CN108863236A - 免搅拌超轻陶粒混凝土切割板的制备方法及免搅拌超轻陶粒混凝土切割板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种免搅拌超轻陶粒混凝土切割板的制备方法，包括以下步骤：制备水泥砂浆步骤、颗粒填充步骤、粘接成混凝土荒料步骤、切割成混凝土板步骤。本发明还公开了一种免搅拌超轻陶粒混凝土切割板。本发明免搅拌超轻陶粒混凝土切割板的制备方法，免去混凝土搅拌工序，不会引起EPS泡沫轻珠上浮及超轻陶粒的破碎，既降低成本，又提高生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种利用河涌淤泥、污泥、废渣制备的性能偏低的超轻陶粒为原料的，免搅拌超轻陶粒混凝土切割板的制备方法，以及由该免搅拌超轻陶粒混凝土切割板的制备方法制备得到的免搅拌超轻陶粒混凝土切割板。
背景技术
随着我国建筑产业的现代化发展，例如，绿色建筑、节能环保性的建筑材料技术领域的进步，人们对绿色建材、保温隔热性材料、轻质材料、环保性材料的需求日益提升。利用河涌淤泥、市政污泥、建筑余泥、废渣制备的性能偏低的超轻陶粒为原料，开发出具备良好热工性能、防火、防水、轻质、耐久的建筑轻型材料，成为当今社会的一大趋势，也成为了建筑材料技术领域的一大研发热点。
建筑陶粒按GB/T17431.1轻集料标准，分超轻陶粒、普通轻陶粒、高强轻陶粒。作为建筑轻集料，粘土陶粒巳禁止生产使用，目前国内各地采用工业固废、河道、建筑、市政污泥、淤泥等为原料生产的陶粒，多为超轻陶粒，属于节约天然资源的绿色建材产品。普通陶粒、高强陶粒多用于制备陶粒混凝土砌块、墙板等建筑领域。超轻陶粒堆积密度小200～500kg/m3，筒压强度低0.2～2.0MPa，多用于养植、花卉、轻质填充等部位。由于强度低，在机械搅拌混凝土时易粉碎，因此，至今无超轻陶粒混凝土制品。目前国家推行保护生态环境，固废资源化利用，建筑垃圾、河道、市政污泥等生产建筑陶粒的技术日趋成熟，但相关超轻陶粒强度不高。因此开发一种超轻陶粒的利用技术，充分利用超轻陶粒为建筑市场提供一种性能较高超轻陶粒混凝土板材料，应用于建筑节能、建筑装饰、墙体工程领域，具有相当的必要性和广阔市场前景。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种免搅拌超轻陶粒混凝土切割板的制备方法，通过该方法制备一种免搅拌的超轻陶粒混凝土切割板，以克服现有超轻陶粒混凝土板制备过程中必须进行混凝土搅拌，容易引起泡沫轻珠上浮及陶粒破碎的问题。本发明通过混凝土荒料切割工艺制选造出尺寸精度较高、外观平整的板制品。
本发明的目的之二在于提供一种免搅拌超轻陶粒混凝土切割板，通过上述免搅拌超轻陶粒混凝土切割板的制备方法制备的免搅拌超轻陶粒混凝土切割板，具有导热系数小、阻燃率高、耐水性好、强度高等优点。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
一种免搅拌超轻陶粒混凝土切割板的制备方法，包括以下步骤：
制备水泥砂浆：按重量分计，取水泥50～100份、中细砂100～160份、掺合料30～100份以及水35～100份，混合均匀制得水泥砂浆，其中，所述掺合料为粉煤灰、石粉和抛光渣粉中的至少一种；
颗粒填充：按体积份计，取超轻陶粒80～150份和EPS泡沫轻珠10～30份，将超轻陶粒及EPS泡沫轻珠均匀填充满混凝土金属模具，其中，超轻陶粒与EPS泡沫轻珠间隔性分层铺设；
粘接成混凝土荒料：按体积份计，取水泥砂浆15～45份泵入混凝土金属模具中，水泥砂浆灌注超轻陶粒及EPS泡沫轻珠之间的空隙，自然凝固成免搅拌超轻陶粒混凝土荒料；
切割成混凝土板：按设计尺寸，将混凝土荒料切割成建筑用混凝土板。
进一步地，制备水泥砂浆步骤中，所述水泥为100份42.5硅酸盐水泥，所述中细砂为100份，所述掺合料为100份，所述水为65份；
