CN1221492C - 一种无机建筑板材及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无机建筑板材及其制造方法，该材料的原料含有三矾防水剂、磷酸或磷酸盐、水溶性亚铁盐、水杨酸或酒石酸或马来酸、MgO粉、硅质工业废渣、MgCl₂溶液和泡沫剂组分，将上述组分按一定配比制成浆料，通过化学反应在特定模具内固化成型，形成多孔、稳定耐用的制品，该制品具有质轻、坚固、吸音、隔声、保温、绝热、抗碱、抗水、防潮、无毒、防火等性能，并可制备成具有多种色彩的制品，可广泛应用于建筑、交通、国防和工农业。

Description

一种无机建筑板材及其制造方法

技术领域：

本发明涉及一种无机建筑板材及其制造方法。

背景技术：

随着国家墙体材料发展的总趋势以及相关政策的出台，传统的砖混建筑结构向框架轻板结构发展，单一材料向多功能材料发展，弃废向利废和治理环境方向发展，现场湿作业向干作业方向发展；因此，利用炉渣和粉煤灰等工业废弃物生产轻质、高强的建筑板材符合墙改方向。

申请号96106288.6公开了一种以炉渣为主要原料的轻质隔音建筑板材，其原料组分含有炉渣、氧化镁和氯化镁，该建筑板材具有容重轻、强度高、保温隔音、防火防水、安装时可钉、可锯、造价低的特点。

申请号96122351.0公开了一种用于建筑的无机化学复合材料，是镁质复合材料，其配方包括轻烧镁、氯化镁、粉煤灰，按一定顺序制成浆料浇注在特制模具内固化成型，制品具有不燃耐火、防水防蛀、高强耐用、耐蚀耐寒、质轻的特点。

发明内容：

本发明目的是提供一种无机建筑板材。

本发明另一目的是提供该种无机建筑板材的制造方法。

本发明所述的无机建筑板材的原料主要含有如下配比的组分：

三矾防水剂                      0.5-1.0kg

磷酸或磷酸盐                    1.0-2.0kg

水溶性亚铁盐                    0.5-1.5kg

水杨酸、酒石酸或马来酸          0.5-1.0kg

MgO粉                           200kg

硅质工业废渣                    30-160kg

MgCl₂溶液                      120-200L

泡沫剂                          10-150Kg

上述三矾防水剂是由红矾(重铬酸钾)、兰矾(硫酸铜)和绿矾(硫酸亚铁)组成，三者重量比为1∶1∶1；MgO粉的纯度为70-90％，细度为100--200目；MgCl₂溶液使用波美度仪计量的浓度为20°-28°。

实际使用时，上述组分中的磷酸盐可以是正磷酸铁、正磷酸铝等正磷酸盐，或者磷酸二氢铵、磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、磷酸二氢铝等磷酸二氢盐，以及焦磷酸钠、三聚磷酸钠、四聚磷酸钠、六偏磷酸钠。

水溶性亚铁盐可以是FeSO₄、Fe(NO₃)₂或FeCl₂。

水杨酸、酒石酸或马来酸在制造过程中作为反应调热剂使用。

硅质工业废渣可以是粉煤灰、矿渣、炉渣、工业硅灰、煤矸石渣，在本发明产品制造及加工切割过程中产生的碎屑及粉末作为工业废渣可循环使用在原料组分中。工业废渣的粒度应根据其最终产品进行控制，对颗粒过大的工业废渣应增加破碎过程，通常对建筑成型板而言，废渣的细度要求为70-200目。

MgCl₂溶液使用MgCl₂·6H₂O配制，MgCl₂·6H₂O中，MgCl₂的含量为45％-46％，K⁺、Na⁺、Ca²⁺总量不大于3％，配制时，将MgCl₂·6H₂O加入水中，搅拌溶解6小时，使溶液浓度控制在20°-28°(波美度仪计量)。

泡沫剂可以是松香泡沫剂、动物胶或石蜡皂蛋白质皂类表面活性剂。

将上述各组分按配比混合制浆，注模固化，即可得到本发明所述的无机建筑板材，其容重为100-800kg/m³。经固化后，该无机多孔材料内部存在许多均匀封闭的气孔，因而具有吸音、保温、绝热性能。

