CN107602039B - 一种注浆陶粒轻质复合墙板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种注浆陶粒轻质复合墙板，所述的轻质复合墙板按照如下步骤进行制备：以设有中空内腔的墙体模具为本体，以中空陶粒为骨料填满所述的中空内腔，再通过压力喷注方式将注浆石膏砂浆注入所述的中空内腔直至溢出，停止注浆，养护制备得到注浆陶粒轻质复合墙板。本发明采用的中空陶粒比普通陶粒更轻、力学强度更强，因而使得所制备的墙板具有强度高、密度低的特性。与此同时，石膏浆体中添加的纳米气凝胶含有大量纳米级的孔洞能够提供高效的保温隔热效果。不会出现多层浆料墙板常见的缝隙、空鼓、开裂等问题。
Description
技术领域
本发明涉及建筑工程技术领域，具体涉及一种基于纳米改性技术和注浆工艺的轻质保温复合墙板及其制备方法。
背景技术
随着国家节能环保和生态建设等政策进一步加强，建筑行业中的绿色示范工程不断地得到推广，建筑墙体材料朝着节能、节土、利废、保护环境和改善建筑功能的方向发展。传统隔墙材料耗费大量不可再生资源并带来严重的污染问题，同时湿法作业施工造成劳动强度高，建筑成本加大。现有的轻质保温内墙板一般是由玻璃纤维增强水泥或硅酸钙板作墙板表层，以水泥为胶凝料和轻质骨料作为芯材制成复合隔墙板。这种复合隔墙板综合了保温砂浆、保温砌块以及EPS板的各种优异性能，改进了轻质节能墙体材料的性能。公开号为CN1062947A《复合墙板》和公开号为CN1094671A《高强夹芯复合隔墙板》展示了以粘土陶粒无砂大孔作夹芯的复合墙板配方及制备工艺，公开号为CN101691794A《陶粒硅轻质隔墙板及其制备方》提出以陶粒、水泥、矿渣作为主要材料的轻质隔墙板的制备方法。此外，还有公开号为CN105481338A《一种环保陶粒隔墙板、砖及其制备方法》也以陶粒作为粗集料填充到墙体芯材中。对于陶粒这种密度很小的轻集料而言，上述发明在制备中采用传统的搅拌方式不可避免的存在有陶粒上浮，成型后骨料不均匀分布等诸多问题，芯材的各项性能不能充分发挥。同时，上述发明制备的墙体所用陶粒比例仍然较低，墙体密度仍然偏大，不利于提高保温隔热功能。
公开号为CN1530501A《现浇轻质混凝土墙板》提供一种现浇轻质混凝土墙板的配方及工艺，该发明以粉煤灰、矿渣微粉和硅粉为掺和料。公开号为CN102423901A《一种稻壳夹芯复合墙板的制备方法》以水泥和稻壳、粉煤灰和轻集料作为主要原料经过搅拌制备芯材。上述发明提供的复合墙材仍然主要以水泥，硅灰、矿渣和粉煤灰等材料作为主要的胶凝材料，工业废弃物利用率很低，同时芯材的制备仍然以搅拌浇筑为主。总体而言，上述发明施工较为复杂、成本较高，在强度、保温阻燃性以及工作性等方面尚存缺陷，其在材料选择、可施工性以及成型工艺与工序上仍然有待改进。
依据国家相关政策，大力推行绿色墙体材料不仅可以有效保护耕地和环境，而且可以提高资源利用效率和发展循环经济。目前国内电厂大多通过利用石灰石/石膏湿法对烟气脱硫，脱硫石膏是石灰石浆液吸收二氧化硫后生成的工业副产物，其主要成分为二水硫酸钙(CaSO4·2H2O)，如何有效利用脱硫石膏是当前有待解决的一大问题。本发明以陶粒和脱硫石膏等工业废弃物作为主要原材料，极大降低了生产成本。同时，发明采用了质量轻、隔热性能好的纳米气凝胶材料作为辅助填料，极大降低了浆料的导热系数。在制备工艺上区别于传统浇筑方式，本发明通过支模、骨料填充和压力注浆制备而成，大大简化了生产步骤，产品尺寸还可以根据需要进行调整，满足非标准墙体的尺寸需求，比现有复合墙体的制备更具优势。
发明内容
本发明为解决目前建筑中使用的非承重隔墙板存在的工艺复杂、易开裂、易变形、成本高和应用范围窄等问题，发明了一种以中空陶粒为骨料、以脱硫石膏粉为胶凝材料并采用注浆工艺的陶粒轻质隔墙板及其制备方法。
为达到上述目的，本发明采用如下方案：
一种注浆陶粒轻质复合墙板，所述的轻质复合墙板按照如下步骤进行制备：
以设有中空内腔的墙体模具为本体，以中空陶粒为骨料填满所述的中空内腔，再通过压力喷注方式将注浆石膏砂浆注入所述的中空内腔直至溢出，停止注浆，养护制备得到注浆陶粒轻质复合墙板，所述的注浆石膏砂浆由以下重量份的组分组成：
脱硫石膏50-60份，普通河砂10-20份，
