CN109435011A - 一种节能陶粒轻质墙板制备方法 - Google Patents

一种节能陶粒轻质墙板制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及墙板生产技术领域，具体公开了一种节能陶粒轻质墙板制备方法，包括如下步骤：S1、选取一块矩形保温墙芯，在保温墙芯上开设有若干呈V形的通孔，通孔包括两个开口端和一个连接端；在连接端处放置碳酸氢钠；在保温墙芯表面开设若干细槽；S2、选取一个模具，将保温墙芯竖立放入模具内，使保温墙芯的一侧边与模具底部接触；S3、在保温墙芯的两侧分别放入网架；S4、将填充成分包括水泥、拌合水、河砂、陶粒、减水剂、粉煤灰、纤维素、减水剂和早强剂的混凝土填充料混合后注入到模具中；S5、对混凝土填充料进行振捣；S6、待混凝土填充料凝固和硬化后脱模，脱模后制得所述节能陶粒轻质墙板。采用本发明的技术方案能使墙板具有较强的抗压能力。

Description

一种节能陶粒轻质墙板制备方法
技术领域
本发明涉及墙板生产技术领域，特别涉及一种节能陶粒轻质墙板制备方法。
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。传统隔墙材料会耗费大量不可再生资源并带来严重的污染问题，同时湿法作业施工使得劳动强度高，建筑成本大。于是，隔墙材料逐渐升级为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的轻质保温墙板。
但是这种轻质保温内墙板的保温性能一般，为此，出现了一种陶粒、水泥作为主要填充料材料的轻质隔墙板的制备方法，将陶粒作为粗集料填充到墙体芯材中以包覆墙体内部的保温墙芯；但是由于水泥在水化反应时会发热，同时体积收缩，容易在保温墙芯处产生裂缝，导致墙板抗压能力变差。
为此需要一种抗压能力较强的节能陶粒轻质墙板制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种节能陶粒轻质墙板制备方法，能使墙板具有较强的抗压能力。
为解决上述技术问题，本发明技术方案如下：
一种节能陶粒轻质墙板制备方法，包括如下步骤：
S1、选取一块矩形保温墙芯，在保温墙芯上开设有若干呈V形的通孔，通孔包括两个开口端和一个连接端；使两个开口端分别位于保温墙芯的两侧，连接端位于保温墙芯内部，在连接端处放置碳酸氢钠；在保温墙芯表面开设若干细槽
S2、选取一个矩形模具，将保温墙芯竖立放入模具内，使保温墙芯的一侧边与模具底部接触；
S3、在保温墙芯的两侧分别放入网架，网架包括若干平行于墙面层的竖向钢丝；
S4、将填充成分包括水泥、拌合水、河砂、陶粒、减水剂、粉煤灰、纤维素、减水剂和早强剂的混凝土填充料混合后注入到模具中；
S5、对混凝土填充料进行振捣；
S6、待混凝土填充料凝固和硬化后脱模，脱模后制得所述节能陶粒轻质墙板。
基础方案原理及有益效果如下：
