CN108751850A - 一种火山渣轻质多孔吸音墙板及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种火山渣轻质多孔吸音墙板及制备方法，以碳纳米管为载体，纳米二氧化钛、纳米氧化锌为光催化基元，稀土元素镧、稀土元素铕、石墨烯为光催化反应催化体的光化学反应材料；主要利用碳纳米管的量子导线作用，有效增加稀土元素的光电子捕获作用、石墨烯催化作用完成对有害气体光催化分解效应，协同火山渣优异的微活性、吸附性、吸音、隔声、防火等性能，制成吸音墙板，不但可以有效吸附光催化体、而且可以有效对声波进行吸收和隔离，而且可以对室内产生调温、调湿功能。
Description
技术领域
本发明公开一种火山渣轻质多孔吸音墙板，涉及到一种火山渣轻质多孔吸音墙板组成材料及制备方法，属于建筑材料技术领域。
技术背景
噪声对人的健康及工作产生了严重的影响，吸声材料作为降噪的一种有效手段，应用的范围越来越广，包括公路隧道、体育馆、影院、换流站、学校教室、民用建筑等。目前广泛使用的主要是有机吸声材料和无机多孔吸声材料，常用的有泡沫玻璃、泡沫陶瓷、复合吸声材料等。
但传统吸音材料有局限性：有机材料虽吸声频带宽、效果好，但防腐、防火性能差，不宜在潮湿环境使用；无机材料虽具良好的阻燃、吸声、不易老化等优点，但质软，不宜储存和运输，易折断，产生落尘污染环境。为此寻找一种符合我国实际情况的，可达到更好的节能效果，吸音降噪效果好，耐久性优越、多功能的吸音材料迫在眉睫。
发明内容
本发明提供了一种火山渣轻质多孔吸音墙板，在于获得一种性能优异的火山渣多孔墙板。
本发明的一种火山渣轻质多孔吸音墙板，由以下重量百分比的原料制成的：
火山渣50-90份、硅藻土5-30份、普通硅酸盐水泥20-50份、玄武岩纤维1-10份、玄武岩粉末1-10份、碳纳米管0.0001-1份、纳米二氧化钛0.001-1份、纳米氧化锌0.001-1份、石墨烯0.01-1份、稀土元素镧0.001-1份、稀土元素铕0.001-1份，可再分散乳胶粉1-10份、纤维素醚0.001-1份、聚氧化乙烯0.001-1份、木质素纤维0.001-1份、十二烷基磺酸钠0.001-1份、水10-50份、乙醇1-5份组成。
本发明进一步提供了一种火山渣轻质多孔吸音墙板的制备方法，具体步骤如下：
1）按重量称取火山渣、硅藻土、普通硅酸盐水泥、玄武岩纤维、玄武岩粉末可再分散乳胶粉、纤维素醚、聚氧化乙烯、木质素纤维、十二烷基磺酸钠和水；
2）按重量称取碳纳米管、纳米二氧化钛、纳米氧化锌、石墨烯、稀土元素镧、稀土元素铕和乙醇；
3）将步骤2）中材料加入真空磁流超声搅拌机中，低速搅拌60-120s，停拌5-15s，再高速搅拌60-120s后，将得到的材料进行干燥处理，得到光催化材料；
4）将步骤1）和步骤3）中材料加入搅拌机低速混合均匀，停拌5-15s，再高速搅拌60-120s后得到混凝土拌合物；
5）将步骤4）中混凝土拌合物均匀加入成型模具，以5-10MPa压力进行静压，压制10-20秒成型进行蒸压养护既得；
6）其中步骤1）中硅藻土需进行煅烧处理，煅烧时间2-4小时，煅烧温度400-800摄氏度。
