CN116283350A - 一种泡沫混凝土墙板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种泡沫混凝土墙板及其制备方法。该泡沫混凝土墙板以水泥、矿渣粉、花岗岩粉、纤维、减水剂、稳泡剂、发泡剂、水为原料制成料浆在具有凹槽和凸脊的模板上浇注得到。具有隔热、保温、防火、防水、隔音等效果，并且质轻，易搬运组装、易切割、具有优良的抗弯折性能，使墙板具有较大的抗冲击能力，可用作工业和民用建筑物中的隔墙板。

Description

一种泡沫混凝土墙板及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种泡沫混凝土墙板及其制备方法。

背景技术

预制建筑墙板指在预制厂(场)或建筑工地加工制成的供建筑装配用的加筋混凝土板型构件。在建筑施工过程中采用预制混凝土墙板不仅可以节约现场用工、减少现场湿作业、克服季节影响、缩短建筑施工周期，还可以提高工厂化、机械化施工程度。

目前民用及工业建筑墙板主要有蒸压加气混凝土墙板、混凝土空心墙板、轻质夹芯墙板，而泡沫混凝土墙板极其少见。

蒸压加气混凝土墙板是将已静停养护及蒸养完毕的加气混凝土墙板送入蒸压釜进行蒸压养护而成，其生产过程需要消耗大量的蒸汽，并且需要压力容器，生产工艺复杂，制备过程不绿色环保。不仅如此，蒸压加气混凝土墙板的内部碱度低，使得其内部的钢筋网容易锈蚀膨胀，导致墙板开裂。虽然其生产对钢筋网表面进行防锈处理，但仍然存在锈蚀的风险。在高温蒸压工艺的升温和降温过程中，容易产生温度应力而导致墙板开裂；这些微细裂纹的存在，使蒸压加气混凝土墙板力学性能及耐久性降低。

混凝土空心板在七八十年代就已经出现，常见于乡村住房中。这种墙板在其长度方向上设置有一排直径为30～50mm的空心孔，达到使墙板轻质化的目的。混凝土空心板的强度高，但是其空心间的肋是热量的桥梁，容易形成热桥，大大降低其保温隔热性能，且其隔音性能也大大降低。

轻质夹芯墙板为了增强墙板的整体力学性能，在轻质芯材的两面粘结诸如硅酸钙板的高强面板。轻质夹芯墙板两面的硅酸钙板虽然增强了墙板的抗冲击等力学性能，但面板与芯材之间存在容易剥离的隐患，特别是在线槽切割加工时，面板因震动而容易剥落，所以该种墙板更不适宜于有二次装修要求的建筑(例如公寓住房等)。

而泡沫混凝土墙板不仅力学性能好、耐久性好，还可以保温隔热且面板与芯材间不易剥离，是目前较理想的墙板。但是现有的泡沫混凝土墙板因制备工艺的不足还存在泡沫料浆易分层、易消泡塌模；墙体易粉化；内部钢筋网易偏移导致在两面收缩不均的情况下造成板材弯曲变形；管线开槽施工不方便等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种泡沫混凝土墙板，可用作工业和民用建筑物中的隔墙板。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种泡沫混凝土墙板，所述墙板的生产原料按照质量份数计，包括以下组分：