1、在浇注混凝土后，由于混凝土的水化反应，使各种填充成分发生反应后紧密结合在一起，达到强度要求。理论上是越潮湿的地方，水化反应时间越长，混凝土的强度越高。在混凝土水化时，墙板外侧能够浇水，以使混凝土表面保持湿润；但是墙板内部无法浇水；又由于混凝土发生水化反应时其内部温度最高可达到60度，再加上保温墙芯导热性差；温度高加上无法浇水，使得混凝土与保温墙芯接触的部分容易因过高的温度产生裂缝，使墙板本体强度降低。步骤S1中，由于连接端内添加有碳酸氢钠，碳酸氢钠能受热分解，反应方程式为：吸收热量产生二氧化碳和水；吸收热量能使混凝土内部的温度降低，产生的水能够湿润混凝土，以增强水化反应，提高混凝土强度；使混凝土与保温墙芯紧密结合；碳酸氢钠受热分解产生的二氧化碳释放到流入通孔内的混凝土中，使通孔内混凝土内部产生一定的孔洞，由于碳酸氢钠反应后体积变小，由此产生的空隙同样使混凝土产生孔洞，孔洞的存在能提高通孔内混凝土的保温性能。
2、步骤S1中在保温墙芯上开设通孔,使保温墙芯两侧的混凝土更易相互流动,从而使混凝土浇筑更加密实，混凝土填充到通孔之中，起到支撑保温墙芯的作用，也提高了保温墙芯的抗压能力。
3、步骤S3中，用平行于墙面层的竖向钢丝代替目前墙板中采用的横向钢丝和纵向钢丝组成的钢丝网架,有效的增大了墙板内部空间,使混凝土能够顺利振捣，将混凝土内的空气排出，使浇注更密实，以增强墙板的强度，提高墙板抗压能力。由于振捣是在混凝土水化反应之前，通孔内碳酸氢钠此时未受热分解产生二氧化碳，不受振捣的影响。
4、步骤S1中，保温墙芯上开设细槽增大了保温墙芯与混凝土的接触面积，使混凝土与保温墙芯结合更紧密。
进一步，所述S4中，墙面层混凝土填充成分按重量配比为：水泥1份，河砂1.32份，陶粒1.25份，减水剂0.007份，拌合水0.3份，粉煤灰0.12份，矿渣0.08份，纤维素0.005份，早强剂0.001份；其中陶粒的粒径为5mm-15mm，堆积密度等级为750-850kg/m3，强度标号≥40MPa，吸水率≤8％；水泥为强度等级为42.5的硅酸盐水泥；河沙的细度模数为2.3-2.5；矿渣比表面积为379m2/kg。
加入了粉煤灰和矿渣后，增加了混凝土的粘稠度，使陶粒上浮不明显，墙板整体保温效果好。同时加入矿渣，使得墙板本体的抗压能力得到增强。
进一步，所述S1中，V形的通孔连接端处设有夹角，夹角角度为15°-30°。
在该范围内的夹角有助于存储碳酸氢钠，避免碳酸氢钠在搬运保温墙板时掉出；碳酸氢钠受热后分解产生水，由于通孔存在夹角，水会在夹角处聚集，吸收混凝土水化的热量，再蒸发成水蒸气，以湿润混凝土。碳酸氢钠分解后水直接流出相比，水蒸气能使湿润更均匀。
进一步，所述S1中，所述保温墙芯为挤塑板，保温墙芯的厚度为30mm。
与聚苯板(EPS)相比，挤塑板具有优质的憎水和防潮性，在浇筑时，不会吸入过量的拌合水。
进一步，所述S3中，放入竖向钢丝时，靠近墙面层边缘的相邻两个竖向钢丝的之间的间距为30mm，中间部位两个相邻的竖向钢丝之间的间距为200mm。
靠近墙面层边缘的相邻两个竖向钢丝之间的间距密，可以增强边缘的扛压能力，中间部位两个相邻的竖向钢丝之间的间距相对疏一些，方便振捣。
进一步，所述S4中，纤维素是通过将稻草秸秆、小麦秸秆或玉米秸秆粉碎烘干加工制成，纤维的长度为0.5～6mm，密度为200～300kg/m。
纤维素的纤维有助于吸收混凝土受冲击时的能量,并且由于纤维的阻裂效应,在混凝土受冲击载荷作用时，纤维可以阻止内部裂缝的迅速扩展，从而可以有效的增强墙板的抗冲击性和韧性。
进一步，所述S4中，所述减水剂为萘系高效减水剂，成分为β基萘磺酸盐甲醛缩合物。
加入减水剂后对水泥颗粒有分散作用，能改善其工作性，减少单位用水量，改善混凝土的流动性；或减少单位水泥用量，节约水泥。