其中，所述掺合料为30份粉煤灰、30份石粉和40份抛光渣粉组成混合物。
进一步地，所述超轻陶粒为粉煤灰陶粒、生物污泥陶粒、河涌淤泥陶粒和市政污泥陶粒的至少一种。
进一步地，水泥砂浆中还包括聚羧酸减水剂0.5～1份、引气剂0.1～0.5份、改性剂有机硅可再生分散乳胶0.01～0.06份。
进一步地，所述引气剂为改性松香树脂和烷基苯磺酸盐中的至少一种，所述减水剂为聚羧酸系减水剂，所述改性剂为有机硅可再生分散乳胶。
进一步地，颗粒填充步骤中，按体积份计，所述超轻陶粒为100份，所述EPS泡沫轻珠为20份；
所述超轻陶粒及EPS泡沫轻珠填充至装满混凝土金属模具。
进一步地，所述超轻陶粒的密度为300～500kg/m3，筒压强度为0.5～2.5MPa，粒经为10～50mm，孔洞率为30～48％。
进一步地，所述超轻陶粒的密度为350～450kg/m3，筒压强度为1.5～2.5MPa，孔洞率为35～44％。
进一步地，所述EPS泡沫轻珠的堆积密度为4～7kg/m3、粒径为2～5mm、导热系数小于0.004W/m.K。
进一步地，粘接成混凝土荒料步骤中，所述水泥砂浆为35～40份，所述泵压为0.8～1.6Mpa；
所述混凝土金属模具为上部设有金属压网，底部设有进料管，所述进料管从混凝土金属模具的底部插入，所述水泥砂浆从进料管泵入混凝土金属模具中。
本发明的目的之二采用如下技术方案实现：
一种免搅拌超轻陶粒混凝土切割板，根据上述任一项所述的免搅拌超轻陶粒混凝土切割板的制备方法制得。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
(1)本发明一种免搅拌超轻陶粒混凝土切割板的制备方法，制备免搅拌超轻陶粒混凝土切割板过程中免搅拌步骤，不会引起EPS泡沫轻珠上浮及超轻陶粒的破碎，同时免去搅拌工序，节省机械设备投资、场地、省时、省工，降低成本，提高生产效率。本发明通过制备水泥砂浆粘接超轻陶粒和EPS泡沫轻珠，超轻陶粒与EPS泡沫轻珠间隔性分层铺设到混凝土金属模具中，再通过水泥砂浆灌注超轻陶粒及EPS泡沫轻珠之间的空隙，充分粘接超轻陶粒和EPS泡沫轻珠，实现超轻陶粒、EPS泡沫轻珠和水泥砂浆的均匀分布和充分粘接，提升免搅拌超轻陶粒混凝土切割板的综合性能。
(2)本发明一种免搅拌超轻陶粒混凝土切割板，通过超轻陶粒和EPS泡沫轻珠分层均匀分布，再通过水泥砂浆灌注过超轻陶粒和EPS泡沫轻珠之间的空隙，实现水泥砂浆与超轻陶粒和EPS泡沫轻珠之间的均匀、充分粘接，制备的免搅拌超轻陶粒混凝土切割板具有导热系数小、阻燃率高、耐水性好、强度高、密度小等优点。
附图说明
图1为混凝土金属模具的纵切示意图；
图中：1、顶板；2、底板；3、侧板；4、进料管；进料口41；5、出浆孔。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
如图1所示，为本发明一种免搅拌超轻陶粒混凝土切割板的制备方法中所用到的混凝土金属模具。该混凝土金属磨具包括可拆卸的顶板1(实质为金属压网，能够阻挡超轻陶粒和EPS泡沫轻珠通过)、底板2、侧板3、进料管4、进料口41和出浆孔5。使用该混凝土金属模具制作免搅拌超轻陶粒混凝土切割板时，可以先将底板2、侧板3、进料口41按照图1组装好，将进料管4与进料口41套接在一起，然后从混凝土金属磨具的顶部开口处向混凝土金属模具中平铺超轻陶粒和EPS泡沫轻珠，由于超轻陶粒和EPS泡沫轻珠的粒径不一样，可以先平铺一层EPS泡沫轻珠，再平铺一层超轻陶粒，确保超轻陶粒占据EPS泡沫轻珠之间的空隙，如此往复平铺多层EPS泡沫轻珠和超轻陶粒，直至超轻陶粒或者EPS泡沫轻珠与混凝土金属模具的顶部开口平齐，盖上顶板1。通过高压泵将水泥砂浆从混凝土金属磨具的底部泵入混凝土金属磨具中，水泥砂浆泵入过程中，超轻陶粒及EPS泡沫轻珠会向上浮起，由于水泥砂浆从混凝土金属模具的底部往顶部流动，具有压实超轻陶粒及EPS泡沫轻珠的作用，确保超轻陶粒及EPS泡沫轻珠的层级结构不变以及空间分布的均匀性，同时，借助于泵的压力作用，确保水泥砂浆与超轻陶粒及EPS泡沫轻珠充分粘接，确保制备的免搅拌超轻陶粒混凝土切割板的强度和耐久性。在其它混凝土金属模具中，进料管4以及进料口41可以有多根，多根进料管4以及进料口41均匀分布于混凝土金属模具的底部，可以加速水泥砂浆的灌注进度，同时也能确保水泥砂浆在超轻陶粒及EPS泡沫轻珠之间均匀分布。