在本发明所述的无机建筑板材的制造过程中，还可以根据需要，加入着色剂或者显色剂。

本发明的无机建筑板材的制造方法包括如下步骤：

1)配制MgCl₂溶液，依次加入三矾防水剂、磷酸或磷酸盐、水溶性业铁盐、水杨酸或酒石酸或马来酸、MgO粉、硅质工业废渣，搅拌成浆；

2)在浆料中加入泡沫剂，搅拌均匀；

3)将浆料注入模具，自然凝固、硬化、成型，然后脱模。

上述步骤1)中，MgCl₂溶液使用MgCl₂·6H₂O配制，MgCl₂·6H₂O中，MgCl₂的含量为45-46％，K⁺、Na⁺、Ca²⁺总量不大于3％，配制时，将MgCl₂·6H₂O加入水中，搅拌溶解6小时，使溶液浓度控制在20°-28°(波美度仪计量)；

步骤3)中，在20℃的常温环境下，20小时即可完成硬化；当环境温度过低时，硬化成型时间将适当延长。

当需要不同颜色的制品时，可以根据需要在步骤1)得到的浆料中加入相应的显色剂或着色剂，以使该制品呈现所需色彩。这些着色剂和显色剂是指能够改变原料颜色的非水溶性无机或者有机颜料，或者是通过与原料组分发生化学反应而显现色彩的无机或有机物，例如硫氰酸钾或硫氰酸铵，其可以与原料组分中的水溶性亚铁盐发生化学反应，从而使材料显现红色。

本发明提供的无机建筑板材属于气硬性材料，环境湿度大时，可以吸收水蒸气，湿度小时，能够释放水蒸气，在一定程度上可以调节空气湿度，符合人工生态的环境要求，而且本发明提供的制品具有质轻、坚固、吸音、隔声、保温、绝热、抗碱、抗水、防潮、无毒、防火等性能，并可制备成具有多种色彩的制品，可广泛应用于建筑、交通、国防和工农业，并可以根据使用要求，进行钉、锯、钻、刨等多种加工，操作方便。

本发明的原料组成、制造过程没有有毒、有害物质和工业“三废”的产生，同时将粉煤灰等工业废渣作为原料组分，有助于解决工业废渣大量堆积、污染环境、占用上地的严重环境问题，符合环保要求和国家产业政策，为国家所鼓励提倡。

具体实施方式：

实施例1：

将92 kgMgCl₂·6H₂O加入100kg水中，搅拌溶解6小时，使溶液浓度为24°(波美度仪计量)，制成160L溶液，然后向溶液中依次加入如下组分：

三矾防水剂           0.7kg

磷酸                 1.5kg

硫酸亚铁             0.5kg

水杨酸               1.0kg

氧化镁粉             200kg

工业硅灰             30kg

上述三矾防水剂中，红、兰、绿矾重量比为1∶1∶1，混合液搅拌均匀后，加入松香泡沫剂45kg，继续搅拌均匀，使用输浆泵将制备好的浆料注入模具，在常温常压下，浆料在模具中自然凝固成型，硬化20小时，然后脱模，成型坯块可根据加工尺寸经机械切割得到质轻多孔的无机板材，其容重为300kg/m³，经“驻波管法”检测，该制品的吸音系数为0.27，可用于屋顶和墙壁吸音板。

实施例2：

同实施例1，不同之处在于在实施例1制备的浆料中增加2.5kg靛蓝工业颜料，搅拌均匀，可得到用于屋顶和墙壁的天蓝色吸音板，其吸音系数经“驻波管法”检测为0.27。

实施例3：

将115 kgMgCl₂·6H₂O加入125kg水中，搅拌溶解6小时，使溶液浓度为24°(波梅度仪计量)，制成200L溶液，然后向溶液中依次加入如下组分：

三矾防水剂       0.5kg

六偏磷酸钠       2.0kg

硫酸亚铁         0.8kg

酒石酸           0.8kg

氧化镁粉         200kg

粉煤灰           160kg

上述三矾防水剂中，红、兰、绿矾重量比为1∶1∶1，混合液搅拌均匀后，加入松香泡沫剂60kg，继续搅拌均匀，使用输浆泵将制备好的浆料注入模具，在常温常压下，浆料在模具中自然凝固成型，硬化20小时，然后脱模，成型坯块可根据加工尺寸经机械切割得到质轻多孔的无机墙体材料。其容重为450kg/m³，经“平板法”检测，该制品的导热系数为0.068W/mK，可用做保温、绝热墙板。

