CN116410017A - 一种轻质板材混合浆料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本公开的一种轻质板材混合浆料的制备方法，包括以下步骤：步骤S1，根据设计板材浆料干燥后单位重量设计原料配比，聚苯乙烯发泡材料：陶粒：石英砂：纤维：水泥的质量比为1:6‑10:1‑1.5:0.2‑1：1‑1.5；步骤S2，对聚苯乙烯发泡材料进行发泡；步骤S3，使用水对陶粒的质量进行调控；步骤S4，将步骤S2的聚乙烯发泡材料和石英砂、水泥、纤维进行共混并加入余量水得到混合浆料A；步骤S5，将步骤S3中得到的陶粒加入到混合浆料A中进行搅拌共混，得到轻质板材混合浆料。制备得到的浆料分散性更加优异，不会出现显著的分层现象。
Description
技术领域
本申请涉及一种建筑材料原料，具体的是一种轻质浆料，更具体的是一种轻质板材混合浆料的制备方法。
背景技术
建筑板材在建筑物建设过程中，常常可以用作非承重墙来使用，这种板材属于预制材料的一种，在建筑过程中无需现场浇筑，只需进行简单的拼装，能够大幅度的缩短工期、降低成本、提高建筑效率，同时由于是预制件，在环境上面污染性更小。
对于预制板材中为了降低板材的质量，进而减小建筑物的承重、提高建筑的隔音保温性能、以及降低后期建筑垃圾对环境的污染，我们常常使用轻质的泡沫混凝土来制备板材。
现有技术中，公开号为CN115304336A的发明专利申请公开了轻质泡沫混凝土包括以下重量份的原料制备而成：凝胶材料40-70份、粉煤灰20-40份、细沙10-20份、无机粉料10-20份、改性玻璃纤维6-15份、发泡剂3-10份、稳泡剂0.01-0.05份、外加剂0.1-2份。本发明科学配比与选择制备泡沫混凝土的原料，通过掺杂两步改性的玻璃纤维，帮助微孔泡沫的稳定形成和均匀分布，大幅提升泡沫混土耐热性和耐腐蚀性，且操作方法既简单又方便，且无污染物产生，可以极大的拓展泡沫混凝土的应用领域。该方案中主要是使用为H2O2、铝粉膏、树脂皂类发泡剂，该发泡剂是在混合过过程中，是得浆料中充满气体，进而得到多孔结构的泡沫浆料，在浆料固化过程中就会有孔状结构。这种泡沫混凝土虽然能够减轻质量，但是该泡沫多孔都是有表面活性剂或能产生气体的物质产生，该气泡大小均一度低、另外力学性能较差。
另外还有现有技术，公开号为CN113845349A的发明专利公开了一种高抗压性能轻质泡沫混凝土制备工艺，该高抗压性能轻质泡沫混凝土，包括复合混凝土和发泡剂制成，包括以下步骤：
步骤一、制备复合混凝土：先将水加入液压发泡机的搅拌机内，再将水泥、粉煤灰、石膏、减水剂和混凝土增强剂投入搅拌机内搅拌0.5mi n至2mi n。
步骤二、制备发泡剂水溶液：将发泡剂泡沫和水按重量百分比1∶25-1∶40进行混合搅拌，从而配制得出发泡剂水溶液。
步骤三、制备聚苯乙烯泡沫：将聚苯乙烯树脂加入发泡剂，同时配合搅拌机内部加热进行软化，产生气体，形成一种硬质闭孔结构的聚苯乙烯泡沫。
步骤四、制备轻质泡沫混凝土：首先将复合混凝土和聚苯乙烯泡沫放置到搅拌装置的内部进行搅拌混合，在混合10mi n后，向搅拌装置的内部加入发泡剂水溶液，再次搅拌5mi n，从而制备得出轻质泡沫混凝土。
对于该方案，其使用了聚苯乙烯泡沫和发泡剂双重的发泡材料来制备泡沫混凝土，该泡沫基于引入的空气和聚乙烯泡沫共同降低材料质量，但是该混合没有考虑到聚苯乙烯的大体积、空气的轻质量问题，进而难以预期浆料的混合情况。
本发明基于现有技术中泡沫混凝土的制备方法和本公司在建筑材料方面的研究，发现了板材在生产过程中，由于混凝土原料中轻质物质过多，造成浆料难以分散的问题，拟提供一种配比和加工方法，提高这种异性物质的混合均匀性，得到一种混合均匀的泡沫混合浆料，并使用该浆料来制备建筑板材。
发明内容
本发明基于现有技术中对于轻质板材的制备，往往是加入能够产生气泡的物质，或改进液体表面活性的物质、如使用双氧水、十二烷基磺酸钠等物质，这类物质能够产生空气、或者能改变浆料的液面性能，进而引入气泡，使得固化后的浆料形成多孔结构，达到减轻质量的效果。
但是对于这种方式制备轻质浆料，气泡容易破裂或者气泡分散不均匀，导致制备得到的板材在力学性能上存在较大的问题。
