CN115159906B - 一种固废基胶凝材料制备轻质墙板的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及建筑材料技术领域，提出了一种固废基胶凝材料制备轻质墙板的方法，包括以下步骤：S1、将固废基胶凝材料、建筑用砂、增强纤维、粘结剂混合均匀；S2、加入水、早强剂继续搅拌得到浆状混合料；S3、加入轻骨料搅拌均匀后成型、干燥、养护，得到轻质墙板。通过上述技术方案，解决了现有技术中的轻质墙板的强度和抗冻性不佳的问题。

Description

一种固废基胶凝材料制备轻质墙板的方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体的，涉及一种固废基胶凝材料制备轻质墙板的方法。
背景技术
随着居民生活水平的提高以及我国经济的发展，建筑领域飞速发展，因此墙体材料也逐渐成为目前研究的重点行业。轻质墙板具有质轻、隔热保温的特性，尺寸规整易于加工，在房屋建筑中成为了首选内墙体，因此轻质墙体得到了广泛的应用。
在华北地区，钢铁工厂较多，每天产生大量的固废材料，已有现有技术可以将固废作为胶凝材料应用于轻质墙体中。但是固废胶凝材料作为轻质墙体的主要原料目前存在最大的问题是强度不高，而且在寒冷情况下，在冻融循环的作用下，容易出现粉化、开裂的情况，严重影响使用寿命。
发明内容
本发明提出一种固废基胶凝材料制备轻质墙板的方法，解决了现有技术中的轻质墙板的强度和抗冻性不佳的问题。
本发明的技术方案如下：
一种固废基胶凝材料制备轻质墙板的方法，包括以下步骤：
S1、将固废基胶凝材料、建筑用砂、增强纤维、粘结剂混合均匀；
S2、加入水、早强剂继续搅拌得到浆状混合料；
S3、加入轻骨料搅拌均匀后成型、干燥、养护，得到轻质墙板。
作为进一步的技术方案，所述固废基胶凝材料由粉煤灰、矿渣、电解锰渣组成。
作为进一步的技术方案，所述粉煤灰、矿渣、电解锰渣的质量比为(3-4):3:1。
作为进一步的技术方案，所述早强剂为硼酸铝晶须和甲酸钙，质量比为(0.5-0.6):1。
作为进一步的技术方案，所述原料按照重量份由以下组分组成：固废基胶凝材料30-50份、建筑用砂5-10份、增强纤维0.5-1份、轻骨料3-8份、粘结剂0.03-0.04份、早强剂0.1-0.2份、水50-80份。
作为进一步的技术方案，所述增强纤维为碳纤维和氧化铝纤维的混合物。
作为进一步的技术方案，所述碳纤维、氧化铝纤维的质量比为1:4。
作为进一步的技术方案，所述粘结剂为羟丙基甲基纤维素。
作为进一步的技术方案，所述轻骨料为膨胀石墨、碳化硅、碳粉、膨胀珍珠岩中的一种或几种。
本发明的有益效果为：
1、本发明提出了一种固废基胶凝材料制备轻质墙板的方法，解决了大量固废的回收利用问题，但是当用固废胶凝材料作为主料时，会导致墙板的力学性能不佳，本发明中通过各原料的协同作用，得到的轻质墙板抗压强度高达4.8-5.7MPa，力学性能优异，抗弯承载值可达3.99-4.38倍，且抗冻性能良好，冻融循环15次强度损失率仅为4.5％-5.4％，质量损失率仅为0.6％-0.9％，满足使用需要。
2、本发明中采用甲酸钙和硼酸铝晶须协同作用，促进混凝土早期强度的发展，又具有一定减水增强效果。硼酸铝晶须晶体尺寸小，在体系中分散性好，增加密实度，能够增强墙板的抗冻性。
3、本发明中加入碳纤维和氧化铝纤维作为增强纤维，一方面可以起到增强骨架的作用，提高墙体的强度，另一方面还可以改善混合过程中基料之间团聚的发生。加入氧化铝纤维与碳纤维协同作用，还能够提高轻质墙体的抗冻性，但是如果氧化铝纤维的量添加过多，会导致复合材料的承受力的能力下降，出现裂缝而且纤维出现拉断的情况。
