CN105198349A - 一种通体型高强防潮石膏砌块及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通体型高强防潮石膏砌块及制备方法。由以下重量成分的物质制备得到，建筑石膏50-55％；水42-45％；水泥1-3％；纤维0.2-1.5％；木粉0.2-1.0％；减水剂0.2-0.5％；防水剂0.05-0.4％；颜料0.005-0.02％。采用均匀搅拌技术、添加防水组分及增强增韧组分所制备得到的通体型高强防潮石膏砌块提高了墙体材料通体的均匀性和墙体材料的强度、防潮性能、抗冲击性能、抗渗、抗裂能力及防火性能；各项性能指标均优于传统墙体材料和普通石膏砌块，保证所砌筑的墙体不开裂、不渗漏，保证了工程质量。

Description

一种通体型高强防潮石膏砌块及制备方法

技术领域

本发明涉及建筑墙体材料领域。具体涉及一种通体型高强防潮石膏砌块及制备方法。

背景技术

近年来，我国工业副产石膏产量逐年递增，而对工业副产石膏的利用却未能随之增长。因此，大量工业副产石膏得以闲置堆放，造成了严重的资源浪费和环境污染，甚至已经成为制约我国磷肥企业和燃煤机组可持续发展的重要因素。

建筑材料在工业副产石膏利用方面潜力巨大。当前市面上的石膏产品中，尤以石膏砌块中石膏成分含量最多。石膏砌块较传统墙体材料具有防火性能优异、保温性能好、收缩小、自重轻、固体废弃物利用率高、施工方便、节省人工、降低综合造价等优势。但当前市面上的石膏砌块产品也存在多种问题，如均匀性差、强度低、防潮性能差、脆性较大等，墙体材料的性能缺陷也导致了石膏砌块墙体存在吊挂承载力不足、易产生渗漏等问题，大大限制了石膏砌块的应用。因此急需一种均匀性良好、强度高、防潮性能优异且制备简单、应用范围广的石膏砌块产品，来充分利用工业副产石膏，同时也为建筑行业提供更优质的墙体材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通体型高强防潮石膏砌块。

为实现上述目的，本发明提供一种通体型高强防潮石膏砌块，其特征在于，由以下重量成分的物质制备得到，

进一步，所述建筑石膏的性能参数达到2小时抗折强度≥3.5MPa、抗压强度≥10MPa，初凝时间约5min，终凝时间约8min，标准稠度72±2％。

进一步，所述水泥为早强型水泥，优选的，所述水泥为P·O42.5R、P·O52.5R、P·C42.5R或P·C52.5R水泥。

进一步，所述纤维为玻璃纤维、聚丙烯纤维或纸浆纤维。

进一步，所述木粉为40-60目木粉。

进一步，所述减水剂为萘系减水剂。

进一步，所述防水剂为甲基硅醇盐、甲基硅树脂、甲基含氢硅油乳液中的一种或一种以上组合。

进一步，所述石膏砌块厚度规格为80mm、100mm、120mm、150mm、180mm、200mm或240mm，可根据使用部位和保温效果需要采用实心结构或设置单排、双排孔空心结构。

进一步，由如下制备方法制备得到，各组分经过计量后，先将石膏、水泥、纤维、木粉、减水剂、颜料在混料机中搅拌混合形成均匀的粉料，再将水、防水剂注入搅拌锅中搅拌混合形成均匀的溶液，随后将所得粉料均匀的投入含有所得溶液的搅拌锅中，搅拌锅中的搅拌叶片以1000r/min±100的速率搅拌0.5-2分钟，形成均匀的料浆，然后将料浆均匀的注入模具，静置4-6分钟后脱模，砌块经自然晾干或快速烘干优选的，四十五摄氏度、烘干两天，脱去游离水后，进入切割线进行尺寸加工即可。

本发明还保护所述通体型高强防潮石膏砌块用于建筑用内墙、外墙和卫生间建筑潮湿部位的用途。

本发明所述建筑石膏为采用优质石膏原料煅烧所得建筑石膏，是砌块的主要组成材料。作用是提供砌块的强度，保证砌块具有较好的热物理性能、较低的收缩值等优点。本发明建筑石膏的合理掺量为50-55重量％，掺量过低时砌块强度低，收缩值变大，掺量过高易导致砌块脆性增加，成型过程需水量增加。

所述水为自来水。作用是提供建筑石膏化学反应所需水，保证砌块成型过程中料浆所需的流动性。本发明水的合理掺量为42-45重量％，掺量过低时成型过程中料浆流动度小、成型困难，掺量过高易导致砌块孔隙率增加、强度降低。

