CN114685131A - 一种纤维蒸压加气混凝土内隔墙板的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种不设置钢筋且强度较高、不易开裂的纤维蒸压加气混凝土内隔墙板的加工方法。该纤维蒸压加气混凝土内隔墙板的加工方法利用混合纤维对加气混凝土进行改性，大大提高了加气混凝土的抗裂性，减少裂缝的产生和发展，从整体上提高混凝土的综合性能，同时，利用本发明所述的纤维蒸压加气混凝土内隔墙板的加工方法加工成的蒸压加气混凝土板的板长远小于常用蒸压加气混凝土板的板长，由于板长减少，因弯矩而产生的拉应力和竖向变形相应按长度的平方降低，抗裂缝性能相应提高，便可以实现不用配置钢筋也可以满足抗弯折性能、拉应力和抗裂缝性能等的要求，且板材密度低于现有蒸压加气混凝土板。适合在建筑材料领域推广应用。

Description

一种纤维蒸压加气混凝土内隔墙板的加工方法

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，尤其是一种纤维蒸压加气混凝土内隔墙板的加工方法。

背景技术

蒸压加气混凝土板是一种新型的轻质多孔建筑墙体材料，以硅质材料(砂、粉煤灰等)和钙质材料(石灰和水泥)为主要原料，加入发气剂(铝粉等)，通过磨细、配料、浇注、切割、蒸压养护等工艺过程制成。由于，蒸压加气混凝土砌块具有重量轻、保温性能好、隔音与吸音性能佳、具备可加工性和耐火防火性等优点，使其成为国内各种高层建筑框架结构的重要原材料。

然而，现有技术的蒸压加气混凝土板存在以下技术缺陷，首先，根据传统工艺和设计要求，条板内部设置有钢筋或者钢筋网架，但是我国现阶段的工程现场往往需要根据实际情况进行墙体开槽开洞，如果这样则会切断板内的钢筋，会导致钢筋锈蚀，从而影响条板的强度；其次，常规蒸压加气混凝土条板由于材料干燥收缩值较大，加之生产工艺和运输存放的因素，比较容易开裂；另外，目前蒸压加气条板墙体根据需要悬挂空调、电热水器、吊柜等重物时，需要采用锚栓等器具，比较繁琐，而且有时因为墙体材料强度不够等原因，一钻墙体就破碎。如中国发明专利CN111574172A公开了一种蒸压加气混凝土板，该混凝土板内预埋有与其平行的钢筋网片，其制备工艺复杂，造成了其制价和施工成本高，且混凝土板与钢筋网片之间结合强度不高，从而降低了混凝土板的各项力学性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种不设置钢筋且强度较高、不易开裂的一种纤维蒸压加气混凝土内隔墙板的加工方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该一种纤维蒸压加气混凝土内隔墙板的加工方法，包括如下步骤：

A、基料准备：所述基料包括混合纤维、硅质材料、钙质材料、发气材料、调节材料，各个基料的重量百分比如下：混合纤维0.1-0.6%、钙质材料20-30%、发气材料0.2-0.4%、调节材料3-5%、余量为硅质材料；将硅质材料、钙质材料、发气材料、调节材料分别磨细备用；