在本发明中，火山渣作为一种天然、轻质、高强的多孔材料（如图1），具有极优的物理性能，其内部具有大量互相连通的微孔或间隙；涉及的碳纳米管（如图2）作为一种新型一维纳米材料，重量轻，六边形结构连接完美，具有许多异常的力学、电学和化学性能，其结构与石墨的片层结构相同，当管径小于6nm时，CNTs可以被看成具有良好导电性能的一维量子导线。这种量子导线作用可与光催化基元纳米二氧化钛、纳米氧化锌进行载体负载，与稀土元素镧、稀土元素铕、石墨烯等光催化反应催化体进行复合，形成一种新的有害气体（VOCs）光化学反应材料。
本发明利用碳纳米管与火山渣等其它原料制成的吸音墙板，产品内产生多空洞结构；使用时，当声波入射到本发明吸音墙板时，孔洞的孔壁发生摩擦，由于粘滞性和热传导效应，可将绝大部分声能转变为热能耗散掉，由于多孔储能、吸附、调湿性，其制品还可以有效的调节室内微环境，达到节能减排的效果。
制备了一种新型火山渣轻质多孔吸音墙板，其不但具有极其优异的吸音隔音、防火性、调温调湿性能，而且具有效果显著的有害气体（VOCs）光催化分解效果。
本发明的积极效果在于：
以碳纳米管为载体，纳米二氧化钛、纳米氧化锌为光催化基元，稀土元素镧、稀土元素铕、石墨烯为光催化反应催化体的光化学反应材料；主要利用碳纳米管的量子导线作用，有效增加稀土元素的光电子捕获作用、石墨烯催化作用完成对有害气体（VOCs）光催化分解效应，协同火山渣优异的微活性、吸附性、吸音、隔声、防火等性能，制成吸音墙板，不但可以有效吸附光催化体、而且可以有效对声波进行吸收和隔离，而且可以对室内产生调温、调湿功能。为一种多功能型，达到建筑A级防火要求的无机轻质吸音墙板。
附图说明：
图1火山渣的多孔结构；
图2碳纳米管结构；
图3火山渣轻质多孔吸音墙板样品示例。
具体实施方式：
通过以下实施例进一步举例描述本发明，并不以任何方式限制本发明，在不背离本发明的技术解决方案的前提下，对本发明所作的本领域普通技术人员容易实现的任何改动或改变都将落入本发明的权利要求范围之内。
实施例1：
1）按重量称取火山渣50份、硅藻土5份、普通硅酸盐水泥25份、玄武岩纤维3份、玄武岩粉末3份、可再分散乳胶粉2.97份、纤维素醚0.001份、聚氧化乙烯0.001份、木质素纤维0.001份、十二烷基磺酸钠0.001份和水10份组成；
2）按重量称取碳纳米管0份，纳米二氧化钛0.002份、纳米氧化锌0.002份、石墨烯0.02份、稀土元素镧0.001份、稀土元素铕0.001份，和乙醇1份组成；
3）将步骤2）中材料加入真空磁流超声搅拌机中，低速搅拌60s，停拌5s，再高速搅拌60s后，将得到的材料进行干燥处理，得到光催化材料；
4）将步骤1）和步骤3）中材料加入搅拌机低速混合均匀，停拌5s，再高速搅拌60s后得到混凝土拌合物；
5）将步骤4）中混凝土拌合物均匀加入成型模具，以5MPa压力进行静压，压制10秒成型进行蒸压养护既得；
6）其中步骤1）中硅藻土煅烧时间2小时，煅烧温度600摄氏度。
实施例2：
1）按重量称取火山渣50份、硅藻土5份、普通硅酸盐水泥25份、玄武岩纤维3份、玄武岩粉末3份、可再分散乳胶粉2.9695份、纤维素醚0.001份、聚氧化乙烯0.001份、木质素纤维0.001份、十二烷基磺酸钠0.001份和水10份组成；
2）按重量称取碳纳米管0.005份，纳米二氧化钛0.002份、纳米氧化锌0.002份、石墨烯0.02份、稀土元素镧0.001份、稀土元素铕0.001份，和乙醇1份组成；
3）将步骤2）中材料加入真空磁流超声搅拌机中，低速搅拌60s，停拌5s，再高速搅拌60s后，将得到的材料进行干燥处理，得到光催化材料；
