CN106007645A

CN106007645A - 一种用于屋面的镁质复合材料及其制备工艺

Info

Publication number: CN106007645A
Application number: CN201610328809.6A
Authority: CN
Inventors: 商选平; 冯坚; 刘成奎; 王军; 肖学英; 常成功; 郑卫新
Original assignee: Qinghai Construction And Building Material Science Academy; Qinghai Wenlv Investment Co ltd; Qinghai Institute of Salt Lakes Research of CAS
Current assignee: Qinghai Construction And Building Material Science Academy; Qinghai Wenlv Investment Co ltd; Qinghai Institute of Salt Lakes Research of CAS
Priority date: 2016-05-18
Filing date: 2016-05-18
Publication date: 2016-10-12

Abstract

本发明涉及一种用于屋面的镁质复合材料，包括基料、填料和辅料，按重量百分比计，基料为30%‑70%、填料为20%‑60%、辅料为10%‑15%，基料为氧化镁和氯化镁的混合物，填料为轻质填料或惰性填料，辅料为增强材料。本发明具有凝固体质密，强度高、胶凝性能强、耐久性强、和易性好，防火性好、抗盐碱性能好，快速固化，节能环保以及养护容易等优点，属绿色环保节能型产品，在建材等许多领域有着广泛的应用。

Description

一种用于屋面的镁质复合材料及其制备工艺

技术领域

本发明涉及一种镁质复合材料及其制备工艺，尤其是涉及一种用于屋面的镁质复合材料及其制备工艺，属于建筑材料的技术领域。

背景技术

尽管镁水泥制品已经超出当初镁水泥制品作为节约代木材料的范畴，但是其应用多局限于板材制品、装饰制品等领域。镁水泥行业从传统的镁水泥制品框架中跳出，向以新型建材为主体的工业体系转型是镁水泥行业发展的趋势。青海柴达木循环经济试验区已逐渐发展成为全国重要的无机化工原料和生产基地，随着开发进程的加快越来越显示其特殊的地理和资源优势，在开发建设的过程中，培育我省自已的产业，变资源优势为经济优势，促进地方经济的发展符合国家和我省产业规划政策。开发、生产镁质复合建筑材料，将会填补我省建筑领域的一项空白，对我省新农（牧）村建设发展盐湖和资源综合利用起到积极的促进作用，并对我省资源利用、经济发展、社会发展、生态环境等方面带来积极作用。

1.资源的合理利用和经济效益

资源综合利用及经济价值体现：开发盐湖镁资源已引起政府高度重视。青海察尔汗盐湖的镁资源品位高、储量大、杂质含量低、易于开采，是生产氯氧镁制品的理想原料，镁水泥制品年消耗水氯镁石量约为300万吨，但目前我省还没有生产镁质制品规模化的企业。因此，镁质复合建筑材料在青海地区的研究应用，不仅能够实现资源就近利用，体现经济价值，还能完成副产矿合理利用，实现资源的综合利用。

2.社会效益

中国政府高度重视青藏地区的生态建设与环境保护。随着高原生态建设与环境保护的现代化建设，人民生活水平的提高。农牧区住房、畜舍等刚性需求正处于跨越式发展阶段，对墙体材料的需求逐年增加。青藏高原农牧民大多以普通烧结砖为主的砖混住房结构，已经远远落后于国家发展绿色建筑和循环经济的建筑节能政策。

3.生态效益

普通烧结砖在藏区的应用很大程度上制约着高原生态环境与社会经济的平衡发展。一方面，普通烧结砖多用粘土烧结而成，众多的小型红砖厂取土烧砖滥挖乱采，大量牧场、农田被毁，煤炭消耗严重，造成本来就土地资源匮乏的高原生态系统更加脆弱，砖厂周围几乎都是大坑、人造沙漠。另一方面，虽然传统的保温隔热材料，如聚苯板、膨胀珍珠岩、加气混凝土砌块和发泡聚氨酯等凭借保温性能好、质轻等优点占据一定市场，但是其缺点（如易燃等）仍然不可忽视。广大农牧地区位于高海拔寒冷带且地处经济欠发达区域，秋冬季依靠消耗大量煤炭、草料等自然资源保温取暖。该地区对于建筑内外侧保温节能设计由于其施工量、材料成本等因素也只能是望洋兴叹。