B、配料：先将磨细的硅制材料加入一定量的水搅拌一段时间，再加入磨细的钙质材料搅拌一段时间，接着加入混合纤维搅拌一段时间，最后加入发气材料、调节材料搅拌一段时间；

C、将经过步骤B处理得到的混合浆料进行发泡浇筑，预养2-4h后将其切割成长度为1200mm-2100mm，宽度为600mm，厚度为100mm-250mm的样块；

D、将切割好的样块进行蒸压养护处理即可得到蒸压加气混凝土板。

进一步的是，所述混合纤维由碳纤维、耐碱玻璃纤维、聚丙烯纤维按如下重量百分混合而成：碳纤维5%-15%、聚丙烯纤维5%-35%、余量为耐碱玻璃纤维。

进一步的是，所述耐碱玻璃纤维可以用玄武岩纤维替换，所述聚丙烯纤维可以用聚丙烯腈纤维或聚乙烯醇纤维替换。

进一步的是，优选的碳纤维的组分比例为10%、耐碱玻璃纤维的组分比例为65%、聚丙烯纤维的组分比例为25%。

进一步的是，所述混合纤维的纤维长度为3-6mm。

进一步的是，所述硅制材料为脉石英、粉石英、石英岩、石英砂、尾矿渣、燃煤电厂粉煤灰中一种或任意几种的混合物。

进一步的是，所述钙质材料为水泥、生石灰和水淬炼铁高炉矿渣中一种或任意几种的混合物。

进一步的是，所述发气材料包括结晶硅、硅铁合金、硅钙合金、铝铁合金、铝铜合金和铝粉中的一种或任意几种的混合物。

进一步的是，在步骤B中，先将磨细的硅制材料加入一定量的水搅拌2分钟，再加入磨细的钙质材料搅拌50秒，接着加入混合纤维搅拌40秒，最后加入发气材料搅拌15秒。

进一步的是，在步骤C中，将经过步骤B处理得到的混合浆料进行发泡浇筑，预养3h后将其切割成不同尺寸的样块。

进一步的是，在步骤C中，切割后的样块长度为1500mm，宽度为600mm，厚度为200mm。

进一步的是，在步骤D中，进行蒸压养护处理的过程如下：将样块放在蒸压釜中蒸养，时间为4h，蒸汽温度为120°C,压力为1.0Mpa，再养护8个小时，烘干即可。

本发明的有益效果是：本发明所述的一种纤维蒸压加气混凝土内隔墙板的加工方法利用混合纤维对加气混凝土进行改性，大大提高了加气混凝土的抗裂性，减少裂缝的产生和发展，从整体上提高混凝土的综合性能，同时，利用本发明所述的一种纤维蒸压加气混凝土内隔墙板的加工方法加工成的蒸压加气混凝土板的板长远小于常用蒸压加气混凝土板的板长，由于板长减少，因弯矩而产生的拉应力和竖向变形相应按长度的平方降低，抗裂缝性能相应提高，便可以实现不用配置钢筋也可以满足抗弯折性能、拉应力和抗裂缝性能等的要求，且板材密度低于现有蒸压加气混凝土板；再者，由于本发明制成的蒸压加气混凝土板的面积和质量均大幅减少，比现有蒸压加气混凝土板安装方便，方便切割混凝土板，而且由于本发明制成的蒸压加气混凝土板没有配置钢筋，不存在因混凝土有大量空隙而容易被腐蚀的情形，而且切割方便，也没有钢筋被切割后无保护层而会被腐蚀以及开裂的隐患，因此本发明制成的蒸压加气混凝土板提高了板材的寿命，降低了造价和施工的综合成本，制造工艺也相应简化，并同样能满足非承重墙的隔声、防火等要求，具有良好的经济效益和社会效益。

具体实施方式

本发明提供了一种纤维蒸压加气混凝土内隔墙板的加工方法，包括如下步骤：

A、基料准备：所述基料包括混合纤维、硅质材料、钙质材料、发气材料、调节材料，各个基料的重量百分比如下：混合纤维0.1-0.6%、钙质材料20-30%、发气材料0.2-0.4%、调节材料3-5%、余量为硅质材料；将硅质材料、钙质材料、发气材料、调节材料分别磨细备用；所述硅制材料为脉石英、粉石英、石英岩、石英砂、燃煤电厂粉煤灰中一种或任意几种的混合物，优选为石英砂；所述钙质材料为水泥、生石灰和水淬炼铁高炉矿渣中一种或任意几种的混合物，优选为水泥和生石灰的混合物；所述发气材料包括结晶硅、硅铁合金、硅钙合金、铝铁合金、铝铜合金和铝粉中的一种或任意几种的混合物，优选为铝粉；

B、配料：先将磨细的硅制材料加入一定量的水搅拌一段时间，再加入磨细的钙质材料搅拌一段时间，接着加入混合纤维搅拌一段时间，最后加入发气材料、调节材料搅拌一段时间；优选地，先将磨细的硅制材料加入一定量的水搅拌2分钟，再加入磨细的钙质材料搅拌50秒，接着加入混合纤维搅拌40秒，最后加入发气材料、调节材料搅拌15秒；

C、将经过步骤B处理得到的混合浆料进行发泡浇筑，预养2-4h后将其切割成长度为1200mm-2100mm，宽度为600mm，厚度为100mm-250mm的样块；切割后的样块长度优选为1500mm，宽度为600mm，厚度为200mm；预养时间优选为3h；

