1)将浆料A浇筑成型，养护，以形成发泡板芯层；其中，所述浆料A是由部分的所述水泥、部分的所述工业废料、部分的所述添加剂和水混合而成；

(2)于所述发泡板芯层外部复上所述钢网，布设上所述功能性材料，将浆料B浇筑于所述发泡板芯层外部，满浆后去除板面上的多余浆料，养护后，即得；其中，所述浆料B是由剩余的所述水泥、剩余的所述工业废料、剩余的所述添加剂和水混合而成。

其中，所述浆料A用于形成一体化墙板中的发泡板芯层，所述浆料B用于形成一体化墙板中的发泡板外包层。按照本领域常识，发泡板芯层和发泡板外包层的厚度均可以根据建筑材料设计要求等进行调整，因此，所述浆料A和浆料B的用量可相应地进行调整，只要所述浆料A和浆料B中的各组分的总量满足前述墙板原料组合物的配方即可。一般而言，将一体化墙板的总厚度控制在90～120mm。

步骤(1)中，部分的所述水泥较佳地占所述水泥总质量的40～60％，部分的所述工业废料较佳地占所述工业废料总质量的40～60％，部分的所述复合添加剂较佳地占所述复合添加剂总质量的20～30％。

相应地，步骤(2)中，剩余的所述水泥较佳地占所述水泥总质量的40～60％，剩余的所述工业废料较佳地占所述工业废料总质量的40～60％，剩余的所述复合添加剂较佳地占所述复合添加剂总质量的70～80％。

步骤(1)中，所述浆料A中，所述水的用量可按本领域常规方式进行选择，一般根据水泥牌号进行相应调节。

步骤(1)中，所述混合的方法和条件可为本领域常规的方法和条件。

步骤(1)中，所述养护的方法和条件可为本领域常规的方法和条件。所述养护一般采用保温和保湿的方式进行。所述养护的温度和湿度均为本领域常规。

步骤(2)中，所述浆料B中，所述水的用量可按本领域常规方式进行选择，一般根据水泥牌号进行相应调节。

步骤(2)中，所述混合的方法和条件可为本领域常规的方法和条件。

步骤(2)中，所述浇筑的方法和条件可为本领域常规的方法和条件。所述浇筑较佳的采用灌浆或涂布的方法进行。所述的灌浆较佳的采用立模灌浆或平模灌浆。

步骤(2)中，所述养护的方法和条件可为本领域常规的方法和条件。所述养护一般采用保温和保湿的方式进行。所述养护的温度和湿度均为本领域常规。

在本发明的一较佳实施方式中，部分的所述添加剂由化学发泡剂、水泥早强剂、减水剂、缓凝剂和增强剂混合而成；剩余的所述添加剂由物理发泡剂、水泥早强剂、减水剂、缓凝剂、增强剂、防水剂、粘结剂和偶联剂混合而成。这样，所形成的发泡板芯层为一化学发泡板，而所形成的发泡板外包层为一物理发泡板。

本发明还提供了一种由上述制造方法制得的一体化墙板。

本发明中，所述的一体化墙板包括一发泡板芯层、一钢网和功能性材料所形成的功能层和一发泡板外包层。

本发明的一体化墙板能够完全达到《中华人民共和国国家标准GB/T23451-2009:建筑用轻质隔墙条板》中的相关物理性能指标的要求和相应的国家标准。

本发明中，所述一体化墙板满足下述指标：厚度为90mm至120mm；经5次抗冲击试验后，板面无裂纹；抗弯承载是板自重倍数的3倍；90mm板厚时抗压强度在5MPa以上，120mm板厚时抗压强度在10MPa以上；软化系数在1.0以上；90mm板厚时面密度在40kg/m²以下，120mm板厚时面密度在55kg/m²以下；含水率在10％以下；干燥收缩率在0.5mm/m以下；吊挂力：在荷载1000N静置24h，板面无宽度超过0.5mm的裂纹；抗冻性：不出现可见的裂纹且表面无变化；90mm板厚时空气声隔声量在60dB以上，120mm板厚时空气声隔声量在80dB以上；耐火极限大于2h；燃烧性能达到A1级。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明所用试剂和原料均市售可得。

