CN114622681A - 一种耐火纤维增强碱矿渣胶凝材料保温墙板及其加工方法 - Google Patents
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Abstract
一种耐火纤维增强碱矿渣胶凝材料保温墙板及其加工方法，本发明涉及一种耐火纤维增强碱矿渣胶凝材料保温墙板及其加工方法。本发明要解决现有夹芯板抗高温性能差，在高温下极易导致保温层失效，进而导致结构层失效的问题。它由由内叶墙体、外叶墙体、保温板、连接件和钢丝网片组成；其加工方法：在保温板上钻均布圆孔；将连接件放入圆孔中固定；将钢丝网片布置在保温板两侧固定；保温板放置在模具中，将耐火纤维增强碱矿渣胶凝材料沿保温板的两边均匀倒入模具中；振捣，封膜养护，即完成耐火纤维增强碱矿渣胶凝材料保温墙板的加工。本发明适用于外墙体保温。
Description
技术领域
本发明涉及一种耐火纤维增强碱矿渣胶凝材料保温墙板及其加工方法。
背景技术
在建筑节能整个系统中，外墙能耗占整个建筑总能耗的比例最高，其散热面积最大，因此，外墙具有良好的保温隔热性能是专家学者关注的焦点。目前，国内外的保温墙板形式多样，轻质高强的保温墙板也应运而生，其中，夹芯式保温墙板由两侧的叶墙和中间的保温层通过拉结件连接而成，相对内、外保温墙体，由于夹芯式保温墙板具有优越的保温效率、耐久性能、防火性能、经济效益以及良好的结构性能，已受到业界的普遍关注和青睐。
随着我国大力开展建筑节能保温方面的研究，各类夹芯板层出不穷。但是现有的夹芯板普遍存在抗高温性能差，在高温下极易导致保温层失效，进而导致结构层失效的问题。
发明内容
本发明是要解决现有夹芯板抗高温性能差，在高温下极易导致保温层失效，进而导致结构层失效的问题，而提供一种耐火纤维增强碱矿渣胶凝材料保温墙板及其加工方法。
一种耐火纤维增强碱矿渣胶凝材料保温墙板由内叶墙体、外叶墙体、保温板、连接件和钢丝网片组成；由内向外依次设置内叶墙体、保温板和外叶墙体；所述保温板的两侧设置有钢丝网片，所述连接件穿过保温板将内叶墙体和外叶墙体连接。
一种耐火纤维增强碱矿渣胶凝材料保温墙板的加工方法按以下步骤进行：
在保温板上钻出若干个均匀排列直径为15mm的圆孔；然后将连接件放入圆孔中，并用胶水固定位置；再将钢丝网片布置在保温板两侧固定；然后将固定好钢丝网片的保温板放置在模具中，利用垫块使保温板处于中间位置，然后将搅拌好的耐火纤维增强碱矿渣胶凝材料沿保温板的两边均匀倒入模具中；倒入完成后，利用平面振捣器紧贴模具振捣，并封膜养护，即完成耐火纤维增强碱矿渣胶凝材料保温墙板的加工。
本发明有益效果：
本发明使得保温墙板强度高、成本低、耐高温性好，且使用的材料既节能环保，又提高墙体的热工性能，丰富了现代墙体结构的内涵。氧化镁及耐火纤维的加入弥补了原材料收缩变形大，易开裂的缺陷；用秸秆板作为保温板既弥补了聚苯板等保温材料易燃的缺点，又使秸秆等农业废弃物得到循环再利用，并避免焚烧带来的环境污染。解决了夹芯板抗高温性能差，在高温下极易导致保温层失效，进而导致结构层失效的问题。
附图说明
图1为耐火纤维增强碱矿渣胶凝材料保温墙板的结构示意图；
图2为实施例仅采用连接件连结内叶墙体和外叶墙体的效果图；
图3为实施例同时采用连接件、钢丝网片连结内叶墙体和外叶墙体的效果图；
图4为保温板的正面视图；
图5为保温板的侧面视图；
图6为钻孔位置示意图。
具体实施方式
本发明技术方案不限于以下所列举的具体实施方式，还包括各具体实施方式之间的任意组合。