4）将步骤1）和步骤3）中材料加入搅拌机低速混合均匀，停拌5s，再高速搅拌60s后得到混凝土拌合物；
5）将步骤4）中混凝土拌合物均匀加入成型模具，以5MPa压力进行静压，压制10秒成型进行蒸压养护既得；
6）其中步骤1）中硅藻土煅烧时间2小时，煅烧温度600摄氏度。
实施例3：
1）按重量称取火山渣50份、硅藻土5份、普通硅酸盐水泥25份、玄武岩纤维3份、玄武岩粉末3份、可再分散乳胶粉2.969份、纤维素醚0.001份、聚氧化乙烯0.001份、木质素纤维0.001份、十二烷基磺酸钠0.001份和水10份组成；
2）按重量称取碳纳米管0.001份，纳米二氧化钛0.002份、纳米氧化锌0.002份、石墨烯0.02份、稀土元素镧0.001份、稀土元素铕0.001份，和乙醇1份组成；
3）将步骤2）中材料加入真空磁流超声搅拌机中，低速搅拌60s，停拌5s，再高速搅拌60s后，将得到的材料进行干燥处理，得到光催化材料；
4）将步骤1）和步骤3）中材料加入搅拌机低速混合均匀，停拌5s，再高速搅拌60s后得到混凝土拌合物；
5）将步骤4）中混凝土拌合物均匀加入成型模具，以5MPa压力进行静压，压制10秒成型进行蒸压养护既得；
6）其中步骤1）中硅藻土煅烧时间2小时，煅烧温度600摄氏度。
实施例4：
1）按重量称取火山渣50份、硅藻土5份、普通硅酸盐水泥25份、玄武岩纤维3份、玄武岩粉末3份、可再分散乳胶粉2.968份、纤维素醚0.001份、聚氧化乙烯0.001份、木质素纤维0.001份、十二烷基磺酸钠0.001份和水10份组成；
2）按重量称取碳纳米管0.002份，纳米二氧化钛0.002份、纳米氧化锌0.002份、石墨烯0.02份、稀土元素镧0.001份、稀土元素铕0.001份，和乙醇1份组成；
3）将步骤2）中材料加入真空磁流超声搅拌机中，低速搅拌60s，停拌5s，再高速搅拌60s后，将得到的材料进行干燥处理，得到光催化材料；
4）将步骤1）和步骤3）中材料加入搅拌机低速混合均匀，停拌5s，再高速搅拌60s后得到混凝土拌合物；
5）将步骤4）中混凝土拌合物均匀加入成型模具，以5MPa压力进行静压，压制10秒成型进行蒸压养护既得；
6）其中步骤1）中硅藻土煅烧时间2小时，煅烧温度600摄氏度。
实施例5：
1）按重量称取火山渣50份、硅藻土5份、普通硅酸盐水泥25份、玄武岩纤维3份、玄武岩粉末3份、可再分散乳胶粉3.996份、纤维素醚0.001份、聚氧化乙烯0.001份、木质素纤维0.001份、十二烷基磺酸钠0.001份和水10份组成；
2）按重量称取碳纳米管0份，纳米二氧化钛0份、纳米氧化锌0份、石墨烯0份、稀土元素镧0份、稀土元素铕0份，和乙醇0份组成；
3）将步骤2）中材料加入真空磁流超声搅拌机中，低速搅拌60s，停拌5s，再高速搅拌60s后，将得到的材料进行干燥处理，得到光催化材料；
4）将步骤1）和步骤3）中材料加入搅拌机低速混合均匀，停拌5s，再高速搅拌60s后得到混凝土拌合物；
5）将步骤4）中混凝土拌合物均匀加入成型模具，以5MPa压力进行静压，压制10秒成型进行蒸压养护既得；
6）其中步骤1）中硅藻土煅烧时间2小时，煅烧温度600摄氏度。
试验例
对实施例1-5所制备的火山渣多孔吸音墙板，及传统石棉吸音板、PVC吸音板性能按照《建筑墙板试验方法》GB/T30100-2013，《建筑吸声产品的吸声性能分级》GB/T16731-1997进行，性能测试结果如表1，火山渣轻质多孔吸音墙板样品示例如图2。
