CN108951949B - 一种装配式建筑复合内隔墙板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种装配式建筑复合内隔墙板及其制备方法，所述复合内隔墙板为三明治构造，外层为发泡混凝土，中间层为保温板，外层发泡混凝土将中间层保温板全部包覆，在距离外层发泡混凝土的上表面和下表面5mm处的发泡混凝土层内部设有一层网格布。本发明的装配式建筑复合内隔墙板结构更坚固，具有更高的强度和更好的抗裂效果，具有更小的密度，并充分利用了废弃资源。
Description
技术领域
本发明涉及一种建筑材料，特别是一种建筑复合内隔墙板及其制备方法。
背景技术
目前我国大力发展装配式建筑，装配式建筑主体结构技术相对成熟，但围护结构用部品部件及技术相对滞后，装配式建筑维护结构用的板材材料缺乏，解决围护结构用材料是目前装配式建筑发展过程中非常重要的一环。装配式建筑维护结构用的内隔墙板要满足轻质、隔音、防水、耐火等要求，但目前内隔墙板种类单一。
同时，我国建筑材料正朝着环保节约型、资源综合利用型发展，充分利用废弃资源开发新型建筑材料是一个大的发展方向。发泡混凝土是一种利废、环保、节能、价格低、性能好的新型保温隔热材料，它和加气混凝土相比，可自然养护硬化，一般不需蒸压，没有加气混凝土蒸压的能耗和庞大的设备投资，生产简单，投资小，并且发泡混凝土能在厂内生产成各种各样的制品，还能现场施工，直接现浇成屋面、地面和墙体，发泡混凝土制品的品种多。现有板材中采用发泡混凝土来做轻质板材的较少，主要是因为目前大多数做发泡混凝土的厂家集中在保温板领域，强度较低；另外，目前的蒸压加气混凝土板，生产工艺复杂，需要采用蒸压方式，耗能高，同时收缩大，防水能力低；搅拌站废渣、尾矿砂等固体废弃物综合利用附加值低，应用方式单一。
目前的板材中采用发泡混凝土来做轻质板材的较少，主要是因为目前大多数做发泡混凝土的厂家集中在保温板领域，强度较低，此外，能满足强度的条件下，密度不容乐观，另外，部分能满足性能要求的产品，生产工艺复杂，需要采用蒸压方式，耗能高。
因此，有必要解决装配式建筑维护结构用板材市场空缺的问题，提供一种轻质、保温、隔音、耐火等优质性能的隔墙板；并充分利用搅拌站废渣、尾矿砂固体废弃物，保护环境，利用资源，提升发泡混凝土的性能，做到轻质高强，满足维护结构用板材强度和密度的平衡问题，同时使产品生产方式简单节能。
发明内容
本发明的目的是克服上述技术问题，提供一种建筑复合内隔墙板及其制备方法。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的。
一种复合内隔墙板，其特征在于，该复合内隔墙为三明治构造，外层为发泡混凝土，中间层为保温板，外层发泡混凝土将中间层保温板全部包覆，在距离外层发泡混凝土的上表面和下表面5mm处的发泡混凝土层内部分别设有一层网格布。
进一步地，根据所述的复合内隔墙板，其特征在于，在内隔墙板宽度方向上，所述保温板离外层发泡混凝土端部外表面的距离为10-20cm。
进一步地，根据所述的复合内隔墙板，其特征在于，所述网格布的网孔为5mm-10mm。
进一步地，根据所述的复合内隔墙板，其特征在于，所述保温板的下表面具有n个凹槽，保温板上表面具有n+1的凹槽，其中n为大于等于1的自然数，凹槽在保温板上表面及下表面上均匀分布。所述凹槽的横截面可为矩形、梯形或其他形状。