D、将切割好的样块进行蒸压养护处理即可得到蒸压加气混凝土板，进行蒸压养护处理的过程如下：将样块放在蒸压釜中蒸养，时间为4h，蒸汽温度为120°C,压力为1.0Mpa，再养护8个小时，烘干即可。

本发明所述的一种纤维蒸压加气混凝土内隔墙板的加工方法利用混合纤维对加气混凝土进行改性，大大提高了加气混凝土的抗裂性，减少裂缝的产生和发展，从整体上提高混凝土的综合性能，同时，利用本发明所述的一种纤维蒸压加气混凝土内隔墙板的加工方法加工成的蒸压加气混凝土板的板长远小于常用蒸压加气混凝土板的板长，由于板长减少，因弯矩而产生的拉应力和竖向变形相应按长度的平方降低，抗裂缝性能相应提高，便可以实现不用配置钢筋也可以满足抗弯折性能、拉应力和抗裂缝性能等的要求，且板材密度低于现有蒸压加气混凝土板；再者，由于本发明制成的蒸压加气混凝土板的面积和质量均大幅减少，比现有蒸压加气混凝土板安装方便，方便切割混凝土板，而且由于本发明制成的蒸压加气混凝土板没有配置钢筋，不存在因混凝土有大量空隙而容易被腐蚀的情形，而且切割方便，也没有钢筋被切割后无保护层而会被腐蚀以及开裂的隐患，因此本发明制成的蒸压加气混凝土板提高了板材的寿命，降低了造价和施工的综合成本，制造工艺也相应简化，并同样能满足非承重墙的隔声、防火等要求，具有良好的经济效益和社会效益。

短切碳纤维，它是一种高拉伸强度、高弹模的纤维，在分散均匀的情况可以改善基体的应力状态，按碳纤维掺量为0.1%、0.2%、0.3%、0.4%和0.5%五种比例，分别制作100mmX100mmX100mm的加气混凝土立方体试件进行抗压和劈拉试验，制作100mmX100mmX400mm的加气混凝土立方体试件进行抗折试验。实验结果表明当碳纤维掺量为0.3%时，抗压强度提高约35%，但是当掺量再大时，强度反而降低，当碳纤维掺量为0.3%时，抗劈拉强度提高约38%，但是当掺量再大时，强度没有提高；抗折强度的提高同样也随着纤维掺量的逐步提升呈先增后减的规律，在纤维掺量为0.4%时，抗折强度的提升最高，相比基准试件达到了40%，之后逐步降低。另外，短切碳纤维长度对强度也有一定影响，纤维长度由3mm增加到6mm时，试块养护7天后其抗压强度和抗劈拉强度相比之下都增加15%～20%，而当纤维长度由6mm增加到9mm时，试块养护7天后其抗压强度相比之下降低5%～10%，而抗折强度的变化近乎可以忽略。

但是考虑到碳纤维的价格非常昂贵，所以在实际大规模生产时完全运用的可能性不大，因此，我们采取了一种混合纤维，将两种以上的纤维同时掺入加气混凝土中组成的多相复合材料,利用不同纤维的性能特征组合来改善混凝土的性能。相比单掺纤维混凝土,混合纤维利用了不同纤维的性能,使其在不同角度发挥作用来改善混凝土的性能,发挥不同纤维在混凝土中互补作用，从而减少纤维用量,降低工程造价。我们在实验中选取了成本较低但同样弹性模量较大的纤维——耐碱玻璃纤维进行混合，同时，考虑到以上两种都是无机纤维，因此考虑少量的有机纤维——聚丙烯纤维，这样能后很好地均匀分布，且与混凝土的粘结性很好，减少或阻止了混凝土中裂缝的形成、生长及发展，也能够使加气混凝土构件成型后更加紧密，这样，我们把碳纤维、耐碱玻璃纤维、聚丙烯纤维按如下比例混合而成，所述混合纤维由碳纤维、耐碱玻璃纤维、聚丙烯纤维按如下重量百分混合而成：碳纤维5%-15%、聚丙烯纤维5%-35%、余量为耐碱玻璃纤维；混合纤维的纤维长度为3-6mm，再掺入加气混凝土中,三种纤维的性能如下表所示：

