CN110981541A - 一种轻质隔墙板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种轻质隔墙板及其制备方法，所述的轻质隔墙板由如下重量百分比的原料制成：硅酸盐水泥50‑60%、建筑弃土30‑39%、硅灰0‑10%、无机纤维0.5‑2.2%、发泡剂0.6‑1.2%和添加剂0.2‑1.6%。本发明将建筑弃土变废为宝，制备轻质隔墙板，所得轻质隔墙板质量轻，抗压强度高，保温性能好，隔音效果好。

Description

一种轻质隔墙板及其制备方法
技术领域
本发明属于保温材料技术领域，具体涉及一种轻质隔墙板及其制备方法。
背景技术
建筑垃圾是指建设、施工单位或个人对各类建筑物、构筑物、管网等进行建设、铺设或拆除、修缮过程中所产生的渣土、弃土、弃料、淤泥及其他废弃物，每年我国将产生大量的建筑垃圾，占到城市垃圾总量的1/3以上，这些建筑垃圾一般未经任何处理，便被施工单位运往郊外或乡村，露天堆放或填埋，耗用大量的耕地资源，同时，清运和堆放过程中的散落和扬尘等问题，引发了严重的环境问题和社会公害，因此，建筑垃圾的资源化利用已成为亟待解决的问题。近年来，人们将建筑垃圾回收利用，应用于保温材料等多领域，例如：建筑用砖、砌块、轻质隔墙板和保温板等方面，使建筑垃圾变废为宝。
公告号为CN104446212B的中国发明专利公开了一种烧结填充自保温砌块或墙板的制作方法，利用建筑垃圾粉碎，或者粉煤灰，加入水泥、加入水，混合均匀，再加入纤维素和发泡剂，纤维素的加入量为总质量的0.5-3%，发泡剂的加入量为总质量的1-5%，并混合均匀，得到保温填充料；将保温填充料填满砌块或墙板的空腔，自然养护或加热养护后，得到填充自保温砌块或墙板。该发明利用建筑垃圾，将建筑垃圾作为资源利用，变废为宝；墙体具有优良的保温性能，是真正的绿色、节能砌块，起到良好的节能减排作用，满足建筑节能的需要；降低了墙体的厚度，不需要在墙体外侧、内侧做搓砂，墙体的釉面直接作为外墙面，墙体的内侧面上直接刷内墙涂料，最大限度减少了工序，节省了各种建筑材料。但是，该专利是采用烧结方式将保温填充料填充在内部具有空腔的砌块或墙板中，制作麻烦，所得保温砌块或者墙板重量大。
公告号为CN105645901B的中国发明专利公开了一种全再生轻骨料混凝土自保温轻质墙板及制备方法，该全再生轻骨料混凝土的组成及其质量百分数如下：胶凝材料：30~60；全再生轻骨料：5~40；生态纤维：0.05~0.6；物理发泡剂：0.5~4；稳泡剂：0.02~0.14；减水剂：0.1~0.8；增稠剂：0.03~0.3；水：15~35；该具体步骤如下：将配料所需的胶凝材料、生态纤维、增稠剂放在一起进行搅拌，搅拌混合时间为5~8分钟，然后再按照配料所需的水、物理发泡剂、稳泡剂、减水剂依次加入其中，继续搅拌4~8分钟，得到浆状混合料。该发明的泡沫混凝土具有更加均匀和多孔隙的结构，空洞细小、均匀、互相不连接，因此防水、隔音、隔热效果比已有的泡沫混凝土更好。但是，该专利采用胶凝材料由水泥和高炉矿渣微粉组成或由水泥和煤矸石废渣微粉组成，全再生轻骨料是由建筑垃圾破碎初筛分出来的容重不大于1000kg/m3的轻骨料，与水泥的相容性差，制作成本高。
发明内容
为克服上述缺陷，本发明的目的在于提供一种轻质隔墙板及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种轻质隔墙板，由如下重量百分比的原料制成：
硅酸盐水泥50-60%、建筑弃土30-39%、硅灰0-10%、无机纤维0.5-2.2%、发泡剂0.6-1.2%和添加剂0.2-1.6%。