进一步地，根据所述的复合内隔墙板，其特征在于，所述保温板的下表面具有1个凹槽，位于保温板下表面的中间位置；保温板上表面具有2个凹槽，位于基于上表面凹槽两侧相对称的位置，优选2个凹槽距离保温板端部距离为10cm。
进一步地，根据所述的复合内隔墙板，其特征在于，所述凹槽深度为1-2cm。
进一步地，根据所述的复合内隔墙板，其特征在于，所述复合内隔墙板在长度方向上的两个端面，第一端面上具有贯穿整个长度方向的凸起结构，第二端面上贯穿整个长度方向上的凹槽结构，所述凸起和凹槽为可以相互形成榫卯配合。
进一步地，根据权利要求1-7任一所述的复合内隔墙板，其特征在于，所述外层发泡混凝土包括：硅酸盐水泥40-50％、废弃资源掺合料20-30％、水18-27％，以及减水剂、憎水剂、发泡剂、稳泡剂，该发泡混凝土由原料配制混合、搅拌而成，其中，所述废弃资源掺合料为选自粉煤灰、搅拌站废渣粉和尾矿砂中的任意两种或两种以上的组合。
进一步地，本发明还提供一种用于制备根据权利要求1-7任一所述的复合内隔墙板的制备方法，包括：
步骤1、制备发泡混凝土，该发泡混凝土包括：硅酸盐水泥40-50％、废弃资源掺合料20-30％、水18-27％，以及减水剂、憎水剂、发泡剂、稳泡剂，其中，所述废弃资源掺合料为选自粉煤灰、搅拌站废渣粉和尾矿砂中的任意两种或两种以上的组合；
步骤2、安装模具，按照预定位置固定网格布和保温板；
步骤3、将所述发泡混凝土浇筑到模具内，12-24小时后拆模；
步骤4、拆模后养护，可采取自然养护，或者蒸汽养护加自然养护的方式。
进一步地，本发明还提供另一种用于制备所述的复合内隔墙板的制备方法，包括：
步骤1、制备发泡混凝土，该发泡混凝土包括：硅酸盐水泥40-50％、废弃资源掺合料20-30％、水18-27％，以及减水剂、憎水剂、发泡剂、稳泡剂，其中，所述废弃资源掺合料为选自粉煤灰、搅拌站废渣粉和尾矿砂中的任意两种或两种以上的组合；
步骤2、安装模具；
步骤3、逐层浇筑，先浇筑5mm的所述发泡混凝土，铺上一层网格布，继续浇筑发泡混凝土至应放置中心保温板的位置，放置中心保温板，继续浇筑发泡混凝土至距离模具表面5mm处，再铺一层网格布，然后浇筑发泡混凝土至填满模具；
步骤4、拆模后养护，可采取自然养护，或者蒸汽养护加自然养护的方式。
对于所述的发泡混凝土，其中，所述搅拌站废渣是指混凝土搅拌站产出的废料，经固液分离剩下的固体废料，搅拌站废渣的主要成为分为未水化的水泥颗粒、掺合料颗粒，以及部分水化和完全水化的水泥颗粒。所述搅拌站废渣粉是将搅拌站废渣经过烘干、粉磨处理得到的。所述尾矿砂是指选矿厂在特定的经济技术条件下,将矿石磨细,选取有用成分后排放的废弃物，如铜尾矿、铁尾矿等。其中，所述减水剂为本领域技术人员所知晓的任意减水剂，如木质素磺酸盐减水剂、萘磺酸盐减水剂、密胺系减水剂等；所述憎水剂为本领域技术人员所知晓的任意憎水剂，如石蜡、金属络盐、有机硅树脂、脂肪酸衍生物等；所述稳泡剂为本领域技术人员所知晓的任意稳泡剂，如聚丙烯酰胺、聚乙烯醇等大分子物质稳泡剂，硅树脂聚醚乳液类稳泡剂，烷基醇酰胺等非离子表面活性剂等；所述发泡剂为本领域技术人员所知晓的任意发泡混凝土发泡剂，如松香树脂类发泡剂、合成表面活性剂类发泡剂、蛋白质类发泡剂等。
进一步地，根据所述的发泡混凝土，其特征在于，该发泡混凝土包括以下重量配比的原料：硅酸盐水泥40-50％、废弃资源掺合料20-30％、减水剂0.07-0.59％、憎水剂0.05-0.17％、发泡剂1.71-2.52％、稳泡剂0.2-0.56％和水18-27％，该发泡混凝土由原料配制混合、搅拌而成，其中，所述废弃资源掺合料为选自粉煤灰、搅拌站废渣粉和尾矿砂中的任意两种或两种以上的组合