具体实施方式一：本实施方式一种耐火纤维增强碱矿渣胶凝材料保温墙板，由内叶墙体1、外叶墙体3、保温板2、连接件5和钢丝网片4组成；由内向外依次设置内叶墙体1、保温板2和外叶墙体3；所述保温板2的两侧设置有钢丝网片4，所述连接件5穿过保温板2将内叶墙体1和外叶墙体3连接；其特征在于所述内叶墙体1由耐火纤维增强碱矿渣胶凝材料制成，厚度为50mm；所述保温板2由秸秆制成，厚度为18～50mm；所述连接件5为FRP连接件，所述钢丝网片4为热镀锌钢丝网。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述耐火纤维增强碱矿渣胶凝材料由矿渣、氧化镁、砂、钾水玻璃、氢氧化钠、水和耐火纤维制成；所述矿渣为S105级矿渣；所述氧化镁为轻烧氧化镁粉；所述砂为级配砂石；所述钾水玻璃模数为2.79；所述氢氧化钠质量分数≥96.0％；所述耐火纤维为多晶质耐火纤维，包括莫来石纤维、氧化铝纤维和氧化锆纤维。其他与具体实施方式一相同。
本实施方式的碱矿渣胶凝材料具有取材广泛、价格低廉、抗压强度高、养护费用低等优点。同时在其中掺入纤维增韧，提高抗裂性、耐久性；在其中掺入氧化镁粉末，改善其收缩；在其中加入级配砂石，改善其破坏模式。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式二不同的是：所述轻烧氧化镁粉是菱镁矿石在750℃的高温下煅烧而成的粉末。其他与具体实施方式二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式二不同的是：所述矿渣与氧化镁的质量比为1∶0.43；矿渣和氧化镁形成的总固体粉末与钾水玻璃的质量比为1∶0.2～0.54；总固体粉末与氢氧化钠的质量比为1:0.04～0.09；总固体粉末与水的质量比为1:0.35～0.81；总固体粉末与砂的质量比为1:2；耐火纤维质量占总质量的1％。其他与具体实施方式二相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式四不同的是：矿渣和氧化镁形成的总固体粉末与钾水玻璃的质量比为1：0.25。其它与具体实施方式四相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式四不同的是：矿渣和氧化镁形成的总固体粉末与钾水玻璃的质量比为1：0.286。其它与具体实施方式四相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式四不同的是：矿渣和氧化镁形成的总固体粉末与钾水玻璃的质量比为1：0.3。其它与具体实施方式四相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式四不同的是：总固体粉末与钾水玻璃的质量比为1：0.36～0.54。其它与具体实施方式四相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式四不同的是：总固体粉末与氢氧化钠的质量比为1：0.046。其它与具体实施方式四相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式四不同的是：总固体粉末与氢氧化钠的质量比为1：0.05。其它与具体实施方式四相同。
具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式四不同的是：总固体粉末与氢氧化钠的质量比为1：0.072～0.09。其它与具体实施方式四相同。
具体实施方式十二：本实施方式与具体实施方式四不同的是：总固体粉末与水的质量比为1∶0.45。其它与具体实施方式四相同。
