一种中空隔墙板
技术领域
本发明涉及水泥领域,具体讲,涉及一种中空隔墙板。
背景技术
常见的隔墙材料有实心泥土砖,水泥空心砖等,这类隔墙材料本身没有足够的空间来布设必须的线路管道等,并且这类材料的重量相对较大。在现有的技术中,国内外已经开发出各种各样的新型墙体,特别是新型建材中空隔墙板的预制化,超薄化,重量轻,功能化更满足现代化建筑的快节奏和装配化的要求;中空隔墙板的超薄化使建筑物的使用面积增加,中空隔墙板的功能化使建筑保温节能隔音性能良好,中空隔墙板重量轻能提高建筑物的防震抗震等级。现有技术中,中空隔墙板普遍存在着不足,专利CN2359361公开了一种轻质中空隔墙板,包括上下班,左右板和前后板,上下板和左右板都为平面板,前板和后板有互相配合凸出和凹进结构,上下班之间设有中空的加强筋块,该隔墙板用于配合的凸出结构和上下板之间形成台阶,当相邻两隔墙板安装后,凸出和凹进结构的接缝处可能产生缝隙甚至断了,且上下板表面光滑,粘结度低,墙面分粉刷层或其他装饰层容易脱落。在材料方面,以氯氧水泥为凝胶材料,工农业废料为填充物生产的中空隔墙板已经得到广泛应用,但存在着性能缺陷,如,产品的性质长期不够稳定,翘曲,变形现象时有发生,搞弯破坏荷载不高,这些缺陷常会使建筑物使用价值受到影响,给人们的生活带来不便。
有鉴于此,特提出本发明。
发明内容
本发明的发明目的在于提出一种中空隔墙板。
为了完成本发明的目的,采用的技术方案为:
本发明涉及一种中空隔墙板,所述中空隔墙板由硫氧镁水泥制备而成,所述改性硫氧镁水泥的原料包括:硫酸镁100重量份,氧化镁50~200重量份,填料0~500重量份,水30~350重量份,发泡剂8~50重量份;
优选为:硫酸镁100重量份,氧化镁50~162重量份,填料50~400重量份,水30~300重量份,发泡剂10~40重量份;
更优选为:硫酸镁100重量份,氧化镁80~120重量份,填料50~200重量份,水80~120重量份,发泡剂15~25重量份;
所述硫氧镁水泥中还含有外加剂,所述外加剂的添加量为所述硫氧镁水泥重量的0.1~10%。
优选的,所述硫酸镁为烟气镁法脱硫生成的副产品硫酸镁,优选硫酸镁选自含有1~12个结晶水的硫酸镁中的至少一种。
优选的,所述氧化镁选自菱镁矿轻烧粉、白云石轻烧粉、分析纯氧化镁中的至少一种;优选的,所述菱镁矿轻烧粉和所述白云石轻烧粉中氧化镁的含量为65~85%。
优选的,所述填料选自轻质骨料,优选为粉煤灰、矿渣微粉、硅灰、木屑、石膏粉、白云石粉、页岩粉中的至少一种,填料的粒径为300目~800目。
优选的,发泡剂选自过氧化氢、碳酸氢钠、碳酸铵、偶氮甲酰胺或偶氮二异丁腈中的至少一种,优选为双氧水。
优选的,所述外加剂选自外加剂A、外加剂B、外加剂C、外加剂D、外加剂E、外加剂F、外加剂G、外加剂H中的至少一种;
所述外加剂A选自羧酸或其盐、羧酸的酸酐或其盐、二元羧酸或其盐、磺酸、磺酸的酸酐或其盐、膦酸、膦酸的酸酐或其盐、磷酸或其盐、硼酸、硼砂、硅酸钠中的至少一种;
所述羧酸以R-COOH表示,所述磺酸以R-SO3H表示,所述二元羧酸以HOOC-R-R-COOH表示,所述膦酸以RP(O)(OH)2或R2P(O)OH表示;R选自取代或未取代的C1-15烃基,取代基选自含有氧、氮、磷或硫原子的基团;
优选的,所述外加剂A选自草酸、磷酸、磷酸二氢盐、磷酸一氢钠、磷酸三钠、六偏磷酸钠、甲酸、甲酸盐、酒石酸、酒石酸盐、乳酸、氨基酸、水杨酸、磺基水杨酸、丙二酸、丁二酸,蔗糖、葡萄糖、葡萄糖酸钠、醋酸钠中的至少一种;