可选地，所述水泥为P.II42.5R。

可选地，所述的矿渣粉的比表面积为450～550m²/kg。

可选地，所述的花岗岩粉的比表面积为350～400m²/kg。

可选地，所述的纤维为改性阻燃聚丙烯纤维，纤维直径为18～40μm，纤维长度为5～8mm。

可选地，所述的减水剂为早强型聚羧酸高效减水剂。

可选地，其特征在于，所述的稳泡剂为纤维素。

可选地，发泡剂为松香类复合型发泡剂。

本发明还提供了所述泡沫混凝土墙板的制备方法，包含以下步骤：

(1)将发泡剂与水按照质量比1：8～10混合并发泡，得到泡沫群；

(2)将水泥、矿渣粉、花岗岩粉与纤维混合，得到粉料；

(3)将减水剂、稳泡剂与剩余水加入步骤(2)制得的料粉中，得到料浆；

(4)将步骤(1)得到的泡沫群吹入步骤(3)所述料浆中，得到泡沫混凝土料浆；

(5)将步骤(4)得到的泡沫混凝土料浆浇注后养护，得到新型泡沫混凝土墙板。

可选地，所述步骤(5)中养护的时间为18～32h。

在本发明中使用了足够量的水泥，足够量的水泥参与水化反应而形成胶凝结构，可以提升泡沫混凝土墙板的强度。

花岗岩粉的掺入可在一定程度上降低墙板的干燥收缩率，避免墙板收缩开裂。花岗岩磨细成粉，因其颗粒较细，可避免泡沫料浆沉降分层，提高墙板的整体质量均匀性。

本发明所述纤维选用直径为18～40μm，长度为5～8mm的改性阻燃聚丙烯纤维。纤维的长度过长会引起其缠绕结团，纤维长度过短，无法达到搭接牵拉的效果。适当长度的纤维在墙板中起到搭接牵拉的作用，使墙板形成一个整体，在墙板中不含钢筋网的情况下，也能起到足够的抗冲击的承载作用。

本发明所述减水剂为早强型聚羧酸高效减水剂，保证墙板的正常凝结硬化的同时，保证胶凝材料等颗粒充分均匀分散于料浆中，提高胶凝材料的水化率，提高料浆的均匀性，避免墙板出现不均匀的薄弱环节从而提高混凝土墙板的各种性能。

以纤维素作为稳泡剂，可起到避免消泡塌模的作用，使墙板气孔分布均匀，减少串孔，改善气孔结构，提高墙板强度。

选用松香类复合型发泡剂，其为非蛋白类发泡剂，不会对胶凝材料的水化反应产生不良影响，可避免因蛋白类有机物降解导致的墙板粉化问题。

本发明的泡沫混凝土墙板具有以下优点：

本发明在制备原料中选用了矿渣粉等工业粉料，提供了一种固体废弃物的二次利用方式，并且更大限度地使用固体废弃物作为生产原料，原料来源广泛，可以减低本发明所述泡沫混凝土墙板的生产成本。生产过程简单，无废气、废水、废渣排放，节能环保，产品无毒无放射性，对环境友好。

本发明使用纤维代替墙板内部的钢筋网，使墙板可以随意切割以满足施工现场形状、结构、管线铺设的需求的同时还提升了墙板的抗弯折性能，使墙板具有较大的抗冲击能力。

本发明制得的泡沫混凝土墙板的厚度在100～200mm之间，可根据工程需要达到的隔热、保温、隔音效果或设计要求进行调整；板的面密度在70～120kg/m²之间，密度较小，每一块墙板的质量较轻，可以减轻建筑物重量负荷。不仅如此，轻质的墙板材料可用人工方式进行拼装施工，施工效率大于目前的机械作业速度，施工更精准，施工质量也更好。

本发明所述泡沫混凝土墙板还具有良好的耐久性，与主体工程同寿命。

具体实施方式

本发明提供了一种泡沫混凝土墙板，所述墙板的生产原料按照质量份数计，包括以下组分：

在本发明中，所述水泥为P.II42.5R，其质量份数为43～52份，优选为44～51份，进一步优选为45～50份，更进一步优选为46～49份。

在本发明中，所述的矿渣粉的比表面积为450～550m²/kg，优选为460～550m²/kg，进一步优选为500～550m²/kg；其质量份数为10～14份，优选为11～13份。

在本发明中，所述的花岗岩粉的比表面积为350～400m²/kg，优选为375～400m²/kg；其质量份数为10～14份，优选为11～13份。

在本发明中，所述花岗岩粉使用80μm筛过筛时的筛余不大于15％，优选为使用80μm筛过筛时的筛余不大于14％，进一步优选为使用80μm筛过筛时的筛余不大于13％。

在本发明中，所述的纤维为改性阻燃聚丙烯纤维，纤维直径为18～40μm，优选为20～38μm，进一步优选为22～36μm；纤维长度为5～8mm，优选为6～7mm；其质量份数为2.3～3.3份，优选为2.4～3.2份，进一步优选为2.6～3.1份，更进一步优选为2.7～2.9份。

