CN115368086A - 一种发泡水泥隔墙板及其生产方法 - Google Patents

一种发泡水泥隔墙板及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本申请涉及装配式建筑领域，具体公开了一种发泡水泥隔墙板及其生产方法。该发泡水泥隔墙板由包括以下重量份的原料制成：水泥110～130份，硅灰50～60份，粉煤灰30～50份，减水剂1.2～1.8份，水44～52份，双氧水5.5～6.5份，催化剂0.22～0.26份，稳泡组分4～7份，增强组分6～12份，所述稳泡组分包括乙烯基硅油、改性聚合物乳液和硬脂酸钙，所述乙烯基硅油、改性聚合物乳液和硬脂酸钙三者重量之比为2～4:3～5:2～6。本申请的发泡水泥隔墙板可用于装配式建筑内墙，其具有保温和抗压强度高的优点。

Description

一种发泡水泥隔墙板及其生产方法
技术领域
本申请涉及装配式建筑领域，更具体地说，它涉及一种发泡水泥隔墙板及其生产方法。
背景技术
装配式建筑主要包括预制装配式混凝土结构、钢结构和现代木结构建筑等，因为采用标准化设计、工厂化生产、装配化施工、信息化管理以及智能化应用，是现代工业化生产方式的代表。
装配式建筑的内隔墙可采用预制内隔墙板，因为发泡水泥具有许多优异的性能和优点，目前发泡水泥隔墙板得到快速发展。发泡水泥采用的发泡方法一般是化学发泡，也就是将发泡剂加入到水泥浆料中，发生化学反应释放出气泡，将气泡与水泥浆均匀混合，浇筑成型后经自然养护形成含有大量封闭气孔的新型轻质保温材料。
常用的化学发泡剂为双氧水，为使得在20～30℃环境下即可使得双氧水分解充分，通常会加入催化剂促进双氧水分解，催化剂加入后同时会导致双氧水发气速度过快，导致气泡加速从水泥中逸出而无法稳定存在于水泥浆体之中，进而导致最终发泡水泥抗压强度下降。
发明内容
为了提高气泡在浆体内的稳定性，减少因气泡加速逸出导致发泡水泥抗压强度下降的情况，本申请提供一种发泡水泥隔墙板及其生产方法。
一种发泡水泥隔墙板，由包括以下重量份的原料制成：水泥110～130份，硅灰50～60份，粉煤灰30～50份，减水剂1.2～1.8份，水44～52份，双氧水5.5～6.5份，催化剂0.22～0.26份，稳泡组分4～7份，增强组分6～12份，所述稳泡组分包括乙烯基硅油、改性聚合物乳液和硬脂酸钙，所述乙烯基硅油、改性聚合物乳液和改性硬脂酸钙三者重量之比为2～4:3～5:2～6。
通过采用上述技术方案，首先以硬脂酸钙改善乙烯基硅油和改性聚合物乳液二者的相容性，从而使得乙烯基硅油对改性聚合物乳液进行增强，使得整体的浆体粘稠度增大，发泡过程中气泡不易继续增大并破裂，同时硬脂酸钙存在于泡膜上提高泡膜的疏水性，进一步使得泡膜不易受水侵蚀破裂，有效减少气泡损失，提高气泡在浆体内的稳定性，进而减少对发泡水泥抗压强度的不良影响。
优选的，所述改性硬脂酸钙由以下步骤制得：将硬脂酸钙、硅溶胶和偶联剂三者混合，搅拌均匀后于60℃环境中烘干，再球磨至2000目制得改性硬脂酸钙通过采用上述技术方案，在硬脂酸钙中引入硅溶胶和偶联剂进行改性处理，从而使得制备的硬脂酸钙粒径更细，比表面积增大稳泡效果更强，同时经过硅溶胶及偶联剂改性在水泥料浆中分散性更好，稳泡效果进一步增强。
优选的，所述改性聚合物乳液包括聚丙烯酸酯乳液、羟丙基甲基纤维素和月桂酸钙，所述聚丙烯酸酯乳液、羟丙基甲基纤维素和月桂酸钙三者重量之比为100:1:10。
