CN110498658A - 一种磷石膏基装配式外墙板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磷石膏基装配式外墙板及其制备方法，该外墙体包括磷石膏组分、砂组分、水泥组分、减水剂组分、缓凝剂组分、防水剂组分、消泡剂组分和纤维组分。本发明提供的磷石膏外墙板表观密度<1600kg/m³，抗折强度≥9MPa，抗压强度≥20MPa，24小时浸泡吸水率≤5％，软化系数大于0.9；本发明提供的外墙板生产简单、无需特殊生产设备，制备的墙板强度高、吸水率低、满足建筑材料相关标准；简单易行、材料来源广泛、价格低廉，对磷石膏综合利用，降低了建筑重量，提升了建筑品质和舒适度效果十分明显，将磷石膏的综合利用推广到外墙，并满足建筑相关的技术标准。

Description

一种磷石膏基装配式外墙板及其制备方法

技术领域

本发明属于建筑墙体材料领域，尤其是涉及一种磷石膏基装配式外墙板及其制备方法。

背景技术

磷石膏是湿法磷酸生产过程中所产生的固体废弃物,国内每年磷石膏排放量接近5000万吨，磷石膏中含有少量未分解的游离磷酸、氟化物等多种对环境有害的物质，目前对磷石膏的处理方式大多采用露天堆放和倾入大海，这样显然会对土壤、水系和大气造成严重污染，且需要占用大量土地资源，造成土地资源浪费，因此，对磷石膏进行有效的、及时的治理，将其资源化，实现磷石膏排放和利用的良性循环，变废为宝、保护环境，具有十分重要的意义并产生巨大的经济效益。

装配式建筑在近年来得到迅速发展，其原因有装配式建筑建造时间短，建筑质量得到了极大提升，施工环境噪音小，建筑垃圾少，得到了人们的极大认可；目前磷石膏建材只能用于室内隔墙和室内抹灰材料，极大限制了磷石膏的使用范围，导致磷石膏的消耗量远小于产生量，多环境造成了很大的破坏，磷石膏装配式外墙板极大的扩大了磷石膏的应用范围和使用量，具有很大的市场前景。

在磷石膏的众多应用中，建材资源化才是实现磷石膏大量利用的最佳途径。磷石膏建材资源化不仅能大量消耗磷石膏，无新的污染物，且能达到节能、节土、环保、利废的目的，而且磷石膏还具有保温、隔热、自呼吸、阻燃等天然属性。目前，市售磷石膏墙材主要为条板和砌块，而条板和砌块由于其强度较低(抗折强度≤5MPa、抗压强度≤10MPa)、吸水率高(24小时吸水率30％～40％)，故而仅能应用于室内环境，极大地限制了其应用。因此，开发具有高强度、低吸水率的符合建筑标准的磷石膏装配式外墙板，对磷石膏的发展应用具有重要的作用。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的问题，本发明在此的目的在于提供一种具有较高的强度和较低的吸水率的磷石膏基装配式外墙板。

为实现本发明的目的，在此提供的磷石膏基装配式外墙板包括磷石膏组分、砂组分、水泥组分、减水剂组分、缓凝剂组分、防水剂组分、消泡剂组分和纤维组分。

进一步的，所述磷石膏组分、所述砂组分、所述水泥组分、所述减水剂组分、所述缓凝剂组分、所述防水剂组分、所述消泡剂组分和所述纤维组分的重量百分比为：

此外，本发明在此的另一个目的还在于提供一种用于制备本发明提供的外墙板的方法，该方法包括以下步骤：

步骤S01：将磷石膏组分、砂组分、水泥组分、减水剂组分、缓凝剂组分和防水剂组分混合均匀，形成混合灰；

步骤S02：按照重量份数计的水灰比为0.30～0.37称水并倒入搅拌机中，先将纤维组分加入搅拌一定时间，再将减水剂组分、缓凝剂组分、防水剂组分和消泡剂组分倒入水中搅拌一定时间，然后依次加入砂组分、水泥组分和磷石膏组分后在搅拌机中充分搅拌均匀，得到磷石膏基浆料；

步骤S03：将步骤S02所得的磷石膏基浆料倒入模具，硬化后得到磷石膏基外墙板毛坯，干燥成型。

与现有技术相比，本发明中磷石膏和水泥遇水硬化形成钙矾石，可增强墙体强度，砂起增强填充作用，减水剂起减水增强的作用，防水剂可降低石膏的吸水率，纤维起增韧作用。本发明的技术方案的优点在于：生产简单、无需特殊生产设备，制备的墙板强度高、吸水率低、满足建筑材料相关标准。本发明简单易行、材料来源广泛、价格低廉，对磷石膏综合利用，降低了建筑重量，提升了建筑品质和舒适度效果十分明显，将磷石膏的综合利用推广到外墙，并满足建筑相关的技术标准。