申请人基于现有技术中的问题，拟提供一种轻质板材混合浆料的制备方法，通过在原料的配比改进、浆料的生产方法等发面综合出发，改进浆料的流动性，使得不同质量密度的原料能够均匀混合，进一步的使得制备出的板材具有轻质、高强等性能。
进一步的，本申请的构思之一在于，提供一种轻质板材混合浆料的制备方法，所述的浆料原料至少包括了聚苯乙烯发泡材料、陶粒、石英砂、水泥、水泥，其中，本申请根据需要制备的板材的单位重量，控制陶粒的重量进而控制陶粒在浆料的分散，达到提高板材质量的效果。
另外，本申请的构思之一还在于，提供的一种轻质板材混合浆料的制备方法中，我们对聚苯乙烯发泡材料的发泡工艺进行控制，是得聚苯乙烯的发泡体积具有一定梯度，通过该梯度的体积变化使得浆料在混合后不同的组分受力更加均匀，避免浆料的沉降而造成混合不均匀。
具体的，本发明提供了一种轻质板材混合浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，根据设计板材浆料干燥后单位重量设计原料配比，所述的原料包括聚苯乙烯发泡材料、陶粒、石英砂、纤维、水泥和水；
步骤S2，对聚苯乙烯发泡材料进行发泡；
步骤S3，使用水对陶粒的质量进行调控；
步骤S4，将步骤S2的聚乙烯发泡材料和石英砂、水泥、纤维进行共混并加入余量水得到混合浆料A；
步骤S5，将步骤S3中得到的陶粒加入到混合浆料A中进行搅拌共混，得到轻质板材混合浆料。
在一些实施例中，所述的步骤S1中根据设计板材浆料干燥后单位重量设计原料配比中所述的单位重量范围为48-100Kg/m3，优选的为52-80Kg/m3。
所述的步骤S1中按重量份，所述的聚苯乙烯发泡材料10-30份、陶粒50-180份、石英砂20-30份、纤维5-10份、水泥20-30份和水30-60份。
进一步的，所述的发泡材料的发泡体积为20-50倍；
进一步的，所述的陶粒的堆积密度为300-700kg/m3,优选的堆积密度为300-500Kg/m3。
进一步的，所述的聚苯乙烯发泡材料的用量可以为10份、20份、25份、30份；聚苯乙烯发泡材料的用量范围优选为10-25份，更优选的为15-20份；
进一步的，所述的陶粒的用量优选为60-150份，更优选的为80-150份；
进一步的，所述的石英砂的用量优选的为25-30份；
进一步的，所述的纤维的用量为6-8份，更优选的为7-8份；
进一步的，所述的水泥为22-28份，更优选的为25-28份。
在一些实施例中，所述的聚苯乙烯发泡材料：陶粒：石英砂：纤维：水泥的质量比为1:6-10:1-1.5:0.2-1：1-1.5；优选的聚苯乙烯发泡材料：陶粒：石英砂：纤维：水泥的质量比为1：8:1.2:0.5:1.4。
在一些实施例中，在步骤S2中所述对聚苯乙烯发泡材料进行发泡步骤包括，将聚苯乙烯发泡材料至少分成三份并使用不同的发泡条件对说书的至少分成三等分的聚苯系发泡材料进行发泡。
进一步的，所述发泡条件的发泡温度为60-90℃，优选的为70-80℃；
更进一步的，所述的发泡条件的发泡温度可以为60-70℃，70-80℃，80-90℃中的一种或多种；
进一步的，所述的发泡条件的发泡时间为0.5-3h；优选的为1-3h；
更进步的，所述的发泡条件的发泡温度可以为0.5-1h；1-1.5h，1.5-2h，2-2.5h，2.5-3h中的一种或多种；
在一些实施例中，所述步骤S3使用水对陶粒的质量进行调控的操作为将水喷洒到陶粒上，调控陶粒的重量。
由于陶粒是多孔结构，在搅拌过程中容易浮于浆料上方，同时在浆料的搅拌过程中，容易吸附大量的液体，使得浆料混合不均匀；另外，本公开使用水分调节陶粒的重量，一方面是对陶粒在混合中吸水性进行调控，另外是对其重量调控，防止混合不均匀。
更进步一步的，所述调控陶粒的重量是根据所述步骤S2的对聚苯乙烯发泡材料进行发泡来确定的。
在一些实施例中，所述的步骤S2的操作为将聚苯乙烯发泡材料分成三等分，第一发泡条件为0.5-1h，发泡温度为70-80℃；第二发泡条件为1-1.5h，发泡温度为70-80℃；第三发泡条件为2-3h，发泡温度为70-80℃；
所述的步骤S3，使用5-15份水对陶粒的质量进行调控，调节陶粒的堆积重量为300-400Kg/m3。
