CN116332671A - 一种保温隔音的轻质隔墙板及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于室内建筑材料的技术领域，提供了一种保温隔音的轻质隔墙板及其制备方法和应用。该隔墙板中至少包括以下基础材料：硅酸盐水泥，脱硫粒子，激发剂，陶粒聚苯乙烯发泡材料及苯丙乳液；所述陶粒和所述聚苯乙烯材料的重量份数之和占所述隔墙板重量份数的40‑50％。该隔板具有优良的保温隔音效果，且强度可达到抗震效果。该隔墙板的制备工艺简单，能够满足室内材料便于运输，保温隔音轻质的要求。

Description

一种保温隔音的轻质隔墙板及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于室内建筑材料领域，具体涉及一种保温隔音的轻质隔墙板及其制备方法和应用。
背景技术
在室内建筑建造结构改造时，尤其是涉及到非承重墙体，或者是强度要求不那么高的墙体建造时，建筑人员通常会采用通过现场土砌砖的或者复合墙板对室内的结构建造。
目前传统使用的土砌砖方式主要是及灰砂砖以及加气混凝土砖两种，其中灰砂砖作为普通的高温烧制的砂砖，虽然抗压强度高，但是其制备工艺，性能(防火，保温，密度)均存在较大的缺点；另一者的加气混凝土砌块，其虽然再防火制备工艺上相较灰砂砖有较大优势，但是其因结构中存在小气孔导致易碎，因此抗震效果不佳，使用周期短。
另外，通过复合墙板的方式主要是采用的GRC隔墙板，硅酸钙复合墙板和ALC隔墙板这几类，但是这三者由于均没有钢网或者制成芯材等原因，导致三者的抗压强度较低，使用周期较短。
基于以上，业内需要制备一直工艺更加简单，抗压强度适用于较长期使用的隔墙板。在此基本上，由于隔墙板的性能，使其能够具备室内使用的需求，例如具备防火、抗震、保温、隔音等性能。以及，在运输和使用阶段，希望其能够满足易运输方便使用的特点。综上，目前是需要一款在制备方式、性能特点和运输使用方面兼备的隔墙材料。
发明内容
为了解决上述背景技术中存在的问题，本申请旨在制备一种在制备工艺、性能优势、运输使用及成本等四个综合方面平衡的隔墙板材料，以满足室内保温隔音的要求，还能进一步满足板材轻质强度适宜且易加工的特点。
因而，本申请的目的之一在于制备一种保温隔音的轻质隔墙板，该隔墙板中至少包括以下基础材料：硅酸盐水泥，脱硫粒子石膏，激发剂，陶粒，聚苯乙烯材料及苯丙乳液；且所述陶粒和所述聚苯乙烯材料的重量份数之和占所述隔墙板重量份数的40-50％。
通过硅酸盐水泥，脱硫粒子石膏，陶粒和聚苯乙烯发泡材料作为隔墙板的主要基础材料，其可以通过陶粒和聚苯乙烯发泡材料来保证隔墙板整体轻质的特点。进一步结合硅酸盐水泥和脱硫粒子可以使陶粒和聚苯乙烯发泡材料通过无机粘合形成具有一定强度的轻质板。
其中，陶粒因其表面光滑，内部呈现蜂窝状，有密度小，导热率低，强度高，内部多孔，形态、成分较均一，且具有一定强度和坚固性，因此具有质量轻、耐减震等性能。其导热低，用于室内可以达到较好的保温效果。进一步的，在其均匀的多孔结构可以到达隔音的效果。进一步的，将陶粒加入至隔墙板中，因其密度小、多孔等结构使得隔墙板可以达到轻质的效果，还具有一定的保温效果。并且陶粒本身强度高，能够满足隔墙板的强度要求，可以兼备室内隔墙板的强度和抗震效果。
进一步的，因发泡级的聚苯乙烯密度低，具有良好的隔热隔音和抗冲击性能，将其加入至隔墙板中能够以陶粒共同降低隔墙板的比重，使得隔墙板轻质，且使隔墙板具备聚苯乙烯隔热隔音和抗冲击等性能。
再者，陶粒与发泡的聚苯乙烯内的泡孔均为内部封闭的泡孔作为建材的填充，使得隔墙板的内部具备封闭的气泡，达到使隔墙板材料保温隔音的效果。
本申请发现控制陶粒和发泡级聚苯乙烯在隔墙板中的重量比在40-50％可以满足隔墙板轻质，强度适宜的性质，以用于室内的优良建材。
