CN117623723A - 一种氧化镁碳化生土墙板及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种氧化镁碳化生土墙板及其制作方法，包括氧化镁碳化生土墙板由砌块、钢筋骨架以及混凝土浇筑成型，所述砌块包括以下重量份数的各组分：氧化镁15份、水泥15份、粉煤灰6份、干砂15份、生土49份及前述各组分总量20％～30％的水。所述氧化镁选用高活性工业氧化镁。所述生土选用地表下层生土，并经过晾晒、粉碎、2mm筛孔过筛处理。本发明设计新颖，通过对生土墙板的碳化处理保证了墙板的强度，并通过对二氧化碳的吸收，很大程度的保证了建筑材料的节能环保，也减少了混凝土的使用，降低了建筑成本，易于推广，前景广阔。

Description

一种氧化镁碳化生土墙板及其制作方法

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种氧化镁碳化生土墙板及其制作方法。

背景技术

随着城镇化进程的加快，施工造成了生土产出和排放数量急剧增长，一方面大量生土的堆积会造成扬尘污染、土体滑坡、资源浪费、水土流失等问题。另一方面生土外运会造成建设资金增加和建设工期的延长。生土对城市建设和环境保护造成了严重的影响。此外，水泥在生产和使用过程中存在高污染、高能耗、高排放等问题。

目前大多数生土建筑结构形式以土胚墙、夯土墙及混合墙体为主，墙体抗震性能低、破坏延性差。这些问题迫使人们重新认识生土材料，对生土材料进行改性加工来发展绿色建筑。

活性氧化镁水泥作为一种绿色环保的固化剂，应用于生土墙板具有较高的可行性，氧化镁生土墙板可以作为绿色生土建筑的主体，解决了生土堆放、外运带来的环境经济问题，同时氧化镁生土墙板也大大降低了水泥混凝土大规模使用带来的环境污染问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，而提出的一种氧化镁碳化生土墙板及其制作方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种氧化镁碳化生土墙板，所述氧化镁碳化生土墙板由砌块、钢筋骨架以及混凝土浇筑成型，所述砌块包括以下重量份数的各组分：氧化镁15份、水泥15份、粉煤灰6份、干砂15份、生土49份及前述各组分总量20％～30％的水。

所述氧化镁选用高活性工业氧化镁。

所述生土选用地表下层生土，并经过晾晒、粉碎、2mm筛孔过筛处理。

一种氧化镁碳化生土墙板的制作方法，包括以下步骤：

S1、砌块的配置及拌合，向搅拌盆中按比例加入水泥、粉煤灰、干砂、氧化镁、生土和水搅拌配制混合料，其中水分多次加入并搅拌均匀；

S2、静压法制样，将S1中制备的混合料装入钢模中，将混合料压实，压实后将钢模取下，取样时轻击侧模，脱模后修整试样表面；

S3、碳化养护，将脱模后的试样放入混凝土碳化试验箱中进行碳化养护，碳化温度设定为30℃，二氧化碳浓度设定为30％，碳化相对湿度设为80％，二氧化碳通气压力为200kPa，碳化21d制得砌块；

S4、钢筋骨架的绑扎，制作木模，按试样尺寸绑扎钢筋骨架，其中钢筋骨架内设有多个与砌块相对应的肋格；

S5、浇筑成型，将钢筋骨架置于木模中，并将砌块放置在肋格中，向木模内浇筑混凝土，直至混凝土表面与砌块齐平，固化制得墙板；

S6、养护，将S5中制得的墙板进行覆膜洒水，养护21d。

所述S2中混合料分多次填入模具中，且每次填料后都将土压实，并在压实后将表面凿毛。

所述钢模型腔尺寸为400×200×100mm，并控制压实时压力为90～95kN，加压速度0.2kN/s。

所述钢模设有两个侧模及侧模两端可分离连接的端模，两个端模上均对应开设有多个芯棒孔，且芯棒孔轴线不与砌块的中心面重合，芯棒孔内滑动连接有芯棒，且芯棒一端开设有六角芯孔，所述芯棒上涂抹有脱模剂。