水泥砂浆灌注结束后，当制备多孔混凝土板时，可以打开底板2上的出浆孔5，未充分凝固或者多余的水泥砂浆可以从出浆孔5渗出，此时清除出浆孔5外的水泥砂浆以及顶板1外侧的水泥砂浆，自然凝固24～48h，制得本发明免搅拌超轻陶粒混凝土切割板荒料。此时拆除混凝土金属模具并对免搅拌超轻陶粒混凝土切割板荒料进行后续的脱模养护和切割工序。
以下将通过实施例1-8具体说明本发明一种免搅拌超轻陶粒混凝土切割板的制备方法。实施例1-8对应的制备方法均包括制备水泥砂浆步骤、颗粒填充步骤、粘接成混凝土荒料步骤以及切割成混凝土板步骤，各个步骤中对应的具体工艺参数参见表1。
制备水泥砂浆步骤：取水泥、细砂、掺合料、外加剂以及水，细砂为中细砂，搅拌混合均匀制得水泥砂浆。其中，水泥为425普通硅酸盐水泥。掺合料包括粉煤灰、石粉和抛光渣粉中的至少一种。外加剂包括引气剂(改性松香树脂、烷基苯磺酸盐)、减水剂(聚羧酸减水剂、二乙基丁二酸磺酸钠)、以及改性剂有机硅(甲基硅醇)和可再生分散乳胶，各组分的具体组分名称及其含量参见表1。
表1水泥砂浆的组分及组分含量
颗粒填充步骤：按照表2中的组分含量取超轻陶粒和EPS泡沫轻珠，将超轻陶粒及EPS泡沫轻珠填充混凝土金属模具(填充方法参见上述混凝土金属模具的使用方法)，超轻陶粒与EPS泡沫轻珠间隔性分层铺设。超轻陶粒包括粉煤灰陶粒、粘土陶粒、生物污泥陶粒和页岩陶泥中的至少一种。其中，生物污泥陶粒和EPS轻珠按照体积量取。
表2超轻陶粒及EPS泡沫轻珠用量
其中，上述生物污泥陶粒来源于广东省江门陶粒厂。生物污泥陶粒的密度、筒压强度、孔洞率及粒径参数参见表3。
表3生物污泥陶粒的参数
| 参数 | 生物污泥陶粒(kg) |
| 密度(kg/m3) | 315.4～481.5 |
| 筒压强度(MPa) | 0.5～1.5 |
| 孔洞率(％) | 28～43 |
| 粒径(mm) | 10～50 |
同时，上述采用的EPS泡沫轻珠的堆积密度均为4～7kg/m3、粒径均为2～5mm、导热系数均小于0.004W/m.K。
粘接成荒料步骤：称取第一步制备的水泥砂浆并泵入混凝土金属模具中，如图1所示，混凝土金属模具的底部设有进料管4，进料管4与外部的水泥砂浆泵连接，进料管4从混凝土金属模具的底部插入，水泥砂浆从进料管4泵入混凝土金属模具中，至金属模具顶部水平面。由此水泥砂浆灌注超轻陶粒及EPS泡沫轻珠之间的空隙。水泥砂浆灌注完成后(当生产多孔混凝土时)，设置不同长短的静置时间，然后打开混凝土金属模具的底部还设有可开合出浆孔5，清除由出浆孔5以及顶板1上渗出的水泥浆(形成多孔混凝土)。最后，自然凝固成免搅拌超轻陶粒混凝土切割板荒料，再进行切割工艺。实施例1-8在粘接成荒料步骤所采用的工艺参数如表4所示。
表4粘接成板步骤所采用的工艺参数
通过上述制备方法，制备得到实施例1-8的免搅拌超轻陶粒混凝土切割板。对实施例1-8的免搅拌超轻陶粒混凝土切割板进行强度等级、密度等级、防火等级、导热等级、吸水率等性能进行评估。
按照GB/T 15229-2011，对实施例1-8制备的免搅拌超轻陶粒混凝土切割板进行强度等级、密度等级范围、吸水率评估，评估结果见表5。
表5强度等级、密度等级、吸水率评估结果
由上述表5结果可知，实施例1-8制备的免搅拌超轻陶粒混凝土切割板的密度等级范围均分布于400～700kg/m3，其中，实施例4中的免搅拌超轻陶粒混凝土切割板的密度等级范围既均一且密度小。实施例1-8制备的免搅拌超轻陶粒混凝土切割板的强度等级均达到MU3.5以上，其中实施例8中的免搅拌超轻陶粒混凝土切割板的强度等级达到MU7.5。实施例1-8制备的免搅拌超轻陶粒混凝土切割板的吸水率均小于18％(加入了有机硅可分散胶乳减少吸水率)，符合国标要求，其中，实施例4、8中的免搅拌超轻陶粒混凝土切割板的吸水率为12％。