进一步，所述S4中，早强剂为无水氯化钙、三乙醇胺中的至少一种。
早强剂可以加速水泥水化速度，减少陶粒上浮时间。
附图说明
图1为一种节能陶粒轻质墙板制备方法墙面层的切片图；
图2为一种节能陶粒轻质墙板制备方法实验结果的柱状图；
图3为一种节能陶粒轻质墙板制备方法实施例一墙面层钢丝分布图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
说明书附图中的附图标记包括：
墙面层1、竖向钢丝2。
实施例一
一种节能陶粒轻质墙板制备方法，包括如下步骤：
S1、选取一块包括短边和长边的矩形保温墙芯，本实施例中选取厚度为30mm的挤塑板，作为保温墙芯；在保温墙芯上开设有若干呈V形的通孔，通孔包括两个开口端和一个连接端；使两个开口端分别位于保温墙芯的两侧，连接端位于保温墙芯内部；是开口端朝上，连接端位于开口端下方；在连接端处放置碳酸氢钠；在保温墙芯表面开设若干细槽
S2、选取一个包括短边和长边的矩形模具，使左侧长边和上侧短边向内凹陷形成矩形凹槽，墙面层1的右侧长边和下侧短边向外凸起形成矩形凸肋，将模具竖立放置，使一侧长边与地面接触；将保温墙芯竖立放入模具内，使保温墙芯的一侧边与模具底部接触；
S3、如图3所示，在保温墙芯的两侧分别放入网架，网架包括若干平行于墙面层1的竖向钢丝2；使靠近墙面层1边缘的相邻两个竖向钢丝2的之间的间距为30mm，中间部位两个相邻的竖向钢丝2之间的间距为200mm。
S4、将填充成分包括水泥、拌合水、河砂、陶粒、减水剂、粉煤灰、纤维素、减水剂和早强剂的混凝土填充料充分混合后注入到模具中。
其中混凝土填充成分按重量配比为：水泥1份，河砂1.32份，陶粒1.25份，减水剂0.007份，拌合水0.3份，粉煤灰0.12份，矿渣0.08份，纤维素0.005份，早强剂0.001份；其中陶粒的粒径为5mm-15mm，堆积密度等级为750-850kg/m3，强度标号≥40MPa，吸水率≤8％；水泥为强度等级为42.5的硅酸盐水泥；河沙的细度模数为2.3-2.5；矿渣比表面积为379m2/kg。纤维素是通过将稻草秸秆、小麦秸秆或玉米秸秆粉碎烘干加工制成，纤维的长度为0.5～6mm，密度为200～300kg/m；减水剂为萘系高效减水剂，成分为β基萘磺酸盐甲醛缩合物；早强剂为无水氯化钙、三乙醇胺中的至少一种，本实施例中采用无水氯化钙；
S5、对混凝土填充料进行振捣；
S6、等混凝土填充料凝固和硬化后脱模，脱模后制得节能陶粒轻质墙板。
本实施例中，S1中将碳酸氢钠添加到V形的通孔中，在S4浇筑时，被充分搅拌的混凝土会填充到通孔内，混凝土填充后，使得保温墙芯两侧的混凝土连接起来，使保温墙芯两侧被物理分隔的混凝土连接更稳固，防止混凝土填充层与保温墙芯分层。网架中的竖向钢丝2平行于墙面层1钢设置，方便S5振捣，以排出混凝土中的空气，增强墙板的抗压能力。由于在保温墙芯上开设通孔，导致部分保温墙芯的保温材料损失，使得保温墙芯中的总保温材料的减少，保温墙芯总的保温性能下降。通孔内的碳酸氢钠在混凝土水化反应时受热分解产生二氧化碳，二氧化碳进入通孔内的混凝土内部，使混凝土内部形成孔洞，增强混凝土的保温性能，以部分弥补开孔导致的保温墙芯保温性能的部分损失。