具体实施方式

为了更好地理解本发明所提供的技术方案，下面结合实施例进一步对本发明的技术方案进行阐明，但本发明所要求保护的技术方案不仅仅局限于下面的实施案例。

实施例一

本实施例提供的磷石膏基装配式外墙板包括磷石膏组分、砂组分、水泥组分、减水剂组分、缓凝剂组分、防水剂组分、消泡剂组分和纤维组分；在此减水剂组分采用聚羧酸减水剂，缓凝剂组分采用蛋白类石膏缓凝剂，防水剂组分采用有机硅类防水剂，如有机硅油防水剂；消泡剂组分采用有机硅消泡剂；纤维组分采用长度为2～5cm的耐碱玻璃纤维。各组份的重量百分比为：

按照上述各组分的重量百分比称取所需的磷石膏组分、砂组分、水泥组分、减水剂组分、缓凝剂组分和防水剂组分后进行混合，得到混合灰，按照重量份数计的水灰比为0.33称水并倒入搅拌机中，先将纤维加入水中搅拌1min，再将减水剂、缓凝剂、防水剂和消泡剂组分倒入水中搅拌1～2min，然后依次加入砂、水泥和磷石膏后在搅拌机中充分搅拌均匀，得到磷石膏基浆料充分搅拌均匀，得到磷石膏基浆料；然后将浆料倒入模具，硬化后得到磷石膏基外墙板毛坯，磷石膏基外墙板毛坯出模后，在自然条件下干燥至含水率达8％以下。

用维卡仪测得初凝时间14min，终凝17min；用抗折强度设备测得抗折强度9.2MPa；抗压机测得抗压强度20.33MPa；按GBT 9775-2008测得24小时吸水率4.5％；用表观重量除以表观体积得到表观密度1470kg/m3，按GB/T23451-2009测得软化系数0.90。

实施例二

本实施例提供的磷石膏基装配式外墙板包括磷石膏组分、砂组分、水泥组分、减水剂组分、缓凝剂组分、防水剂组分、消泡剂组分和纤维组分；在此减水剂组分采用聚羧酸减水剂，缓凝剂组分采用蛋白类石膏缓凝剂，防水剂组分采用有机硅类防水剂，如有机硅油防水剂；消泡剂组分采用有机硅消泡剂；纤维组分采用长度为2～5cm的耐碱玻璃纤维。各组份的重量百分比为：

按照上述各组分的重量百分比称取所需的磷石膏组分、砂组分、水泥组分、减水剂组分、缓凝剂组分、防水剂组分、消泡剂组分和纤维组分后进行混合，得到混合灰，按照重量份数计的水灰比为0.32称水并倒入搅拌机中，先玻璃纤维加入水中搅拌1min，再将减水剂、缓凝剂、防水剂和消泡剂组分倒入水中搅拌1～2min，然后依次加入砂、水泥和磷石膏后在搅拌机中充分搅拌均匀，得到磷石膏基浆料充分搅拌均匀，得到磷石膏基浆料；然后将浆料倒入模具，硬化后得到磷石膏基外墙板毛坯，磷石膏基外墙板毛坯出模后，在自然条件下干燥至含水率达8％以下。

用维卡仪测得初凝时间12min，终凝16min；用抗折强度设备测得抗折强度10.42MPa；抗压机测得抗压强度21.83MPa；按GBT 9775-2008测得24小时吸水率4.1％；用表观重量除以表观体积得到表观密度1510kg/m³；按GB/T23451-2009测得软化系数0.92。

实施例三

本实施例提供的磷石膏基装配式外墙板包括磷石膏组分、砂组分、水泥组分、减水剂组分、缓凝剂组分、防水剂组分、消泡剂组分和纤维组分；在此减水剂组分采用聚羧酸减水剂，缓凝剂组分采用蛋白类石膏缓凝剂，防水剂组分采用有机硅类防水剂，如有机硅油防水剂；消泡剂组分采用有机硅消泡剂；纤维组分采用长度为2～5cm的耐碱玻璃纤维。各组份的重量百分比为：

按照上述各组分的重量百分比称取所需的磷石膏组分、砂组分、水泥组分、减水剂组分、缓凝剂组分、防水剂组分、消泡剂组分、纤维组分后进行混合，得到混合灰，按照重量份数计的水灰比为0.30称水并倒入搅拌机中，先将玻璃纤维加入水中搅拌1min，再将减水剂、缓凝剂、防水剂和消泡剂组分倒入水中搅拌1～2min，然后依次加入砂、水泥和磷石膏后在搅拌机中充分搅拌均匀，得到磷石膏基浆料；然后将浆料倒入模具，硬化后得到磷石膏基外墙板毛坯，磷石膏基外墙板毛坯出模后，在自然条件下保养至含水率达8％以下。

用维卡仪测得初凝时间12min，终凝15min；用抗折强度设备测得抗折强度11.23MPa；抗压机测得抗压强度23.74MPa；按GBT 9775-2008测得24小时吸水率3.75％；用表观重量除以表观体积得到表观密度1530kg/m³；按GB/T23451-2009测得软化系数0.94。

由实施例一、实施例二、实施例三中的测量结果可得本发明提供的磷石膏外墙板表观密度<1600kg/m³，抗折强度≥9MPa，抗压强度≥20MPa，24小时浸泡吸水率≤5％，软化系数大于0.9。