通过采用上述技术方案，将羟丙基甲基纤维素和月桂酸钙加入聚丙烯酸酯乳液中，一方面提高聚丙烯酸酯乳液的乳化程度和粘稠程度，使得改性聚合物乳液对水泥浆体的粘稠度增强，气泡不易变大并破裂，另一方面羟丙基甲基纤维素和月桂酸钙进一步使得乙烯基硅油更容易与聚丙烯酸酯乳液结合而提高泡膜的强度，提高气泡在浆体内的稳定性。
优选的，所述改性聚合物乳液由以下步骤制得，将羟丙基甲基纤维素使用纯水溶解制得质量分数为2％的羟丙基甲基纤维素水溶液，向羟丙基甲基纤维素水溶液中加入月桂酸钠，搅拌混合均匀后与聚丙烯酸酯乳液混合制得改性聚合物乳液。
通过采用上述技术方案，月桂酸钙微溶于水，因此以羟丙基甲基纤维素水溶液作为中间连接成分使得月桂酸钙更容易与聚丙烯酸酯乳液结合，有效提高所形成的气泡泡膜强度，使得气泡不易破裂。
优选的，所述增强组分包括复合改性增强纤维和固化促进剂，所述复合改性纤维和固化促进剂二者重量之比为3～7:3～5。
通过采用上述技术方案，以复合改性增强纤维对浆体强度进行增强，使得气泡在浆体内不易扩大或逸出，同时固化促进剂促进浆体固化使得气泡更难从浆体内逸出，有效提高气泡在浆体内的稳定性，减少因气泡逸出对发泡水泥抗压强度的影响。
优选的，所述复合改性增强纤维包括棕丝纤维、橡胶粉和有机硅树脂乳液，所述棕丝纤维、橡胶粉和有机硅树脂乳液三者重量之比为5:2:3。
通过采用上述技术方案，有机硅树脂乳液使得棕丝纤维和橡胶粉得以结合，棕丝纤维表面被橡胶粉改性，棕丝纤维与其他组分的结合强度增加的同时，表面的橡胶粉使得棕丝纤维的抗拉强度得以进一步提升，同时配合固化促进剂使得气泡更难从浆体内逸出。
优选的，所述复合改性增强纤维由以下步骤制得，将棕丝纤维浸润于有机硅树脂乳液，浸润1h后取出，将橡胶粉喷洒于经有机硅树脂乳液浸润后的棕丝纤维上，90℃热风干燥制得复合改性增强纤维。
通过采用上述技术方案，先将有机硅树脂乳液浸润进入棕丝纤维内，在后续与橡胶粉结合的过程中，有机硅树脂乳液使得橡胶粉附着于棕丝纤维表面，烘干后有机硅树脂乳液固化使得橡胶粉稳固于棕丝纤维上，形成复合改性增强纤维。
优选的，所述固化促进剂包括氯化钙和硫酸钠，所述氯化钙和硫酸钠二者重量之比为1:1。
通过采用上述技术方案，氯化钙和硫酸钠可促进水泥凝固硬化，从而使得气泡一方面难以变大，另一方面难以从水泥浆体中逸出，使得气泡稳定存在于水泥浆体内。
第二方面，本申请提供一种发泡水泥隔墙板的生产方法，采用如下的技术方案：一种发泡水泥隔墙板的生产方法，包括以下步骤，将水泥、硅灰、粉煤灰、减水剂、稳泡组分、增强组分和水混合搅拌均匀制得浆体，将发泡剂和催化剂加入浆体中混合均匀浇注于模具中进行发泡，再经5d初期养护脱模，在自然环境中养护10d即可得到隔墙板。
通过采用上述技术方案，将各组分混合，最后加入发泡剂和催化剂，在模具中发泡后养护脱模达成一定强度，最后自然环境中养护即可，操作简单。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请采用硬脂酸钙改善乙烯基硅油和改性聚合物乳液二者的相容性，从而使得乙烯基硅油对改性聚合物乳液进行增强，使得整体的浆体粘稠度增大，发泡过程中气泡不易继续增大并破裂，同时硬脂酸钙存在于泡膜上提高泡膜的疏水性，进一步使得泡膜不易受水侵蚀破裂，有效减少气泡损失，提高气泡在浆体内的稳定性，进而减少对发泡水泥抗压强度的不良影响。
2、本申请中有机硅树脂乳液浸润进入棕丝纤维内，在后续与橡胶粉结合的过程中，有机硅树脂乳液使得橡胶粉附着于棕丝纤维表面，烘干后有机硅树脂乳液固化使得橡胶粉稳固于棕丝纤维上棕丝纤维与其他组分的结合强度增加的同时，表面的橡胶粉使得棕丝纤维的抗拉强度得以进一步提升，同时配合氯化钙和硫酸钠可促进水泥凝固硬化使得气泡更难从浆体内逸出。