优选地，所述的硅酸盐水泥型号为PO32.5、PO42.5或者PO52.5。
优选地，所述的建筑弃土粒径≤10mm。
优选地，所述的建筑弃土中SiO2重量百分含量≥40%，CaO重量百分含量≥1%。
优选地，所述的无机纤维为海泡石绒纤维。
优选地，所述的海泡石绒纤维的外比表面积为300-1000m2/g，内比表面积为400-600m2/g。
优选地，所述的发泡剂与水按照重量比1:50-80比制成泡沫后，所述的泡沫直径为0.08～0.12mm，发泡倍数为2.5-3.5m³/kg。
优选地，所述的添加剂为聚羧酸减水剂。
一种轻质隔墙板的制备方法，包括以下步骤：
（1）将硅酸盐水泥、建筑弃土、硅灰、无机纤维和添加剂混合，然后加入上述原料总重量40%-60%的水，搅拌均匀，制成浆料；
（2）将发泡剂和水按重量比1:50-80比例配制成稀释液，并通过空气压缩机制成泡沫，加入步骤（1）浆料中，经搅拌至均匀浇筑成型，即得。
优选地，步骤（2）所述的泡沫直径为0.08～0.12mm，发泡倍数为2.5-3.5m³/kg。
随着中国城镇化和城市建设的不断发展，基础设施建设速度加快，建筑弃 土的产量也在高速增长，2005年我国建筑垃圾产量为4亿吨，2010年为8亿 吨，并且还在呈高速增长阶段。以500-600吨/万平方米的标准推算，到2020 年，我国还将新增建筑面积约300亿平方米，新产生的建筑垃圾将是一个令人 震撼的数字，然而我国建筑垃圾资源化程度远远低于国外发达国家，对于建筑 垃圾的利用，大部分局限于简单处理，大量的建筑垃圾没有得到有效利用，既 浪费了资源，又污染了环境，而且近年来，人们对建筑垃圾的回收利用也仅限 于废弃混凝土及制品、废砖瓦、废石块等硬质建筑弃土方面，例如： CN105645901B、CN109694220A、CN105645901B、CN106145780A、 CN104386973B、CN108101442A、CN109437692A、CN109336530B、CN 108424094 A等，由于建筑弃土自身强度低，以及与其他物料之间的相容性较 差，往往没有得到合理化利用，弃土土质松散、堆积面陡、土壤侵蚀严重，而 且弃士消纳场的建设仅能暂时储存弃土，如不能有效利用弃土，弃土堆积量越 来越大，弃土消纳场需要人员管理和占用大量土地，如不进行合理处置，将会 引发极大的环境和经济问题。本发明首次将建筑弃土与硅酸盐水泥、硅灰、无 机纤维、发泡剂和添加剂共用，采用建筑弃土代替部分水泥，用于制备轻质隔 墙板，解决建筑弃土大量占地、资源再利用、再生的发明初衷，集保温、防 火、隔音、资源再生功能于一体，从根本杜绝了火灾隐患，达到节能、节材、 环保、资源再生的目的，同时解决城市建筑弃土所带来诸多问题。
本发明的积极有益效果：
1. 本发明利用建筑弃土代替部分硅酸盐水泥，制造一种无机类即保温又隔音的建筑用轻质隔墙板，建筑弃土容易分散在各原料中，与硅酸盐水泥、硅灰、无机纤维、发泡剂相容性好，所得轻质隔墙板质量轻，抗压强度高，保温性能好，隔音效果好，实现资源再利用、再生目的，解决了建筑弃土大量占地所带来的诸多环保与社会问题。