4、本发明中通过加入碳纤维和氧化铝纤维作为增强纤维，配合硼酸铝晶须，可以提高轻质墙板的抗冻融性能和强度，如果缺少硼酸铝晶须，抗压强度和抗冻融性会降低，硼酸铝晶须能够弥补增强纤维受力时出现的应力集中，减少开裂的发生。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。
实施例1
一种固废基胶凝材料制备轻质墙板的方法，包括以下步骤：
S1、将固废基胶凝材料30份、建筑用砂5份、碳纤维0.1份、氧化铝纤维0.4份、羟丙基甲基纤维素0.03份，搅拌4分钟使其混合均匀；
S2、加入50份、硼酸铝晶须0.04份、甲酸钙0.08份继续搅拌2分钟得到浆状混合料；
S3、加入膨胀珍珠岩3份搅拌均匀后成型、干燥、养护，得到轻质墙板；
其中固废基胶凝材料由粉煤灰、矿渣、电解锰渣组成，质量比为4:3:1。
按照GB/T30100-2013建筑墙板试验方法测试墙板的性能，结果如表1所示。
表1实施例1轻质墙板性能测试
Figure BDA0003737861200000031
实施例2
一种固废基胶凝材料制备轻质墙板的方法，包括以下步骤：
S1、将固废基胶凝材料48份、建筑用砂10份、碳纤维0.2份、氧化铝纤维0.8份、羟丙基甲基纤维素0.04份，搅拌5分钟使其混合均匀；
S2、加入水80份、硼酸铝晶须0.06份、甲酸钙0.1份继续搅拌2分钟得到浆状混合料；
S3、加入膨胀石墨5份搅拌均匀后成型、干燥、养护，得到轻质墙板；
其中固废基胶凝材料由粉煤灰、矿渣、电解锰渣组成，质量比为3:3:1。
表2实施例2轻质墙板性能测试
Figure BDA0003737861200000032
实施例3
一种固废基胶凝材料制备轻质墙板的方法，包括以下步骤：
S1、将固废基胶凝材料50份、建筑用砂9份、碳纤维0.16份、氧化铝纤维0.64份、羟丙基甲基纤维素0.04份，搅拌5分钟使其混合均匀；
S2、加入水75份、硼酸铝晶须0.06份、甲酸钙0.1份继续搅拌2分钟得到浆状混合料；
S3、加入膨胀珍珠岩6份搅拌均匀后成型、干燥、养护，得到轻质墙板；
其中固废基胶凝材料由粉煤灰、矿渣、电解锰渣组成，质量比为3:3:1。
表3实施例3轻质墙板性能测试
Figure BDA0003737861200000033
实施例4
一种固废基胶凝材料制备轻质墙板的方法，包括以下步骤：
S1、将固废基胶凝材料42份、建筑用砂8份、碳纤维0.1份、氧化铝纤维0.4份、羟丙基甲基纤维素0.04份，搅拌4分钟使其混合均匀；
S2、加入水65份、硼酸铝晶须0.06份、甲酸钙0.1份继续搅拌2分钟得到浆状混合料；
S3、加入膨胀珍珠岩6份搅拌均匀后成型、干燥、养护，得到轻质墙板；
其中固废基胶凝材料由粉煤灰、矿渣、电解锰渣组成，质量比为4:3:1。
表4实施例4轻质墙板性能测试
Figure BDA0003737861200000041
实施例5
一种固废基胶凝材料制备轻质墙板的方法，包括以下步骤：
S1、将固废基胶凝材料42份、建筑用砂8份、碳纤维0.1份、氧化铝纤维0.4份、羟丙基甲基纤维素0.04份，搅拌4分钟使其混合均匀；
S2、加入水65份、硼酸铝晶须0.16份继续搅拌2分钟得到浆状混合料；
S3、加入膨胀珍珠岩6份搅拌均匀后成型、干燥、养护，得到轻质墙板；
其中固废基胶凝材料由粉煤灰、矿渣、电解锰渣组成，质量比为4:3:1。
表5实施例5轻质墙板性能测试