实施例4：

同实施例3，不同之处在于在实施例3制备的浆料中增加3.0kg硫氰酸钾，搅拌均匀，可得到红色保温、绝热墙板，其导热系数为0.068W/mK。

实施例5：

将100kgMgCl₂·6H₂O加入85kg水中，搅拌溶解6小时，使溶液浓度为27°(波梅度仪计量)，制成150L溶液，然后向溶液中依次加入如下组分：

三矾防水剂        1.0kg

磷酸二氢铵        1.8kg

氯化亚铁          1.2kg

马来酸            0.7kg

氧化镁粉          200kg

废砖瓦渣         100kg

上述三矾防水剂中，红、兰、绿矾重量比为1∶1∶1，混合液搅拌均匀后，加入松香泡沫剂45kg，继续搅拌均匀，使用输浆泵将制备好的浆料注入模具，在常温常压下，浆料在模具中自然凝固成型，硬化24小时，然后脱模，成型坯块可根据加工尺寸经机械切割得到质轻多孔的无机板材，其容重为500kg/m³，可用于工业施工中的夹芯层和松散填充层。

实施例6：

将115kgMgCl₂·6H₂O加入105kg水中，搅拌溶解6小时，使溶液浓度为26°(波梅度仪计量)，制成180L溶液，然后向溶液中依次加入如下组分：

三矾防水剂       0.8kg

磷酸铁           1.0kg

硝酸亚铁         1.5kg

水杨酸           0.5kg

氧化镁粉         200kg

煤矸石渣         60kg

上述三矾防水剂中，红、兰、绿矾重量比为1∶1∶1，混合液搅拌均匀后，加入松香泡沫剂35kg，继续搅拌均匀，使用输浆泵将制备好的浆料注入模具，在常温常压下，浆料在模具中自然凝固成型，硬化20小时，然后脱模，成型坯块可根据加工尺寸经机械切割得到质轻多孔的无机板材，其容重为700kg/m³，可用于墙壁吸音板，“驻波管法”检测其吸音系数为0.25。

实施例7：

同实施例6，不同之处在于在实施例6混合液搅拌均匀后，加入动物胶100kg搅拌均匀。可得到质轻多孔的无机板材，其容重为660kg/m³，可用于墙壁吸音板，“驻波管法”检测其吸音系数为0.26。

Claims (10)

1、一种无机建筑板材，其特征在于其原料含有如下配比的组分：

三矾防水剂                            0.5-1.0kg

磷酸或磷酸盐                          1.0-2.0kg

水溶性亚铁盐                          0.5-1.5kg

水杨酸、酒石酸或马来酸                0.5-1.0kg

MgO粉                                 200kg

硅质工业废渣                          30-160kg

MgCl₂溶液                            120-200L

泡沫剂                                10-150kg

上述三矾防水剂是由红矾、兰矾和绿矾组成，三者重量比为1∶1∶1；MgO粉的纯度为70-90％，细度为100--200目；MgCl₂溶液使用波美度仪计量的浓度为20°-28°。

2、根据权利要求1所述的无机建筑板材，其特征在于所述的磷酸盐为正磷酸盐、磷酸二氢盐、焦磷酸盐、三聚磷酸盐或六偏磷酸盐。

3、根据权利要求2所述的无机建筑板材，其特征在于所述的正磷酸盐为正磷酸铁或正磷酸铝。

4、根据权利要求2所述的无机建筑板材，其特征在于所述的磷酸二氢盐为磷酸二氢铵、磷酸二氢钠、磷酸二氢钾或磷酸二氢铝。

5、根据权利要求1所述的无机建筑板材，其特征在于所述的硅质下业废渣为粉煤灰、矿渣、炉渣、工业硅灰或煤矸石渣。

6、根据权利要求5所述的无机建筑板材，其特征在于所述的硅质工业废渣的细度为70-200目。

7、根据权利要求1所述的无机建筑板材，其特征在于所述的泡沫剂为松香泡沫剂、动物胶或石蜡皂蛋白质皂类表面活性剂。

8、权利要求1所述无机建筑板材的制造方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

1)将MgCl₂·6H₂O溶于水，搅拌6小时，制备的MgCl₂溶液浓度用波美度仪计量为20°-28°，按配比依次加入三矾防水剂、磷酸或磷酸盐、水溶性亚铁盐、水杨酸或酒石酸或马来酸、MgO粉、硅质工业废渣，搅拌成浆料；

2)在浆料中加入泡沫剂，搅拌均匀；

3)将浆料注入模具，自然凝固、硬化、成型，然后脱模。

9、根据权利要求8所述的无机建筑板材的制造方法，其特征在于步骤1)得到的浆料中加入着色剂或显色剂，其为非水溶性无机或有机颜料，或者为与浆料组分发生化学反应而显现色彩的无机或有机物。

10、根据权利要求9所述的无机建筑板材的制造方法，其特征在于所述的着色剂或显色剂为硫氰酸钾或硫氰酸铵。