进一步地，根据所述的发泡混凝土，所述废弃资源掺合料优选包括搅拌站废渣粉和尾矿砂。其中，搅拌站废渣粉和尾矿砂可以任意比例混合，优选搅拌站废渣粉和尾矿砂的质量比为11:6。
进一步地，根据所述的发泡混凝土，所述废弃资源掺合料优选包括粉煤灰、搅拌站废渣粉和尾矿砂。其中，粉煤灰、搅拌站废渣粉和尾矿砂可以任意比例混合，优选粉煤灰和搅拌站废渣粉质量占比70％以上。
进一步地，根据所述的发泡混凝土，该发泡混凝土原料还包括重量配比为5-5.9％的快硬硫铝酸盐水泥。
进一步地，根据所述的发泡混凝土，其中，所述搅拌站废渣粉经过烘干、粉磨预处理后作为原料使用。
进一步地，根据所述的发泡混凝土，其中，所述尾矿砂经过过筛处理，控制粒径在2mm以下。所述尾矿砂可以是铁尾矿砂、铜尾矿砂、铅锌尾矿砂等，优选为铁尾矿砂。尾矿砂粒径通过对尾矿砂过筛进行控制，优选将尾矿砂经过1.18mm筛的过筛处理，即控制尾矿砂粒径在1.18mm以下。
进一步地，根据所述的发泡混凝土，其中，所述发泡剂优选包括纯度为60-90％的茶皂素以及选自十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠中的至少一种；所述稳泡剂优选为硬脂酸钙。其中，茶皂素、以及选自十二烷基苯磺酸钠或十二烷基磺酸钠中的至少一种可以任意比例混合，采用该发泡剂相比采用其他发泡剂制得的发泡混凝土具有更好的性能抗压强度及干密度等性能，更优选茶皂素与十二烷基苯磺酸钠的质量比为3:1，采用该比例的发泡剂制备得到的发泡混凝土性能最好。
本发明还提供一种用于制备所述发泡混凝土的制备方法，所述方法包括：
步骤1、将发泡混凝土原料主材按剂量加入搅拌机中进行预混，搅拌约30-60s混合均匀，形成主材混合体，所述原料主材包括硅酸盐水泥、废弃资源掺合料，进一步还可以包括快硬硫铝酸盐水泥；
步骤2、将减水剂、憎水剂、水按剂量进行预混，搅拌约1min混合均匀，形成液剂混合体；
步骤3、步骤2制得的所述液剂混合体加入步骤1制得的所述主材混合体中，在搅拌机中搅拌得水泥浆体；
步骤4、将按剂量称取的发泡剂进行稀释得到发泡剂稀释液，加入稳泡剂，然后放入发泡机中发泡得泡沫液；
步骤5、将步骤4制得的所述泡沫液加入步骤(3)制得的所述水泥浆体中，在搅拌机中继续搅拌1.5-2.5min，混合均匀后为最终的发泡混凝土浆料。
进一步地，根据所述的发泡混凝土的制备方法，其中，在步骤4中控制泡沫的密度为40-55g/L。具体地，可以通过发泡机的通液速度来控制泡沫的密度。
所述的发泡混凝土相比现有发泡混凝土利用的充分利用了废弃资源粉煤灰、搅拌站废浆和尾矿砂，且该发泡混凝土具有较高强度和较低密度，适宜用在装配式建筑墙板中。
本发明的复合内隔板采用所述结构使其具有更好的强度和结构性能，采用所述发泡混凝土使其具有轻质、保温、隔音、耐火、强度高等优质性能，本发明的复合内墙隔板满足维护结构用板材强度和密度的平衡问题；生产方式简单节能，且充分利用搅拌站废渣粉、尾矿砂固体废弃物，保护环境，利用资源。
附图说明
图1示出了本发明一种具体实施方式的复合内隔墙板结构沿宽度方向上的横截面示意图；
图2示出了本发明一种具体实施方式的复合内隔墙板的制备流程图；
图3示出了本发明另一种具体实施方式的复合内隔墙板的制备流程图；