2. 本发明所述的硅酸盐水泥型号为PO32.5、PO42.5或者PO52.5，提高材料的强度。建筑弃土含有丰富的SiO2和CaO，与硅酸盐水泥、硅灰、无机纤维、发泡剂相容性好，分散均匀。硅灰也称二氧化硅超细粉，是在冶炼硅铁合金和工业硅时产生的SiO2和Si气体与空气中的氧气迅速氧化并冷凝而形成的一种超细硅质粉体材料，具有较大的比表面积，超细的性质能够首先包裹建筑弃土，并能填充在建筑弃土和水泥颗粒间的孔隙，同时与水化产物生成凝胶体，提高保温材料的抗压、抗折、抗渗、防腐、抗冲击及耐磨性能。无机纤维为海泡石绒纤维，外比表面积为300-1000m2/g，内比表面积为400-600m2/g，有很强的吸附能力、收缩率低、不易裂开、热稳定性极高，可耐1500℃-1700℃的高温，以及抗盐度高、抗腐蚀，有抗辐射性能，与建筑弃土之间形成空隙结构，增强材料的抗开裂和吸音效果。本发明发泡剂按重量比1:50-80稀释发泡形成的泡沫，所述的泡沫直径为0.08～0.12mm，发泡倍数为2.5-3.5m³/kg，即每公斤生产2.5-3.5m³泡沫，泡与泡之间互不牵连，泡沫在单独存在时具备较好的稳定性，消泡率≤8%，能使硅酸盐水泥与建筑弃土相容性好，而且含有大量亲水基团-COOH，可与硅酸盐水泥和建筑弃土中的Ca反应，生成不溶性盐，泡沫稳定性增加，保证材料具有高的闭孔率，产品浇筑后浆料无沉降和塌泡现象，还具有由化学键连接的网状结构，提高材料强度。本发明各种原料合用，所得轻质隔墙板密度为：干密度600-710kg/m3，质量轻；抗压强度4.2-5.8MPa，抗压强度高；导热系数0.13-0.16W/m·K，导热系数小，保温性能好；吸声系数0.42-0.47，吸声系数大，隔音效果好。
3. 本发明轻质隔墙板可用于内墙隔墙条板，直观断面构造分为空心和实心两类，外形尺寸：长度不大于3.3m、宽度为600mm、厚度为90mm或者120mm，也可视工程设计要求而定尺寸规格，易于成型，便于机械化生产，而且尺寸大、模块大、整体性好，可以装配式安装，施工效率也高。
具体实施方式
下面结合一些具体实施方式，对本发明进一步说明。
实施例1
一种轻质隔墙板，由如下重量百分比的原料制成：
硅酸盐水泥57%、建筑弃土39%、无机纤维2%、发泡剂1%和添加剂1%。
所述的硅酸盐水泥型号为PO32.5。
所述的建筑弃土粒径≤10mm，所述的建筑弃土中SiO2重量百分含量≥40%，CaO重量百分含量≥1%。
所述的无机纤维为海泡石绒纤维，外比表面积为300-1000m2/g，内比表面积为400-600m2/g。
所述的添加剂为聚羧酸减水剂。
上述的轻质隔墙板的制备方法，包括以下步骤：
（1）将硅酸盐水泥、建筑弃土、无机纤维和添加剂混合，然后加入上述原料总重量40%的水，搅拌均匀，制成浆料；
（2）将发泡剂和水按重量比1:80比例配制成稀释液，并通过空气压缩机制成泡沫，泡沫直径为0.11mm，发泡倍数为3.0m³/kg，加入步骤（1）浆料中，经搅拌至均匀浇筑成型，即得。
实施例2
一种轻质隔墙板，由如下重量百分比的原料制成：
硅酸盐水泥60%、建筑弃土34%、硅灰2.4%、无机纤维0.9%、发泡剂1.2%和添加剂1.5%。
所述的硅酸盐水泥型号为PO42.5。
所述的建筑弃土粒径≤10mm，所述的建筑弃土中SiO2重量百分含量≥40%，CaO重量百分含量≥1%。
所述的无机纤维为海泡石绒纤维，外比表面积为300-1000m2/g，内比表面积为400-600m2/g。
所述的添加剂为聚羧酸减水剂。
上述的轻质隔墙板的制备方法，包括以下步骤：
（1）将硅酸盐水泥、建筑弃土、硅灰、无机纤维和添加剂混合，然后加入上述原料总重量60%的水，搅拌均匀，制成浆料；
（2）将发泡剂和水按重量比1:60比例配制成稀释液，并通过空气压缩机制成泡沫，泡沫直径为0.08mm，发泡倍数为2.5m³/kg，加入步骤（1）浆料中，经搅拌至均匀浇筑成型，即得。
实施例3
一种轻质隔墙板，由如下重量百分比的原料制成：
硅酸盐水泥50%、建筑弃土39%、硅灰7.1%、无机纤维2.1%、发泡剂0.8%和添加剂1%。
所述的硅酸盐水泥型号为PO52.5。
