一种固废填充型轻质节能内隔墙板及其制备方法与流程

1.本发明属于建筑材料技术领域，涉及轻质内隔墙板，具体涉及一种固废填充型轻质节能内隔墙板及其制备方法。


背景技术：

2.传统建筑中的内隔墙一般采用砌块，这个过程中，大量粘土砖的使用，不仅耗费大量不可再生的土地资源，同时耗费大量热能，产生大量二氧化碳造成环境污染，对社会能源供应形成了巨大的压力。随着社会资源的需求增加以及社会的进步发展，如何在低成本条件下实现土地资源节约，降低生产能耗，合理利用废物生产出环保的产品，是所有业内人士急需解决的问题。然而，要从根本上实现降低建筑物能耗的目的，就必须淘汰传统的建筑墙体材料（烧结实心砖），发展新型节能墙体材料。在此背景下产生了预制的内隔墙板，2018 年实施的《装配式建筑评价标准》中，引导大力使用内隔墙板。目前，民用建筑隔墙板以轻质隔墙板为主，应用较广泛的轻质内隔墙板主要有混凝土空心墙板、玻璃纤维增强水泥（grc）空心墙板、陶粒混凝土空心墙板、蒸压加气混凝土墙板（alc）、发泡陶瓷轻质墙板、聚苯颗粒水泥夹芯复合墙板、轻钢龙骨硅酸钙墙板（填充岩棉）、钢丝网架水泥聚苯乙烯夹芯墙板。
3.现有的轻质隔墙板存在很多缺点，针对空心墙板，混凝土空心墙板质量不稳定，抗折强度不足；玻璃纤维增强水泥空心墙板干缩大，且价格高；目前市场上应用较多的是陶粒混凝土空心墙板，但随着我国绿色低碳发展要求越来越严格，陶粒混凝土空心墙板发展越来越受到限制。针对实心墙板，蒸压加气混凝土墙板须使用蒸压釜进行养护，能耗大且具有一定危险性，我国正在逐渐限制锅炉和蒸压釜的使用；发泡陶瓷轻质墙板脆性大，运输及施工过程易破碎。针对复合墙板，聚苯颗粒水泥夹芯复合墙板内部聚苯颗粒易粉化，耐久性差，同时行业逐步加大对墙体材料耐火能力的要求，聚苯材料受到限制；轻钢龙骨硅酸钙墙板隔音性差，同时内部填充的岩棉对人的呼吸道有伤害，目前已被限制；钢丝网架水泥聚苯乙烯夹芯墙板防火性差，达不到防火等级。总的来说，混凝土轻质内隔墙板是传统隔墙材料理想的替代品。
4.目前绝大部分包括建筑垃圾的固体废弃物都是被拉到空旷地点就地掩埋或者随意露天堆放，在未来几年内，随着建筑业的发展，固体废弃物将越来越多，如果处理不好，将会对生态环境造成恶劣影响。因此，提出一种以固体废弃物为主要原料且工艺简单、性能优良、成本低廉的混凝土轻质内隔墙板将具有重要技术推进意义。