其中一个所述端模外侧设有固定架，且固定架上设有多个与芯棒孔一一对应的固定螺母，芯棒远离六角芯孔的一端一体成型有螺纹柱，螺纹柱螺纹安装在对应的固定螺母内，螺纹柱外侧还一体成型有六角端头。

所述墙板一侧侧壁设有对接槽，另一侧侧壁设有与对接槽相对应的对接条。

所述钢筋骨架中钢筋采用热轧带肋钢筋，其中主筋直径为6mm，箍筋直径为4mm，箍筋间隔200mm布置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过碳化处理过程中生成的镁式碳酸盐改变了原有的微观结构，填充了预制墙板内部的孔隙，保证了氧化镁碳化生土墙板在使用过程中的安全性；

2、本发明在砌块碳化过程中吸收的二氧化碳，在生土墙板的全生命周期实现低碳环保，对环境友好，易于推广使用；

3、本发明通过芯棒的设计，在砌块内设置碳化芯孔，增加了碳化的接触面积，很大程度的提高了碳化效率和碳化质量。

4、本发明选用活性氧化镁碳化生土墙板与梁柱结合，结构更加安全可靠，且生土材料取材方便，经济环保，广泛应用既能减少混凝土的使用，增加结构强度的同时降低建筑成本。

本发明设计新颖，通过对生土墙板的碳化处理保证了墙板的强度，并通过对二氧化碳的吸收，很大程度的保证了建筑材料的节能环保，也减少了混凝土的使用，降低了建筑成本，易于推广，前景广阔。

附图说明

图1为本发明的钢模结构示意图。

图2为本发明的芯棒示意图。

图3为本发明的六角芯孔示意图。

图4为本发明中砌块内芯孔位置示意图。

图5为本发明的对接条结构示意图。

图6为本发明实施例1的墙板尺寸示意图。

图7为本发明的钢筋骨架结构示意图。

图8为本发明的墙板安装结构示意图。

图中：钢模1、侧模11、端模12、固定架13、固定螺母131、芯棒14、螺纹柱141、六角端头142、六角芯孔143、墙板2、对接槽21、对接条22、肋柱23、砌块3。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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。

实施例1

如图1-8所示，一种活性氧化镁碳化生土墙板，包括以下重量份数的各组分：

高活性工业氧化镁15份；

水泥15份，选用52.5级普通硅酸盐；

试验级一级粉煤灰6份；

干砂15份，选用粒径≤2mm的人工砂；

生土49份，选用人工地表下层生土，经过晾晒粉碎，再过2mm网筛处理；

以及上述混合物重量20％～30％的水。

按照上述配比并根据以下步骤制备氧化镁碳化生土墙板：

步骤一：活性氧化镁生土砌块的配置及拌合

按照预设的配合比配制混合料，在搅拌盆中将混合料拌合均匀，水分三次加入，每次加入三分之一，加完水后再搅拌均匀，搅拌后如有部分材料结团，揉碎至其混合物粒径基本一致。

步骤二：静压法制样

制样前将可拆卸的钢模1拼装好，并在钢模1内壁和底部均匀涂抹机油，将混合物分3次加入钢模1中，每次填土后人工压实，在压入新一层土之前，将试样表面凿毛，避免断层；将混合均匀的氧化镁水泥生土完全装入钢模1后，用电液伺服万能试验机进行压实。为了保证试样的压实度，对于400×200×100mm的砌块3，压力的大小控制为90～95kN，加压速度控制为0.2kN/s。将压实后的钢模取下，刮平试样的表面，进行脱模处理，脱模时，用锤子轻轻敲打侧模11，待侧模11取下后，再缓缓取下两面端模12，整个过程应防止用力过猛导致试样边缘剥落。