图4示出了本发明一种具体实施方式的包括发泡混凝土制备步骤的复合内隔墙板的制备流程图。
其中，附图1中的附图标记分别代表：
1-发泡混凝土层，2-保温板，3-网格布，4-凹槽，5-发泡混凝土层端面。
具体实施方式
为了使得本发明的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本发明的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是本发明的全部实施例，应理解，本发明不受这里描述的示例实施例的限制。基于本文所描述的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本发明的保护范围之内。在本说明书和附图中，将采用相同的附图标记表示大体上相同的元素和功能，且将省略对这些元素和功能的重复性说明。此外，为了清楚和简洁，可以省略对于本领域所熟知的功能和构造的说明。
结合附图1所示，本发明的一种具体实施方式的复合内隔墙板，该复合内隔墙板具有类似三明治结构的构造，外层为发泡混凝土层1，中间层为保温板2，外层发泡混凝土将中间层保温板的上表面、下表面及侧面全部包住，在距离外层发泡混凝土的上表面和下表面5mm处的发泡混凝土层内部分别设有一层网格布3。保温板的规格可根据GB/T10801.1、GB/T10801.2、GB/T11835等相关标准设置，外层发泡混凝土规格可根据JG/T266标准中密度等级为A07，强度等级为C5的标准来设置。在内隔墙板宽度方向上，所述保温板离外层发泡混凝土层端面5的距离为10-20cm。所述网格布的网孔为5mm-10mm，可以有效防止板表面产生裂缝。其中，所述保温板的下表面具有1个凹槽4，位于保温板下表面的中间位置；保温板上表面具有2个凹槽4，位于基于上表面凹槽两侧相对称的位置，优选离保温板端部距离为10cm，所述凹槽深度均为1-2cm，设置凹槽增加了保温板与泡沫混凝土的机械咬合力，整体性增强，提高了抗弯承载力。所述复合内隔墙板在长度方向上的两个端面，第一端面上具有贯穿整个长度方向的凸起结构，第二端面上贯穿整个长度方向上的凹槽结构，所述凸起和凹槽为可以相互形成榫卯配合。其中，所述外层发泡混凝土包括：硅酸盐水泥40-50％、废弃资源掺合料20-30％、水18-27％，以及减水剂、憎水剂、发泡剂、稳泡剂，该发泡混凝土由原料配制混合、搅拌而成，其中，所述废弃资源掺合料为选自粉煤灰、搅拌站废渣粉和尾矿砂中的任意两种或两种以上的组合发泡混凝土。使用所述发泡混凝土，综合利用了固体废弃物，解决了环境污染治理问题，并且能满足强度和密度条件要求，保证了产品性能。
结合附图2所示，本发明的一种具体实施方式的复合内隔墙板的制备方法，具体包括：
步骤1、制备发泡混凝土，该发泡混凝土包括：硅酸盐水泥40-50％、废弃资源掺合料20-30％、水18-27％，以及减水剂、憎水剂、发泡剂、稳泡剂，其中，所述废弃资源掺合料为选自粉煤灰、搅拌站废渣粉和尾矿砂中的任意两种或两种以上的组合；
步骤2、安装模具，按照预定位置固定网格布和保温板，其中所述模具根据设计方案制成，模具内部空间使得浇筑成型的复合内墙板具有如上所述的外部结构；将保温板固定于模具中心位置，通过在模具侧面穿入塑料锚栓将保温板的位置固定；在距离模具内部的上表面和下表面5mm处分别固定所述网格布，在网格布上粘贴一定数量的厚度为5mm、长宽分别为10mm的塑料小垫片进行位置固定；
步骤3、将所述制备得到的发泡混凝土浇筑到模具内，12-24小时后拆模；