所述水泥为早强型水泥，如P·O42.5R、P·O52.5R、P·C42.5R、P·C52.5R水泥，是增强组分。作用是产生水化硅酸钙等耐水性物质，提高砌块强度，同时提高砌块防潮性能。本发明水泥的合理掺量为1-3重量％，掺量过低时提高强度的作用较小，掺量过高时由于水化体系发生变化，砌块强度反而会有所降低。

所述纤维为玻璃纤维、聚丙烯纤维或纸浆纤维，是增韧组分，作用是通过形成网状纤维结构来改善砌块的脆性。纤维掺量过低对砌块脆性改善作用不明显，掺量过高会导致砌块成型操作困难，对砌块整体性及外观质量和力学性能不利。

所述木粉为60目木粉，是增强组分，作用是提高砌块的抗冲击性能。木粉掺量过低时其颗粒增强作用不明显，掺量过大时又容易导致料浆分层，从而影响砌块质量。

所述减水剂为萘系减水剂，是减水增强组分。作用是降低建筑石膏和水泥的需水量，从而提高砌块强度。

所述防水剂为甲基硅醇盐、甲基硅树脂、甲基含氢硅油乳液中的一种或多种组合，是防水组分。作用是提高砌块的防潮性能。防水剂掺量较小时即可显著提高砌块通体的防潮性能，用于潮湿部位砌块的防水剂掺量则应相应提高，而防水剂掺量过高时，一方面对防潮性能提高作用不明显，另一方面也会增加造价。因此通过调节防水剂掺量，来满足建筑中不同部位如内隔墙、卫生间、外墙等部位的使用要求。

所述颜料为氧化铁红、氧化铁黄等，可以根据墙体外观颜色需求进行选择。

本发明的有益效果：

1、提高了墙体材料的均匀性；采用均匀搅拌技术和加入防水组分的工艺，使砌块通体强度和防潮性能都达到极高水平，解决了传统墙体材料均匀性差、外强内弱等问题，也解决了传统涂覆法和浸泡法等表面防潮处理工艺下砌块表面微小破损即导致整体防潮水平大大降低的问题。

2、提高墙体材料的强度；原材料采用优质建筑石膏(由脱硫石膏、磷石膏等经合理工艺煅烧而成)，同时加入水泥、纤维、木粉以及减水组分，通体型高强防潮石膏砌块抗压强度高于10MPa，断裂荷载大于8000N，砌块的脆性也大大改善，力学性能远优于传统墙体材料，墙体的吊挂力明显提高。

3、提高墙体的防潮性能；通过加入防水组分，经过均匀搅拌，使得通体型高强防潮石膏砌块表面和内部均具有优异的防潮性能；通过组分调节，该砌块可满足各种环境(包括内墙、外墙、厨房、卫生间等干燥或潮湿环境)的使用；

4、提高墙体抗渗、抗裂能力:(1)加入防水组分，使得砌块具有优异的防水性能，阻止液态水由墙体外部向墙体内部的迁移，从而杜绝了墙体霉变现象；(2)通体型高强防潮石膏砌块的收缩极小，能有效防止墙体开裂、渗漏等问题的产生。

5、提高墙体的防火性能；(1)通体型高强防潮石膏砌块的主要化学成分为CaSO₄·2H₂O，遇火后，二水硫酸钙吸热脱水，释放出的水蒸气在墙体表面积聚，起到阻燃的作用；(2)通体型高强防潮石膏砌块的导热系数极低，保证墙体具有较大的热阻，从而有效减缓热量传递，减小火势蔓延。

本发明通过采用均匀搅拌技术，保证通体型高强防潮石膏砌块的性质均匀、强度高、收缩小，各项性能指标均优于传统墙体材料和普通石膏砌块，通体型高强防潮石膏砌块墙体不开裂、不渗漏，保证了工程质量。加入防水组分，使砌块整体防潮性能大大提高，2小时吸水率和软化系数指标均有极大的改善。此外砌块的强度及脆性也得到改善。

本发明的原材料采用纯度达到90％以上的石膏粉进行煅烧，煅烧过程中，根据石膏粉性能差异及建筑石膏产品性能抽检结果，及时调整煅烧温度(145±10℃)，保证所生产的建筑石膏中半水石膏含量高、相组成稳定；所生产的建筑石膏性能参数达到2小时抗折强度≥3.5MPa、抗压强度≥10MPa，初凝时间约5min，终凝时间约8min，标准稠度72±2％。