表1各实施例光催化性能测试结果
| 实施例 | 甲醛早期净化率% | 甲醛持久净化率% | 吸放湿比率% | 吸声系数 |
| 实施例1 | 46.1 | 23.7 | 80.1 | 0.82 |
| 实施例2 | 88.3 | 86.8 | 80.9 | 0.80 |
| 实施例3 | 94.1 | 93.3 | 86.2 | 0.83 |
| 实施例4 | 99.1 | 99.0 | 82.9 | 0.88 |
| 实施例5 | 10.1 | 3.4 | 84.4 | 0.88 |
| 石棉吸音板 | 1.3 | 0.1 | 14.7 | 0.55 |
| PVC吸音板 | 0 | 0 | 0 | 0.73 |
对比表1数据，实施例1-4与实施例5可知光催化剂纳米二氧化钛、纳米氧化锌、石墨烯、稀土元素镧、稀土元素铕的加入可以增加可以有效增加甲醛的分解率，但催化分解率仍然较低，但在对比实施例1-4可知，在碳纳米管加入后，随着碳纳米管加入量的增多，甲醛的早期净化率和持久净化率都得到了显著的增加，而且当碳纳米管加入量达到一定程度后，早期净化率与持久净化率数值逐渐接近，即证明碳纳米管的量子导线作用不但有效的增加了纳米二氧化钛、纳米氧化锌、石墨烯、稀土元素组成的催化体系的光电子吸收和转化效应，而且碳纳米管的量子导线作用还可以有效保证光催化材料的长期有效性。同时根据表1可知以此种光催化材料与火山渣结合制备的板材吸声等性能也明显优于石棉吸音板、PVC吸音板，所以本发明一种火山渣轻质多孔吸音墙板为一种各项性能优异的轻质多孔吸音墙板。
Claims (2)
1.一种火山渣轻质多孔吸音墙板，其特征在于是由以下重量百分比的原料制成的：
火山渣50-90份、硅藻土5-30份、普通硅酸盐水泥20-50份、玄武岩纤维1-10份、玄武岩粉末1-10份、碳纳米管0.0001-1份、纳米二氧化钛0.001-1份、纳米氧化锌0.001-1份、石墨烯0.01-1份、稀土元素镧0.001-1份、稀土元素铕0.001-1份，可再分散乳胶粉1-10份、纤维素醚0.001-1份、聚氧化乙烯0.001-1份、木质素纤维0.001-1份、十二烷基磺酸钠0.001-1份、水10-50份、乙醇1-5份。
2.如权利要求1所述的一种火山渣轻质多孔吸音墙板的制备方法，具体步骤如下：
1）按比例称取火山渣、硅藻土、普通硅酸盐水泥、玄武岩纤维、玄武岩粉末可再分散乳胶粉、纤维素醚、聚氧化乙烯、木质素纤维、十二烷基磺酸钠和水；
2）按重量称取碳纳米管、纳米二氧化钛、纳米氧化锌、石墨烯、稀土元素镧、稀土元素铕和乙醇；
3）将步骤2）中材料加入真空磁流超声搅拌机中，低速搅拌60-120s，停拌5-15s，再高速搅拌60-120s后，将得到的材料进行干燥处理，得到光催化材料；
4）将步骤1）和步骤3）中材料加入搅拌机低速混合均匀，停拌5-15s，再高速搅拌60-120s后得到混凝土拌合物；
5）将步骤4）中混凝土拌合物均匀加入成型模具，以5-10MPa压力进行静压，压制10-20秒成型进行蒸压养护即得；
6）其中步骤1）中硅藻土需进行煅烧处理，煅烧时间2-4小时，煅烧温度400-800摄氏度。
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