纳米气凝胶1-5份，碳酸钙粉10-20份，
缓凝剂0.1-0.3份，引气剂0.1-0.3份，
纤维素醚0.1-0.3份，水35-50份。
进一步，所述中空陶粒容重为200-600kg/m3，筒压强度不低于1.5MPa，导热系数不大于0.15W/(m·K)。
进一步，所述的脱硫石膏为烟气脱硫后所产生的废渣经过锻烧而成的半水石膏，再进一步，所述的脱硫石膏的初凝时间大于6分钟，终凝时间小于60分钟，抗压强度大于8.0MPa。
进一步，所述的普通河砂的粒径为30-50目。
进一步，所述的纳米气凝胶的孔径为20-70nm，孔隙率不低于90％，室温下导热率不高于0.02W/mK。
进一步，所述的缓凝剂为柠檬酸钠、三聚磷酸钠或六偏磷酸钠中的一种或任意两种的混合。
进一步，所述的引气剂为松香酸钠、烷基磺酸钠、烷基芳基磺酸钠或烷基硫酸钠中的一种或两者的混合。
进一步，所述的碳酸钙粉的粒径为800目，碳酸钙粉中碳酸钙含量高于96％。
再进一步，本发明所述的墙体模具由底板、相对的两个工作面板及两个侧面板封闭围成，所述的工作面板为硅酸钙墙板。
更进一步，本发明所述的复合墙板在所述的墙体模具填满骨料后，在所述的墙体模具顶端面还设有一顶板，所述顶板与所述的墙体模具封闭连接，所述的墙体模具预留有注浆孔。
更进一步，本发明所述的轻质复合墙板具体按照如下步骤进行制备：
(1)将底板、相对的两个硅酸钙墙板及两个侧面板封闭组装连接得到墙体模具，所述的硅酸钙墙板间通过高强螺杆连接，所述的高强螺杆通过紧固件固定在硅酸钙板上；
(2)将所述的中空陶粒倒入并填满上述墙体模具的中空内腔中，并将顶板密封，在所述的侧面板上预设有注浆孔，并在一侧侧面板预设注浆孔；
(3)将上述脱硫石膏粉、碳酸钙粉、普通河砂、纳米气凝胶、纤维素醚、缓凝剂和引气剂按组分配比加入搅拌机中干拌1分钟得到混合均匀的粉料；
(4)按照上述配比将水和步骤(3)所得粉料加入砂浆搅拌机中搅拌2-4分钟，得到均匀拌合的注浆石膏砂浆，所述的注浆石膏砂浆的稠度为100-150mm；
(5)将所述的注浆石膏砂浆通过侧面板预留注浆孔注入上述中空内腔中，注浆压力控制在1.0-1.5MPa，待墙体顶端浆体溢出，即完成注浆。
(6)将所述注浆后的墙体模具置于干燥环境中自然养护5-7天即可得到所述注浆陶粒轻质复合墙板。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)本发明的轻质保温复合墙板通过向堆积陶粒中压注石膏浆制备而成，不会出现多层浆料墙板常见的缝隙、空鼓、开裂等问题，同时石膏浆体具有更加细小、均匀的多孔隙结构，其保温、隔热和隔音效果比己有的轻质墙板更好；
(2)与传统由水泥胶凝材料制备的泡沫混凝土相比，本发明采用了工业废弃物—脱硫石膏粉作为主要胶凝材料，脱硫石膏作为气硬性材料能够快速达到设计强度，此外还能提显著高墙板的保温和隔音效果并降低工程造价；
(3)本发明采用的中空陶粒比普通陶粒更轻、力学强度更强，因而使得所制备的墙板具有强度高、密度低的特性。与此同时，石膏浆体中添加的纳米气凝胶含有大量纳米级的孔洞能够提供高效的保温隔热效果。
(4)传统墙板往往采用支模浇筑的方式，效率很低且需要耗费大量的人工。本发明直接将纤维碳酸钙板作为永久模板，将石膏浆体通过机械压注的方式进行浇筑，极大地提高生产效率及生产规模并降低成本，产品价格更具竞争力。
附图说明
图1是本发明注浆陶粒轻质复合墙板结构示意图。
图中：1：中空陶粒；2：注浆石膏砂浆；3：高强螺杆；4：外紧固件；5：内紧固件；6：硅酸钙墙板；7.榫接部件。
具体实施方式
(1)墙体模具的组装。将底板、相对的两个硅酸钙墙板6及两个侧面板封闭组装连接得到墙体模具，所述的相邻的两个面板通过相互配合的榫接部件7连接，高强螺杆3穿过相对的两个硅酸钙墙板6预留的孔洞并将所述的两个硅酸钙墙板6连接起来，所述的高强螺杆3两端通过内紧固件4和外紧固件5分别固定在所述的两侧的硅酸钙墙板6上，所述的墙体厚度为120mm。
(2)填充陶粒。将容重为300kg/m3的中空陶粒1从墙体模具顶部倒入墙体模具内部并填满后并将顶部盖板固定。检查拼装完成后墙体四周缝隙大小，利用玻璃胶将大孔隙进行密封，防止注浆溢出。
