CN113860844A - 一种固废再生硫氧镁复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种固废再生硫氧镁复合材料及其制备方法，涉及建筑材料技术领域。本发明的固废再生硫氧镁复合材料，包括氧化镁20‑60份，硫酸镁10‑50份，固废再生料10‑40份，增强纤维5‑20份，外加剂0.5‑3份；卤水采用硫酸镁溶液；外加剂包括高分子复合蛋白发泡剂、多种复合酸改性剂；固废再生料为细度400目以下的建筑材料再生料，增强纤维包括玄武岩纤维、玻璃纤维和植物纤维。本发明通过将固废再生料与氧化镁、硫酸镁、增强纤维以及外加剂相结合，并通过预制模具中进行成型，具有良好的动态强度和静态强度以及防火阻燃、潮防霉以及隔热隔音的优点，有利于市场推广和应用，节约了资源，保护了环境。
Description
技术领域
本发明属于无机建筑料技术领域，特别是涉及一种固废再生硫氧镁复合材料及其制备方法。
背景技术
随着城市建设的快速发展，建筑垃圾数量增速越来越快，呈现“建筑垃圾围城”的态势，因此，对于建筑垃圾资源化利用是城市可持续发展的必然要求；建筑垃圾中的许多废弃物经过分拣、剔除或粉碎后，回收利用价值巨大，建筑垃圾再生骨料替代天然骨料作为工程建设材料可用于不同领域，如再生混凝土、砂浆、砌块、砖、板材等应用于建筑工程，再生透水混凝土、透水砖、无机混合料、级配碎石、回填材料等应用于市政交通工程，大多可以作为再生资源重新利用。
现有的硫氧镁胶凝体系的成熟，硫氧镁胶凝材料是一种比强度高、耐火性能好、能耗低的镁质胶凝材料的，它是由轻烧MgO与一定浓度的七水硫酸镁(MgSO4·7H2O)溶液组成的气硬性三元胶凝体系材料MgO-MgSO4-H2O，其中有3种常见的结晶相存在,分别是Mg(OH)2、MgSO4·7H2O和3Mg(OH)2·MgSO4·8H2O晶体相。近年来，国内外学者通过借助合适的外加剂，如柠檬酸(CA)和柠檬酸盐、酒石酸和酒石酸盐、磷酸盐、酒石酸等，可制备出新型胶凝材料-碱式硫酸镁胶凝材料，主要水化产物为新发现的碱式硫酸镁晶须，其化学式5Mg(OH)2·Mg SO4·7H2O(5·1·7)，其性能更具优势。
将该胶凝材料体系与固废再生材料相结合，可应用于生产建筑保温材料、装配式建筑材料等建筑工程中，且其满足了建筑节能和环境保护的要求，有望成为未来核心高性能生态友好型水泥，采用植物纤维在代替人工合成纤维增强水泥基复合材料方面具有巨大的发展潜力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种固废再生硫氧镁复合材料及其制备方法，通过制备的固废再生硫氧镁复合材料，充分利用建筑垃圾再生材料，可用来浇注形成板材、墙体和构件等产品，所得产品具有表面平整光洁、防火阻燃、防潮防霉、隔热隔音、无毒耐老化的优点，解决了背景技术中存在的问题。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种固废再生硫氧镁复合材料，以重量份计包括：
氧化镁20-60份，硫酸镁10-50份，固废再生料10-40份，增强纤维5-20份，外加剂0.5-3份。
进一步地，所述固废再生硫氧镁复合材料以重量份计包括：氧化镁20-60份，卤水30-60份，固废再生料10-40份，增强纤维5-20份，改性剂0.5-8份。
进一步地，所述卤水采用波美度为26.0°的硫酸镁溶液。
进一步地，所述外加剂包括高分子复合蛋白发泡剂、多种复合酸改性剂。
进一步地，所述固废再生料为细度400目以下的建筑材料再生料，所述增强纤维包括玄武岩纤维、玻璃纤维和植物纤维。
固废再生硫氧镁复合材料的制备方法，包括：
S01、将固态硫酸镁配置成波美度为26.0°的卤水溶液备用；按所述固废再生硫氧镁复合材料配方称取各组分原材料备用；
S02、采用发泡机将外加剂中的发泡剂进行发泡备用；
S03、将卤水溶液、氧化镁和复合酸改性剂先预混均匀，再加入固废再生料和增强纤维进行二次混合均匀得到初级混合料备用；
S04、将S02步骤制备的泡沫加入混合料中继续搅拌混合5～15分钟，即得到固废再生硫氧镁复合材料，可浇筑在预制的模具中进行成型，制备满足工程应用需求的结构件；加入发泡剂，能够减少复合材料的热传导损失并提高蓄热功能，选择复合酸改性剂能够提高复合材料的物理力学性能稳定性和耐久性。
本发明具有以下有益效果：