本发明的积极进步效果在于：

(1)本发明的墙板原料组合物采用复合材料技术，大量采用工农业废弃物，绿色环保，成本低，并且便于施工，能够提高施工效率，是绿色环保的装配式建筑必不可少的材料；

(2)本发明的一体化墙板的制造方法操作简便，能够最大限度减少现场施工废弃物和劳动力投入量，节能减排，且施工成本低，易于实现现代化生产所必须的机械化、自动化、智能化，并有利于从设计到制造装配实现全部计算机化；

(3)本发明的一体化墙板的重量仅为普通钢筋混凝土或砖砌式结构重量的1/3～1/4，其防水、保温、隔音、防火、抗压、装饰等性能均优良，并且，该一体化墙板的物理性能优良，能够适合各种切割方式，智能化制造，装配简单，只是传统建筑方式用工的30％左右，该一体化墙板能满足各种墙体的需求，适合用作各种建筑物墙体、楼板、层面板等建筑围护结构。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。

下述各实施例中，百分比均为质量百分比。

实施例1

一种墙板原料组合物，其包括下述质量百分比的组分：PO42.5水泥40％、工业废料44％(I级粉煤灰40％和铁矿山尾矿渣4％)、添加剂1％和其他材料15％；其中，添加剂包括动物蛋白类发泡剂、双氧水、水泥早强剂、减水剂、防水剂、缓凝剂、增强剂、粘结剂和偶联剂；其他材料为轻钢钢网和物理加强板片。

一体化墙板的制造方法，其采用上述墙板原料组合物作为原料进行制造，具体包括下述步骤：

(1)将浆料A浇筑成型，养护，以形成发泡板芯层；其中，浆料A是由50％的水泥、48％的工业废料、20％的添加剂和水混合而成，百分比为相对墙板原料组合物中各相应组分质量的质量百分比；添加剂由双氧水、水泥早强剂、减水剂、缓凝剂和增强剂混合而成；百分比为相对墙板原料组合物中各相应组分质量的质量百分比；

(2)于发泡板芯层外部复上轻钢钢网，布设上物理加强板片，采用立模灌浆的方式将浆料B浇筑于发泡板芯层外部，满浆后去除板面上的多余浆料，养护后，即得；其中，浆料B是由50％水泥、52％工业废料、80％添加剂和水混合而成，百分比为相对墙板原料组合物中各相应组分质量的质量百分比；添加剂由动物蛋白类发泡剂、水泥早强剂、减水剂、缓凝剂、增强剂、防水剂、粘结剂和偶联剂混合而成。

所制得的一体化墙板满足下述指标：厚度为90mm；经5次抗冲击试验后，板面无裂纹；抗弯承载是板自重倍数的3倍；抗压强度在5MPa以上；软化系数在1.0以上；面密度在40kg/m²以下；含水率在10％以下；干燥收缩率在0.5mm/m以下；吊挂力：在荷载1000N静置24h，板面无宽度超过0.5mm的裂纹；抗冻性：不出现可见的裂纹且表面无变化；空气声隔声量在60dB以上；耐火极限大于2h；燃烧性能达到A1级。该一体化墙板的各项指标均优于《中华人民共和国国家标准GB/T23451-2009:建筑用轻质隔墙条板》中的90mm板的各项物理性能指标要求。

实施例2

一种墙板原料组合物，其包括下述质量百分比的组分：PO42.5R水泥49％、工业废料30％(钢渣10％和煤矸石20％)、添加剂3％和其他材料18％；其中，添加剂包括动物蛋白类发泡剂、双氧水、水泥早强剂、减水剂、防水剂、缓凝剂、增强剂、粘结剂和偶联剂；其他材料为轻钢钢网和网线。

一体化墙板的制造方法，其采用上述墙板原料组合物作为原料进行制造，具体包括下述步骤：

(1)将浆料A浇筑成型，养护，以形成发泡板芯层；其中，浆料A是由60％的水泥、60％的工业废料、30％的添加剂和水混合而成，百分比为相对墙板原料组合物中各相应组分质量的质量百分比；添加剂由双氧水、水泥早强剂、减水剂、缓凝剂和增强剂混合而成；