基于一种节能陶粒轻质墙板制备方法，还包括一种节能陶粒轻质墙板；包括墙板本体，所述墙板本体包括两侧的墙面层1、位于两侧的墙面层1之间的保温墙芯，和位于墙面内的网架；墙面层1由混凝土填充；
两侧的墙面层1包覆保温墙芯和网架；保温墙芯上开设有若干通孔；通孔呈V形，包括两个开口端和一个连接端；两个开口端分别位于保温墙芯的两侧，连接端位于保温墙芯内部，连接端处放置有碳酸氢钠；V形的通孔连接端处设有夹角，夹角角度为15°-30°，本实施例中采用15°。
保温墙芯表面开设有若干细槽；网架包括若干平行于墙面层1的竖向钢丝2；
墙板本体总厚度为150mm，保温墙芯为挤塑板，保温墙芯的厚度为30mm。靠近墙面层1边缘的相邻两个竖向钢丝2的之间的间距为30mm，中间部位两个相邻的竖向钢丝2之间的间距为200mm。
其中，墙面层1混凝土的填充成分按重量配比为：水泥1份，河砂1.32份，陶粒1.25份，减水剂0.007份，拌合水0.3份，粉煤灰0.12份，矿渣0.08份，纤维素0.005份，早强剂0.001份；其中陶粒的粒径为5mm-15mm，堆积密度等级为750-850kg/m3，强度标号≥40MPa，吸水率≤8％；水泥为强度等级为42.5的硅酸盐水泥；河沙的细度模数为2.3-2.5；矿渣比表面积为379m2/kg。纤维素是通过将稻草秸秆、小麦秸秆或玉米秸秆粉碎烘干加工制成，纤维的长度为0.5～6mm，密度为200～300kg/m。减水剂为萘系高效减水剂，成分为β基萘磺酸盐甲醛缩合物。早强剂为无水氯化钙、三乙醇胺中的至少一种。本实施例中采用无水氯化钙。
实施例2
与实施例1相比，不同之处在于，步骤S1中夹角角度为22°。
实施例3
与实施例1相比，不同之处在于，步骤S1中夹角角度为30°。
实施例4
与实施例1相比，不同之处在于，S3中，还包括横向钢丝和缠绕钢丝；相邻的两个竖向钢丝2为一组，同组的两个竖向钢丝2分别标记为左侧竖向钢丝2和右侧竖向钢丝2；将同组的两个竖向钢丝2的上下两端分别固定，用缠绕钢丝绕过同组两个竖向钢丝2的中部，使两个竖向钢丝2中部相互靠拢并弯曲；一组竖向钢丝2中的左侧竖向钢丝2的中部通过横向钢丝与右侧相邻的另一组竖向钢丝2中部的缠绕钢丝连接；一组竖向钢丝2中的右侧竖向钢丝2的中部通过横向钢丝与左侧相邻的另一组竖向钢丝2中部的缠绕钢丝连接；
其中，竖向钢丝2的直径大于缠绕钢丝和横向钢丝。本实施例中，竖向钢丝2采用符合《GB 1499.1-2008钢筋混凝土用钢第一部分：热轧光圆钢筋》标准的8mm直径钢筋；横向钢丝采用直径2mm冷拔钢丝、缠绕钢丝采用直径1mm冷拔钢丝。
当地震时，产生横向的晃动，竖向钢丝2横向晃动，当竖向钢丝2晃动时通过横向钢丝将缠绕钢丝拉断时，竖向钢丝2在弹力的作用下由弯曲状态产生回复竖直状态的趋势；某组竖向钢丝2中部的横向钢丝断裂后，左侧竖向钢丝2产生向左运动趋势，通过横向钢丝拉动右侧另一组竖向钢丝2中部的缠绕钢丝；一旦缠绕钢丝被拉断，又产生新的一组没有缠绕钢丝束缚的竖向钢丝2，由此引发链式反应，使墙板本体均匀碎裂，墙板本体碎裂得越细，单块碎片对人的伤害就越小，从而防止大块墙板掉落对人造成的伤害。
对比例1
与实施例1相比，不同之处在于，步骤S4中未添加粉煤灰。
对比例2
与实施例1相比，不同之处在于，步骤S4中未添加矿渣。
对比例3
与实施例1相比，不同之处在于，步骤S4中未添加陶粒。
对比例4
