CN112299785B - 一种水泥基吸声透水砂板及其制作方法 - Google Patents

一种水泥基吸声透水砂板及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于声屏障材料技术领域，具体涉及一种水泥基吸声透水砂板及其制作方法，砂板组成包括底层和面层，砂板原料包括石英砂、白水泥、胶粉、108胶水、聚羧酸高效减水剂、纤维素醚、早强剂、缓凝剂、颜料；砂板制作方法包括：S1.原料配制；S2.坯体成型；S3.干燥。本发明制得的砂板有均匀的通透空隙，实现了良好的透水性，且密实度较高，其板材抗压、抗折强度都很高，达到了国家标准。

Description

一种水泥基吸声透水砂板及其制作方法
技术领域
本发明属于声屏障材料技术领域，具体涉及一种水泥基吸声透水砂板及其制作方法。
背景技术
在我国长期城市化发展过程中，大规模的不透水地面取代了原有的森林、绿地和田野，造成不透水面积大大增加，使得城市雨水不能顺利进入土壤，造成了地下水补充涵养大量减少，洪峰流量大大增加。许多城市一遇暴雨，其路面雨水无法快速渗漏，当排水设施不畅，很容易造成城市内涝。同时，地面硬化弱化了城市环境的呼吸功能，造成热岛效应、扬尘和噪音污染加剧，恶化了城市小气候，降低了城市的舒适度。随着城市水资源的不断匾乏，以及城市环境人性化的追求，研发一种新型的水泥基吸声透水砂板是必然的。
发明内容
本发明旨在解决上述技术问题，提供一种水泥基吸声透水砂板及其制作方法，解决砂板在吸声、透水性以及抗压坑折强度上不高，达不到标准的问题。
本发明的技术方案为：一种水泥基吸声透水砂板，砂板组成包括底层和面层，砂板原料包括石英砂、白水泥、胶粉、108胶水、聚羧酸高效减水剂、纤维素醚、早强剂、缓凝剂、颜料。
进一步的，所述底层按重量份计，包括以下组分：20～30目石英砂70～80份、白水泥10～20份、胶粉2～4份、108胶水5～8份、聚羧酸高效减水剂1～2份、纤维素醚0.2～1.2份、早强剂2～3份、缓凝剂0.5～1.5份、颜料0～1份。
进一步的，所述面层按重量份计，包括以下组分：40～60目石英砂70～80份、白水泥10～20份、胶粉2～4份、108胶水5～8份、聚羧酸高效减水剂1～2份、纤维素醚0.2～1.2份、早强剂2～3份、缓凝剂0.5～1.5份、颜料0～1份。
进一步的，所述石英砂硬度≥6，含硅≥96％，所述白水泥为强度等级52.5阿尔博硅酸盐白水泥或圣德翰硅酸盐白水泥其中的一种。
进一步的，所述聚羧酸高效减水剂为粉剂型减水剂，其减水率为30％以上，所述纤维素醚为羟丙基甲基纤维素醚10万或20万粘度其中的一种，所述早强剂为甲酸钙或元明粉其中的一种，所述缓凝剂为硼酸、葡萄糖酸钠、酒石酸其中的一种，所述颜料为氧化铁黄、红、棕其中的一种，颜料根据项目工程实际需要的色调而选定。
本发明还提供一种水泥基吸声透水砂板的制作方法，包括以下步骤：
S1.原料配制
(1)将砂板原料中各组分按重量份占比称料，并将它们干混搅拌均匀得到底层干料；将砂板原料中各组分按重量份占比称料，并将它们干混均匀搅拌得到面层干料。
(2)将底层料加入配比所需要的水进行湿混搅拌均匀得到底层湿料；将底层料加入配比所需要的水进行湿混搅拌均匀得到面层湿料。
S2.坯体成型
先将底层湿料在模具里布好并放入钢筋网片，进行第一次压制成型得到底层坯体；在底层坯体上布上面层湿料，进行第二次压制成型得到面层坯体，最后通过人工将底层坯体和面层坯体压制并刮平得到砂板坯体。
S3.干燥
将步骤S2制备得到的砂板坯体放在室内恒温、避光晾晒20～30h，最后得到水泥基吸声透水砂板。