为了保证试样内部的良好碳化效果，可使用芯棒14使试样内设有芯孔，以增加碳化的接触面积，提高碳化效率，在填土前在芯棒14外侧均匀涂覆脱模剂，可选用机油等，再进行填土，在试样压实后，通过六角芯孔143稳定转动芯棒14，再将芯棒14抽出，或配合六角端头142转动芯棒14，并通过螺纹柱141及固定螺母131的配合，保证芯棒14开始抽出时的稳定，至螺纹柱141完全脱出后，再将芯棒14完全抽出，保证试样的稳定制样，芯孔的轴线偏离于砌块的中心面，本实施例中，可选用直径20mm的芯棒14，使砌块内的芯孔内径为20mm，且芯孔轴线距离较远的砌块侧壁距离为60mm，距另一侧侧壁距离为40mm。在后续的墙板浇筑中，使较厚一侧处于墙板的同一侧(如图4所示)，以方便在墙板安装时，将砌块较厚一侧设置在建筑物靠外一侧，以提高墙板的耐久性，使墙板具有更好的环境，以提高墙板对各种室外环境的适应性。

步骤三：碳化养护

试样脱模、标号后，放入CCB-70W混凝土碳化试验箱中进行碳化养护，碳化温度设定为30℃，二氧化碳浓度设定为30％，碳化相对湿度设为80％，二氧化碳通气压力为200kPa，碳化21d。

步骤四：钢筋骨架的绑扎

钢筋采用热轧带肋钢筋其中主筋直径为6mm，箍筋直径为4mm，箍筋间隔200mm布置。其各项技术指标应符合规范规定，进场前应抽取试样进行力学性能检验，其质量必须符合有关标准的规定。钢筋加工前应根据墙板尺寸计算钢筋下料长度，确定钢筋的规格和尺寸，钢筋加工时应严格按照设计尺寸要求进行加工并严格控制钢筋的加工精度，确保每个规格钢筋骨架纵筋和箍筋的数量尺寸均符合设计要求。钢筋下料加工后对钢筋骨架进行绑扎，绑扎前仔细核对所绑扎钢筋骨架采用的纵筋和箍筋的规格、弯钩尺寸以及搭接长度是否符合设计和规范要求，不符合要求的应立即剔除。绑扎时一般采用交叉绑扎法。钢筋骨架中肋梁肋柱钢筋均为四根主筋通过箍筋固定。钢筋骨架外侧按木模尺寸绑扎，钢筋骨架内侧绑扎有多个用于肋柱23浇筑的肋柱骨架，肋柱骨架之间及其与外侧钢筋骨架之间形成有多个与砌块3尺寸相匹配的肋格，本实施例中，横竖方向的肋柱骨架均设有两个。

步骤五：浇筑成型

当木模板制作好后，将钢筋骨架置于模板内，再将碳化好的砌块3放置在肋格中，以砌块3为内模，木模板为外模，浇筑混凝土，混凝土采用C30，浇筑时应注意钢筋骨架，不得使其变形，浇筑完成后应将混凝土表面抹平。为便于砌块3与混凝土之间的粘结，浇筑混凝土时可事先向砌块3撒少许的水使其湿润。

步骤六：墙板养护

氧化镁碳化生土墙板浇筑成型后，进行覆膜养护，养护21d。

在墙板2使用时，按以下步骤进行施工：

步骤一：基础底梁制作

基础底梁尺寸为1500×200×100mm，先制作好木模板，在左右两边距离100mm处分别预设四根直径为6mm的主筋，再浇筑C30混凝土，浇筑完成后进行养护。

步骤二：墙板的吊装、安放及固定

基础底梁和墙板的强度达到70％时进行墙板的吊装。墙板底部应按设计要求铺设水泥砂浆，厚度为20mm，墙板2安装校正后底部应用砂浆填塞密实。墙板2安装时墙板2的封闭环应套箍在底部预留柱筋上。