该尺寸的混合纤维自身韧性很好，且掺入到加气混凝土中能很好地分布、形成一种三维乱向支撑网，能很好地阻止加气混凝土成型过程中裂缝的产生，同时由于纤维与混凝土具有一定的粘结力，纤维承受了混凝土塑性变形所产生的拉应力，从而阻止了早期裂缝的生长及发展，明显改善或提高了抗裂性能；而且掺入混合纤维后，由于纤维良好的延伸性，与混凝土基体的粘结强度较高，当受外力作用时，混凝土将部分应力传递给纤维，使纤维产生应变，减弱了应力对混凝土的破坏；当外力增大到一定程度时，加气混凝土开始开裂，此时纤维跨接在裂缝的表面，通过产生进一步的应变及变形来消耗外力，阻止裂缝的发展，直至外力足够大，大于纤维抗拉强度时，纤维被拔出或断裂。

在上述实施方式中，所述调节材料包括铝粉发气调节材料，膨胀料浆的水化、固化、硬化、调节材料，膨胀料浆中的气泡稳定材料，蒸压养护调节材料。铝粉发气调节材料包括氢氧化钠、碳酸钠、硅酸钠、石膏和硫酸亚铁等中的一种或多种；膨胀料浆的水化、固化、硬化、调节材料包括硼酸钠、碳酸钠、石膏、糖和磨细生石灰等中的一种或多种；膨胀料浆中的气泡稳定材料包括不同的表面活性剂，如洗洁剂、平平加、油酸和皂荚粉等中的一种或多种；蒸压养护调节材料包括碳酸钠等。优选地，调节材料选用通用的石膏。

实施例1

先将混合纤维分别设置0.2%、0.4%、0.6%，水泥15%、生石灰10%、铝粉0.3%、石膏4%、余量为石英砂70%，混合选为的长度为3-6mm；将水泥、生石灰、铝粉、石膏、石英砂分别磨细备用；接着，将磨细的石英砂和水搅拌2分钟，再加入水泥和石灰，搅拌50秒，添加混合纤维搅拌40秒,最后加入铝粉，搅拌15秒进行发泡浇注，预养3h后切割，样块放在蒸压釜中蒸养，时间为4h，蒸汽温度为120°C,压力为1.0Mpa，再养护8个小时，制成40mmX40mmX160mm的不同含量混合纤维的蒸压加气混凝土样块，烘干后参照标准GB/T11969《蒸压加气混凝土性能试验方法》中的规定进行干燥收缩值测试，表1为不同含量混合纤维的蒸压加气混凝土干燥收缩值；

表1 不同含量混合纤维的蒸压加气混凝土干燥收缩值

实施例1	纤维参量0.2%	纤维参量0.4%	纤维参量0.6%
				平均干燥收缩值（mm/M）	0.29	0.272	0.270

规范规定蒸压加气混凝土干燥收缩值为0.5（mm/M），由试验结果可知，本发明制成的蒸压加气混凝土板的干燥收缩值远超限制，符合规范要求。

实施例2

先将混合纤维分别设置0.2%、0.4%、0.6%，水泥15%、生石灰10%、铝粉0.3%、石膏4%、余量为石英砂70%，混合选为的长度为3-6mm；将水泥、生石灰、铝粉、石膏、石英砂分别磨细备用；接着，将磨细的石英砂和水搅拌2分钟，再加入水泥和石灰，搅拌50秒，添加混合纤维搅拌40秒,最后加入铝粉，搅拌15秒进行发泡浇注，预养3h后切割，样块放在蒸压釜中蒸养，时间为4h，蒸汽温度为120°C,压力为1.0Mpa，再养护8个小时，制成100mmX100mmX100mm的不同含量混合纤维的蒸压加气混凝土样块，烘干后参照国家标准GB/T 14018《木材握钉力试验方法》中的规定进行握钉力测试，表2为不同含量混合纤维的蒸压加气混凝土握钉力值；