在一些实施例中，所述的步骤S2的操作为将聚苯乙烯发泡材料分成三等分，第一发泡条件为1-2h，发泡温度为60-70℃；第二发泡条件为1-2h，发泡温度为70-80℃；第三发泡条件为2-3h，发泡温度为80-90℃；
所述的步骤S3，使用5-15份水对陶粒的质量进行调控，调节陶粒的堆积重量为300-400Kg/m3。
在一些实施例中，所述的步骤S2的操作为将聚苯乙烯发泡材料分成三等分，第一发泡条件为0.5-1h，发泡温度为60-70℃；第二发泡条件为1-2h，发泡温度为60-70℃；第三发泡条件为1-2h，发泡温度为70-75℃；
所述的步骤S3，使用5-15份水对陶粒的质量进行调控，调节陶粒的堆积重量为500-600Kg/m3。
本发明的主要效益体现在以下方面：
1、通过对原料的配比进行调整，得到轻质浆料，主要是控制轻质材料与粘合剂、骨料等用量，使得制备得到的浆料在制备成板材时，板材的重量能够控制在48-100Kg/m3，板材具有较好的隔音、隔热和高强度等性能。
2、通过原料的配比，尤其是聚苯乙烯发泡材料：陶粒：石英砂：纤维：水泥的质量比为1:6-10:1-1.5:0.2-1：1-1.5；优选的聚苯乙烯发泡材料：陶粒：石英砂：纤维：水泥的质量比为1：8:1.2:0.5:1.4，在该范围下，浆料的分散性更加优异，不会出现显著的分层现象。
3、通过工艺的调整，尤其是发泡工艺，本发明采用多种发泡工艺进行配合，至少由三个发泡工艺，使得制备得到的聚苯乙烯发泡材料的发泡体积存在显著的差异，之后配合陶粒和石英砂的体积，是得陶粒、发泡材料等这类轻质材料在浆料中能够受力均匀，达到分散均一的效果。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中，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，都属于本发明保护的范围。
根据本发明提供的一种本发明提供了一种轻质板材混合浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，根据设计板材浆料干燥后单位重量设计原料配比，所述的原料包括聚苯乙烯发泡材料、陶粒、石英砂、纤维、水泥和水；
其中，所述的步骤S1中根据设计板材浆料干燥后单位重量可以为48-52Kg/m3,52-58Kg/m3 58-65Kg/m3,65-72Kg/m3,72-80Kg/m3,80-90Kg/m3,90-100Kg/m3；板材浆料干燥后单位重量为48-100Kg/m3，优选的为52-80Kg/m3。
所述的步骤S1中按重量份，所述的聚苯乙烯发泡材料10-30份、陶粒50-180份、石英砂20-30份、纤维5-10份、水泥20-30份和水30-60份。
在一些实施例中，所述的发泡材料的发泡体积20-30倍、30-35倍、35-40倍、40-50倍；所述发泡材料的发泡范围为20-50倍，优选的为30-50倍。
进一步的，所述的聚苯乙烯发泡材料的用量可以为10份、20份、25份、30份；聚苯乙烯发泡材料的用量范围优选为10-25份，更优选的为15-20份；
在一些实施例中，所述的发泡剂用量可以是10份，15份，20份，25份，30份；所述发泡剂的用量范围可以是10-30份，优选的20-30份，更有选的20-25份；
在一些实施例中，所述的陶粒的堆积密度为300-700Kg/m3,优选的堆积密度为300-500Kg/m3；所述的陶粒的用量可以是50份、60份、70份、80份、100份、150份、180份；所述的陶粒用量范围为60-180份，优选为80-170份，更优选的为100-150份；
在一些实施例中，所述的石英砂的用量可以是20份、25份、30份；石英砂的范围可以是20-30份、优选的25-30份；
在一些实施例中，所述的纤维的用量可以是5份、7份、8份、10份；所述的纤维的用量范围优选为6-8份，更优选的为7-8份；
在一些实施例中，所述的水泥的用量可以为20份、25份、30份；所述的水泥用量范围优选为22-28份，更优选的为25-28份。