进一步的，在步骤S2中，压制成型采用200T压力机，第一次压制成型采用低压成型，压力在100～120Mpa；进行第二次压制成型压力在140～150Mpa。
进一步的，在步骤S3中，将步骤S2制备得到的砂板坯体放在室内25±5℃自然养护。
在本发明中主要组分在制作砂板过程中的功效如下：
聚羧酸高效减水剂，由于聚羧酸高效减水剂掺量小、减水率高，使用聚羧酸高效减水剂配制各类高性能混凝土，可以大幅度降低工程成本，具有显著的技术经济效益；掺入聚羧酸高效减水剂的混凝土具有很好的耐久性，在充填性、稳定性、可泵性、强度密实性、抗硫酸盐腐蚀性、抗碱-骨料反应性、抗冻性、抗收缩和徐变等性能方面均优于普通减水剂。
胶粉，作为多种材料的粘接介质，胶粉溶液是一种高粘、高强、高透明的，用于涂料、各类腻子粉、保温砂浆等高分子材料，在本发明中，胶粉使用德国瓦克328乳胶粉。
纤维素醚，纤维素醚的醚化对其特性及性能，如溶解性、成膜能力、粘结强度和耐盐性有很大的影响。纤维素醚具有较高机械强度、柔韧性、耐热性和抗寒性，砂浆内的纤维素醚在水中溶解后，由于表面活性作用保证了胶凝材料在体系中有效地均匀分布，而纤维素醚作为一种保护胶体，“包裹”住固体颗粒，并在其外表面形成一层润滑膜，使砂浆体系更稳定，也提高了砂浆在搅拌过程的流动性和施工的滑爽性。羟丙基甲基纤维素作为水泥砂浆的保水剂、缓凝剂使砂浆具有泵送性。在抹灰浆、石膏料、腻子粉或其他的建材作为黏合剂，提高涂抹性和延长可操作时间。羟丙基甲基纤维素用作粘贴瓷砖、大理石、塑料装饰，粘贴增强剂，还可以减少水泥用量，羟丙基甲基纤维素HPMC的保水性能使浆料在涂抹后不会因干得太快而龟裂，增强硬化后强度。
早强剂，能够加速混凝土早期强度发展的外加剂，它掺在混凝土中可以使混凝土在较短的时间内即获得较高的强度。
缓凝剂，在混凝土中掺入缓凝剂的目的是为了延长水泥的水化硬化时间，使新拌混凝土能在较长时间内保持塑性，从而调节新拌混凝土的凝结时间。
由于采用上述技术方案，本发明的有益效果为：
1、本发明在制作砂板中采用了不同目数的石英砂，砂板成型后有均匀的通透空隙，实现了良好的透水性，且密实度较高，其板材抗压，抗折强度高。面层采用大粒径石英砂，底层采用小粒径的石英砂，砂板中应用两种不同粒径的石英砂，面层上的空隙起到了吸声的效果，底层上的空隙起到了吸声和隔声的效果。另外，本发明采用压制成型的制备方法，能够避免高温烧制，节约了燃料，降低了成本，且有利于环境保护。
2、本发明在砂板成型自然养护中，温度对其材料早期强度上升较快，7天能够达到设计强度的85％左右，也可进行高温蒸养，1天内可以达到设计强度的85％左右。而冬季生产环境温度低，可以采用温控设备保持环境温度在25°或者采用高温蒸养。砂板成型后具有良好的渗水性及透水性，又有较高的吸声系数，它不仅可用于交通道路声屏障材料也可同于交通路面透水材料。
3、本发明在砂板的各个组分中，通过合理的配比进行制作，通过胶粉、胶水、聚羧酸高效减水剂、纤维素醚、早强剂、缓凝剂等多种组分相结合，混于石英砂和白水泥中，使得最后砂板在使用上具体耐久性，在本发明中砂板本身的充填性、稳定性、可泵性、强度密实性等方面都领先于用其他原材料及其他配比制作的砂板。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于这些实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种水泥基吸声透水砂板，砂板组成包括底层和面层，砂板原料包括石英砂、白水泥、胶粉、108胶水、聚羧酸高效减水剂、纤维素醚、早强剂、缓凝剂、颜料。