进一步的，所述陶粒选用两种尺寸组合的陶粒组成，所述陶粒的粒径筛选为5-10和10-20mm，所述粒径为5-10mm与所述粒径为10-20mm的重量份数比为2:1-1.5:1。且较小尺寸的陶粒作为填料耐久度更高，更能与其他材料融合，而较大尺寸的陶粒由于空隙和表面积更大作为轻骨料填充能够使隔墙板更易达到轻质，隔音保温的效果。
且，由于陶粒与聚苯乙烯材料的密度相差很大，尺寸也存在一定的差异，因此选用两种粒径尺寸的陶粒可以平衡与聚苯乙烯发泡材料的混合，使得多种尺寸的颗粒在工艺制备浆料中混合的更加均匀。
在本申请中使用的陶粒是含有生物炭制备的陶粒，可以选择秸秆炭作为生物炭的一种。陶粒中含有的秸秆生物炭能够使其具有良好的生物亲和性，在使用废弃物，淤泥粘土，矿煤渣或建筑垃圾等制备陶粒时，可以有效吸收一些氨氮化学物，对陶粒起到一定自洁作用，使得制备好的陶粒更加适用于室内的建材。
在本申请中使用的是300-500kg/m3的超轻密度陶粒。
在本申请中，将陶粒与聚苯乙烯与硅酸盐水泥混合时，多种不同尺寸和密度的粒子在进行混合时，为避免密度大颗粒在混合的混合液中发生沉降，需要控制整个浆料的水含量。保持整个浆料的水含量在20-30％时，使体系的流动减缓，可以改善陶粒在整个水浆料中的沉降问题。
进一步结合多种颗粒的尺寸分布，在搅拌均匀的条件下，控制基础材料与水混合的浆料的水含量，可以使得多种颗粒在材料中均匀分布，保证了材料性能的均一性。
在本申请中，脱硫粒子石膏作为一种国标的耐火材料，选取粒径＜80μm脱硫粒子石膏，与硅酸盐水泥混合，水化产物有CaSO4·2H2O。遇到高温时，需要先分解两个结晶水，进而在分解的过程中产生大量的水汽对火焰主要一定的阻隔作用。
在本申请的第一方面中，提供了一种保温隔音的轻质隔墙板，所述隔墙板中至少包括以下基础材料：硅酸盐水泥，脱硫粒子石膏，激发剂，陶粒，聚苯乙烯发泡材料，苯丙乳液；
所述陶粒和所述聚苯乙烯材料的重量份数之和占所述隔墙板重量份数的40-50％。
进一步的，所述基础材料的重量份数比为：硅酸盐水泥20-26份，脱硫粒子石膏为5-8份，激发剂为2.5-5份；陶粒为15-22份，聚苯乙烯材料为7-9份，苯丙乳液5-6份。
进一步的，所述陶粒选用两种尺寸组合的陶粒组成，所述陶粒的粒径筛选为5-10和10-20mm，所述粒径为5-10mm与所述粒径为10-20mm的重量份数比为3:1-2:1。
进一步的，所述陶粒为含有生物炭组分的页岩陶粒和/或粉煤灰陶陶粒，所述生物炭可以为秸秆炭。
进一步的，所述隔墙板在制备的过程中，所述基础材料与水形成的混合物的含水量控制在20-30％之间。
进一步的，所述脱硫粒子石膏中包含有一种硫酸钙，以及碳酸钙和氧化钙中的一种或多种，其中所述硫酸钙的含量所述脱硫粒子的一半以上。
进一步的，所述隔墙板还可以包含其他功能助剂，包括：消泡剂，阻燃剂，玻璃纤维等，且所述总体含量保持在所述陶粒总量份数的5-10％；
和/或，所述隔墙板还可以在其中包含有钢筋网骨架。
本申请做制备的保温隔音的轻质隔墙板，其导热系数可以控制在0.22-0.3W/m.K。
其制备的结构也更加灵活，隔墙板可以高强水泥、珍珠岩、轻质陶粒，两层钢丝网片混合浇注而成，作为强度较好的非承重建造结构。
在本申请的第二方面中，提供了一种保温隔音的轻质隔墙板保温隔音的轻质隔墙板的制备方法，该方法包括一下步骤：
S1：调配浆料A，配置1/3重量份的硅酸盐水泥与陶粒，加之少量水混合；
S2：调配浆料B，配置1/3重量份的硅酸盐水泥与聚苯乙烯发材料，加之少量水混合；
S3：将上述浆料A和浆料B混合，再加入余量硅酸盐水泥，脱硫粒子，激发剂，促凝剂和余量水，以及氢氧化钠溶液搅拌均匀，并保持水浆含量中的水含量保持在20-30％之间，确保水浆pH为弱碱性；
S4：将浆料移送至模箱内，静置0.5小时后；
S5：移送至空腔室，通过养护20-30小时制备得到轻质隔墙板。
预先将硅酸盐水泥分别与陶粒和聚苯乙烯发泡材料进行混合，将硅酸盐水泥充分浸润两种颗粒的表面，有助于后期这两种颗粒密度有差异颗粒的混合。进一步，控制体系的含水量可以有效避免颗粒沉降问题。