在本发明中，所述的减水剂为早强型聚羧酸高效减水剂，其质量份数为0.4～0.9份，优选为0.5～0.8份。

在本发明中，所述的稳泡剂为纤维素，其质量份数为0.13～0.30份，优选为0.14～0.28份，进一步优选为0.16～0.27份。

在本发明中，发泡剂为松香类复合型发泡剂，其质量份数为0.5～1.3份，优选为0.6～1.2份，进一步优选为0.7～1.1份。

在本发明中，水的质量份数为19～32份，优选为20～30份，更进一步优选为21～28份。

本发明还提供了所述泡沫混凝土墙板的制备方法，包含以下步骤：

(1)将发泡剂与水按照质量比1：8～10混合并发泡，得到泡沫群；

(2)将水泥、矿渣粉、花岗岩粉与纤维混合，得到粉料；

(3)将减水剂、稳泡剂与剩余水加入步骤(2)制得的料粉中，得到料浆；

(4)将步骤(1)得到的泡沫群吹入步骤(3)所述料浆中，得到泡沫混凝土料浆；

(5)将步骤(4)得到的泡沫混凝土料浆浇注后养护，得到新型泡沫混凝土墙板。

在本发明中，步骤(1)所述发泡为使用空气压缩发泡机进行发泡。

在本发明中，步骤(1)中发泡剂与水的质量比为1：8～10，优选为1：9～10。

在本发明中，所述步骤(5)中养护的时间为18～32h，优选为20～30h。

在本发明中，所述步骤(5)所述浇注为浇注在规格尺寸为600mm×1400mm×100mm的钢模具，模具具有凹隼与凸隼的相应凹槽和凸脊，以便确保形成凹隼与凸隼。

下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

(1)称取8kg松香类复合型发泡剂，加入80kg的水，用空气压缩发泡机进行发泡，形成泡沫群，泡沫群的体积约0.8m³，备用；

(2)称取P.II42.5R水泥400kg、比表面积为500m²/kg的矿渣粉100kg、比表面积为360m²/kg的花岗岩粉100kg，该花岗岩粉使用80μm筛过筛时的筛余为10.0％、直径为30μm长度为6mm的纤维24kg，加入搅拌机中，进行预搅拌约3min，使料粉搅拌均匀；

(3)按配比称取早强型聚羧酸高效减水剂5kg、甲基纤维素1.5kg与水200kg，加入上述步骤(2)中的料粉中，进行搅拌约3min，形成均匀的料浆；

(4)将步骤(1)发泡完毕的泡沫群吹入步骤(3)形成的料浆中，搅拌均匀，通过料浆液面红外感应仪控制泡沫群的加入量，得到符合预期湿密度为830kg/m³的泡沫混凝土料浆；

(5)将上述步骤3制备的泡沫混凝土料浆浇注入上述步骤1的模具中，静置20min后将模具中多余的泡沫混凝土料浆刮平，用塑料薄膜覆盖模具，自然养护24小时，然后脱模，得到具有凹隼和凸隼的泡沫混凝土墙板，其面密度为71.0kg/m²，规格为600mm×1400mm×100mm。

实施例2

(1)称取8kg松香类复合型发泡剂，加入80kg的水，用空气压缩发泡机进行发泡，形成泡沫群，泡沫群的体积约0.8m³，备用；

(2)称取P.II42.5R水泥480kg、比表面积为530m²/kg的矿渣粉120kg、比表面积为350m²/kg的花岗岩粉100kg，该花岗岩粉使用80μm筛过筛时的筛余为12.0％、直径为35μm长度为7mm的纤维28kg，加入搅拌机中，进行预搅拌约3min，使料粉搅拌均匀；

(3)按配比称取早强型聚羧酸高效减水剂6kg、甲基纤维素稳泡剂1.75kg与水240kg，加入上述步骤(2)中的料粉中，进行搅拌约3min，形成均匀的料浆；

(4)将步骤(1)发泡完毕的泡沫群吹入步骤(3)形成的料浆中，搅拌均匀，通过料浆液面红外感应仪控制泡沫群的加入量，得到符合预期湿密度为830kg/m³的泡沫混凝土料浆；