其中，所述底层按重量份计，20～30目石英砂70份、白水泥13份、胶粉2份、108胶水5份、聚羧酸高效减水剂1份、纤维素醚0.5份、早强剂2份、缓凝剂0.5份、颜料0.5份，水5份。
所述面层按重量份计，包括以下组分：40～60目石英砂70份、白水泥10份、胶粉2.5份、108胶水5份、聚羧酸高效减水剂1份、纤维素醚0.8份、早强剂2份、缓凝剂1.5份、颜料0.8份，水5.9份。
其中，所述石英砂硬度≥6，含硅≥96％，所述白水泥为强度等级52.5阿尔博硅酸盐白水泥，所述聚羧酸高效减水剂为粉剂型减水剂，其减水率为30％以上，所述纤维素醚为羟丙基甲基纤维素醚10万粘度，所述早强剂为元明粉，所述缓凝剂为硼酸，所述颜料为氧化铁黄。
对上述选取的组分进行称料，通过本发明一种水泥基吸声透水砂板的制作方法，包括以下步骤：
S1.原料配制
(1)将砂板原料中各组分按重量份占比称料，并将它们干混搅拌均匀得到底层干料；将砂板原料中各组分按重量份占比称料，并将它们干混均匀搅拌得到面层干料。
(2)将底层料加入配比所需要的水进行湿混搅拌均匀得到底层湿料；将底层料加入配比所需要的水进行湿混搅拌均匀得到面层湿料。
S2.坯体成型
先将底层湿料在模具里布好并放入钢筋网片，采用200T压力机压制，首先采用低压压制成型得到底层坯体，压力为100Mpa；在底层坯体上布上面层湿料，进行第二次压制成型得到面层坯体，压力为140Mpa，最后通过人工将底层坯体和面层坯体压制并刮平得到砂板坯体。
S3.干燥
将步骤S2制备得到的砂板坯体放在室内恒温为20℃、避光晾晒20h自然养护，最后得到水泥基吸声透水砂板。
实施例2
一种水泥基吸声透水砂板，砂板组成包括底层和面层，砂板原料包括石英砂、白水泥、胶粉、108胶水、聚羧酸高效减水剂、纤维素醚、早强剂、缓凝剂、颜料。
其中，所述底层按重量份计，20～30目石英砂75份、白水泥16份、胶粉3份、108胶水6份、聚羧酸高效减水剂1.5份、纤维素醚0.8份、早强剂2.5份、缓凝剂1份、颜料0.7份，水5份。
所述面层按重量份计，包括以下组分：40～60目石英砂75份、白水泥13份、胶粉3份、108胶水6份、聚羧酸高效减水剂1.5份、纤维素醚0.8份、早强剂2.5份、缓凝剂1份、颜料0.7份，水5.9份。
其中，所述石英砂硬度≥6，含硅≥96％，所述白水泥为强度等级52.5阿尔博硅酸盐白水泥，所述聚羧酸高效减水剂为粉剂型减水剂，其减水率为30％以上，所述纤维素醚为羟丙基甲基纤维素醚10万粘度，所述早强剂为元明粉，所述缓凝剂为硼酸，所述颜料为氧化铁黄。
对上述选取的组分进行称料，通过本发明一种水泥基吸声透水砂板的制作方法，包括以下步骤：
S1.原料配制
(1)将砂板原料中各组分按重量份占比称料，并将它们干混搅拌均匀得到底层干料；将砂板原料中各组分按重量份占比称料，并将它们干混均匀搅拌得到面层干料。
(2)将底层料加入配比所需要的水进行湿混搅拌均匀得到底层湿料；将底层料加入配比所需要的水进行湿混搅拌均匀得到面层湿料。
S2.坯体成型
先将底层湿料在模具里布好并放入钢筋网片，采用200T压力机压制，首先采用低压压制成型得到底层坯体，压力为110Mpa；在底层坯体上布上面层湿料，进行第二次压制成型得到面层坯体，压力为145Mpa，最后通过人工将底层坯体和面层坯体压制并刮平得到砂板坯体。
S3.干燥
将步骤S2制备得到的砂板坯体放在室内恒温为25℃、避光晾晒25h自然养护，最后得到水泥基吸声透水砂板。
实施例3
一种水泥基吸声透水砂板，砂板组成包括底层和面层，砂板原料包括石英砂、白水泥、胶粉、108胶水、聚羧酸高效减水剂、纤维素醚、早强剂、缓凝剂、颜料。