实施例一、实施例二、实施例三中的磷石膏组分为经水洗的二水石膏，140-150℃煅烧2-6h，陈化72h以上制得的半水磷石膏，PH值6～7，满足建筑石膏3.0等级标准。

实施例一、实施例二、实施例三中的砂组分可以采用粒径小于4.75mm的机制砂或河沙。

实施例一、实施例二、实施例三中的水泥可以采用P·O42.5硅酸盐水泥，当然也可以采用其它水泥。

实施例一、实施例二、实施例三中的减水剂组分还可以采用萘系减水剂，或聚羧酸减水剂和萘系减水剂两种复配，聚羧酸减水剂和萘系减水剂的复配比例为：聚羧酸减水剂：萘系减水剂＝2:1。

实施例一、实施例二、实施例三中的缓凝剂组分还可以采用柠檬酸缓凝剂，或者蛋白类石膏缓凝剂和柠檬酸缓凝剂两种复配，蛋白类石膏缓凝剂和柠檬酸缓凝剂的复配比例为：蛋白类石膏缓凝剂：柠檬酸缓凝剂＝2:1。

实施例一、实施例二、实施例三中的防水剂组分还可以采用盐类防水剂、聚乙烯醇、或者有机硅类防水剂、盐类防水剂和聚乙烯醇中的几种复配，如采用有机硅类防水剂和聚乙烯醇复配形成，有机硅类防水剂和聚乙烯醇的复配比例为：有机硅类防水剂：聚乙烯醇＝2:1。

在此，有机硅类防水剂为甲基氢化硅油乳液，盐类防水剂为NaCl、KCl，聚乙烯醇为水溶性粉末；或者采用其它的有机硅类防水剂、盐类防水剂和聚乙烯醇。

实施例一、实施例二、实施例三中的消泡剂组分还可以采用聚醚改性聚硅氧烷，或者聚醚改性聚硅氧烷和有机硅消泡剂两种复配，聚醚改性聚硅氧烷和有机硅消泡剂的复配比例为：聚醚改性聚硅氧烷：有机硅消泡剂＝1:2。

实施例一、实施例二、实施例三中的纤维组分还可以采用2～5cm的聚酯纤维，或者2～5cm的聚酯纤维和耐碱玻璃纤维两种复配，聚酯纤维和耐碱玻璃纤维的复配比例为：聚酯纤维：耐碱玻璃纤维＝1:3。

以上所述仅是本发明的优选实施例，然其并非用以限定本发明，应当指出任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (11)

1.一种磷石膏基装配式外墙板，其特征在于：该外墙板包括磷石膏组分、砂组分、水泥组分、减水剂组分、缓凝剂组分、防水剂组分、消泡剂组分和纤维组分。

2.根据权利要求1所述的磷石膏基装配式外墙板，其特征在于：所述磷石膏组分、所述砂组分、所述水泥组分、所述减水剂组分、所述缓凝剂组分、所述防水剂组分、所述消泡剂组分和所述纤维组分的重量百分比为：

3.根据权利要求1或2所述的磷石膏基装配式外墙板，其特征在于：所述磷石膏组分满足建筑石膏3.0等级标准。

4.根据权利要求1或2所述的磷石膏基装配式外墙板，其特征在于：所述砂组分的粒径小于4.75mm。

5.根据权利要求1或2所述的磷石膏基装配式外墙板，其特征在于：所述水泥组分为硅酸盐水泥。

6.根据权利要求1或2所述的磷石膏基装配式外墙板，其特征在于：所述减水剂组分为聚羧酸减水剂和萘系减水剂中的一种或两种复配。

7.根据权利要求1或2所述的磷石膏基装配式外墙板，其特征在于：所述缓凝剂组分为蛋白类石膏缓凝剂和柠檬酸缓凝剂中的一种或两种复配。

8.根据权利要求1或2所述的磷石膏基装配式外墙板，其特征在于：所述防水剂组分为有机硅类防水剂、盐类防水剂和聚乙烯醇中的一种或几种复配。

9.根据权利要求1或2所述的磷石膏基装配式外墙板，其特征在于：所述消泡剂组分为聚醚改性聚硅氧烷和有机硅消泡剂中的一种或两种复配。

10.根据权利要求1或2所述的磷石膏基装配式外墙板，其特征在于：所述纤维组分为聚酯纤维和耐碱玻璃纤维中的一种或两种复配。

11.一种制备权利要求1-10所述的磷石膏基装配式外墙板的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤S01：将磷石膏组分、砂组分、水泥组分、减水剂组分、缓凝剂组分和防水剂组分混合均匀，形成混合灰；

步骤S02：按照重量份数计的水灰比为0.30～0.37称水并倒入搅拌机中，先将纤维组分加入搅拌一定时间，再将减水剂组分、缓凝剂组分、防水剂组分和消泡剂组分倒入水中搅拌一定时间，然后依次加入砂组分、水泥组分和磷石膏组分后在搅拌机中充分搅拌均匀，得到磷石膏基浆料；

步骤S03：将步骤S02所得的磷石膏基浆料倒入模具，硬化后得到磷石膏基外墙板毛坯，干燥成型。