(2)于发泡板芯层外部复上轻钢钢网，布设上网线，采用平模灌浆将浆料B浇筑于发泡板芯层外部，满浆后去除板面上的多余浆料，养护后，即得；其中，浆料B是由40％水泥、40％工业废料、70％添加剂和水混合而成，百分比为相对墙板原料组合物中各相应组分质量的质量百分比；添加剂由动物蛋白类发泡剂、水泥早强剂、减水剂、缓凝剂、增强剂、防水剂、粘结剂和偶联剂混合而成。

所制得的一体化墙板满足下述指标：厚度为120mm；经5次抗冲击试验后，板面无裂纹；抗弯承载是板自重倍数的3倍；抗压强度在10MPa以上；软化系数在1.0以上；面密度在55kg/m²以下；含水率在10％以下；干燥收缩率在0.5mm/m以下；吊挂力：在荷载1000N静置24h，板面无宽度超过0.5mm的裂纹；抗冻性：不出现可见的裂纹且表面无变化；空气声隔声量在80dB以上；耐火极限大于2h；燃烧性能达到A1级。该一体化墙板的各项指标均优于《中华人民共和国国家标准GB/T23451-2009:建筑用轻质隔墙条板》中的120mm板的各项物理性能指标要求。

实施例3

一种墙板原料组合物，其包括下述质量百分比的组分：PO52.5水泥40％、工业废料34％(II级粉煤灰30％和钢水渣4％)、添加剂1％和其他材料25％；其中，添加剂包括动物蛋白类发泡剂、双氧水、水泥早强剂、减水剂、防水剂、缓凝剂、增强剂、粘结剂和偶联剂；其他材料为轻钢钢网和管道。

一体化墙板的制造方法，其采用上述墙板原料组合物作为原料进行制造，具体包括下述步骤：

(1)将浆料A浇筑成型，养护，以形成发泡板芯层；其中，浆料A是由50％的水泥、50％的工业废料、25％的添加剂和水混合而成，百分比为相对墙板原料组合物中各相应组分质量的质量百分比；添加剂由双氧水、水泥早强剂、减水剂、缓凝剂和增强剂混合而成；

(2)于发泡板芯层外部复上轻钢钢网，布设上管道，采用涂布的方式将浆料B浇筑于发泡板芯层外部，满浆后去除板面上的多余浆料，养护后，即得；其中，浆料B是由50％水泥、50％工业废料、75％添加剂和水混合而成，百分比为相对墙板原料组合物中各相应组分质量的质量百分比；添加剂由动物蛋白类发泡剂、水泥早强剂、减水剂、缓凝剂、增强剂、防水剂、粘结剂和偶联剂混合而成。

所制得的一体化墙板满足下述指标：厚度为90mm；经5次抗冲击试验后，板面无裂纹；抗弯承载是板自重倍数的3倍；抗压强度在5MPa以上；软化系数在1.0以上；面密度在40kg/m²以下；含水率在10％以下；干燥收缩率在0.5mm/m以下；吊挂力：在荷载1000N静置24h，板面无宽度超过0.5mm的裂纹；抗冻性：不出现可见的裂纹且表面无变化；空气声隔声量在60dB以上；耐火极限大于2h；燃烧性能达到A1级。该一体化墙板的各项指标均优于《中华人民共和国国家标准GB/T23451-2009:建筑用轻质隔墙条板》中的90mm板的各项物理性能指标要求。

实施例4

一种墙板原料组合物，其包括下述质量百分比的组分：PO42.5R水泥50％、工业废料30％(钢渣30％)、添加剂2％和其他材料18％；其中，添加剂包括动物蛋白类发泡剂、双氧水、水泥早强剂、减水剂、防水剂、缓凝剂、增强剂、粘结剂和偶联剂；其他材料为轻钢钢网和电线。

一体化墙板的制造方法，其采用上述墙板原料组合物作为原料进行制造，具体包括下述步骤：

(1)将浆料A浇筑成型，养护，以形成发泡板芯层；其中，浆料A是由50％的水泥、60％的工业废料、30％的添加剂和水混合而成，百分比为相对墙板原料组合物中各相应组分质量的质量百分比；添加剂由双氧水、水泥早强剂、减水剂、缓凝剂和增强剂混合而成；