附图说明

图1是通体型高强防潮石膏砌块生产工艺流程图。

图2是100mm厚实心通体型高强防潮石膏砌块结构示意图。

图3是150mm厚空心单排孔通体型高强防潮石膏砌块结构示意图。

图4是200mm厚空心双排孔通体型高强防潮石膏砌块结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

实施例1：石膏砌块的制备

建筑石膏的制备：纯度达到90％以上的石膏粉进行煅烧，煅烧过程中，根据石膏粉性能差异及建筑石膏产品性能抽检结果，及时调整煅烧温度(145±10摄氏度)，保证所生产的建筑石膏中半水石膏含量高、相组成稳定；所生产的建筑石膏性能参数达到2小时抗折强度≥3.5MPa、抗压强度≥10MPa，初凝时间约5min，终凝时间约8min，标稠72±2％。

原料：见表1；

表1：各实施例1所用各成分及重量配比表

项目	实施例1	实施例2	实施例3
				建筑石膏	51.2％	55％	50％
水	45％	42％	43.6％
				水泥	2.5％	1％	3％
纤维	0.2％	1.3％	1.5％
				木粉	0.8％	0.2％	1％
减水剂	0.3％	0.2％	0.5％
				防水剂	0.05％	0.3％	0.4％
颜料	0.02％	0.007％	0.005％

其中，水泥为P·O42.5R水泥，纤维为15mm长聚丙烯纤维，减水剂为萘系减水剂，防水剂为甲基硅醇盐，颜料为氧化铁红。

制备方法：如图1所示，各组经过计量后，先将石膏、水泥、纤维、木粉、减水剂、颜料在混料机中搅拌混合形成均匀的粉料，再将水、防水剂注入搅拌锅中搅拌混合形成均匀的溶液，随后将粉料均匀的投入含有溶液的搅拌锅中，搅拌锅中的搅拌叶片以约1000r/min的速率搅拌约一分钟，形成均匀的料浆，然后将料浆均匀地注入模具，静置约五分钟后脱模，砌块经自然晾干脱去游离水后，进入切割线进行尺寸加工即可。其中，模具采用100mm厚度规格的实心砌块模具。

结构：如图2所示，砌块为100mm厚实心砌块，砌块右侧和上侧设置有榫头，左侧和下侧设置有榫槽结构，防潮效果较好，可用于内墙。

效果验证：测试结果如表2所示。

实施例2：石膏砌块的制备

原料：见表1；其中，水泥为P·O52.5R水泥，纤维为10mm长玻璃纤维，减水剂为萘系减水剂，防水剂为甲基硅树脂，颜料为氧化铁红。

制备方法：同实施例1。其中，模具采用150mm厚度规格的空心砌块模具。砌块采用快速烘干，四十五摄氏度、烘干两天。

结构：如图3所示，砌块为150mm厚空心砌块，砌块右侧和上侧设置有榫头，左侧和下侧设置有榫槽结构，同时还设置有单排孔结构，防潮效果好，可用于潮湿环境。

效果验证：测试结果如表2所示。

实施例3：石膏砌块的制备

原料：见表1；其中，水泥为P·C42.5R水泥，纤维为纸浆，减水剂为萘系减水剂，防水剂为甲基含氢硅油乳液，颜料为氧化铁红。

制备方法：同实施例1。其中，模具采用200mm厚度规格的空心砌块模具。砌块采用快速烘干，四十五摄氏度、烘干两天。

结构：如图4所示，砌块为200mm厚空心砌块，砌块右侧和上侧设置有榫头，左侧和下侧设置有榫槽结构，同时设置有双排孔结构，防潮效果和保温效果极好，可用于外墙部位。

效果验证：测试结果如表2所示。

实施例4：效果验证

将实施例1-3所得通体型高强防潮石膏砌块进行检测。

1)抗压强度

在砌块上切割出40mm×40mm×40mm试件，尺寸要求精确至0.1mm；参照GB/T17671《水泥胶砂强度检验方法》中4.2.7、4.2.8、9.3和10.2.2条进行试件抗压强度测试和计算。

2)断裂荷载

断裂荷载试验按照JC/T698-2010《石膏砌块》中7.6条规定进行。

3)冲击贯通裂缝数

将砌块两端简支放于坚硬地面上，跨距为0.4m，以30kg沙袋于砌块上方0.5m处自由下落进行冲击砌块，反复冲击三次，然后观察砌块表面的贯通裂缝数，以此评价砌块的抗冲击性能，无贯通裂缝表明砌块抗冲击性能良好。