Figure BDA0003737861200000042
实施例6
一种固废基胶凝材料制备轻质墙板的方法，包括以下步骤：
S1、将固废基胶凝材料42份、建筑用砂8份、碳纤维0.1份、氧化铝纤维0.4份、羟丙基甲基纤维素0.04份，搅拌4分钟使其混合均匀；
S2、加入水65份、甲酸钙0.16份继续搅拌2分钟得到浆状混合料；
S3、加入膨胀珍珠岩6份搅拌均匀后成型、干燥、养护，得到轻质墙板；
其中固废基胶凝材料由粉煤灰、矿渣、电解锰渣组成，质量比为4:3:1。
表6实施例6轻质墙板性能测试
Figure BDA0003737861200000043
Figure BDA0003737861200000051
实施例7
一种固废基胶凝材料制备轻质墙板的方法，包括以下步骤：
S1、将固废基胶凝材料42份、建筑用砂8份、碳纤维0.14份、羟丙基甲基纤维素0.04份，搅拌4分钟使其混合均匀；
S2、加入水65份、硼酸铝晶须0.06份、甲酸钙0.1份继续搅拌2分钟得到浆状混合料；
S3、加入膨胀珍珠岩6份搅拌均匀后成型、干燥、养护，得到轻质墙板；
其中固废基胶凝材料由粉煤灰、矿渣、电解锰渣组成，质量比为4:3:1。
表7实施例7轻质墙板性能测试
Figure BDA0003737861200000052
对比例1
一种固废基胶凝材料制备轻质墙板的方法，包括以下步骤：
S1、将固废基胶凝材料42份、建筑用砂8份、碳纤维0.1份、氧化铝纤维0.4份、羟丙基甲基纤维素0.04份、水65份，搅拌4分钟使其混合均匀；
S2、加入膨胀珍珠岩6份搅拌均匀后成型、干燥、养护，得到轻质墙板；
其中固废基胶凝材料由粉煤灰、矿渣、电解锰渣组成，质量比为4:3:1。
表8对比例1轻质墙板性能测试
Figure BDA0003737861200000053
本发明的实施例5中，当不添加甲酸钙时，与实施例4相比，墙板的强度有所降低，抗冻性变化不大，但是实施例6中只加甲酸钙作为早强剂不加入硼酸铝晶须时，强度和抗冻性都有所降低，而对比例1中当不加入早强剂时，墙板的性能远低于本发明的实施例。而实施例7中不加入氧化铝纤维，不仅影响了墙板的抗压强度，也导致冻融循环性能降低。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种固废基胶凝材料制备轻质墙板的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将固废基胶凝材料、建筑用砂、增强纤维、粘结剂混合均匀；
S2、加入水、早强剂继续搅拌得到浆状混合料；
S3、加入轻骨料搅拌均匀后成型、干燥、养护，得到轻质墙板；
所述原料按照重量份由以下组分组成：固废基胶凝材料30-50份、建筑用砂5-10份、增强纤维0.5-1份、轻骨料3-8份、粘结剂0.03-0.04份、早强剂0.1-0.2份、水50-80份；
所述固废基胶凝材料由粉煤灰、矿渣、电解锰渣组成；
所述增强纤维为碳纤维和氧化铝纤维的混合物；
所述早强剂为硼酸铝晶须和甲酸钙，质量比为(0.5-0.6):1；
所述粉煤灰、矿渣、电解锰渣的质量比为(3-4):3:1；
所述碳纤维、氧化铝纤维的质量比为1:4。
2.根据权利要求1所述的一种固废基胶凝材料制备轻质墙板的方法，其特征在于，所述粘结剂为羟丙基甲基纤维素。
3.根据权利要求1所述的一种固废基胶凝材料制备轻质墙板的方法，其特征在于，所述轻骨料为膨胀石墨、碳化硅、碳粉、膨胀珍珠岩中的一种或几种。
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