步骤三：边框柱(连接柱)模板安装及混凝土浇筑

边框柱(连接柱)截面尺寸为200×100mm。柱模板应选取具有足够的支承能力、刚度和稳定性的模板及支架，使模板能可靠的承受浇筑混凝土的重量、侧压力及施工荷载。模板安装时，应在模板的腰部适量增加纵向肋板和竖向肋板，模板宽度必须大于结构柱设计的截面积，模板长度必须高于柱体，模板安装加固采用穿墙螺杆紧固的形式拉紧螺杆。在混凝土浇筑前对柱模板进行检查，清理施工中残留浆料及杂物，并对墙板2浇水淋湿，以保证混凝土和墙板2能够可靠粘结。浇筑混凝土时应逐层浇筑，混凝土振捣宜选用以下微型振捣棒，在振捣过程中应随时观察模板是否跑模和纵筋有无移位现象，振捣时应均匀振捣，快插慢拔，避免漏捣。浇筑完成后进行覆膜洒水养护。

步骤四：暗梁或框架梁模板安装及混凝土浇筑

暗梁或框架梁模板制作时应根据梁的宽、高尺寸确定模板尺寸。模板安装时，应紧贴下部墙面两侧。模板安装后应校核并验收，验收合格后进行混凝土浇筑，浇筑完成后进行覆膜洒水养护。

步骤五：模板拆除

待墙板整体强度达到设计要求后进行拆模。依据先支后拆原则，先拆除暗梁或框架梁模板，再拆除边框柱模板，最后拆除基础底梁模板，即完成施工。

实施例2

一种三肋柱形式的活性氧化镁碳化生土墙板，本实施例与实施例1基本相同，区别在于墙板2制备时，步骤二中制备的试样尺寸为400×325×100mm，选用相对应尺寸的钢模进行制备，并控制试样压实时压力的大小控制为135～140kN；步骤四中钢筋骨架绑扎时，绑扎制成对应尺寸的肋格及对应数量的肋柱骨架。

实施例3

一种五肋柱形式的活性氧化镁碳化生土墙板，本实施例与实施例1基本相同，区别在于墙板2制备时，步骤二中制备的试样尺寸为400×275×100mm，选用相对应尺寸的钢模进行制备，并控制试样压实时压力的大小控制为110～115kN；步骤四中钢筋骨架绑扎时，绑扎制成对应尺寸的肋格及对应数量的肋柱骨架。

实施例4

一种加剑麻的活性氧化镁碳化生土墙板，包括以下重量份数的各组分：

高活性工业氧化镁15份；

水泥15份，选用52.5级普通硅酸盐；

试验级一级粉煤灰6份；

干砂15份，选用粒径≤2mm的人工砂；

生土49份，选用人工地表下层生土，经过晾晒粉碎，再过2mm网筛处理；

以及上述混合物重量0.4％的剑麻和混合物重量20％～30％的水。

氧化镁碳化生土墙板的制备方法与实施例1相同。

本实施例中，通过在氧化镁碳化生土墙板墙板内添加一定比例的剑麻，配合剑麻中富含的纤维，提高砌块3中各组分的粘合力，增加砌块3的结构强度，也保证砌块3的碳化效果，并且材料绿色环保，不会产生危害物质。

实施例5

一种生土墙板，其成分包括生土91.5％，秸秆纤维0.5％，水泥4％，粉煤灰4％。

按照上述配比并根据以下步骤制备生土墙板：：

步骤一：生土配置及拌合

制作前对生土进行晾晒、粉碎、过筛(2mm筛)备用，再准备好秸秆和水。按照预设的配合比配制混合料，在搅拌盆中将混合料拌合均匀，水分三次加入，每次加入三分之一，加完水后再搅拌均匀，搅拌后如有部分材料结团，揉碎至其混合物粒径基本一致。

步骤二：夯实法制样

土料入模前应在底模及侧模表面撒石灰、草木灰或涂抹废机油等作为隔离剂，而后填入拌制好的土料，土料填满后采用夯锤夯实并将表面整平，夯实后的生土砌块应保证其干密度不小于1.70kg/m³。夯打时应注意砌块边角部位的夯实度。