表2不同含量混合纤维的蒸压加气混凝土握钉力值

实施例2	纤维参量0.2%	纤维参量0.4%	纤维参量0.6%
				平均握钉力(N)	180	205	208

由试验结果可知，本发明制成的蒸压加气混凝土板的握钉力平均值达到200N左右，远远超过没有纤维的常规加气混凝土板。

实施例3

先将混合纤维分别设置0.2%、0.4%、0.6%，水泥15%、生石灰10%、铝粉0.3%、石膏4%、余量为石英砂70%，混合选为的长度为3-6mm；将水泥、生石灰、铝粉、石膏、石英砂分别磨细备用；接着，将磨细的石英砂和水搅拌2分钟，再加入水泥和石灰，搅拌50秒，添加混合纤维搅拌40秒,最后加入铝粉，搅拌15秒进行发泡浇注，预养3h后切割，样块放在蒸压釜中蒸养，时间为4h，蒸汽温度为120°C,压力为1.0Mpa，再养护8个小时，制成100mmX100mmX100mm的不同含量混合纤维的蒸压加气混凝土样块，烘干后参照标准GB/T11969《蒸压加气混凝土性能试验方法》中的规定进行抗压强度测试，表3为不同含量混合纤维的蒸压加气混凝土抗压强度值；

表3不同含量混合纤维的蒸压加气混凝土抗压强度值

实施例3	纤维参量0.2%	纤维参量0.4%	纤维参量0.6%
				平均抗压强度(/MPa)	3.732	3.851	3.835

规范规定A3.5蒸压加气混凝土抗压强度为3.5(/MPa)，由试验结果可知，本发明制成的蒸压加气混凝土板均超过了规定限制，符合规范要求。

实施例4

先将混合纤维分别设置0.2%、0.4%、0.6%，水泥15%、生石灰10%、铝粉0.3%、石膏4%、余量为石英砂70%，混合选为的长度为3-6mm；将水泥、生石灰、铝粉、石膏、石英砂分别磨细备用；接着，将磨细的石英砂和水搅拌2分钟，再加入水泥和石灰，搅拌50秒，添加混合纤维搅拌40秒,最后加入铝粉，搅拌15秒进行发泡浇注，预养3h后切割，样块放在蒸压釜中蒸养，时间为4h，蒸汽温度为120°C,压力为1.0Mpa，再养护8个小时，制成100mmX100mmX100mm的不同含量混合纤维的蒸压加气混凝土样块，烘干后参照标准GB/T11969《蒸压加气混凝土性能试验方法》中的规定进行劈拉强度测试，表4为不同含量混合纤维的蒸压加气混凝土劈拉强度值；

表4不同含量混合纤维的蒸压加气混凝土劈拉强度值

实施例4	纤维参量0.2%	纤维参量0.4%	纤维参量0.6%
				平均劈拉强度(/MPa)	0.444	0.472	0.477

规范规定A3.5蒸压加气混凝土劈拉强度应大于等于0.4(/MPa)，试验结果可知，本发明制成的蒸压加气混凝土板均超过了规定限制，符合规范要求。

实施例4

先将混合纤维分别设置0.2%、0.4%、0.6%，水泥15%、生石灰10%、铝粉0.3%、石膏4%、余量为石英砂70%，混合选为的长度为3-6mm；将水泥、生石灰、铝粉、石膏、石英砂分别磨细备用；接着，将磨细的石英砂和水搅拌2分钟，再加入水泥和石灰，搅拌50秒，添加混合纤维搅拌40秒,最后加入铝粉，搅拌15秒进行发泡浇注，预养3h后切割，样块放在蒸压釜中蒸养，时间为4h，蒸汽温度为120°C,压力为1.0Mpa，再养护8个小时，制成100mmX100mmX400mm的不同含量混合纤维的蒸压加气混凝土样块，烘干后参照标准GB/T11969《蒸压加气混凝土性能试验方法》中的规定进行抗折强度测试，表5为不同含量混合纤维的蒸压加气混凝土抗折强度值；

表5不同含量混合纤维的蒸压加气混凝土抗折强度值

实施例5	纤维参量0.2%	纤维参量0.4%	纤维参量0.6%
				平均抗折强度(/MPa)	1.4426	1.554	1.552

由试验结果可知，本发明制成的蒸压加气混凝土板均超过了规定限制，符合规范要求。

将前述四个实施例的混合纤维的蒸压加气混凝板，按照GB/T15762-2020的集中力四分点法进行承载力试验，试验结果表明混合纤维的蒸压加气混凝板作为隔墙板时，其承载力均能满足规范要。