3、本申请通过原料混合发泡，在模具内形成一定强度后脱模，自然环境中养护即可制得，制备方法简单。
具体实施方式
本申请中水泥为PO42.5；硅灰细度为800目；粉煤灰为一级粉煤灰；减水剂为聚羧酸减水剂；双氧水浓度为30％；催化剂为二氧化锰粉体；乙烯基硅油采购自市售；聚丙烯酸酯乳液采购自市售；羟丙基甲基纤维素采购自市售；月桂酸钙采购自市售；硬脂酸钙采购自市售；硅溶胶采购自市售；偶联剂为KH550采购自市售；棕丝纤维直径为0.6mm，长度为1～2cm；橡胶粉细度为80目；有机硅树脂乳液采购自市售；氯化钙采购自市售；硫酸钠采购自市售。
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
制备例
制备例1
本制备例公开一种改性聚合物乳液，其由以下步骤制得：
将1kg羟丙基甲基纤维素配制为质量分数为2％的羟丙基甲基纤维素水溶液，再加入10kg月桂酸钙搅拌混合均匀，最后加入100kg聚丙烯酸酯乳液混合均匀制得改性聚合物乳液。
制备例2
本制备例公开一种改性聚合物乳液，其与制备例1不同之处在于：
未加入月桂酸钙
制备例3
本制备例公开一种改性聚合物乳液，其与制备例1不同之处在于：
以50kg纯水代替2％的羟丙基甲基纤维素水溶液。
制备例4
本制备例公开一种复合改性增强纤维，其由以下步骤制得：
将5kg棕丝纤维浸润于2kg有机硅树脂乳液，浸润1h后取出，将3kg橡胶粉喷洒于经有机硅树脂乳液浸润后的棕丝纤维上，90℃热风干燥制得复合改性增强纤维。
制备例5
本制备例公开一种复合改性增强纤维，其与制备例4不同之处在于：
未添加橡胶粉。
制备例6
本制备例公开一种复合改性增强纤维，其与制备例4不同之处在于：
未加入有机硅树脂乳液。
制备例7
本制备例公开一种改性硬脂酸钙，其由以下步骤制得：将30kg硬脂酸钙、15kg硅溶胶和1kg偶联剂混合搅拌均匀，60℃烘干后使用球磨机球磨至2000目，制得改性硬脂酸钙。
实施例
实施例1
本实施例公开一种发泡水泥隔墙板，其由以下步骤制得：
将110kg水泥、50kg硅灰、30kg粉煤灰、1.2kg减水剂、1kg乙烯基硅油、1kg制备例7制得的硬脂酸钙、1.5kg制备例1制得的改性聚合物乳液、3kg制备例4制得的复合改性增强纤维、1.5kg氯化钙、1.5kg硫酸钠以及44kg水混合制得水泥浆体。
向水泥浆体中加入5.5kg双氧水和0.22kg催化剂搅拌混合后浇筑于模具中，再经5d初期养护脱模，在自然环境中养护10d即可得到隔墙板。
实施例2
本实施例公开一种发泡水泥隔墙板，其由以下步骤制得：
将120kg水泥、55kg硅灰、40kg粉煤灰、1.5kg减水剂、1.5kg乙烯基硅油、2kg制备例7制得的硬脂酸钙、2kg制备例1制得的改性聚合物乳液、5kg制备例4制得的复合改性增强纤维、2kg氯化钙、2kg硫酸钠以及48kg水混合制得水泥浆体。
向水泥浆体中加入6kg双氧水和0.24kg催化剂搅拌混合后浇筑于模具中，再经5d初期养护脱模，在自然环境中养护10d即可得到隔墙板。
实施例3
本实施例公开一种发泡水泥隔墙板，其由以下步骤制得：
将130kg水泥、60kg硅灰、50kg粉煤灰、1.8kg减水剂、2kg乙烯基硅油、3kg制备例7制得的硬脂酸钙、2.5kg制备例1制得的改性聚合物乳液、7kg制备例4制得的复合改性增强纤维、2.5kg氯化钙、2.5kg硫酸钠以及52kg水混合制得水泥浆体。
向水泥浆体中加入6.5kg双氧水和0.26kg催化剂搅拌混合后浇筑于模具中，再经5d初期养护脱模，在自然环境中养护10d即可得到隔墙板。
实施例4