具体实施方式十三：本实施方式与具体实施方式四不同的是：总固体粉末与水的质量比为1:0.63～0.81。其它与具体实施方式四相同。
具体实施方式十四：本实施方式与具体实施方式四不同的是：耐火纤维增强碱矿渣胶凝材料的制备方法按以下步骤进行：
一、将钾水玻璃、氢氧化钠和水按比例称重后，将钾水玻璃和氢氧化钠倒入水中搅拌均匀，待氢氧化钠固体颗粒完全溶解后静置一天，得到混合液；
二、将矿渣粉和氧化镁粉按比例称重后，倒入搅拌锅中，先搅拌1～2min使粉末充分拌合；将耐火纤维用剪刀剪细后，倒入搅拌锅搅拌1min，使其均匀分布，最后倒入混合液，搅拌2～3min，即得到耐火纤维增强碱矿渣胶凝材料。其他与具体实施方式四相同。
本实施方式氢氧化钠固体颗粒完全溶解后静置一天的目的是使氢氧化钠固体颗粒溶解过程中释放的热量消散。
具体实施方式十五：本实施方式与具体实施方式一不同的是：耐火纤维增强碱矿渣胶凝材料保温墙板还包括内墙抹灰8、防水层6和外墙涂料7；所述内墙抹灰8涂抹在内叶墙体1的内侧，由外叶墙体3向外依次设置防水层6和外墙涂料7。其他与具体实施方式一相同。
具体实施方式十六：本实施方式一种耐火纤维增强碱矿渣胶凝材料保温墙板的加工方法，其特征在于耐火纤维增强碱矿渣胶凝材料保温墙板的加工方法按以下步骤进行：
在保温板2上钻出若干个均匀排列直径为15mm的圆孔；然后将连接件5放入圆孔中，并用胶水固定位置；再将钢丝网片4布置在保温板2两侧固定；然后将固定好钢丝网片的保温板2放置在模具中，利用垫块使保温板2处于中间位置，然后将搅拌好的耐火纤维增强碱矿渣胶凝材料沿保温板2的两边均匀倒入模具中；倒入完成后，利用平面振捣器紧贴模具振捣，并封膜养护，即完成耐火纤维增强碱矿渣胶凝材料保温墙板的加工。
具体实施方式十七：本实施方式与具体实施方式十六不同的是：保温板2上均匀排列的圆孔每平方米加工24～36个。其他与具体实施方式十六相同。
具体实施方式十八：本实施方式与具体实施方式十六不同的是：保温板2上均匀排列的圆孔每平方米加工28个。其他与具体实施方式十六相同。
具体实施方式十九：本实施方式与具体实施方式十六不同的是：保温板2上均匀排列的圆孔每平方米加工32个。其他与具体实施方式十六相同。
采用下述实施例验证本发明的有益效果：
浇筑一块500mm×500mm的夹芯板，首先称取氢氧化钠1.36kg、水8.99kg、水玻璃5.65kg并将它们混合拌匀后冷却1d待用，称取11.55kg矿渣、4.95kg氧化镁、33kg砂放入搅拌机内搅拌1min，然后倒入冷却后的溶液搅拌2min，最后将剪切处理过的耐火纤维0.6kg加入搅拌1min即可获得耐火纤维增强碱矿渣胶凝材料。将耐火纤维增强碱矿渣胶凝材料按上述加工方法进行浇筑即可得500mm×500mm的夹芯板。
常温20℃时，耐火纤维增强碱矿渣胶凝材料墙体的导热系数为0.341W/(m·K)。与封闭状态下空气(导热系数0.023W/(m·K))相比，该墙体的导热系数更高，但空气存在辐射、对流和传质等多种传热形式的复合传热关系，干扰较多。和混凝土墙体(导热系数1.74W/(m·K))相比，该墙体的导热系数更小，表明墙体具有较好的保温效果。
升温至800℃时，该墙体导热系数与混凝土基本一致，但其热扩散系数较高，导热系数和比热容较低。说明该墙体内部热量扩散内力较好，内部温度趋于均匀，但传导和贮存热量的能力较差，表明墙体具有均匀热量、隔热、蓄热能力，能充分保护中间的秸秆板。
Claims (10)