其中，所述底层按重量份计，20～30目石英砂80份、白水泥20份、胶粉4份、108胶水8份、聚羧酸高效减水剂2份、纤维素醚1份、早强剂3份、缓凝剂1.5份、颜料1份，水6份。
所述面层按重量份计，包括以下组分：40～60目石英砂80份、白水泥20份、胶粉4份、108胶水8份、聚羧酸高效减水剂2份、纤维素醚1份、早强剂3份、缓凝剂1.5份、颜料1份，水6.5份。
其中，所述石英砂硬度≥6，含硅≥96％，所述白水泥为强度等级52.5阿尔博硅酸盐白水泥，所述聚羧酸高效减水剂为粉剂型减水剂，其减水率为30％以上，所述纤维素醚为羟丙基甲基纤维素醚10万粘度，所述早强剂为元明粉，所述缓凝剂为硼酸，所述颜料为氧化铁黄。
对上述选取的组分进行称料，通过本发明一种水泥基吸声透水砂板的制作方法，包括以下步骤：
S1.原料配制
(1)将砂板原料中各组分按重量份占比称料，并将它们干混搅拌均匀得到底层干料；将砂板原料中各组分按重量份占比称料，并将它们干混均匀搅拌得到面层干料。
(2)将底层料加入配比所需要的水进行湿混搅拌均匀得到底层湿料；将底层料加入配比所需要的水进行湿混搅拌均匀得到面层湿料。
S2.坯体成型
先将底层湿料在模具里布好并放入钢筋网片，采用200T压力机压制，首先采用低压压制成型得到底层坯体，压力为120Mpa；在底层坯体上布上面层湿料，进行第二次压制成型得到面层坯体，压力为150Mpa，最后通过人工将底层坯体和面层坯体压制并刮平得到砂板坯体。
S3.干燥
将步骤S2制备得到的砂板坯体放在室内恒温为30℃、避光晾晒30h自然养护，最后得到水泥基吸声透水砂板。
对比实施例1
与实施例1不同的是：底层按重量份计，20～30目石英砂65份、白水泥25份；面层按重量份计，40～60目石英砂65份、白水泥25份；底层和面层的其余组分份数及砂板的制作方法均同于实施例1。
对比实施例2
与实施例1不同的是：底层按重量份计，20～30目石英砂68份、白水泥22份；面层按重量份计，40～60目石英砂68份、白水泥22份；底层和面层的其余组分份数及砂板的制作方法均同于实施例2。
对比实施例3
与实施例1不同的是：底层按重量份计，20～30目石英砂83份、白水泥7份；面层按重量份计，40～60目石英砂83份、白水泥7份；底层和面层的其余组分份数及砂板的制作方法均同实于施例3。
综上，本发明通过实施例1～3和对比实施例1～3最后得出的砂板进行检测，具体检测得出的参数如下表1：
表1本发明实施例和对比实施例1-3制得砂板品质评价表
检测项目 标准要求 实施例1检测数据 对比实施例1检测数据
抗折强度MPa 4.5 5.2 4.1
抗压强度MPa 20.0 20.5 18.6
密实度kg/m<sup>2</sup> ≤18 16 19
透水性强度 强 强 弱
吸声系数 0.70 0.86 0.58
检测项目 标准要求 实施例2检测数据 对比实施例2检测数据
抗折强度MPa 4.5 5.3 4.3
抗压强度MPa 20.0 20.8 19.2
密实度kg/m<sup>2</sup> ≤18 17 18.4
透水性强度 强 强 弱
吸声系数 0.70 0.79 0.62
检测项目 标准要求 实施例3检测数据 对比实施例3检测数据
抗折强度MPa 4.5 5.6 4.4
抗压强度MPa 20.0 22.5 19.3
密实度kg/m<sup>2</sup> ≤18 17 18.2
透水性强度 强 强 弱
吸声系数 0.70 0.76 0.66