镁质复合建筑材料能够满足广大农牧地区对保温、降耗抗风沙的新型绿色墙材的要求。镁质复合建筑材料除了具备普通泡沫混凝土拥有的轻质、保温、隔热、隔声、防潮等技术特点外，其强度、耐久性、速凝性等更为突出。与普通的硅酸盐水泥相比，镁水泥导热系数低、高强质轻不需要烧结、不需要干燥，大大降低了能耗。经估算在青海生产镁质复合建筑材料比普通免烧砖合计每立方成本节约20%-50%，降耗30%-50%。可以预见，在青海地区开展镁质复合建筑材料的研究应用，使其替代传统烧结砖，既能发挥建筑材料的特性，同时达到保温节能的效果必将获得广泛的应用，为节能降耗和社会可持续发展发挥巨大的作用。

镁水泥（Magnesia Cement），全称是氯氧镁水泥（Magnesium Oxychloride Cement），是以一定浓度氯化镁溶液拌合活性氧化镁粉而形成的气硬性胶凝材料，主要水化产物是氯氧化镁[Mg₃(OH)₅Cl·4H₂O]及Mg(OH)₂，与硅酸盐水泥相比，氯氧镁水泥具有轻质、高强、早强、热导率低、防火、胶结能力强等优点。但在实际应用中，用作建筑材料时镁质胶凝材料也暴露出一些缺点，特别是不加任何改性剂的氯氧镁水泥，存在水性差、膨胀变形、吸潮返卤泛霜及锈蚀钢筋的问题。

有鉴于此，提出本发明。

发明内容

针对现有技术的上述技术问题，本发明的目的是提供一种用于屋面的镁质复合材料及其制备工艺，其镁水泥具有凝固体质密，强度高、胶凝性能强、耐久性强、和易性好，防火性好、抗盐碱性能好，快速固化，节能环保以及养护容易等优点，属绿色环保节能型产品，在建材等许多领域有着广泛的应用。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种用于屋面的镁质复合材料，包括基料、填料和辅料，按重量百分比计，所述的基料为30%-70%、所述的填料为20%-60%、所述的辅料为10%-15%，所述的基料为氧化镁和氯化镁的混合物，所述的填料为轻质填料或惰性填料，所述的辅料为增强材料。

进一步设置的：

所述的轻质填料为锯末。

所述的氯化镁溶液的质量浓度为25°Be。

一种用于屋面的镁质复合材料的制备工艺，包括以下步骤：

（1）将填料和基料按一定的重量百分比混合；

（2）将水氯镁石加入水溶解，并配制成水氯镁石溶液；

（3）将步骤（1）的混合物和（2）中的溶液混合并搅拌，再加入辅料进行二次搅拌，并成型，形成坯料，并在淡水中浸泡7天以上；

（4）将步骤（3）中的坯料固化、脱模并养护，制得镁质复合材料成品。

进一步设置的：

所述步骤（3）中的坯料在淡水中浸泡28天。

一种用于屋面的镁质复合材料的应用方式，所述的镁质复合材料应用于农房屋面，所述的农房屋面依次包括钢筋混凝土屋面板、镁质水泥找坡层、块状镁水泥保温层、镁质复合水泥粉填缝层、水泥砂浆找平层、防水卷材层和水泥砂浆保护层。

进一步设置的：

所述的镁质水泥找坡为最薄处30cm厚或结构找坡。

所述的块状镁水泥保温层的厚度为300cm。

所述水泥砂浆找平层的厚度为25cm。

所述的水泥砂浆保护层的厚度为20cm，每1m见方设分格缝。

本发明的有益效果如下：

本发明用于屋面的镁质复合材料，具有凝固体质密，强度高、胶凝性能强、耐久性强、和易性好，防火性好、抗盐碱性能好，快速固化，节能环保以及养护容易等优点，属绿色环保节能型产品，在建材等许多领域有着广泛的应用。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图；

图2为本发明中锯末含量对材料抗压强度影响示意图；

图3为本发明中锯末含量对材料抗折强度影响示意图；

图4为本发明中时间对材料抗压强度影响示意图；

图5为本发明中时间对材料抗折强度影响示意图；

图6为本发明中的镁质复合材料制成的农房屋面的结构示意图；

其中，1为钢筋混凝土屋面板、2为镁质水泥找坡、3为块状镁水泥保温层、4为水泥浆料找平层、5为防水卷材层、6为水泥砂浆保护层。

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，但本发明的保护范围并不限于此。

本发明用于屋面的镁质复合材料，包括基料、填料和辅料，按重量百分比计，基料为30%-70%、填料为20%-60%、辅料为10%-15%。

基料为氧化镁和氯化镁的混合物，填料为轻质填料或惰性填料，辅料为增强材料。

本发明中填料采用锯末时效果最好，氯化镁溶液的质量浓度为25°Be。

针对镁质复合材料抗水性能低的缺点，本发明研制出新型防水改性剂来提高它对水的化学稳定性，使镁质复合材料达到抗水性能优良能够用于建筑材料应用的要求。本发明采用氯化镁溶液浓度25°Be，制作轻烧粉净浆样品块和轻烧粉净浆中添加10～15%的辅料，并分别测试其在水中不同龄期的抗水性能。测试结果显示加入辅料的样品其抗水性能优良，加入辅料的试块（加入量15%）比没有加入(0%)的试块淡水浸泡28天抗压强度至少提高3倍以上，如表1所示：