所述外加剂B选自木质素系减水剂、萘磺酸系减水剂、水溶性树脂减水剂或聚羧酸减水剂中的至少一种;所述木质素系减水剂选自木质素磺酸钙、木质素磺酸钠、木质素磺酸镁中的至少一种;所述水溶性树脂减水剂选自三聚氰胺树脂、古玛隆树脂;
所述外加剂C选自早强剂选自氯盐类早强剂、硫酸盐类早强剂或有机胺类早强剂;所述氯盐类早强剂选自氯化钙、氯化钾、氯化铝或三氯化铁中的至少一种,优选为氯化钙;所述硫酸盐类早强剂选自硫酸钠、硫代硫酸钙、硫酸铝或硫酸铝钾中的至少一种,优选为硫酸钠;所述有机胺类早强剂选自三乙醇胺或三异丙醇胺,优选为三乙醇胺;
所述外加剂D选自糖类缓凝剂或木质素磺酸盐类缓凝剂,优选为木钙和糖蜜,更有选为蜜糖;
所述外加剂E选自聚合物、聚合物单体、蛋白、多肽、淀粉或阴离子表面活性剂中的至少一种;聚合物选自聚乙烯醇,聚丙烯、聚丙烯腈、木质素、羟丙基甲基纤维素;聚合物单体选自丙烯酰胺,丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、乙烯醇、乙酸乙烯酯、丙烯腈、苯乙烯、丁二烯、异戊二烯或丙烯;阴离子表面活性剂选自十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、α-烯基磺酸钠;
所述外加剂F选自可溶性树脂酸盐、文沙尔树脂、皂化的吐尔油、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、磺化石油羟类的可溶性盐中的至少一种;
所述外加剂G选自硅烷或硅氧烷;
所述外加剂H选自聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维、木质素纤维或羟丙基甲基纤维素纤维中的至少一种。
优选的,
所述外加剂A的添加量为所述硫氧镁水泥重量的0.1~0.8%,优选0.3~0.5%;
所述外加剂B的添加量为所述硫氧镁水泥重量的0.1~0.8%,优选0.3~0.5%;
所述外加剂C的添加量为所述硫氧镁水泥重量的0.1~0.8%,优选0.3~0.5%;
所述外加剂D的添加量为所述硫氧镁水泥重量的0.1~1.0%,优选0.3~0.5%;
所述外加剂E的添加量为所述硫氧镁水泥重量的0.1~1.5%,优选0.5~1%;
所述外加剂F的添加量为所述硫氧镁水泥重量的0.05~0.2%,优选0.1~0.2%;
所述外加剂G的添加量为所述硫氧镁水泥重量的0.05~0.2%,优选0.1~0.2%;
所述外加剂H的添加量为所述硫氧镁水泥重量的0.12~0.18%,优选0.16~0.18%。
优选的,所述的中空隔墙板包括板主体1,所述板主体为空心结构,所述中空隔墙板使用时的纵向连接面的一侧为凸起面,另一侧为与所述凸起面互补的凹面,所述凸起面为底角为30~60°的梯形。
优选的,所述凸起面与凹面镶嵌后中间具有抹灰口4。
优选的,所述板主体和凸起面和凹面的外侧设置有外表层2,所述外表层的容重和强度都高于板主体。
本发明的有益效果为:
1、本发明中,外加剂的添加抑制了水泥中氢氧化镁的生成,并且促进了3·1·8相的生成,从而有效提高了硫氧镁水泥的机械性能和耐水性能,同时,具有耐温,不开裂的特点。
2、本发明说用的硫酸镁为烟气镁法脱硫生成的副产品硫酸镁,填料为大量廉价的工业废渣,因此,所述硫氧镁水泥的成本非常低,同时也减少了固体废弃物的污染。