(3)制备石膏浆体。按照下列质量分数称取原材料：脱硫石膏60份、粒径为0.3mm至0.6mm的普通河砂10份、孔径70nm的纳米气凝胶3份，800目的碳酸钙粉15份，缓凝剂柠檬酸钠0.1份，引气剂松香酸钠0.1份，纤维素醚0.2份，水40份。然后将上述脱硫石膏粉、碳酸钙粉、普通河砂、纳米气凝胶、纤维素醚、缓凝剂和引气剂按称量好的配合比加入搅拌机中干拌1分钟得到混合均匀的粉料，然后将水加入砂浆搅拌机中搅拌2-4分钟，得到均匀拌合的注浆石膏砂浆2，浆料的稠度约为100mm。
(4)注浆成型养护。将上述步骤得到的注浆石膏砂浆2通过两端侧面板底部预留孔洞注入上述墙体内部，注浆压力控制为1.0MPa，待墙体顶端浆体溢出后完成注浆。将上述制备的复合墙体置于干燥环境中自然养护5-7天即可得到所述注浆陶粒轻质复合墙板，墙板面密度为90Kg/m2，导热系数仅为0.1W/m·K。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种注浆陶粒轻质复合墙板，其特征在于，所述的注浆陶粒轻质复合墙板按照如下步骤进行制备：
以设有中空内腔的墙体模具为本体，以中空陶粒为骨料填满所述的中空内腔，再通过压力喷注方式将注浆石膏砂浆注入所述的中空内腔直至溢出，停止注浆，养护制备得到注浆陶粒轻质复合墙板，所述的注浆石膏砂浆由以下重量份的组分组成：
脱硫石膏 50-60份， 普通河砂 10-20份，
纳米气凝胶 1-5份， 碳酸钙粉 10-20份，
缓凝剂 0.1-0.3份， 引气剂 0.1-0.3份，
纤维素醚 0.1-0.3份， 水 35-50份。
2.如权利要求1所述的注浆陶粒轻质复合墙板，其特征在于，所述的中空陶粒容重为200-600 kg /m³，筒压强度不低于1.5 MPa，导热系数不大于0.15W/(m·K)。
3.如权利要求1所述的注浆陶粒轻质复合墙板，其特征在于，所述的脱硫石膏为烟气脱硫后所产生的废渣经过煅烧而成的半水石膏，所述的脱硫石膏初凝时间大于6分钟，终凝时间小于60分钟，抗压强度大于8.0 MPa。
4.如权利要求1所述的注浆陶粒轻质复合墙板，其特征在于，所述的纳米气凝胶的孔径为20-70 nm，孔隙率不低于90%，室温下导热率不高于0.02 W/ (m·K)。
5.如权利要求1所述的注浆陶粒轻质复合墙板，其特征在于，所述的缓凝剂为柠檬酸钠、三聚磷酸钠或六偏磷酸钠中的一种或任意两种的混合。
6.如权利要求1所述的注浆陶粒轻质复合墙板，其特征在于，所述的引气剂为松香酸钠、烷基磺酸钠、烷基芳基磺酸钠或烷基硫酸钠中的一种或两者的混合。
7.如权利要求1所述的注浆陶粒轻质复合墙板，其特征在于，所述的碳酸钙粉的粒径为800目，碳酸钙粉中碳酸钙含量高于96％。
8.如权利要求1所述的注浆陶粒轻质复合墙板，其特征在于，所述的墙体模具由底板、相对的两个工作面板及两个侧面板封闭围成，所述的工作面板为硅酸钙墙板。
9.如权利要求1所述的注浆陶粒轻质复合墙板，其特征在于，所述的复合墙板在所述的墙体模具填满骨料后，在所述的墙体模具顶端面还设有一顶板，所述顶板与所述的墙体模具封闭连接，所述的墙体模具预留有注浆孔。
10.如权利要求1-9之一所述的注浆陶粒轻质复合墙板，其特征在于，具体按照如下步骤进行：
（1）将底板、相对的两个硅酸钙墙板及两个侧面板封闭组装连接得到墙体模具，所述的硅酸钙墙板间通过高强螺杆连接，所述的高强螺杆通过紧固件固定在硅酸钙板上；
（2）将所述的中空陶粒倒入并填满上述墙体模具的中空内腔中，并用顶板密封，在所述的侧面板上预设有注浆孔；
（3）将上述脱硫石膏、碳酸钙粉、普通河砂、纳米气凝胶、纤维素醚、缓凝剂和引气剂按组分配比加入搅拌机中干拌1分钟得到混合均匀的粉料；
（4）按照上述配比将水和步骤（3）所得粉料加入砂浆搅拌机中搅拌2-4分钟，得到均匀拌合的注浆石膏砂浆，所述的注浆石膏砂浆的稠度为100-150 mm ；
（5）将所述的注浆石膏砂浆通过侧面板预留注浆孔注入上述中空内腔中，注浆压力控制在1.0-1.5MPa，待墙体顶端浆体溢出，即完成注浆；
（6）将注浆后的墙体模具置于干燥环境中自然养护5-7天即可得到所述注浆陶粒轻质复合墙板。
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