通过表1数据可知，通过本发明的技术方案，在各个组分及它们的配比上进行制作砂板，最后实施例1～3得出的砂板在项目检测要求上均达到标准，而对比实施例1～3得出的砂板在项目检测要求上未到达标准，因此，本发明在砂板的制作上具有密实度较高，其板材在抗压抗折强度上都很高，整个砂板在使用上起到吸声和隔声的效果。
所属领域的普通技术人员应当理解，以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子，在本发明的思路下，以上实施例或不同实施例中的技术特征之间也可进行组合，实施步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其他变化，为了简明并没有在细节中提供。因此凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种水泥基吸声透水砂板，其特征在于：砂板组成包括底层和面层，砂板原料包括石英砂、白水泥、胶粉、108胶水、聚羧酸高效减水剂、纤维素醚、早强剂、缓凝剂、颜料；
所述底层按重量份计，包括以下组分：20～30目石英砂70～80份、白水泥10～20份、胶粉2～4份、108胶水5～8份、聚羧酸高效减水剂1～2份、纤维素醚0.2～1.2份、早强剂2～3份、缓凝剂0.5～1.5份、颜料0～1份；
所述面层按重量份计，包括以下组分：40～60目石英砂70～80份、白水泥10～20份、胶粉2～4份、108胶水5～8份、聚羧酸高效减水剂1～2份、纤维素醚0.2～1.2份、早强剂2～3份、缓凝剂0.5～1.5份、颜料0～1份。
2.如权利要求1所述的一种水泥基吸声透水砂板，其特征在于：所述石英砂硬度≥6，含硅≥96％，所述白水泥为强度等级52.5阿尔博硅酸盐白水泥或圣德翰硅酸盐白水泥其中的一种。
3.如权利要求1所述的一种水泥基吸声透水砂板，其特征在于：所述聚羧酸高效减水剂为粉剂型减水剂，其减水率为30％以上，所述纤维素醚为羟丙基甲基纤维素醚10万或20万粘度其中的一种，所述早强剂为甲酸钙或元明粉其中的一种，所述缓凝剂为硼酸、葡萄糖酸钠、酒石酸其中的一种，所述颜料为氧化铁黄、红、棕其中的一种。
4.一种应用权利要求1-3任意一项所述的水泥基吸声透水砂板的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1.原料配制
(1)将砂板原料中各组分按重量份占比称料，并将它们干混搅拌均匀得到底层干料；将砂板原料中各组分按重量份占比称料，并将它们干混均匀搅拌得到面层干料；
(2)将底层料加入配比所需要的水进行湿混搅拌均匀得到底层湿料；将底层料加入配比所需要的水进行湿混搅拌均匀得到面层湿料；
S2.坯体成型
先将底层湿料在模具里布好并放入钢筋网片，进行第一次压制成型得到底层坯体；在底层坯体上布上面层湿料，进行第二次压制成型得到面层坯体，最后通过人工将底层坯体和面层坯体压制并刮平得到砂板坯体，将砂板坯体自然养护；
S3.干燥
将步骤S2制备得到的砂板坯体放在室内恒温、避光晾晒20～30h，最后得到水泥基吸声透水砂板。
5.如权利要求4所述的水泥基吸声透水砂板的制作方法，其特征在于：在步骤S2中，压制成型采用200T压力机，第一次压制成型采用低压成型，压力在100～120Mpa；进行第二次压制成型压力在140～150Mpa。
6.如权利要求5所述的水泥基吸声透水砂板的制作方法，其特征在于：在步骤S3中，将步骤S2制备得到的砂板坯体放在室内25±5℃自然养护。
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