步骤4、养护，根据需要可采取自然养护和快速蒸汽养护的方式，其中自然养护的方式为：将拆完摸的试件放入自然环境中覆膜养护到28天，快速蒸汽养护的方式为：将拆完摸的试件放入温度为60-80℃的蒸汽环境中养护12小时以上。
结合附图3所示，另一种用于制备本发明的复合内隔墙板的具体制备方法，包括：
步骤1、制备发泡混凝土，该发泡混凝土包括：硅酸盐水泥40-50％、废弃资源掺合料20-30％、水18-27％，以及减水剂、憎水剂、发泡剂、稳泡剂，其中，所述废弃资源掺合料为选自粉煤灰、搅拌站废渣粉和尾矿砂中的任意两种或两种以上的组合；
步骤2、安装模具，其中所述模具根据设计方案制成，模具内部空间使得浇筑成型的复合内墙板具有如上所述的外部结构；
步骤3、逐层浇筑，安装模具，逐层浇筑发泡混凝土并放置网格布和保温板，具体为先浇筑5mm的所述发泡混凝土，铺上一层网格布，继续浇筑发泡混凝土至应放置中心保温板的位置，放置中心保温板，继续浇筑发泡混凝土至距离模具表面5mm处，再铺一层网格布，然后浇筑发泡混凝土至填满模具，12-24小时后拆模；
步骤4、拆模后养护，可采取自然养护，或者蒸汽养护加自然养护的方式。
结合附图4所示，本发明的一种具体实施方式的复合内隔墙板的制备方法，具体包括，上述结合附图2所示的制备步骤，其中，制备所述发泡混凝土的步骤包括：
步骤1、将发泡混凝土原料主材按剂量加入搅拌机中进行预混，搅拌约30-60s混合均匀，形成主材混合体，所述原料主材包括硅酸盐水泥、废弃资源掺合料，进一步还可以包括快硬硫铝酸盐水泥；
步骤2、将减水剂、憎水剂、水按剂量进行预混，搅拌约1min混合均匀，形成液剂混合体；
步骤3、步骤2制得的所述液剂混合体加入步骤1制得的所述主材混合体中，在搅拌机中搅拌得水泥浆体；
步骤4、将按剂量称取的发泡剂进行稀释得到发泡剂稀释液，加入稳泡剂，然后放入发泡机中发泡得泡沫液；
步骤5、将步骤4制得的所述泡沫液加入步骤(3)制得的所述水泥浆体中，在搅拌机中继续搅拌1.5-2.5min，混合均匀后为最终的发泡混凝土浆料。
进一步地，根据所述的发泡混凝土的制备方法，其中，在步骤4中控制泡沫的密度为40-55g/L。具体地，可以通过发泡机的通液速度来控制泡沫的密度。
本发明采用所述的发泡混凝土制成所述的复合内隔墙板，并对其抗压强度、面密度和抗冲击性能进行了测试。其中，抗压强度的检测方法为：根据JGJ 169-2016的方法，采用压力试验机进行实验。面密度的检测方法为根据JGJ 169-2016中的方法，将试样在干燥箱中烘干至恒重。抗冲击性能的测试方法为根据JGJ 169-2016中的方法进行实验，用30kg的砂袋冲击板面。
表1列出了本发明所述发泡混凝土的部分样品的原料配比表，其中各原料换算成质量百分比表示。表2列出了对应采用表1中所列发泡混凝土的复合内隔墙板的性质检测结果。表3列出了3种实心内隔墙板的性质检测结果。数据显示，本发明的复合内隔墙板相比实心内隔墙板具有更小的面密度和更强的抗冲击性能。
表1发泡混凝土原料配比表(单位：质量百分比)
表2本发明复合内隔墙板性质检测数据
| 编号 | 抗压强度MPa | 面密度(100mm厚)kg/m3 | 抗冲击性能/次 |
| F1 | 5.8 | 37 | ≥10 |
| F2 | 6.3 | 40 | ≥10 |
| F3 | 5.1 | 36 | ≥10 |
表3实心内隔墙板性质检测数据