(5)将上述步骤3制备的泡沫混凝土料浆浇注入上述步骤1的模具中，静置20min后将模具中多余的泡沫混凝土料浆刮平，用塑料薄膜覆盖模具，自然养护24小时，然后脱模，得到具有凹隼和凸隼的泡沫混凝土墙板，其面密度为80.0kg/m²，规格为600mm×2400mm×100mm。

实验例

依据本领域常规方法对实施例1制得的泡沫混凝土墙板的性能进行检测，并与现有技术中墙板厚度为100mm，密度等级为700kg/m³的蒸压加气混凝土墙板、复合夹芯墙板、混凝土空心墙板的有关性能进行对比，结果如表1。

表1：实施例1制得的泡沫混凝土墙板与其余墙板的性能对比

依据GB/T 10294-2008《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法》的记载对本发明实施例1制得的泡沫混凝土墙板进行检测，其干密度为720kg/m³，导热系数为0.145W/(m·K)。

依据GB/T 34342-2017《围护结构传热系数检测方法》对本发明实施例1制得的泡沫混凝土墙板进行检测进行传热系数检测，结果是1.37W/(m²·K)，满足建筑物传热系数设计的≤1.60W/(m²·K)的要求。经测试，其他诸如抗弯荷载、抗冲击性、吊挂力、干缩性等性能均满足标准JG/T 169-2016《建筑隔墙用轻质条板通用技术要求》要求。

如表1所示，本发明制得的泡沫混凝土墙板比其余墙板的传热系数小，隔热保温性能较好。与易开裂的蒸压加气混凝土墙板相比，还具有抗压强度高，抗弯荷载高、易切割的优点；与易剥离的复合夹芯墙板相比，还具有抗压强度好，可多次切割的优点。虽然混凝土空心墙板的抗压强度高于比本发明实施例1制得的泡沫混凝土墙板，但是本发明实施例1制得的泡沫混凝土墙板克服了混凝土空心墙板有热桥，保温隔热性能差的缺点。

从以上对比看出，本发明墙板与本领域中类似墙板相比，具有隔热、保温、防火、防水、隔音等特点，并且本发明所述墙板质轻，易搬运组装、易切割、具有优良的抗弯折性能，使墙板具有较大的抗冲击能力。本发明墙板与本领域中类似墙板相比有不可比拟的优势。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种泡沫混凝土墙板，其特征在于：所述墙板的生产原料按照质量份数计，包括以下组分：

2.根据权利要求1所述的泡沫混凝土墙板，其特征在于，所述水泥为P.II42.5R。

3.根据权利要求1或2所述的泡沫混凝土墙板，其特征在于，所述的矿渣粉的比表面积为450～550m²/kg。

4.根据权利要求3所述的泡沫混凝土墙板，其特征在于，所述的花岗岩粉的比表面积为350～400m²/kg。

5.根据权利要求1或2或4所述的泡沫混凝土墙板，其特征在于，所述的纤维为改性阻燃聚丙烯纤维，纤维直径为18～40μm，纤维长度为5～8mm。

6.根据权利要求5所述的泡沫混凝土墙板，其特征在于，所述的减水剂为早强型聚羧酸高效减水剂。

7.根据权利要求1或2或4或6所述的泡沫混凝土墙板，其特征在于，所述的稳泡剂为甲基纤维素。

8.根据权利要求7所述的泡沫混凝土墙板，其特征在于，发泡剂为松香类复合型发泡剂。

9.权利要求1～8任一所述泡沫混凝土墙板的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：

(1)将发泡剂与水按照质量比1：8～10混合并发泡，得到泡沫群；

(2)将水泥、矿渣粉、花岗岩粉与纤维混合，得到粉料；

(3)将减水剂、稳泡剂与剩余水加入步骤(2)制得的料粉中，得到料浆；

(4)将步骤(1)得到的泡沫群吹入步骤(3)所述料浆中，得到泡沫混凝土料浆；

(5)将步骤(4)得到的泡沫混凝土料浆浇注后养护，得到新型泡沫混凝土墙板。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中养护的时间为18～32h。