3、硫氧镁水泥工艺简单,能耗极低,所得产品可替代普通硅酸盐水泥和氯氧镁水泥,用于生产砂浆、混凝土、板材、发泡材料、工艺品等材料。
4、与现有技术相比,本发明的中空隔墙板可以减轻墙体重量60%以上,可以大幅度降级建筑成本,单块体积大,施工快,采用凹凸镶嵌连接结构,一次成型,不需要重新抹面,留有抹灰口,便于进行装修处理。
5、本发明可进一步采用容重更大的材料制备外表层,从而可进一步提高中空隔墙板的表面强度,又可减少中空隔墙板的重量。
附图说明
图1为中空隔墙板的侧视图;
图2为装配后的示意图;
其中,1为板主体,
2为外表层,
3为孔洞,
4为抹灰口。
下面结合具体实施例,进一步阐述本申请。应理解,这些实施例仅用于说明本申请而不用于限制本申请的范围。
具体实施方式
本发明涉及一种中空隔墙板,由改性硫氧镁水泥制备而成,改性硫氧镁水泥的原料包括:硫酸镁100重量份,氧化镁80~120重量份,填料50~200重量份,水80~120重量份,发泡剂15~25份,硫氧镁水泥中还含有外加剂,外加剂的添加量为硫氧镁水泥重量的0.1~5%,并优选0.5~3%。
发泡用改性硫氧镁水泥需要克服普通改性硫氧镁水泥存在的韧性差、凝结时间长二个性能的缺陷。为了克服上述缺陷,本发明对硫氧镁水泥的配方进行了改进,使采用本发明配方的硫氧镁水泥制备的发泡水泥的韧性得到了极大的提高,并且缩短了硫氧镁水泥的凝结时间50%以上,2小时即达到初凝。
其中,氧化镁选自菱镁矿轻烧粉、白云石轻烧粉、分析纯氧化镁中的至少一种;菱镁矿轻烧粉、白云石轻烧粉的成本低,优选的,菱镁矿轻烧粉和白云石轻烧粉中氧化镁的含量为65~85%,若氧化镁含量不足可以通过分析纯的氧化镁进行调配。
其中,硫酸镁选自含有1~12个结晶水的硫酸镁中的至少一种,优选为七水硫酸镁。本发明对硫酸镁的纯度没有特别要求,在65~99%之间都可使用,最优为95~99%。
本发明的填料选自轻质骨料,优选粉煤灰、矿渣微粉、硅灰、木屑、石膏粉、白云石粉、页岩粉中的至少一种,填料的粒径为300目~800目。
本发明的发泡剂选自过氧化氢、碳酸氢钠、碳酸铵、偶氮甲酰胺或偶氮二异丁腈中的至少一种,优选为双氧水。
本发明的改性硫氧镁水泥的原料中包括外加剂,外加剂的选择可根据实际需要进行添加。
外加剂A选自羧酸或其盐、羧酸的酸酐或其盐、二元羧酸或其盐、磺酸的酸酐或其盐膦酸膦酸的酸酐或其盐、磷酸或其盐、硼酸、硼砂、硅酸钠中的至少一种;盐优选为钾,钠,铵盐;
其中,羧酸以R-COOH表示,磺酸以R-SO3H表示,二元羧酸以HOOC-R-R-COOH表示,膦酸包括RP(O)(OH)2和R2P(O)OH;R选自取代或未取代的C1-15烃基,取代基选自含有氧、氮、磷或硫原子的基团;取代基可选自羟基、氨基、苯基等。
其中烃基可为支链或者直链,也可以为环烃;烃基可为烷基、烯基或炔基;上述烃基的碳原子数的优选上限值依次为10、8、6、4、3;例如,在碳原子数的上限值为8的情况下,烷基的碳原子数范围是指1~8;烷基的最优选碳原子数为1~6,并进一步优选1~3。烷基可为链烷基或环烷基:链烷基包含直链烷基和带有支链的烷基;环烷基为含有脂环结构的饱和烷基,脂环上可以含有或不含有取代基。
优选的,外加剂A选自草酸、磷酸、磷酸二氢盐、磷酸一氢钠、磷酸三钠、六偏磷酸钠、甲酸、甲酸盐、酒石酸、酒石酸盐、乳酸、氨基酸、水杨酸、磺基水杨酸、丙二酸、丁二酸,蔗糖、葡萄糖、葡萄糖酸钠、醋酸钠中的至少一种。