(2)于发泡板芯层外部复上轻钢钢网，布设上电线，采用立模灌浆将浆料B浇筑于发泡板芯层外部，满浆后去除板面上的多余浆料，养护后，即得；其中，浆料B是由50％水泥、40％工业废料、70％添加剂和水混合而成，百分比为相对墙板原料组合物中各相应组分质量的质量百分比；添加剂由动物蛋白类发泡剂、水泥早强剂、减水剂、缓凝剂、增强剂、防水剂、粘结剂和偶联剂混合而成。

所制得的一体化墙板满足下述指标：厚度为120mm；经5次抗冲击试验后，板面无裂纹；抗弯承载是板自重倍数的3倍；抗压强度在10MPa以上；软化系数在1.0以上；面密度在55kg/m²以下；含水率在10％以下；干燥收缩率在0.5mm/m以下；吊挂力：在荷载1000N静置24h，板面无宽度超过0.5mm的裂纹；抗冻性：不出现可见的裂纹且表面无变化；空气声隔声量在80dB以上；耐火极限大于2h；燃烧性能达到A1级。该一体化墙板的各项指标均优于《中华人民共和国国家标准GB/T23451-2009:建筑用轻质隔墙条板》中的120mm板的各项物理性能指标要求。

Claims (10)

1.一种墙板原料组合物，其特征在于，其包括下述质量百分比的组分：水泥40～50％、工业废料30～44％、添加剂1～3％和其他材料15～25％；工业废料包括粉煤灰、矿山尾矿渣、钢渣和钢水渣中的一种或多种；所述其他材料为轻钢钢网和功能性材料；所述添加剂包括发泡剂、水泥早强剂、减水剂、防水剂、缓凝剂、增强剂、粘结剂和偶联剂。

2.如权利要求1所述的墙板原料组合物，其特征在于，所述的水泥为牌号为PO42.5、PO42.5R、PO52.5和PO52.5R的水泥中的一种或多种；

和/或，所述粉煤灰较佳的为I级粉煤灰和/或II级粉煤灰；

和/或，所述矿山尾矿渣为铁矿山尾矿渣和/或煤矸石；

和/或，所述的轻钢钢网为薄形钢板卷压成型；

和/或，所述功能性材料为物理加强板片、电线、网线和管道中的一种或多种。

3.如权利要求1所述的墙板原料组合物，其特征在于，所述的发泡剂为化学发泡剂和/或物理发泡剂。

4.如权利要求3所述的墙板原料组合物，其特征在于，所述的化学发泡剂为双氧水；所述的物理发泡剂为动物蛋白类发泡剂。

5.一种一体化墙板的制造方法，其特征在于，其采用如权利要求1～4中任一项所述的墙板原料组合物作为原料进行制造，该制造方法包括下述步骤：

(1)将浆料A浇筑成型，养护，以形成发泡板芯层；其中，所述浆料A是由部分的所述水泥、部分的所述工业废料、部分的所述添加剂和水混合而成；

(2)于所述发泡板芯层外部复上所述钢网，布设上所述功能性材料，将浆料B浇筑于所述发泡板芯层外部，满浆后去除板面上的多余浆料，养护后，即得；其中，所述浆料B是由剩余的所述水泥、剩余的所述工业废料、剩余的所述添加剂和水混合而成。

6.如权利要求5所述的制造方法，其特征在于，步骤(1)中，部分的所述水泥占所述水泥总质量的40～60％，部分的所述工业废料占所述工业废料总质量的40～60％，部分的所述复合添加剂占所述复合添加剂总质量的20～30％。

7.如权利要求5所述的制造方法，其特征在于，步骤(2)中，所述浇筑采用灌浆或涂布的方法进行。

8.如权利要求7所述的制造方法，其特征在于，所述的灌浆采用立模灌浆或平模灌浆。

9.如权利要求5所述的制造方法，其特征在于，部分的所述添加剂由化学发泡剂、水泥早强剂、减水剂、缓凝剂和增强剂混合而成；剩余的所述添加剂由物理发泡剂、水泥早强剂、减水剂、缓凝剂、增强剂、防水剂、粘结剂和偶联剂混合而成。

10.一种由权利要求5～9任一项所述制造方法制得的一体化墙板，其特征在于，其包括一发泡板芯层、一钢网和功能性材料所形成的功能层和一发泡板外包层。