所述的建筑弃土粒径≤10mm，所述的建筑弃土中SiO2重量百分含量≥40%，CaO重量百分含量≥1%。
所述的无机纤维为海泡石绒纤维，外比表面积为300-1000m2/g，内比表面积为400-600m2/g。
所述的添加剂为聚羧酸减水剂。
上述的轻质隔墙板的制备方法，包括以下步骤：
（1）将硅酸盐水泥、建筑弃土、硅灰、无机纤维和添加剂混合，然后加入上述原料总重量50%的水，搅拌均匀，制成浆料；
（2）将发泡剂和水按重量比1:50比例配制成稀释液，并通过空气压缩机制成泡沫，泡沫直径为0.08mm，发泡倍数为3.0m³/kg，加入步骤（1）浆料中，经搅拌至均匀浇筑成型，即得。
实施例4
一种轻质隔墙板，由如下重量百分比的原料制成：
硅酸盐水泥53%、建筑弃土35%、硅灰10%、无机纤维0.9%、发泡剂0.6%和添加剂0.5%。
所述的硅酸盐水泥型号为PO42.5。
所述的建筑弃土粒径≤10mm，所述的建筑弃土中SiO2重量百分含量≥40%，CaO重量百分含量≥1%。
所述的无机纤维为海泡石绒纤维，外比表面积为300-1000m2/g，内比表面积为400-600m2/g。
所述的添加剂为聚羧酸减水剂。
上述的轻质隔墙板的制备方法，包括以下步骤：
（1）将硅酸盐水泥、建筑弃土、硅灰、无机纤维和添加剂混合，然后加入上述原料总重量40%的水，搅拌均匀，制成浆料；
（2）将发泡剂和水按重量比1:70比例配制成稀释液，并通过空气压缩机制成泡沫，泡沫直径为0.1mm，发泡倍数为2.5m³/kg，加入步骤（1）浆料中，经搅拌至均匀浇筑成型，即得。
实施例5
一种轻质隔墙板，由如下重量百分比的原料制成：
硅酸盐水泥52%、建筑弃土36%、硅灰9.1%、无机纤维1.4%、发泡剂0.7%和添加剂0.8%。
所述的硅酸盐水泥型号为PO52.5。
所述的建筑弃土粒径≤10mm，所述的建筑弃土中SiO2重量百分含量≥40%，CaO重量百分含量≥1%。
所述的无机纤维为海泡石绒纤维，外比表面积为300-1000m2/g，内比表面积为400-600m2/g。
所述的添加剂为聚羧酸减水剂。
上述的轻质隔墙板的制备方法，包括以下步骤：
（1）将硅酸盐水泥、建筑弃土、硅灰、无机纤维和添加剂混合，然后加入上述原料总重量50%的水，搅拌均匀，制成浆料；
（2）将发泡剂和水按重量比1:60比例配制成稀释液，并通过空气压缩机制成泡沫，泡沫直径为0.12mm，发泡倍数为3.5m³/kg加入步骤（1）浆料中，经搅拌至均匀浇筑成型，即得。
实施例6
一种轻质隔墙板，由如下重量百分比的原料制成：
硅酸盐水泥53%、建筑弃土35%、硅灰8%、无机纤维2%、发泡剂0.6%和添加剂1.4%。
所述的硅酸盐水泥型号为PO42.5。
所述的建筑弃土粒径≤10mm，所述的建筑弃土中SiO2重量百分含量≥40%，CaO重量百分含量≥1%。
所述的无机纤维为海泡石绒纤维，外比表面积为300-1000m2/g，内比表面积为400-600m2/g。
所述的添加剂为聚羧酸减水剂。
上述的轻质隔墙板的制备方法，包括以下步骤：
（1）将硅酸盐水泥、建筑弃土、硅灰、无机纤维和添加剂混合，然后加入上述原料总重量50%的水，搅拌均匀，制成浆料；
（2）将发泡剂和水按重量比1:60比例配制成稀释液，并通过空气压缩机制成泡沫，泡沫直径为0.1mm，发泡倍数为3.0m³/kg加入步骤（1）浆料中，经搅拌至均匀浇筑成型，即得。
实施例7
一种轻质隔墙板，由如下重量百分比的原料制成：
硅酸盐水泥51%、建筑弃土37%、硅灰9%、无机纤维0.8%、发泡剂0.8%和添加剂1.4%。
所述的硅酸盐水泥型号为PO42.5。
所述的建筑弃土粒径≤10mm，所述的建筑弃土中SiO2重量百分含量≥40%，CaO重量百分含量≥1%。