由上述试验结果可知，虽然本发明的蒸压加气混凝土板没有配钢筋，但力学性能依然可以满足内隔墙力学性能的规范要求，且板材密度低于现有蒸压加气混凝土板；再者，由于本发明制成的蒸压加气混凝土板的面积和质量均大幅减少，比现有蒸压加气混凝土板安装方便，方便切割混凝土板，而且由于本发明制成的蒸压加气混凝土板没有配置钢筋，不存在因混凝土有大量空隙而容易被腐蚀的情形，而且切割方便，也没有钢筋被切割后无保护层而会被腐蚀以及开裂的隐患，因此本发明制成的蒸压加气混凝土板提高了板材的寿命，降低了造价和施工的综合成本，制造工艺也相应简化，并同样能满足非承重墙的隔声、防火等要求，具有良好的经济效益和社会效益。

Claims (10)

1.一种纤维蒸压加气混凝土内隔墙板的加工方法，其特征在于包括如下步骤：

A、基料准备：所述基料包括混合纤维、硅质材料、钙质材料、发气材料、调节材料，各个基料的重量百分比如下：混合纤维0.1-0.6%、钙质材料20-30%、发气材料0.2-0.4%、调节材料3-5%、余量为硅质材料；将硅质材料、钙质材料、发气材料、调节材料分别磨细备用；

B、配料：先将磨细的硅制材料加入一定量的水搅拌一段时间，再加入磨细的钙质材料搅拌一段时间，接着加入混合纤维搅拌一段时间，最后加入发气材料、调节材料搅拌一段时间；

C、将经过步骤B处理得到的混合浆料进行发泡浇筑，预养2-4h后将其切割成长度为1200mm-2100mm，宽度为600mm，厚度为100mm-250mm的样块；

D、将切割好的样块进行蒸压养护处理即可得到蒸压加气混凝土板。

2.根据权利要求1所述的纤维蒸压加气混凝土内隔墙板的加工方法，其特征在于：所述混合纤维由碳纤维、耐碱玻璃纤维、聚丙烯纤维按如下重量百分混合而成：碳纤维5%-15%、聚丙烯纤维5%-35%、余量为耐碱玻璃纤维。

3.根据权利要求1所述的纤维蒸压加气混凝土内隔墙板的加工方法，其特征在于：所述混合纤维的纤维长度为3-6mm。

4.根据权利要求1所述的纤维蒸压加气混凝土内隔墙板的加工方法，其特征在于：所述硅制材料为脉石英、粉石英、石英岩、石英砂、尾矿渣、燃煤电厂粉煤灰中一种或任意几种的混合物。

5.根据权利要求1所述的纤维蒸压加气混凝土内隔墙板的加工方法，其特征在于：所述钙质材料为水泥、生石灰和水淬炼铁高炉矿渣中一种或任意几种的混合物。

6.根据权利要求1所述的纤维蒸压加气混凝土内隔墙板的加工方法，其特征在于：所述发气材料包括结晶硅、硅铁合金、硅钙合金、铝铁合金、铝铜合金和铝粉中的一种或任意几种的混合物。

7.如权利要求1所述的纤维蒸压加气混凝土内隔墙板的加工方法，其特征在于：在步骤B中，先将磨细的硅制材料加入一定量的水搅拌2分钟，再加入磨细的钙质材料搅拌50秒，接着加入混合纤维搅拌40秒，最后加入发气材料搅拌15秒。

8.如权利要求1所述的纤维蒸压加气混凝土内隔墙板的加工方法，其特征在于：在步骤C中，将经过步骤B处理得到的混合浆料进行发泡浇筑，预养3h后将其切割成不同尺寸的样块。

9.如权利要求1所述的纤维蒸压加气混凝土内隔墙板的加工方法，其特征在于：在步骤C中，切割后的样块长度为1500mm，宽度为600mm，厚度为200mm。

10.如权利要求1所述的纤维蒸压加气混凝土内隔墙板的加工方法，其特征在于：在步骤D中，进行蒸压养护处理的过程如下：将样块放在蒸压釜中蒸养，时间为4h，蒸汽温度为120°C,压力为1.0Mpa，再养护8个小时，烘干即可。