4)2小时吸水率

用尚未进行力学试验的三个砌块进行吸水率测试试验。将砌块置于温度为(40±4)℃烘箱内至恒重(间隔24小时称量，两次称重质量差小于0.2％即为恒重)，称重记为m₀。将砌块平行支撑放置在水槽中，要求砌块底面不与水槽底部接触，水面高出砌块上表面50±5mm，水温维持在20±3℃。砌块浸泡120分钟后，将砌块从水中取出，擦除表面明水，晾置5分钟，称重记为m₁。用下式计算吸水率，结果取三个样品2小时吸水率的算术平均值，精确至0.1％；

$W=\frac{m_1-m_0}{m_0}\×100\%$

式中：

W──样品2小时吸水率，单位为百分数(％)；

m₀──处理至恒重的样品质量，单位为千克(kg)；

m₁──吸水2小时的样品质量，单位为千克(kg)；

5)软化系数

软化系数试验按照JC/T698-2010《石膏砌块》中7.7条规定进行。

6)干燥收缩值

干燥收缩值试验按GB/T11972《加气混凝土干燥收缩试验方法》的规定进行。

7)耐火极限

耐火极限试验参照GB/T9978.1《建筑构件耐火试验方法第1部分：通用要求》和GB/T9978.8《建筑构件耐火试验方法第8部分：非承重垂直分隔构件的特殊要求》的规定进行。

8)传热系数

传热系数的试验按GB/T13475《绝热稳态传热性质的测定标定和防护热箱法》的规定进行。

按照以上方法测得实施例1-3的结果如下表所示。

表2：各实施例性能测试结果表

项目	实施例1	实施例2	实施例3
				抗压强度(MPa)	10.15	10.30	11.00
断裂荷载(N)	8500	8560	9010
				冲击贯通裂缝数	0	0	0
2h吸水率(％)	10％	4.5％	3.0％
				软化系数	0.70	0.79	0.85
干燥收缩值(mm/m)	0.2	0.2	0.2

耐火极限(h)	4	4	4
				传热系数[W/(m2·K)]	1.35	0.94	0.71

从表2可以看出，实施例1-3所得通体型高强防潮石膏砌块具有较好的抗压强度、断裂荷载、抗冲击性能、2h吸水率、软化系数、干燥收缩值、耐火极限和传热系数。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种通体型高强防潮石膏砌块，其特征在于，由以下重量成分的物质制备得到，

2.权利要求1所述通体型高强防潮石膏砌块，其特征在于，所述建筑石膏的性能参数达到2小时抗折强度≥3.5MPa、抗压强度≥10MPa，初凝时间约5min，终凝时间约8min，标准稠度72±2％。

3.权利要求1所述通体型高强防潮石膏砌块，其特征在于，所述水泥为早强型水泥，优选的，所述水泥为P·O42.5R、P·O52.5R、P·C42.5R或P·C52.5R水泥。

4.权利要求1所述通体型高强防潮石膏砌块，其特征在于，所述纤维为玻璃纤维、聚丙烯纤维或纸浆纤维。

5.权利要求1所述通体型高强防潮石膏砌块，其特征在于，所述木粉为40-60目木粉。

6.权利要求1所述通体型高强防潮石膏砌块，其特征在于，所述减水剂为萘系减水剂。

7.权利要求1所述通体型高强防潮石膏砌块，其特征在于，所述防水剂为甲基硅醇盐、甲基硅树脂、甲基含氢硅油乳液中的一种或一种以上组合。

8.权利要求1所述通体型高强防潮石膏砌块，其特征在于，所述石膏砌块厚度规格为80mm、100mm、120mm、150mm、180mm、200mm或240mm，根据使用部位和保温效果需要采用实心结构或设置单排、双排孔空心结构。

9.权利要求1所述通体型高强防潮石膏砌块，其特征在于，由如下制备方法制备得到，各组分经过计量后，先将石膏、水泥、纤维、木粉、减水剂、颜料在混料机中搅拌混合形成均匀的粉料，再将水、防水剂注入搅拌锅中搅拌混合形成均匀的溶液，随后将所得粉料均匀的投入含有所得溶液的搅拌锅中，搅拌锅中的搅拌叶片以1000r/min±100的速率搅拌0.5-2分钟，形成均匀的料浆，然后将料浆均匀的注入模具，静置4-6分钟后脱模，砌块经自然晾干或快速烘干优选的，四十五摄氏度、烘干两天，脱去游离水后，进入切割线进行尺寸加工即可。

10.权利要求1所述通体型高强防潮石膏砌块用于建筑用内墙、外墙和卫生间建筑潮湿部位的用途。