本发明通过将固废再生料与氧化镁、硫酸镁、增强纤维以及外加剂相结合，并通过预制模具中进行成型，利用现有的建筑废旧材料实现建筑废物的回收和利用，并且通过试验比对本技术方案所获得的固废再生硫氧镁复合材料具有良好的动态强度和静态强度以及良好的防火阻燃、潮防霉以及隔热隔音的优点，有利于市场推广和应用，节约了资源，保护了环境。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种固废再生硫氧镁复合材料的制备方法的步骤图；
图2为利用本发明具体实施例的固废再生硫氧镁复合材料与比对例的产品进行实现准静态抗压强度的线条图；
图3为利用本发明具体实施例的固废再生硫氧镁复合材料与比对例的产品进行实现动态抗压强度的线条图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步地描述。
下述具体实施例中是以七水硫酸镁为江苏口缘镁业有限公司生产的硫酸镁，其MgSO4·7H2O的有效含量为99％。木纤维来自连南瑶族自治县金文木材加工厂，尺寸小于1mm。海城市谦源耐火材料有限公司以辽宁海城菱镁矿为原料，在700～1000℃的温度下煅烧制备的轻质氧化镁粉末，轻质氧化镁粉末的细度为200目，氧化镁的活性在63％以上。固废再生材料为宁国格闰新材料科技有限公司经砂光机研磨后的回收废料，细度为200目。外加剂为宁国格闰新材料科技有限公司生产的高分子复合蛋白发泡剂和复合酸改性剂。
一种固废再生硫氧镁复合材料，以重量计包括：
卤水448Kg，氧化镁320Kg，固废再生回收粉100Kg，复合酸改性剂8.6Kg，发泡泡沫24.52Kg，其作为试验例，卤水具体采用硫酸镁溶液。
如图1所示，一种固废再生硫氧镁复合材料的制备方法，包括如下步骤：
S01、将固态硫酸镁配置成波美度为26.0°的卤水溶液备用；按所述固废再生硫氧镁复合材料配方称取各组分原材料备用；
S02、采用发泡机将外加剂中的发泡剂进行发泡备用；
S03、将卤水溶液、氧化镁和复合酸改性剂先预混均匀，再加入固废再生料和增强纤维进行二次混合均匀得到初级混合料备用；
S04、将S02步骤中制备的泡沫加入混合料中继续搅拌混合5～15分钟，即得到固废再生硫氧镁复合材料，可浇筑在预制的模具中进行成型，制备满足工程应用需求的结构件；
基于上述试验例，还采用七水硫酸镁324.4kg，氧化镁1000kg，水620.8kg作为参照例进行试验和比对，作为比对例。
对上述具体实施例的固废再生硫氧镁复合材料产品与无固废添加的比对例产品的材料的抗压强度进行检测见图2-3所示，图2为准静态抗压强度测试，图3为动态抗压强度测试，其中T线条代表本实施例的固废再生硫氧镁复合材料产品，O线条代表比对例的材料产品；
由测试结果及测试图可知，本发明制备的复合材料产品的准静态强度为9.6MPa，对照案例为6.6MPa，本发明复合材料产品的动态的强度为14.5MPa，比对例为12.8MPa；由此可知本发明制备的复合材料具有优良的力学特性，并且同时具有吸水量低以及良好的防火阻燃、防潮防霉以及隔热隔音的优点，具有良好的握螺钉力。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (6)
1.一种固废再生硫氧镁复合材料，其特征在于：以重量份计包括：
氧化镁20-60份，硫酸镁10-50份，固废再生料10-40份，增强纤维5-20份，外加剂0.5-3份。
2.根据权利要求1所述的一种固废再生硫氧镁复合材料，其特征在于，所述固废再生硫氧镁复合材料以重量份计包括：氧化镁20-60份，卤水30-60份，固废再生料10-40份，增强纤维5-20份，改性剂0.5-8份。
3.根据权利要求2所述的一种固废再生硫氧镁复合材料，其特征在于，所述卤水采用波美度为26.0°的硫酸镁溶液。
4.根据权利要求1所述的一种固废再生硫氧镁复合材料，其特征在于，所述外加剂包括高分子复合蛋白发泡剂、多种复合酸改性剂。
5.根据权利要求1或2所述的一种固废再生硫氧镁复合材料，其特征在于，所述固废再生料为细度400目以下的建筑材料再生料，所述增强纤维包括玄武岩纤维、玻璃纤维和植物纤维。
6.如权利要求1-5任一所述的固废再生硫氧镁复合材料的制备方法，其特征在于，包括：
S01、将固态硫酸镁配置成波美度为26.0°的卤水溶液备用；按所述固废再生硫氧镁复合材料配方称取各组分原材料备用；
S02、采用发泡机将外加剂中的发泡剂进行发泡备用；
S03、将卤水溶液、氧化镁和复合酸改性剂先预混均匀，再加入固废再生料和增强纤维进行二次混合均匀得到初级混合料备用；
S04、将S02步骤制备的泡沫加入混合料中继续搅拌混合5～15分钟，即得到固废再生硫氧镁复合材料，可浇筑在预制的模具中进行成型，制备满足工程应用需求的结构件。
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