本实施例公开一种发泡水泥隔墙板，其与实施例2不同之处在于：
改性聚合物乳液为制备例2制得的。
实施例5
本实施例公开一种发泡水泥隔墙板，其与实施例2不同之处在于：
改性聚合物乳液为制备例3制得的。
实施例6
本实施例公开一种发泡水泥隔墙板，其与实施例2不同之处在于：
复合改性增强纤维为制备例5制得的。
实施例7
本实施例公开一种发泡水泥隔墙板，其与实施例2不同之处在于：复合改性增强纤维为制备例6制得的。
实施例8
本实施例公开一种发泡水泥隔墙板，其与实施例2不同之处在于：氯化钙加入量为4kg，硫酸钠加入量为0。
实施例9
本实施例公开一种发泡水泥隔墙板，其与实施例2不同之处在于：氯化钙加入量为0，硫酸钠加入量为4kg。
实施例10
本实施例公开一种发泡水泥隔墙板，其与实施例2不同之处在于：以棕丝纤维代替制备例4制得的复合改性增强纤维。
对比例
对比例1
本对比例公开一种发泡水泥隔墙板，其与实施例2不同之处在于：未添加乙烯基硅油。
对比例2
本对比例公开一种发泡水泥隔墙板，其与实施例2不同之处在于：未添加硬脂酸钙。
对比例3
本对比例公开一种发泡水泥隔墙板，其与实施例2不同之处在于：未添加制备例1制得的改性聚合物乳液。
对比例4
本对比例公开一种发泡水泥隔墙板，其与实施例2不同之处在于：未添加乙烯基硅油和硬脂酸钙。
对比例5
本对比例公开一种发泡水泥隔墙板，其与实施例2不同之处在于：未添加乙烯基硅油和制备例1制得的改性聚合物乳液。
对比例6
本对比例公开一种发泡水泥隔墙板，其与实施例2不同之处在于：未添加硬脂酸钙和制备例1制得的改性聚合物乳液。
对比例7
本对比例公开一种发泡水泥隔墙板，其与实施例2不同之处在于：
未添加乙烯基硅油、硬脂酸钙和制备例1制得的改性聚合物乳液。
对比例8
本对比例公开一种发泡水泥隔墙板，其与实施例2不同之处在于：
未添加制备例4制得的复合改性纤维、氯化钙和硫酸钠。
对比例9
本对比例公开一种发泡水泥隔墙板，其与实施例2不同之处在于：
未添加乙烯基硅油、硬脂酸钙、制备例1制得的改性聚合物乳液、制备例4制得的复合改性纤维、氯化钙和硫酸钠。
对比例10
本对比例公开一种发泡水泥隔墙板，其与实施例2不同之处在于：
以聚丙烯酸酯乳液代替制备例1制得的改性聚合物乳液。
实施例1-9和对比例1-9原料表(kg)
Figure BDA0003862642600000071
Figure BDA0003862642600000081
Figure BDA0003862642600000091
性能检测试验根据JG/T 169-2016《建筑隔墙用轻质条板通用技术要求》7.4.3抗压强度，检测实施例和对比例的28d抗压强度。
根据GB/T 13475-2008《绝热稳态传热性质的测定标定和防护热箱法》对实施例和对比例测定相关数据并计算导热系数。
表2实施例和对比例性能数据表
Figure BDA0003862642600000092
Figure BDA0003862642600000101
结合实施例2和对比例1-7并结合表2可以看出，以硬脂酸钙改善乙烯基硅油和改性聚合物乳液二者的相容性，从而使得乙烯基硅油对改性聚合物乳液进行增强，使得整体的浆体粘稠度增大，发泡过程中气泡不易继续增大并破裂，同时硬脂酸钙存在于泡膜上提高泡膜的疏水性，进一步使得泡膜不易受水侵蚀破裂，有效减少气泡损失，提高气泡在浆体内的稳定性，进而减少对隔墙板抗压强度以及导热系数的不良影响。
结合实施例2、实施例4、实施例5和对比例10并结合表2可以看出，以羟丙基甲基纤维素水溶液作为中间连接成分使得月桂酸钙更容易与聚丙烯酸酯乳液结合，有效提高所形成的气泡泡膜强度，使得气泡不易破裂，从而提高气泡在水泥浆体内的稳定性，减少气泡逸出对隔墙板抗压强度以及导热系数的不良影响。