与实施例1相比，步骤S4中混凝土填充成分按重量配比为水泥1份，河砂1.32份，陶粒1份，减水剂0.007份，拌合水0.3份，粉煤灰0.1份，矿渣0.1份，纤维素0.005份，早强剂0.001份。
对比例5
与实施例1相比，步骤S4中混凝土填充成分按重量配比为：水泥1份，河砂1.32份，陶粒1.25份，减水剂0.007份，拌合水0.3份，粉煤灰0.2份，矿渣0.01份，纤维素0.005份，早强剂0.001份。
对比例6
与实施例相比，步骤S4中混凝土填充成分按重量配比为：水泥1份，河砂1.32份，陶粒1.25份，减水剂0.007份，拌合水0.3份，粉煤灰0.01份，矿渣0.2份，纤维素0.005份，早强剂0.001份。
对比例7
与实施例1相比，不同之处在于，步骤S1中夹角角度为5°。
对比例8
与实施例1相比，不同之处在于，步骤S1中通孔内未放置碳酸氢钠。
对比例9
与实施例1相比，不同之处在于，步骤S1中未开通孔。
对比例10
与实施例1相比，不同之处在于，步骤S3中采用的横向钢丝和纵向钢丝组成的竖向钢丝2网架。
对比例11
为市面上能买到的陶粒轻质墙板，本次选用的是爱舍(苏州)新型建材有限公司的钢筋陶粒混凝土多孔墙板。
为了验证前述改进措施是否合理有效,并探究制备方法种开设通孔和混凝土填充成分对墙板的力学性能和保温性能的影响，分别进行了强度试验、热工性能试验。
试件规格均为3000mm长*600mm宽*150mm厚。
强度试验包括抗冲击性能试验和抗压强度试验，均按照《GB/T 23450-2009建筑隔墙用保温条板》规定的实验方式进行。《GB/T 23450-2009建筑隔墙用保温条板》对墙板厚度的规定有90、120、150mm等3种规格，其中，120mm板的体密度对应《GB/T 23450-2009建筑隔墙用保温条板》对抗压强度(≥3.5MPa)的要求较《JG/T 266-2011泡沫混凝土》(1.8～3.0MPa)更高；因此，按照《GB/T 23450-2009建筑隔墙用保温条板》规定的方法测定试件的抗压强度。
表1记录的是各试件抗冲击性能和抗压强度试验结果。
表1
抗冲击性能(次) 抗压强度(Mpa)
实施例1 ≥6 ≥4.2
实施例2 ≥6 ≥4.5
实施例3 ≥6 ≥4.0
对比例1 ≥5 ≥3.5
对比例2 ≥5 ≥3.5
对比例3 ≥6 ≥5.0
对比例4 ≥4 ≥3.2
对比例5 ≥5 ≥3.7
对比例6 ≥5 ≥3.6
对比例7 ≥6 ≥4.6
对比例8 ≥6 ≥4.2
对比例9 ≥5 ≥3.5
对比例10 ≥6 ≥5.0
对比例11 ≥6 ≥5.0
本次热工性能实验采用双平导热系数测定仪对单一试件的导热系数进行测量，节能要求参照重庆市《公共建筑节能(绿色建筑)设计标准》DBJ50-052-2013外墙的热传导系数相关规定。
表2记录的是各试件导热系数k试验结果
表2
如图1所示，在墙面层浇注时，随着陶粒上浮和浆体下会造成墙面层中陶粒分布不均匀，出现陶粒的上下分层现象，影响墙面层的力学性能和保温性能；为此，还需要对不同填充成分对陶粒上浮的影响进行试验，其中陶粒的匀质性通过观测分层度进行比较。
表3记录的是不同填充成分或配比下陶粒分层度信息，
表3
分层度/％
实施例1 3.8
对比例1 6.2
对比例2 5.2
对比例4 5.7
对比例5 4.3
对比例6 5.9
对比例10 5.1
对比例11 5.1