在一些实施例中，所述的聚苯乙烯发泡材料：陶粒：石英砂：纤维：水泥的质量比为1:6-9:1-1.7:0.2-1：1-1.7；优选的聚苯乙烯发泡材料：陶粒：石英砂：纤维：水泥的质量比为1：7:1.4:0.5:1.6。
在一些实施例中，所述的原料中还可以包括发泡剂、表面活性剂；
所述的表面活性剂可以为烷基磺酸盐；
在一些实施例中，一种轻质板材混合浆料的制备方法，还包括以下步骤：步骤S2，对聚苯乙烯发泡材料进行发泡；
在一些实施例中，所述发泡条件的发泡温度为可以是60℃、70℃、80℃、90℃；发泡温度范围可以是60-90℃，优选的为70-80℃，更优选的80-90℃；
更进一步的，所述的发泡条件的发泡温度可以为60-70℃，70-80℃，80-90℃中的一种或多种；
在一些实施例中，所述的发泡条件的发泡时间为0.5h，1h，2h或3h；所述的发泡时间范围可以是0.5-3h；优选的为1-3h；更有选的是2-3h。
更进步的，所述的发泡条件的发泡温度可以为0.5-1h；1-1.5h，1.5-2h，2-2.5h，2.5-3h中的一种或多种；
在一些实施例中，一种轻质板材混合浆料的制备方法，还包括以下步骤：步骤S3，使用水对陶粒的质量进行调控；
其中，所述的步骤S3是根据步骤S2的发泡工艺来确定；
具体的，在一些实施例中，所述的步骤S2的操作为将聚苯乙烯发泡材料分成三等分，第一发泡条件为0.5-1h，发泡温度为70-80℃；第二发泡条件为1-1.5h，发泡温度为70-80℃；第三发泡条件为2-3h，发泡温度为70-80℃；
所述的步骤S3，使用5-15份水对陶粒的质量进行调控，调节陶粒的堆积重量为300-400Kg/m3。
在一些实施例中，所述的步骤S2的操作为将聚苯乙烯发泡材料分成三等分，第一发泡条件为1-2h，发泡温度为60-70℃；第二发泡条件为1-2h，发泡温度为70-80℃；第三发泡条件为2-3h，发泡温度为80-90℃；
所述的步骤S3，使用5-15份水对陶粒的质量进行调控，调节陶粒的堆积重量为300-400Kg/m3。
在一些实施例中，所述的步骤S2的操作为将聚苯乙烯发泡材料分成三等分，第一发泡条件为0.5-1h，发泡温度为60-70℃；第二发泡条件为1-2h，发泡温度为60-70℃；第三发泡条件为1-2h，发泡温度为70-75℃；
所述的步骤S3，使用5-15份水对陶粒的质量进行调控，调节陶粒的堆积重量为500-600Kg/m3。
在一些实施例中，一种轻质板材混合浆料的制备方法，还包括以下步骤：步骤S4，将步骤S2的聚乙烯发泡材料和石英砂、水泥、纤维进行共混并加入余量水得到混合浆料A；
在一些实施例中，一种轻质板材混合浆料的制备方法，还包括以下步骤：步骤S5，将步骤S3中得到的陶粒加入到混合浆料A中进行搅拌共混，得到轻质板材混合浆料。
实施例
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，以下实施例仅对本发明进行说明，而非对其加以限定。
采用如下方法，一种轻质板材混合浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，将原料包括聚苯乙烯发泡材料、陶粒、石英砂、纤维、水泥、水和表面活性剂；
步骤S2，对聚苯乙烯发泡材料进行发泡；
步骤S3，使用水对陶粒的质量进行调控；
步骤S4，将步骤S2的聚乙烯发泡材料和石英砂、水泥、纤维进行共混并加入余量水得到混合浆料A；
步骤S5，将步骤S3中得到的陶粒加入到混合浆料A中进行搅拌共混，得到轻质板材混合浆料。
实施例对应表格1
表1、原料的配比影响
实施例1-5采用的是使用传统的发泡工艺来制备轻质板材混合浆料，该组实施例的设计旨在观察配方差异对浆料的影响，主要是通过混凝土浆料的坍落度变化和外观来观察浆料情况。
表2浆料制备工艺的影响
本实施例6-11主要是用以验证发泡工艺以及陶粒处理工艺对浆料的影响。
测试
对得到的浆料，测试其密度和坍落度数据；
测试结果如下：
表3实施例中的测试检测结果
| 实施例 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