外加剂B为减水剂,包括:木质素系减水剂,萘磺酸系减水剂,水溶性树脂减水剂,聚羧酸减水剂等。
其中,木质素系减水剂包括木质素磺酸钙(木钙)、木质素磺酸钠(木钠)、木质素磺酸镁(木镁)等。
萘系减水剂,是用萘或萘的同系物经磺化与甲醇缩回而成。
水溶性树脂减水剂以一些水溶性树脂为主要原料制成的减水剂,如三聚氰胺树脂、古玛隆树脂等。该类减水剂增强效果显著,为高效减水剂。
聚羧酸减水剂包括:以丙烯酸或甲基丙烯酸为主链,接枝不同侧链长度的聚醚和以马来酸酐为主链接枝不同侧链长度的聚醚。
减水剂的功能为降低表面张力,水泥颗粒更易湿润,使水化比较充分,从而提高混凝土的强度。
外加剂C为早强剂,早强剂是加速发泡材料早期强度发展,并对后期强度无显著影响的外加剂,包括:氯盐类早强剂,硫酸盐类早强剂,有机胺类早强剂等。
其中,氯盐类早强剂主要有氯化钙、氯化钾、氯化铝及三氯化铁等,优选的为氯化钙。能使混凝土3d强度提高50%~10%,7d强度提高20%~40%,同时能降低混凝土中水的冰点,防止混凝土早期受冻。
硫酸盐类早强剂,主要有硫酸钠、硫代硫酸钙、硫酸铝、硫酸铝钾等,优选的为硫酸钠。适量添加可使达到混凝土设计强度70%的时间可缩短一半左右。
有机胺类早强剂主要有三乙醇胺、三异丙醇胺等,优选的为三乙醇胺,能使混凝土早期强度提高。
外加剂D为缓凝剂,缓凝剂是指能延缓混凝土凝结时间,并对混凝土后期强度发展无不利影响的外加剂,包括:糖类,如糖蜜;木质素磺酸盐类,如木钙、木钠。优选为木钙和糖蜜,更优选为蜜糖。
外加剂E为稳泡剂,用于提高气泡稳定性,延长泡沫破灭半衰期,包括:1,大分子物质,包括:聚乙烯醇,聚丙烯、聚丙烯腈、聚脂、木质素、羟丙基甲基纤维素等纤维中的一种或几种的组合,及蛋白、多肽、淀粉等大分子物质,或者为可以聚合的单体物质,优选为丙烯酰胺,丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、乙烯醇、乙酸乙烯酯、丙烯腈、苯乙烯、丁二烯、异戊二烯、丙烯;2,阴离子表面活性剂,如十二烷基硫酸钠(K12),脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES),α-烯基磺酸钠(AOS)等阴离子表面活性剂的稳泡剂。
外加剂F为引气剂,如可溶性树脂酸盐(松香酸)、文沙尔树脂、皂化的吐尔油、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、磺化石油羟类的可溶性盐中的一种或几种的组合。
外加剂H为憎水剂,选自硅烷、硅氧烷等憎水剂。
外加剂G为纤维,用于提高发泡产品的变形能力、韧性。选自聚丙烯、聚丙烯腈、聚脂、木质素、羟丙基甲基纤维素等纤维中的一种或几种的组合,以及其他可以用于水泥发泡的纤维产品。
优选的,本发明的中空隔墙板的硫氧镁水泥原料中含有外加剂A、外加剂B、外加剂C、外加剂E、外加剂G和外加剂H。其中,外加剂A的添加量为硫氧镁水泥重量的0.1~0.5%;外加剂B的添加量为硫氧镁水泥重量的0.1~0.5%;外加剂C的添加量为硫氧镁水泥重量的0.1~0.5%;外加剂E的添加量为硫氧镁水泥重量的0.1~1%;外加剂G的添加量为硫氧镁水泥重量的0.05~0.2%;外加剂H的添加量为硫氧镁水泥重量的0.15~0.18%。