结合实施例2、实施例6、实施例7和实施例10并结合表2可以看出，有机硅树脂乳液使得棕丝纤维和橡胶粉得以结合，棕丝纤维表面被橡胶粉改性，棕丝纤维与其他组分的结合强度增加的同时，表面的橡胶粉使得棕丝纤维的抗拉强度得以进一步提升，同时配合固化促进剂使得气泡更难从浆体内逸出。
结合实施例2、对比例8和对比例9并结合表2可以看出，氯化钙和硫酸钠可促进水泥凝固硬化，从而使得气泡一方面难以变大，另一方面难以从水泥浆体中逸出，使得气泡稳定存在于水泥浆体内。
结合实施例2、实施例8和实施例9并结合表2可以看出，一方面对气泡进行增强，使得泡膜不易破损，提高气泡稳定性，另一方面提高浆体的韧性，使得气泡不易变大或从浆体内逸出，使得浆体内形成细密而稳定的气泡，有利于抗压强度提升和导热系数下降。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种发泡水泥隔墙板，其特征在于，由包括以下重量份的原料制成：
水泥110～130份，硅灰50～60份，粉煤灰30～50份，减水剂1.2～1.8份，水44～52份，双氧水5.5～6.5份，催化剂0.22～0.26份，稳泡组分4～7份，增强组分6～12份，所述稳泡组分包括乙烯基硅油、改性聚合物乳液和硬脂酸钙，所述乙烯基硅油、改性聚合物乳液和改性硬脂酸钙三者重量之比为2～4:3～5:2～6。
2.根据权利要求1所述的发泡水泥隔墙板，其特征在于：所述改性硬脂酸钙由以下步骤制得：将硬脂酸钙、硅溶胶和偶联剂三者混合，搅拌均匀后于60℃环境中烘干，再球磨至2000目制得改性硬脂酸钙。
3.根据权利要求1所述的发泡水泥隔墙板，其特征在于：所述改性聚合物乳液包括聚丙烯酸酯乳液、羟丙基甲基纤维素和月桂酸钙，所述聚丙烯酸酯乳液、羟丙基甲基纤维素和月桂酸钙三者重量之比为100:1:10。
4.根据权利要求3所述的发泡水泥隔墙板，其特征在于：所述改性聚合物乳液由以下步骤制得，将羟丙基甲基纤维素使用纯水溶解制得质量分数为2%的羟丙基甲基纤维素水溶液，向羟丙基甲基纤维素水溶液中加入月桂酸钠，搅拌混合均匀后与聚丙烯酸酯乳液混合制得改性聚合物乳液。
5.根据权利要求3所述的发泡水泥隔墙板，其特征在于：所述增强组分包括复合改性增强纤维和固化促进剂，所述复合改性纤维和固化促进剂二者重量之比为3～7:3～5。
6.根据权利要求5所述的发泡水泥隔墙板，其特征在于：所述复合改性增强纤维包括棕丝纤维、橡胶粉和有机硅树脂乳液，所述棕丝纤维、橡胶粉和有机硅树脂乳液三者重量之比为5:2:3。
7.根据权利要求6所述的发泡水泥隔墙板，其特征在于：所述复合改性增强纤维由以下步骤制得，将棕丝纤维浸润于有机硅树脂乳液，浸润1h后取出，将橡胶粉喷洒于经有机硅树脂乳液浸润后的棕丝纤维上，90℃热风干燥制得复合改性增强纤维。
8.根据权利要求3所述的发泡水泥隔墙板，其特征在于：所述固化促进剂包括氯化钙和硫酸钠，所述氯化钙和硫酸钠二者重量之比为1:1。
9.权利要求1～8任意一项所述的发泡水泥隔墙板的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤，将水泥、硅灰、粉煤灰、减水剂、稳泡组分、增强组分和水混合搅拌均匀制得浆体，将发泡剂和催化剂加入浆体中混合均匀浇注于模具中进行发泡，再经5d初期养护脱模，在自然环境中养护10d即可得到隔墙板。
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