其中，分层度越小，表示混凝土的匀质性越好。
如图2所示，对表1、表2和表3的数据进行分析(为了直观的体现保温性能之间的差异，图2中，导热系数作了放大十倍处理)，在抗冲击性能和抗压强方面，实施例1、实施例2、实施例3、对比例3、对比例7、对比例10和对比例11相比于其他有较好的性能，再结合热工性能，实施例1、实施例2、实施例3性能更优，而且在陶粒的匀质性方面，实施例1、实施例2、实施例3分层度也较低。
综上，采用本技术方案制备方法制备的节能陶粒轻质墙板力学性能、保温性能均较好，在该混凝土填充料成分配比下，混凝土陶粒均质性好。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (8)

1.一种节能陶粒轻质墙板制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、选取一块矩形保温墙芯，在保温墙芯上开设有若干呈V形的通孔，通孔包括两个开口端和一个连接端；使两个开口端分别位于保温墙芯的两侧，连接端位于保温墙芯内部，在连接端处放置碳酸氢钠；在保温墙芯表面开设若干细槽
S2、选取一个矩形模具，将保温墙芯竖立放入模具内，使保温墙芯的一侧边与模具底部接触；
S3、在保温墙芯的两侧分别放入网架，网架包括若干平行于墙面层的竖向钢丝；
S4、将填充成分包括水泥、拌合水、河砂、陶粒、减水剂、粉煤灰、纤维素、减水剂和早强剂的混凝土填充料混合后注入到模具中；
S5、对混凝土填充料进行振捣；
S6、待混凝土填充料凝固和硬化后脱模，脱模后制得所述节能陶粒轻质墙板。
2.根据权利要求1所述的节能陶粒轻质墙板制备方法，其特征在于：所述S4中，墙面层混凝土填充成分按重量配比为：水泥1份，河砂1.32份，陶粒1.25份，减水剂0.007份，拌合水0.3份，粉煤灰0.12份，矿渣0.08份，纤维素0.005份，早强剂0.001份；其中陶粒的粒径为5mm-15mm，堆积密度等级为750-850kg/m3，强度标号≥40MPa，吸水率≤8％；水泥为强度等级为42.5的硅酸盐水泥；河沙的细度模数为2.3-2.5；矿渣比表面积为379m2/kg。
3.根据权利要求2所述的节能陶粒轻质墙板制备方法，其特征在于：所述S1中，V形的通孔连接端处设有夹角，夹角角度为15°-30°。
4.根据权利要求1所述的节能陶粒轻质墙板制备方法，其特征在于：所述S1中，所述保温墙芯为挤塑板，保温墙芯的厚度为30mm。
5.根据权利要求1所述的节能陶粒轻质墙板制备方法，其特征在于：所述S3中，放入竖向钢丝时，靠近墙面层边缘的相邻两个竖向钢丝的之间的间距为30mm，中间部位两个相邻的竖向钢丝之间的间距为200mm。
6.根据权利要求2所述的节能陶粒轻质墙板制备方法，其特征在于：所述S4中，纤维素是通过将稻草秸秆、小麦秸秆或玉米秸秆粉碎烘干加工制成，纤维的长度为0.5～6mm，密度为200～300kg/m。
7.根据权利要求2所述的节能陶粒轻质墙板制备方法，其特征在于：所述S4中，所述减水剂为萘系高效减水剂，成分为β基萘磺酸盐甲醛缩合物。
8.根据权利要求2所述的节能陶粒轻质墙板制备方法，其特征在于：所述S4中，早强剂为无水氯化钙、三乙醇胺中的至少一种。
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