在混合的体系中加入促凝剂，以加速硅酸盐水泥与其他材料的固化，避免其中陶粒与聚苯乙烯材料在长时间的固化期间出现自重沉降。
进一步的，通过在模箱内纵横方向设置钢筋网，可以制备可承重的轻质隔墙板。设置两边钢丝网，能够通过物理结构稳定材料，以便制备出更加轻薄(厚度更薄)，平面体积更加的隔墙板。
在本申请的第三方面，所述轻质隔墙板可用于保温隔音阻燃的室内非承重隔墙板的材料；
或，在所述轻质隔墙板内设置有钢筋网后，可应用于室内跨度大的建造隔墙材料；所述隔墙材料的长度可以1.5-3米的条板。
本发明的有益效果：
该隔墙板因陶粒与发泡级聚苯乙烯的均匀加入，可以使得隔墙板具备轻质，保温隔音的效果。进一步的，控制陶粒与发泡级聚苯乙烯在隔墙板中的重量比，可以有效综合隔墙板轻质与强度的关系，以制备适应于室内非承重结构的抗震板。进一步的，陶粒与硫化粒子石膏组分也赋予了隔墙板耐火的性能。且该制备工艺简易，还可以通过简单的工艺制备跨度大面积的板材，在具备轻质的特点上，运输安装更加方便。
附图说明
图1所示为轻质隔墙板的简单截面示意图。附图1中的小圆颗粒为聚苯乙烯发泡材料，不规则大小灰黑色颗粒为陶粒颗粒。
具体实施方式
为便于更好地理解本发明，通过以下实例加以说明，这些实例属于本发明的保护范围，但不限制本发明的保护范围。
一种保温隔音的轻质隔墙板通过如下步骤制备：
S1：调配浆料A，配置硅酸盐水泥与陶粒，加之少量水混合；
S2：调配浆料B，配置硅酸盐水泥与聚苯乙烯发材料，加之少量水混合；
S3：将上述浆料A和浆料B混合，再加入余量硅酸盐水泥，脱硫粒子，激发剂，促凝剂和余量水，以及氢氧化钠溶液搅拌均匀，并保持水浆含量中的水含量保持在20-30％之间，确保水浆pH为弱碱性；
S4：将浆料移送至模箱内，静置0.5小时后；
S5：移送至空腔室，通过养护20-30小时制备得到轻质隔墙板。
实施例一，制备一种保温隔音的轻质隔墙板，按照一下重量份数比：
硅酸盐水泥25份，脱硫粒子石膏为6份，激发剂为3份；陶粒为30份，苯丙乳液5份。陶粒的重量占隔墙板重量为43.4％。
实施例二，制备一种保温隔音的轻质隔墙板，按照一下重量份数比：
硅酸盐水泥25份，脱硫粒子石膏为6份，激发剂为3份；陶粒为22份，聚苯乙烯材料为8份，苯丙乳液5份。陶粒和聚苯乙烯材料的重量占隔墙板重量为43.4％。
实施例三，制备一种保温隔音的轻质隔墙板，按照一下重量份数比：
硅酸盐水泥25份，脱硫粒子石膏为6份，激发剂为3份；陶粒为5份，聚苯乙烯材料为15份，苯丙乳液5份。陶粒和聚苯乙烯材料的重量占隔墙板重量为33.9％。
实施例四(实施例二方法的对比例)，制备一种保温隔音的轻质隔墙板，按照一下重量份数比：
硅酸盐水泥25份，脱硫粒子石膏为6份，激发剂为3份；陶粒为22份，聚苯乙烯材料为8份，苯丙乳液5份。陶粒和聚苯乙烯材料的重量占隔墙板重量为43.4％。
将其中制备方法中的S3中不加入促凝剂，且控制体系的含水量在30-40％。
轻质隔墙板的抗压强度测试：
轻质隔墙板的抗冲击性能；
采用国家《建筑用轻质隔墙条板》(GB/23451-2009)标准检测轻质隔墙板的抗压强度，(GB/23451-2009)标准要求轻质隔墙板抗压强度≥3.5MPa的技术指标；其中结果如下表所示：
Figure BDA0003999426210000061
由上表可知，控制陶粒与聚苯乙烯重量份数的重量份数总和占隔墙板材料的重量份数的40-50％时，能获得优于国标的轻质隔墙板。且适当降低陶粒与聚苯乙烯重量份数的重量份数总和在隔墙板材料重量占比时，隔墙板的强度和抗冲击性能会有一个相对(实施例一和实施例二)弱势。
但是随着聚苯乙烯含量的增多，隔墙板材料的抗冲击性也有所下降。进一步的，在传统方式上制备加入陶粒和聚苯乙烯的轻质隔墙板时，不多制备工艺进行优化，所制备的材料的分布相对不均一。在实际实验中也发现，其强度测试相对不稳定，以及在抗冲击时的裂缝也与颗粒在材料中的分布存在关系。
进一步的，实施例三的隔墙板的材料在上述组别中最轻质，但是综合隔墙板的抗压和抗冲击性能，实施例三并不是较优选。实施例三实际性能是更加接近传统的泡沫混凝土。