。

其它因素对新型镁质复合建筑材料的影响分析

（1）锯末含量对镁质复合材料强度影响

图2和图3是为空气中28天龄期条件下，不同锯末含量对镁质复合材料力学性能的影响，可以看出随着锯末含量增加，抗压、抗折强度都有不同程度的下降。当锯末含量≤40%时，空气中28天期龄抗压强度≥30.0MPa，抗折强度≥9.0MPa，其力学性能完全满足菱镁复合材料农用大棚架标准（WB/T1012-2000）的要求（该标准要求抗折强度不小于9MPa，抗压强度不小于30MPa）。

（2）时间对镁质复合材料强度的影响

图4和图5为不同锯末含量镁质复合材料在不同龄期的力学性能曲线，从图上可以看出不同时间点对镁质复合材料强度的影响。在28天龄期后，锯末含量≤40%的材料的抗压强度值大于30.0MPa。在28天龄期后，锯末含量≤60%的材料的抗折强度值大于9.0MPa。且28天龄期后抗压、抗折值保持稳定，没有出现大幅下降或上升的现象，镁质复合材料力学性能稳定。综合考虑镁质复合材料的性能、表观密度及材料的经济性能，本发明选用锯末含量为40%的配合比。

如图1所示，本发明用于屋面的镁质复合材料的制备工艺，包括以下步骤：

（1）将填料和基料按一定的重量百分比混合；

（2）将水氯镁石加入水溶解，并配制成水氯镁石溶液；

（3）将步骤（1）的混合物和（2）中的溶液混合并搅拌，再加入辅料进行二次搅拌，并成型，形成坯料，并在淡水中浸泡7天以上，其中28天最佳；

本发明用于屋面的镁质复合材料的应用方式，镁质复合材料应用于农房屋面，如图6所示，农房屋面依次包括钢筋混凝土屋面板1、镁质水泥找坡层2、块状镁水泥保温层3、镁质复合水泥粉填缝层4、水泥砂浆找平层5、防水卷材层6和水泥砂浆保护层7。

其中，镁质水泥找坡层2为最薄处30cm厚或结构找坡，块状镁水泥保温层3的厚度为300cm，水泥砂浆找平层5的厚度为25cm，水泥砂浆保护层7的厚度为20cm，每1m见方设分格缝。

上述实施例仅用于解释说明本发明的发明构思，而非对本发明权利保护的限定，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应落入本发明的保护范围。

Claims

1.一种用于屋面的镁质复合材料，其特征在于：包括基料、填料和辅料，按重量百分比计，所述的基料为30%-70%、所述的填料为20%-60%、所述的辅料为10%-15%，所述的基料为氧化镁和氯化镁的混合物，所述的填料为轻质填料或惰性填料，所述的辅料为增强材料。

2.如权利要求1所述用于屋面的镁质复合材料，其特征在于：所述的轻质填料为锯末。

3.如权利要求1所述用于屋面的镁质复合材料，其特征在于：所述的氯化镁溶液的质量浓度为25°Be。

4.一种用于屋面的镁质复合材料的制备工艺，其特征在于包括以下步骤：

（1）将填料和基料按一定的重量百分比混合；

（2）将水氯镁石加入水溶解，并配制成水氯镁石溶液；

5.如权利要求4所述用于屋面的镁质复合材料的制备工艺，其特征在于：所述步骤（3）中的坯料在淡水中浸泡28天。

6.一种用于屋面的镁质复合材料的应用方式，其特征在于：所述的镁质复合材料应用于农房屋面，所述的农房屋面依次包括钢筋混凝土屋面板、镁质水泥找坡层、块状镁水泥保温层、镁质复合水泥粉填缝层、水泥砂浆找平层、防水卷材层和水泥砂浆保护层。

7.如权利要求6所述用于屋面的镁质复合材料的应用方式，其特征在于：所述的镁质水泥找坡为最薄处30cm厚或结构找坡。

8.如权利要求6所述用于屋面的镁质复合材料的应用方式，其特征在于：所述的块状镁水泥保温层的厚度为300cm。

9.如权利要求6所述用于屋面的镁质复合材料的应用方式，其特征在于：所述水泥砂浆找平层的厚度为25cm。

10.如权利要求6所述用于屋面的镁质复合材料的应用方式，其特征在于：所述的水泥砂浆保护层的厚度为20cm，每1m见方设分格缝。