步骤三：养护

试件脱模、标号后，将制作完成的生土砌块放置于干燥环境中进行阴干，期间应做好防水措施，并防止砌块的风干或暴晒

后续步骤及施工方法与实施例1相同。

本实施例中，通过秸秆纤维的添加，提高了生土、水泥与粉煤灰的结合强度，提高了水泥的固化效果，保证墙板制备后的结构强度，并且制备原料易得，绿色环保，成本低廉，易于推广使用。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种氧化镁碳化生土墙板，其特征在于，所述氧化镁碳化生土墙板由砌块、钢筋骨架以及混凝土浇筑成型，所述砌块包括以下重量份数的各组分：氧化镁15份、水泥15份、粉煤灰6份、干砂15份、生土49份及前述各组分总量20％～30％的水。

2.根据权利要求1所述的一种氧化镁碳化生土墙板，其特征在于，所述氧化镁选用高活性工业氧化镁。

3.根据权利要求1所述的一种氧化镁碳化生土墙板，其特征在于，所述生土选用地表下层生土，并经过晾晒、粉碎、2mm筛孔过筛处理。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种氧化镁碳化生土墙板的制作方法，包括以下步骤：

S1、砌块的配置及拌合，向搅拌盆中按比例加入水泥、粉煤灰、干砂、氧化镁、生土和水搅拌配制混合料，其中水分多次加入并搅拌均匀；

S2、静压法制样，将S1中制备的混合料装入钢模中，将混合料压实，压实后将钢模取下，取样时轻击侧模，脱模后修整试样表面；

S3、碳化养护，将脱模后的试样放入混凝土碳化试验箱中进行碳化养护，碳化温度设定为30℃，二氧化碳浓度设定为30％，碳化相对湿度设为80％，二氧化碳通气压力为200kPa，碳化21d制得砌块；

S4、钢筋骨架的绑扎，制作木模，按试样尺寸绑扎钢筋骨架，其中钢筋骨架内设有多个与砌块相对应的肋格；

S5、浇筑成型，将钢筋骨架置于木模中，并将砌块放置在肋格中，向木模内浇筑混凝土，直至混凝土表面与砌块齐平，固化制得墙板；

S6、养护，将S5中制得的墙板进行覆膜洒水，养护21d。

5.根据权利要求4所述的一种氧化镁碳化生土墙板的制作方法，其特征在于，所述S2中混合料分多次填入模具中，且每次填料后都将土压实，并在压实后将表面凿毛。

6.根据权利要求4所述的一种氧化镁碳化生土墙板的制作方法，其特征在于，所述钢模型腔尺寸为400×200×100mm，并控制压实时压力为90～95kN，加压速度0.2kN/s。

7.根据权利要求4所述的一种氧化镁碳化生土墙板的制作方法，其特征在于，所述钢模设有两个侧模及侧模两端可分离连接的端模，两个端模上均对应开设有多个芯棒孔，且芯棒孔轴线不与砌块的中心面重合，芯棒孔内滑动连接有芯棒，且芯棒一端开设有六角芯孔，所述芯棒上涂抹有脱模剂。

8.根据权利要求7所述的一种氧化镁碳化生土墙板的制作方法，其特征在于，其中一个所述端模外侧设有固定架，且固定架上设有多个与芯棒孔一一对应的固定螺母，芯棒远离六角芯孔的一端一体成型有螺纹柱，螺纹柱螺纹安装在对应的固定螺母内，螺纹柱外侧还一体成型有六角端头142。

9.根据权利要求4所述的一种氧化镁碳化生土墙板的制作方法，其特征在于，所述墙板一侧侧壁设有对接槽，另一侧侧壁设有与对接槽相对应的对接条。

10.根据权利要求4所述的一种氧化镁碳化生土墙板的制作方法，其特征在于，所述钢筋骨架中钢筋采用热轧带肋钢筋，其中主筋直径为6mm，箍筋直径为4mm，箍筋间隔200mm布置。