所述的无机纤维为海泡石绒纤维，外比表面积为300-1000m2/g，内比表面积为400-600m2/g。
所述的添加剂为聚羧酸减水剂。
上述的轻质隔墙板的制备方法，包括以下步骤：
（1）将硅酸盐水泥、建筑弃土、硅灰、无机纤维和添加剂混合，然后加入上述原料总重量50%的水，搅拌均匀，制成浆料；
（2）将发泡剂和水按重量比1:70比例配制成稀释液，并通过空气压缩机制成泡沫，泡沫直径为0.08mm，发泡倍数为2.6m³/kg加入步骤（1）浆料中，经搅拌至均匀浇筑成型，即得。
实施例8
一种轻质隔墙板，由如下重量百分比的原料制成：
硅酸盐水泥56%、建筑弃土35%、硅灰5.6%、无机纤维2.2%、发泡剂1%和添加剂0.2%。
所述的硅酸盐水泥型号为PO42.5。
所述的建筑弃土粒径≤10mm，所述的建筑弃土中SiO2重量百分含量≥40%，CaO重量百分含量≥1%。
所述的无机纤维为海泡石绒纤维，外比表面积为300-1000m2/g，内比表面积为400-600m2/g。
所述的添加剂为聚羧酸减水剂。
上述的轻质隔墙板的制备方法，包括以下步骤：
（1）将硅酸盐水泥、建筑弃土、硅灰、无机纤维和添加剂混合，然后加入上述原料总重量60%的水，搅拌均匀，制成浆料；
（2）将发泡剂和水按重量比1:50比例配制成稀释液，并通过空气压缩机制成泡沫，泡沫直径为0.09mm，发泡倍数为3.2m³/kg加入步骤（1）浆料中，经搅拌至均匀浇筑成型，即得。
实施例9
一种轻质隔墙板，由如下重量百分比的原料制成：
硅酸盐水泥59%、建筑弃土30%、硅灰7.6%、无机纤维1.2%、发泡剂0.6%和添加剂1.6%。
所述的硅酸盐水泥型号为PO32.5。
所述的建筑弃土粒径≤10mm，所述的建筑弃土中SiO2重量百分含量≥40%，CaO重量百分含量≥1%。
所述的无机纤维为海泡石绒纤维，外比表面积为300-1000m2/g，内比表面积为400-600m2/g。
所述的添加剂为聚羧酸减水剂。
上述的轻质隔墙板的制备方法，包括以下步骤：
（1）将硅酸盐水泥、建筑弃土、硅灰、无机纤维和添加剂混合，然后加入上述原料总重量60%的水，搅拌均匀，制成浆料；
（2）将发泡剂和水按重量比1:80比例配制成稀释液，并通过空气压缩机制成泡沫，泡沫直径为0.11mm，发泡倍数为3m³/kg加入步骤（1）浆料中，经搅拌至均匀浇筑成型，即得。
实施例10
一种轻质隔墙板，由如下重量百分比的原料制成：
硅酸盐水泥60%、建筑弃土31%、硅灰6.3%、无机纤维0.5%、发泡剂1.2%和添加剂1%。
所述的硅酸盐水泥型号为PO42.5。
所述的建筑弃土粒径≤10mm，所述的建筑弃土中SiO2重量百分含量≥40%，CaO重量百分含量≥1%。
所述的无机纤维为海泡石绒纤维，外比表面积为300-1000m2/g，内比表面积为400-600m2/g。
所述的添加剂为聚羧酸减水剂。
上述的轻质隔墙板的制备方法，包括以下步骤：
（1）将硅酸盐水泥、建筑弃土、硅灰、无机纤维和添加剂混合，然后加入上述原料总重量40%的水，搅拌均匀，制成浆料；
（2）将发泡剂和水按重量比1:60比例配制成稀释液，并通过空气压缩机制成泡沫，泡沫直径为0.12mm，发泡倍数为3.2m³/kg加入步骤（1）浆料中，经搅拌至均匀浇筑成型，即得。
对比实施例1
本实施例一种轻质隔墙板与实施例6基本相同，相同之处不重述，有些不同的是：将本发明实施例6的建筑弃土替换为废砖粉。
对比实施例2
本实施例一种轻质隔墙板与实施例6基本相同，相同之处不重述，有些不同的是：将本发明实施例6的建筑弃土替换为废石粉。
对比实施例3