进一步，对选取合适的实施例一至实施例三进行隔音和保温测试，
Figure BDA0003999426210000071
由上表可知，实施例所给出的集中轻质隔墙板均符合隔音标准。
并且作为室内保温材料，其材料的大部分基础材料均是传热系数较低的，因而所制备的轻质隔墙板也能保证具备一定的保温效果。
进一步的，在可调范围内，可以调整陶粒与聚苯乙烯重量份数的重量份数总和占隔墙板材料的比重，以达到所需的材料特性。
以上显示和描述了本申请的基本原理和主要特征和本申请的优点。本行业的技术人员应该了解，本申请不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本申请的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本申请还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本申请要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种保温隔音的轻质隔墙板，其特征在于，所述隔墙板中至少包括以下基础材料：硅酸盐水泥，脱硫粒子石膏，激发剂，陶粒，聚苯乙烯发泡材料，苯丙乳液；
所述陶粒和所述聚苯乙烯材料的重量份数之和占所述隔墙板重量份数的40-50％。
2.根据权利要求1所述的保温隔音的轻质隔墙板，其特征在于，所述基础材料的重量份数比为：硅酸盐水泥20-26份，脱硫粒子石膏为5-8份，激发剂为2.5-5份；陶粒为15-22份，聚苯乙烯材料为7-9份，苯丙乳液5-6份。
3.根据权利要求1-2任一项所述的保温隔音的轻质隔墙板，其特征在于，所述陶粒选用两种尺寸组合的陶粒组成，所述陶粒的粒径筛选为5-10和10-20mm，所述粒径为5-10mm与所述粒径为10-20mm的重量份数比为3:1-2:1。
4.根据权利要求1所述的保温隔音的轻质隔墙板，其特征在于，所述陶粒为含有生物炭组分的页岩陶粒和/或粉煤灰陶陶粒，所述生物炭可以为秸秆炭。
5.根据权利要求1所述的保温隔音的轻质隔墙板，其特征在于，所述隔墙板在制备的过程中，所述基础材料与水形成的混合物的含水量控制在20-30％之间。
6.根据权利要求1所述的保温隔音的轻质隔墙板，其特征在于，所述脱硫粒子石膏中包含有一种硫酸钙，以及碳酸钙和氧化钙中的一种或多种，其中所述硫酸钙的含量所述脱硫粒子的一半以上。
7.根据权利要求1-2任一项所述的保温隔音的轻质隔墙板，其特征在于，所述隔墙板还可以包含其他功能助剂，包括：消泡剂，阻燃剂，玻璃纤维等，且所述总体含量保持在所述陶粒总量份数的5-10％；
和/或，所述隔墙板还可以在其中包含有钢筋网骨架。
8.一种如权利要求1所述的保温隔音的轻质隔墙板的制备方法，其特征在于，所述方法包括一下步骤：
S1：调配浆料A，配置1/3重量份的硅酸盐水泥与陶粒，加之少量水混合；
S2：调配浆料B，配置1/3重量份的硅酸盐水泥与聚苯乙烯发材料，加之少量水混合；
S3：将上述浆料A和浆料B混合，再加入余量硅酸盐水泥，脱硫粒子，激发剂以及余量水，以及氢氧化钠溶液搅拌均匀，并保持水浆含量中的水含量保持在20-30％之间，确保水浆pH为弱碱性；
S4：将浆料移送至模箱内，静置0.5小时后；
S5：移送至空腔室，通过养护20-30小时制备得到轻质隔墙板。
9.一种如权利要求8所述的保温隔音的轻质隔墙板的制备方法，其特征在于，通过在模箱内纵横方向设置钢筋网，可以制备可结构承重稳定的轻质隔墙板。
10.一种如权利要求1所述的保温隔音的轻质隔墙板的应用，其特征在于，所述轻质隔墙板可用于保温隔音阻燃的室内非承重隔墙板的材料；
或，在所述轻质隔墙板内设置有钢筋网后，可应用于室内跨度大的建造隔墙材料；
所述隔墙材料的长度可以1.5-3米的条板。
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