进一步,本发明还提供该制备中空隔墙板的方法,包括以下步骤:首先按配比称量各物料,然后将硫酸镁加入水中搅拌完全溶解,加入外加剂A,搅拌混合均匀,加入氧化镁继续搅拌,再加入轻质骨料进行搅拌,搅拌成为均匀的浆液,加入发泡剂,迅速搅拌均匀,倒入模中进行发泡。本发明的中空隔墙板包括板主体1,板主体为空心结构,设置有孔洞3,孔洞可以是单排的也可以是双排的。中空隔墙板使用时的纵向连接面的一侧为凸起面,另一侧为与所述凸起面互补的凹面,凸起面为底角为30~60°的梯形,凸起面与凹面镶嵌后中间具有抹灰口4。图1为中空隔墙板的侧视图,图2为装配后的示意图。
优选的,板主体和凸起面和凹面的外侧设置有外表层2,板主体容重为80~400kg/m3,外表层的容重为400~800kg/m3、强度为3.5MPa~8Mpa。
本发明中空隔墙板的产品性能指标完全符合JG/T3029-95技术要求,产品强度高,重量轻,不翘曲变形,性能稳定,适合做建筑物的内隔墙。
本发明制备得到的中空隔墙板的性能如表1所示:
表1:
面密度 |
≤33kg/m3 |
弯曲破坏荷载 |
≥板自重的10倍 |
吊挂力 |
大于800N |
W.A.(%) |
8 |
D(kg/m3) |
350 |
CS(MPa) |
3 |
MOR(MPa) |
0.95 |
Λ(W/m·K) |
4.5 |
防火等级 |
A1 |
其中,W.A.—吸水率;D—干燥密度;CS—抗压强度;MOR—弯曲强度;Λ—导热系数。
在本发明的以下实施例中,使用以下原料:
轻烧氧化镁;
硫酸镁为烟气镁法脱硫生成的副产品硫酸镁;
MgSO4:H2O/MgSO4比为7:1;
酸性粉煤灰(AFA),来自山西襄矿发电厂(含有主要成分:50wt%SiO2,25wt%Al2O3,9wt%CaO);
矿渣微粉,粒径为300目。
应该说明可使用的原料的纯度不是最重要的。许多外购材料可用作合适和廉价的原料。
在本发明中,外加剂用WJ-A,WJ-B,WJ-C,WJ-D,WJ-E,WJ-F,WJ-G,WJ-H表示。
实施例1
本实施例以粉煤灰为轻质骨料,各原料的配比如表2-1,2-2所示:
表2-1:原料配比
原料 |
重量份 |
MgO |
300 |
MgSO4 |
300 |
H2O |
300 |
粉煤灰 |
400 |
双氧水 |
30 |
按照1000份上述硫氧镁水泥中添加如表2-2所示重量份的外加剂。
表2-2:外加剂配比
原料 |
重量份 |
WJ-A:磷酸 |
5 |
WJ-B:木质素磺酸钙 |
5 |
WJ-C:氯化钙 |
5 |
WJ-E:聚乙烯醇 |
10 |
WJ-G:聚丙烯腈纤维 |
2 |
WJ-H:硅烷 |
1.8 |
该中空隔墙板的制备方法:
按表2中的质量分数称取各原料,将硫酸镁溶于水,加入各种外加剂并搅拌均匀,加入氧化镁,搅拌5Min,将粉煤灰倒入继续搅拌得到均匀的水泥浆液,向浆液中迅速倒入双氧水并快速均匀搅拌20s,倒入模具,静置,自然养护1小时,脱模,养护3~7天,得到低密度高强度的硫氧镁中空隔墙板,隔墙板的性能如表3所示。
表3:隔墙板性能
面密度kg/m3 |
32 |
弯曲破坏荷载 |
自重的11倍 |
吊挂力 |
大于800N |
制备得到中空隔墙板包括板主体1,板主体为空心结构,设置有孔洞3,孔洞为单排。板主体和凸起面和凹面的外侧设置有外表层3,外表层的容重和强度都高于板主体。中空隔墙板使用时的纵向连接面的一侧为凸起面,另一侧为与所述凸起面互补的凹面,凸起面为底角为60°的梯形,凸起面与凹面镶嵌后中间具有抹灰口4。其侧视图如图1所示,其装配后的示意图如图2所示。