| 密度/kg/m3 | 850 | 1050 | 800 | 750 | 1250 | 850 | 860 | 860 | 870 | 870 | 870 |
| 扩展宽度/mm | 650 | 630 | 600 | 550 | 620 | 690 | 710 | 710 | 670 | 720 | 720 |
从测试结果可以看，在实施例1-5的设计来看，其浆料的混合配方中，陶粒、骨料、水泥的占比会影响到浆料的密度，以及浆料的流动性能，本公开使用配方中，在本公开设计的实施例1中，其流变性最好，最为适合作为轻量化板材的浆料。
在测试工艺中，如实施例6-11的测试可以看出，对于陶粒的预处理能够很大程度上改善浆料的流动性能，以及对于发泡材料使用多工艺的发泡程序，也能较大程度上改善流动性能。
从表观方面，我们也发现了，对于多程度的发泡工艺，该工艺在一定程度上对于发泡剂的大小能够起到调控，进而也能影响到浆料中的物料分部情况，对流动性产生影响。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种轻质板材混合浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，根据设计板材浆料干燥后单位重量设计原料配比，所述的原料包括聚苯乙烯发泡材料、陶粒、石英砂、纤维、水泥和水；
步骤S2，对聚苯乙烯发泡材料进行发泡；
步骤S3，使用水对陶粒的质量进行调控；
步骤S4，将步骤S2的聚乙烯发泡材料和石英砂、水泥、纤维进行共混并加入余量水得到混合浆料A；
步骤S5，将步骤S3中得到的陶粒加入到混合浆料A中进行搅拌共混，得到轻质板材混合浆料。
2.一种如权利要求1所述的所述的轻质板材混合浆料的制备方法，其特征在于：
步骤S1中根据设计板材浆料干燥后单位重量设计原料配比中所述的单位重量范围为48-100Kg/m3；
所述的步骤S1中按重量份，所述的聚苯乙烯发泡材料10-30份、陶粒50-180份、石英砂20-30份、纤维5-10份、水泥20-30份和水30-60份。
所述的发泡材料的发泡体积为20-50倍。
3.一种如权利要求1所述的所述的轻质板材混合浆料的制备方法，其特征在于：
所述的陶粒的堆积密度为300-700kg/m3。
4.一种如权利要求1所述的所述的轻质板材混合浆料的制备方法，其特征在于：
所述的聚苯乙烯发泡材料：陶粒：石英砂：纤维：水泥的质量比为1:6-10:1-1.5:0.2-1：1-1.5；优选的聚苯乙烯发泡材料：陶粒：石英砂：纤维：水泥的质量比为1：8:1.2:0.5:1.4。
5.一种如权利要求1所述的所述的轻质板材混合浆料的制备方法，其特征在于：
步骤S2中所述对聚苯乙烯发泡材料进行发泡步骤包括，将聚苯乙烯发泡材料至少分成三份并使用不同的发泡条件对说书的至少分成三等分的聚苯系发泡材料进行发泡；
所述发泡条件的发泡温度为60-90℃；
所述的发泡条件的发泡时间为0.5-3h。
6.一种如权利要求5所述的所述的轻质板材混合浆料的制备方法，其特征在于：
所述的步骤S2的操作为将聚苯乙烯发泡材料分成三等分，第一发泡条件为0.5-1h，发泡温度为70-80℃；第二发泡条件为1-1.5h，发泡温度为70-80℃；第三发泡条件为2-3h，发泡温度为70-80℃；
所述的步骤S3，使用5-15份水对陶粒的质量进行调控。
7.一种如权利要求5所述的所述的轻质板材混合浆料的制备方法，其特征在于：
所述的步骤S2的操作为将聚苯乙烯发泡材料分成三等分，第一发泡条件为1-2h，发泡温度为60-70℃；第二发泡条件为1-2h，发泡温度为70-80℃；第三发泡条件为2-3h，发泡温度为80-90℃；
所述的步骤S3，使用5-15份水对陶粒的质量进行调控。
8.一种如权利要求5所述的所述的轻质板材混合浆料的制备方法，其特征在于：
所述的步骤S2的操作为将聚苯乙烯发泡材料分成三等分，第一发泡条件为0.5-1h，发泡温度为60-70℃；第二发泡条件为1-2h，发泡温度为60-70℃；第三发泡条件为1-2h，发泡温度为70-75℃；
所述的步骤S3，使用5-15份水对陶粒的质量进行调控。
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