按照GB 8624-2012对实施例1-8制备的免搅拌超轻陶粒混凝土切割板进行防火等级评估，评估结果见表6。参照GB 50411-2014对实施例1-8制备的免搅拌超轻陶粒混凝土切割板进行导热系数检测，检测结果见表6。
表6防火等级、导热系数评估结果
由上述表6结果可知，实施例1-8制备的免搅拌超轻陶粒混凝土切割板的导热系数均小于0.160W/m.k，符合国标要求，其中，实施例4中的免搅拌超轻陶粒混凝土切割板的导热系数为0.125W/m.k。实施例1-8制备的免搅拌超轻陶粒混凝土切割板的燃烧性能均为A1级不燃，符合国标要求。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (9)
1.一种免搅拌超轻陶粒混凝土切割板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
制备水泥砂浆：按重量份计，取水泥为50～100份、中细砂100～160份、掺合料30～100份以及水35～100份，混合均匀制得水泥砂浆，其中，所述掺合料为粉煤灰、石粉和抛光渣粉中的至少一种；
颗粒填充：按体积份计，取超轻陶粒80～150份和EPS泡沫轻珠10～30份，将超轻陶粒及EPS泡沫轻珠均匀填充满混凝土金属模具，其中，超轻陶粒与EPS泡沫轻珠间隔性分层铺设；
粘接成混凝土荒料：按体积份计，取水泥砂浆15～45份泵入混凝土金属模具中，水泥砂浆灌注在超轻陶粒及EPS泡沫轻珠之间的空隙，自然凝固成免搅拌超轻陶粒混凝土荒料；
切割成混凝土板：按设计尺寸，将混凝土荒料切割成建筑用混凝土板。
2.如权利要求1所述的免搅拌超轻陶粒混凝土切割板的制备方法，其特征在于，制备水泥砂浆步骤中，所述水泥为100份425硅酸盐水泥，所述中细砂为100份，所述掺合料为100份，所述水为65份；
其中，所述掺合料为30份粉煤灰、30份石粉和40份抛光渣粉组成混合物。
3.如权利要求2所述的免搅拌超轻陶粒混凝土切割板的制备方法，其特征在于，水泥砂浆中还包括聚羧酸减水剂0.5～1份、引气剂0.1～0.5份、改性剂有机硅可再生分散乳胶0.01～0.06份。
4.如权利要求1所述的免搅拌超轻陶粒混凝土切割板的制备方法，其特征在于，颗粒填充步骤中，按体积份计，所述超轻陶粒为100份，所述EPS泡沫轻珠为20份；
所述超轻陶粒及EPS泡沫轻珠填充至装满混凝土金属模具。
5.如权利要求4所述的免搅拌超轻陶粒混凝土切割板的制备方法，其特征在于，所述超轻陶粒的密度为300～500kg/m3，筒压强度为0.5～2.5MPa，粒经为10～50mm，孔洞率为30～48％。
6.如权利要求5所述的免搅拌超轻陶粒混凝土切割板的制备方法，其特征在于，所述超轻陶粒的密度为350～450kg/m3，筒压强度为1.5～2.5MPa，孔洞率为35～44％。
7.如权利要求4所述的免搅拌超轻陶粒混凝土切割板的制备方法，其特征在于，所述EPS泡沫轻珠的堆积密度为4～7kg/m3、粒径为2～5mm、导热系数小于0.004W/m.K。
8.如权利要求1所述的免搅拌超轻陶粒混凝土切割板的制备方法，其特征在于，粘接成混凝土荒料的步骤中，水泥砂浆为35～40份，所述泵压为0.8～1.6Mpa；
所述混凝土金属模具，上部设有金属压网，底部设有进料管，所述进料管从混凝土金属模具的底部插入，所述水泥砂浆从进料管泵入混凝土金属模具中。
9.一种免搅拌超轻陶粒混凝土切割板，其特征在于，根据权利要求1-8任一项所述的免搅拌超轻陶粒混凝土切割板的制备方法制得。
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