1.一种耐火纤维增强碱矿渣胶凝材料保温墙板，由内叶墙体(1)、外叶墙体(3)、保温板(2)、连接件(5)和钢丝网片(4)组成；由内向外依次设置内叶墙体(1)、保温板(2)和外叶墙体(3)；所述保温板(2)的两侧设置有钢丝网片(4)，所述连接件(5)穿过保温板(2)将内叶墙体(1)和外叶墙体(3)连接；其特征在于所述内叶墙体(1)由耐火纤维增强碱矿渣胶凝材料制成，厚度为50mm；所述保温板(2)由秸秆制成，厚度为18～50mm；所述连接件(5)为FRP连接件，所述钢丝网片(4)为热镀锌钢丝网。
2.根据权利要求1所述的一种耐火纤维增强碱矿渣胶凝材料保温墙板，其特征在于所述耐火纤维增强碱矿渣胶凝材料由矿渣、氧化镁、砂、钾水玻璃、氢氧化钠、水和耐火纤维制成；所述矿渣为S105级矿渣；所述氧化镁为轻烧氧化镁粉；所述砂为级配砂石；所述钾水玻璃模数为2.79；所述氢氧化钠质量分数≥96.0％；所述耐火纤维为多晶质耐火纤维，包括莫来石纤维、氧化铝纤维和氧化锆纤维。
3.根据权利要求2所述的一种耐火纤维增强碱矿渣胶凝材料保温墙板，其特征在于所述轻烧氧化镁粉是菱镁矿石在750℃的高温下煅烧而成的粉末。
4.根据权利要求2所述的一种耐火纤维增强碱矿渣胶凝材料保温墙板，其特征在于所述矿渣与氧化镁的质量比为1∶0.43；矿渣和氧化镁形成的总固体粉末与钾水玻璃的质量比为1∶0.2～0.54；总固体粉末与氢氧化钠的质量比为1:0.04～0.09；总固体粉末与水的质量比为1:0.35～0.81；总固体粉末与砂的质量比为1:2；耐火纤维质量占总质量的1％。
5.根据权利要求4所述的一种耐火纤维增强碱矿渣胶凝材料保温墙板，其特征在于耐火纤维增强碱矿渣胶凝材料的制备方法按以下步骤进行：
一、将钾水玻璃、氢氧化钠和水按比例称重后，将钾水玻璃和氢氧化钠倒入水中搅拌均匀，待氢氧化钠固体颗粒完全溶解后静置一天，得到混合液；
二、将矿渣粉和氧化镁粉按比例称重后，倒入搅拌锅中，先搅拌1～2min使粉末充分拌合；将耐火纤维用剪刀剪细后，倒入搅拌锅搅拌1min，使其均匀分布，最后倒入混合液，搅拌2～3min，即得到耐火纤维增强碱矿渣胶凝材料。
6.根据权利要求1所述的一种耐火纤维增强碱矿渣胶凝材料保温墙板，其特征在于耐火纤维增强碱矿渣胶凝材料保温墙板还包括内墙抹灰(8)、防水层(6)和外墙涂料(7)；所述内墙抹灰(8)涂抹在内叶墙体(1)的内侧，由外叶墙体(3)向外依次设置防水层(6)和外墙涂料(7)。
7.如权利要求1所述的一种耐火纤维增强碱矿渣胶凝材料保温墙板的加工方法，其特征在于耐火纤维增强碱矿渣胶凝材料保温墙板的加工方法按以下步骤进行：
在保温板(2)上钻出若干个均匀排列直径为15mm的圆孔；然后将连接件(5)放入圆孔中，并用胶水固定位置；再将钢丝网片(4)布置在保温板(2)两侧固定；然后将固定好钢丝网片的保温板(2)放置在模具中，利用垫块使保温板(2)处于中间位置，然后将搅拌好的耐火纤维增强碱矿渣胶凝材料沿保温板(2)的两边均匀倒入模具中；倒入完成后，利用平面振捣器紧贴模具振捣，并封膜养护，即完成耐火纤维增强碱矿渣胶凝材料保温墙板的加工。
8.根据权利要求7所述的一种耐火纤维增强碱矿渣胶凝材料保温墙板的加工方法，其特征在于保温板(2)上均匀排列的圆孔每平方米加工24～36个。
9.根据权利要求7所述的一种耐火纤维增强碱矿渣胶凝材料保温墙板的加工方法，其特征在于将钢丝网片(4)布置在保温板(2)两侧固定，所述固定是直接绑扎在连接件(5)上固定，或通过扎丝穿过圆孔将两片钢丝网片(4)拉结在一起。
10.根据权利要求7所述的一种耐火纤维增强碱矿渣胶凝材料保温墙板的加工方法，其特征在于封膜养护1～2天即可拆模。
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