技术实现要素：

5.针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种固废填充型轻质节能内隔墙板及其制备方法；本发明采用固体废弃物作为活性填料，以水泥、添加剂，速凝剂，水为胶凝材料和辅料，经混合搅拌，振动成型，养护制备新型墙体材料，有效利用固体废弃物，减少对不可再生资源消耗，提高社会经济效益。
6.本发明是通过以下技术方案实现的：
一种固废填充型轻质节能内隔墙板，由以下质量百分比的原料制备而成：20-35%水泥、18-24%水、30-45%固体废弃物、0.5-2%纤维素衍生物、5-10%混合添加剂、1-3%速凝剂、10-15%发泡剂、0.5-0.8%减水剂。
7.进一步的，所述水泥为复合硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、碱矿渣水泥或硫铝酸盐水泥中的一种或两种以上混合。
8.进一步的，固体废弃物为拆迁产生的建筑垃圾、建筑工地产生的余土或人造石料加工产生的废弃物中的一种或两种以上混合；所述的固体废弃物不含对人体有害重金属或放射性元素；所述的固体废弃物粒径为0.25-1mm、2-3mm。
9.进一步的，所述纤维素衍生物为经过碱化、酯化改性后的亚麻纤维、棉短绒、甘蔗渣、竹纤维或秸秆纤维中的一种或两种以上混合。
10.进一步的，所述混合添加剂为轻质氧化镁、硅灰、石膏、粉煤灰或蛭石粉中的一种或两种以上混合。
11.进一步的，所述速凝剂为所述速凝剂为铝酸盐类速凝剂，优选的为铝酸钠或铝酸钾或二者混合。
12.进一步的，所述发泡剂为双氧水、铝粉、植物纤维发酵泡沫液、高锰酸钾中的两种以上协同使用。
13.进一步的，所述减水剂为聚羧酸系高性能减水剂产品。
14.本发明的进一步改进方案为：一种固废填充型轻质节能内隔墙板的制备方法，包括以下步骤：（1）按照上述质量百分比称取各原料备用；（2）取水泥、固体废弃物、减水剂和混合添加剂，低速搅拌15-20min，混合均匀；（3）向步骤（2）所得的混合物中加入一半的水，中速搅拌10-15min，混合均匀；（4）待步骤（3）中的物料混合均匀后向其中加入发泡剂、纤维素衍生物、速凝剂，快速搅拌10min混合均匀，再加入剩余的水，形成大流体混合料，加入特定形状的模具中快速振荡成型，经养护后得到固废填充型轻质节能内隔墙板。
15.进一步的，所述养护为常规养护、蒸汽养护、微波固化-常规养护中的任意一种。
16.与现有技术相比，本发明的有益效果为：本方法能够有效降低水泥用量，固废利用量达到45%，并达到优于现有混凝土墙板力学性能的产品，有效降低生产成本。在水泥水化反应的同时固体废弃物与混合添加剂发生无机聚合反应，形成与水泥硅酸钙网络穿插的硅铝酸盐网络结构。采用纤维素衍生物将水泥水化形成的硅酸钙网络结构与无机硅铝酸盐网络结构通过共价键结合在一起，形成有机-无机复合的网络状结构，利用纤维衍生物的韧性提高墙板的抗折性能。两种以上的发泡剂协同使用，根据其作用时间的差异，确保墙板内部微孔气压能够抵御物料硬化前的重力作用，从而维持孔型。碱水剂在本方法中，有效降低水用量，同时在成型初期降低物料流动性，维持墙板内部结构的稳定性。速凝剂能够提高墙板早期强度，保持墙板内部微孔形貌。
17.本发明制备的固废填充型轻质节能内隔墙板，所形成的结构为有水化硅酸钙和水化硅铝酸盐的复合网络状结构，表观面密度不大于100kg/m2，抗压强度不小于8mpa，抗折强度不低于3mpa，导热系数低于0.49w/m
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k，冻融循环30次无贯通裂纹。
18.本发明利用固体废弃物作为活性填料，以水泥、添加剂，速凝剂，水为胶凝材料和
辅料，经混合搅拌，振动成型，养护而制成的新型墙体材料，具有的效果和优点:一是墙板的保温性好、容重低、强度满足隔墙要求等优点，具有良好广阔的应用前景；二是用固体废弃物为主要填料生产的轻质节能内隔墙板，生产过程简单，建筑物热工性能改善，能耗减少，能做到节能、环保、经济，为轻质绿色环保材料；三是制备轻质节能内隔墙板可广泛应用于非承重墙体，可以减少高层建筑物的载荷，提高高层建筑物的安全保障。
具体实施方式
19.下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
20.实施例1-实施例4按照以下步骤制备固废填充型轻质节能内隔墙板：（1）按照表1所示质量百分比称取各原料备用；（2）取水泥、固体废弃物、减水剂和混合添加剂，30~50 r/min低速搅拌15-20min，混合均匀；（3）向步骤（2）所得的混合物中加入一半的水，80~100 r/min中速搅拌10-15min，混合均匀；（4）待步骤（3）中的物料混合均匀后向其中加入发泡剂、纤维素衍生物、速凝剂，200~240 r/min快速搅拌10min混合均匀，再加入剩余的水，形成大流体混合料，加入特定形状的模具中快速振荡成型，经养护（常规养护、蒸汽养护、微波固化-常规养护中的任意一种）后得到固废填充型轻质节能内隔墙板。
21.对得到的固废填充型轻质节能内隔墙板进行性能检测，结果见表1.表1 实例1实例2实例3实例4复合硅酸盐水泥15303020粉煤灰硅酸盐水泥55015建筑废弃物30303030人造岗石废料5050聚羧酸减水剂：1.50.521.2植物秸秆纤维素酯1.51.521.2轻质氧化镁、硅灰（质量比1:1）75510硫铝酸盐速凝剂2113水20151010双氧水891015铝粉5350抗压强度mpa12.0510.619.878.36抗折强度mpa3.243.263.983.19比重kg/m3936912890875冻融循环次数30次31次30次31次由表1可知，本发明制备的固废填充型轻质节能内隔墙板抗压强度不小于8mpa，抗折强度不低于3mpa，导热系数低于0.49w/m
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k，冻融循环30次无贯通裂纹。本发明通过原材
料的筛选，配比定量优化，改善混凝土的流动性，保证混凝土墙板结构体系的均匀性、强度稳定性，易于加工成型，获得良好的保温隔热性能。
22.以上实施例仅为本发明的较佳实施例，本发明的结构并不限于上述实施例列举的形式，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。