| 编号 | 抗压强度MPa | 面密度(90mm厚)kg/m3 | 抗冲击性能/次 |
| S1 | 5.8 | 65 | ≥10 |
| S2 | 6.3 | 68 | ≥10 |
| S3 | 5.1 | 62 | ≥10 |
本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本发明的范围内。
Claims (9)
1.一种复合内隔墙板，其特征在于，该复合内隔墙板为三明治构造，外层为发泡混凝土，中间层为保温板，外层发泡混凝土将中间层保温板全部包覆，在距离外层发泡混凝土的上表面和下表面5mm处的发泡混凝土层内部分别设有一层网格布；所述外层发泡混凝土包括：硅酸盐水泥40-50%、废弃资源掺合料20-30%、水18-27%，以及减水剂0.07-0.59%、憎水剂0.05-0.17%、发泡剂1.71-2.52%、稳泡剂0.2-0.56%，该发泡混凝土由原料配制混合、搅拌而成；所述发泡剂包括纯度为60-90％的茶皂素和十二烷基苯磺酸钠，茶皂素与十二烷基苯磺酸钠的质量比为3:1；所述稳泡剂为硬脂酸钙；所述废弃资源掺合料包括粉煤灰、搅拌站废渣粉和尾矿砂，其中粉煤灰和搅拌站废渣粉占比70%以上；发泡混凝土原料还包括重量配比为5-5.9%的快硬硫铝酸盐水泥；所述尾矿砂经过过筛处理，控制粒径在2mm以下。
2.根据权利要求1所述的复合内隔墙板，其特征在于，在内隔墙板宽度方向上，所述保温板离外层发泡混凝土端部外表面的距离为10-20cm。
3.根据权利要求1所述的复合内隔墙板，其特征在于，所述网格布的网孔为5mm-10mm。
4.根据权利要求1所述的复合内隔墙板，其特征在于，所述保温板的上下表面上，其中一个表面具有n个凹槽，另一个表面具有n+1的凹槽，其中n为大于等于1的自然数，凹槽在保温板上表面及下表面上均匀分布。
5.根据权利要求4所述的复合内隔墙板，其特征在于，所述保温板的上下表面上，其中一个表面具有1个凹槽，位于保温板下表面的中间位置，另一个表面具有2个凹槽，位于基于上表面两侧相对称的位置。
6.根据权利要求4或5所述的复合内隔墙板，其特征在于，所述凹槽深度为1-2cm。
7.根据权利要求1-5任一所述的复合内隔墙板，其特征在于，所述复合内隔墙板在长度方向上的两个端面，第一端面上具有贯穿整个长度方向的凸起结构，第二端面上贯穿整个长度方向上的凹槽结构，所述凸起和凹槽为相互形成榫卯配合。
8.用于制备根据权利要求1-7任一所述的复合内隔墙板的制备方法，包括：步骤1、制备发泡混凝土，该发泡混凝土包括：硅酸盐水泥40-50％、废弃资源掺合料20-30％、水18-27％，以及减水剂、憎水剂、发泡剂、稳泡剂；
步骤2、安装模具，按照预定位置固定网格布和保温板；
步骤3、将所述发泡混凝土浇筑到模具内；
步骤4、拆模后养护。
9.用于制备根据权利要求1-7任一所述的复合内隔墙板的制备方法，包括：步骤1、制备发泡混凝土，该发泡混凝土包括：硅酸盐水泥40-50％、废弃资源掺合料20-30％、水18-27％，以及减水剂、憎水剂、发泡剂、稳泡剂；
步骤2、安装模具；
步骤3、逐层浇筑，先浇筑5mm的所述发泡混凝土，铺上一层网格布，继续浇筑发泡混凝土至应放置中心保温板的位置，放置中心保温板，继续浇筑发泡混凝土至距离模具表面5mm处，再铺一层网格布，然后浇筑发泡混凝土至填满模具；
步骤4、拆模后养护。
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