本实施例一种轻质隔墙板与实施例6基本相同，相同之处不重述，有些不同的是：将本发明实施例6的发泡剂替换为LC-01发泡剂。
对比实施例4
本实施例一种轻质隔墙板与实施例6基本相同，相同之处不重述，有些不同的是：将本发明实施例6的海泡石绒纤维替换为玻璃纤维。
将本发明轻质隔墙板做成长度3m×宽度600mm×厚度120mm规格，根据标准《建筑用轻质隔墙条板》（GB/T23451-2009）、《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法》（GB/T 10294-2008）和《用混响室法测定吸声及吸声系数的标准试验方法》（ASTM C423-2009a），将本发明实施例1-10以及对比实施例1-4制备的轻质隔墙板进行性能检测，结果见下表1。
表1 本发明轻质隔墙板性能检测结果
Figure 662579DEST_PATH_IMAGE001
由表1可知，当对比实施例1将建筑弃土替换为废砖粉，当对比实施例2将建筑弃土替换为废石粉，当对比实施例3将发泡剂替换为LC-01发泡剂，轻质隔墙板干密度、导热系数明显升高，吸音系数、抗压强度明显降低；当对比实施例4将海泡石绒纤维替换为玻璃纤维，轻质隔墙板的吸声系数明显降低。本发明各种原料合用，所得轻质隔墙板密度为：干密度600-710kg/m3，质量轻；抗压强度4.2-5.8MPa，抗压强度高；导热系数0.13-0.16W/m·K，导热系数小，保温性能好；吸声系数0.42-0.47，吸声系数大，隔音效果好。

Claims (10)

1.一种轻质隔墙板，其特征在于，由如下重量百分比的原料制成：
硅酸盐水泥50-60%、建筑弃土30-39%、硅灰0-10%、无机纤维0.5-2.2%、发泡剂0.6-1.2%和添加剂0.2-1.6%。
2.根据权利要求1所述的一种轻质隔墙板，其特征在于，所述的硅酸盐水泥型号为PO32.5、PO42.5或者PO52.5。
3.根据权利要求1所述的一种轻质隔墙板，其特征在于，所述的建筑弃土粒径≤10mm。
4.根据权利要求3所述的一种轻质隔墙板，其特征在于，所述的建筑弃土中SiO2重量百分含量≥40%，CaO重量百分含量≥1%。
5.根据权利要求1所述的一种轻质隔墙板，其特征在于，所述的无机纤维为海泡石绒纤维。
6.根据权利要求5所述的一种轻质隔墙板，其特征在于，所述的海泡石绒纤维外比表面积为300-1000m2/g，内比表面积为400-600m2/g。
7.根据权利要求1所述的一种轻质隔墙板，其特征在于，所述的发泡剂与水按照重量比1:50-80比制成泡沫后，所述的泡沫直径为0.08～0.12mm，发泡倍数为2.5-3.5m³/kg。
8.根据权利要求1所述的一种轻质隔墙板，其特征在于，所述的添加剂为聚羧酸减水剂。
9.一种权利要求1-8任一项所述的轻质隔墙板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将硅酸盐水泥、建筑弃土、硅灰、无机纤维和添加剂混合，然后加入上述原料总重量40%-60%的水，搅拌均匀，制成浆料；
（2）将发泡剂和水按重量比1:50-80比例配制成稀释液，并通过空气压缩机制成泡沫，加入步骤（1）浆料中，经搅拌至均匀浇筑成型，即得。
10.根据权利要求9所述的一种轻质隔墙板的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述的泡沫直径为0.08～0.12mm，发泡倍数为2.5-3.5m³/kg。
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