实施例2
本实施例以矿渣微粉为轻质骨料,各原料的配比如表4-1、4-2所示:
表4-1:原料配比
原料 |
重量份 |
MgO |
300 |
MgSO4 |
300 |
H2O |
330 |
矿渣微粉 |
400 |
双氧水 |
60 |
按照1000份上述硫氧镁水泥中添加如表4-2所示重量份的外加剂。
4-2:外加剂配比
原料 |
重量份 |
WJ-A:磷酸 |
5 |
WJ-B:木质素磺酸钠 |
5 |
WJ-C:硫酸钠 |
10 |
WJ-E:丙烯酰胺 |
5 |
WJ-G:聚丙烯纤维 |
2 |
WJ-H:硅烷 |
1.8 |
中空隔墙板的制备方法:
按表4中的质量分数称取各原料,将硫酸镁溶于水,加入各种外加剂并搅拌均匀,加入氧化镁,搅拌5Min,将粉煤灰倒入继续搅拌得到均匀的水泥浆液,向浆液中迅速倒入双氧水并快速均匀搅拌20s,倒入模具,静置,自然养护1小时,脱模,养护3~7天,得到低密度高强度的硫氧镁中空隔墙板,隔墙板的性能如表5所示。
表5:隔墙板性能
面密度kg/m3 |
33 |
弯曲破坏荷载 |
自重的10倍 |
吊挂力 |
大于800N |
使用矿渣微粉制备得到的隔墙板的性能各方面都比使用粉煤灰作为轻质骨料制备得到的隔墙板性能优良。
实施例3-7
选择不同的轻质骨料,外加剂的物质同实施例1。原料的配比如表6-1和6-2所示:
表6-1:水泥配方
水泥配方 |
MgO |
MgSO4 |
H2O |
双氧水 |
填料类型 |
实施例3 |
240 |
300 |
240 |
45 |
矿渣微粉,300 |
实施例4 |
360 |
300 |
360 |
60 |
硅灰,600 |
实施例5 |
420 |
300 |
400 |
75 |
木屑,900 |
实施例6 |
450 |
300 |
400 |
100 |
石膏粉,1200 |
实施例7 |
480 |
300 |
600 |
100 |
白云石粉,150 |
按照1000份上述硫氧镁水泥中添加如表6-2所示重量份的外加剂。表6-2:外加剂配方
制备方法同实施例1,制备得到的中空隔墙板的参数如表7所示。
表7:隔墙板性能
其中,在抗冲击实验中冲击锤的重量为30kg。
对比例1~14
以矿渣微粉为轻质骨料,其中外加剂的具体物质同实施例1,外加剂E为聚乙烯醇、外加剂F为松香酸;原料的配比如表8-1和8-2所示:
表8-1:水泥配方
水泥配方 |
MgO |
MgSO4 |
H2O |
双氧水 |
填料 |
对比例1 |
500 |
300 |
700 |
60 |
400 |
对比例2 |
600 |
300 |
800 |
60 |
400 |
对比例3 |
200 |
300 |
280 |
60 |
400 |
对比例4-14 |
300 |
300 |
300 |
60 |
400 |
按照1000份上述硫氧镁水泥中添加如表8-2所示重量份的外加剂。
表8-2:外加剂配方
制备方法同实施例1,制备得到的中空隔墙板的参数如表9所示。
表9:隔墙板性能
本申请虽然以较佳实施例公开如上,但并不是用来限定权利要求,任何本领域技术人员在不脱离本申请构思的前提下,都可以做出若干可能的变动和修改,因此本申请的保护范围应当以本申请权利要求所界定的范围为准。