本發明涉及建筑材料施工領域，特別涉及一種裝配式鎂基水泥發泡輕質板其制備方法。
背景技術：
：在建筑、道路、橋梁、隧道、機場和大壩等土木工程中大量使用以鈣鹽為水化產物的無機膠凝材料，其中常見的鈣質膠凝材料包括石灰、石膏、硅酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥和硫鋁酸鹽水泥，鈣質膠凝材料為現代土木工程的發展做出了重大貢獻。目前市場上的鈣質膠凝材料做制造的水泥發泡板多數以石灰、石膏和硅酸鹽水泥為主要原料，該產品存在早期強度相對高，后期強度衰減大，保溫性能差，強度低，耐久性差等缺點。與鈣質膠凝材料類似，還存在以鎂鹽為水化產物的另一類無機膠凝材料，即鎂質膠凝材料，常見的鎂質膠凝材料包括氯氧鎂水泥、硫氧鎂水泥和磷酸鎂水泥。鎂是地球中元素組成總量僅次于鐵、氧、硅之后的第4位元素(占12.7％)，其原料來源比鈣質膠凝材料更加豐富。氯氧鎂水泥是1867年法國化學家S.Sorel發明，為活性MgO與一定濃度的氯化鎂溶液組成的MgO-MgCl2-H2O三元體系氣硬性膠凝材料。與1824年英國泥瓦工J.Aspdin發明的具有水硬性的波特蘭水泥(即硅酸鹽水泥)相比，氯氧鎂水泥具有質輕、快凝、早強、高強、低堿、耐磨、粘結強度高、抗鹽鹵腐蝕等優點，但是存在抗水性差、易吸潮返鹵、易變形和腐蝕鋼筋等缺點。硫氧鎂水泥是與氯氧鎂水泥性能類似的鎂質膠凝材料，由活性MgO與一定濃度的MgSO4溶液組成的MgO-MgSO4-H2O三元體系氣硬性膠凝材料。硫氧鎂水泥與氯氧鎂水泥相比，仍然具有非常明顯的優勢，如其抗高溫性能好、不吸潮返鹵、對鋼筋銹蝕作用小。磷酸鎂水泥是由重燒氧化鎂粉、可溶性磷酸鹽以及誘導劑(如緩凝劑)組成的一種氣硬性膠凝材料，具有快凝、早強、高強、抗凍、耐高溫、體積穩定性好、粘結強度高耐磨、對鋼筋的防銹性能好等優點，缺點是成本高、需要消耗磷資源。在三大鎂質膠凝材料中，硫氧鎂水泥是最有希望成功取代氯氧鎂水泥、并在建筑工程行業中占據更大份額的新型膠凝材料。目前，針對硫氧鎂水泥強度不高、水化不充分的缺點進行改進并制成水泥板實現工業化還鮮有報到。技術實現要素：本發明的一個目的在于提供一種生產工藝簡單、所需原料廉價易得、產品具有較高強度、施工方便的裝配式鎂基水泥發泡輕質板及其制備方法。為達到上述目的，本發明采用下述技術方案：裝配式鎂基水泥發泡輕質板，包括第一裝配輕質板和第二裝配輕質板；所述第一裝配輕質板包括第一鎂基水泥纖維材料面層和第一鎂基水泥發泡層，所述第一鎂基水泥發泡層設在所述第一鎂基水泥纖維材料面層上且與所述第一鎂基水泥纖維材料面層牢固粘結；所述第二裝配輕質板包括第二鎂基水泥纖維材料面層和第二鎂基水泥發泡層，所述第二鎂基水泥發泡層設在所述第二鎂基水泥纖維材料面層上且與所述第二鎂基水泥纖維材料面層牢固粘結；所述第一鎂基水泥發泡層和所述第二鎂基水泥發泡層設在所述第一鎂基水泥纖維材料面層和所述第二鎂基水泥纖維材料面層之間，所述第一鎂基水泥發泡層和所述第二鎂基水泥發泡層之間牢固粘結。上述裝配式鎂基水泥發泡輕質板，所述第一鎂基水泥纖維材料面層和所述第二鎂基水泥纖維材料面層的厚度均為1-3厘米。上述裝配式鎂基水泥發泡輕質板，所述第一鎂基水泥發泡層和所述第二鎂基水泥發泡層(3)均是利用如下重量份數的原料經發泡工藝制成：鎂質鹽水泥40-65份、穩泡劑1-3份和發泡劑3-5份；所述第一鎂基水泥纖維材料面層和所述第二鎂基水泥纖維材料面層均是利用如下重量份數的原料經凝固制成：鎂質鹽水泥40-65份和聚丙烯纖維或聚乙烯醇纖維2-7份。上述裝配式鎂基水泥發泡輕質板，所述鎂質鹽水泥的制備方法如下：將100-200目的MgO、100-200目的MgSO4和H2O三者按照物質的量之比為(7-12):1:(20-28)混合，然后加入誘導劑，誘導劑的加入量為MgO、MgSO4和H2O三者總質量的0.5-3wt％，攪拌24小時以上，干燥，研磨，過200目篩后即得鎂質鹽水泥。上述裝配式鎂基水泥發泡輕質板，所述誘導劑的制備方法如下：將200-400目的滑石粉加入到醋丙乳液中，滑石粉與醋丙乳液的質量比為(8-15):(20-30)，攪拌，加熱至60-80℃并保持2-5小時，過濾烘干；在得到的固體產物中加入鞣酸水溶液，鞣酸水溶液中鞣酸的質量分數為5-10wt％，固體產物與鞣酸水溶液的質量比為1:(20-30)，加熱至90-100℃并保持5-10小時，過濾烘干并粉碎，過100目篩即得誘導劑。上述裝配式鎂基水泥發泡輕質板，所述誘導劑由A組分和B組分組成，A組分的制備方法如下：將200-400目的滑石粉加入到醋丙乳液中，滑石粉與醋丙乳液的質量比為(8-15):(20-30)，攪拌，加熱至60-80℃并保持2-5小時，過濾烘干；將得到的固體產物中加入到鞣酸水溶液中，鞣酸水溶液中鞣酸的質量分數為5-10wt％，固體產物與鞣酸水溶液的質量比為1:(20-30)，加熱至90-100℃并保持5-10小時，過濾烘干并粉碎，過100目篩即得A組分；B組分的制備方法如下：將200-400目粉煤灰的加入到三乙醇胺水溶液中，三乙醇胺水溶液中三乙醇胺的質量分數為3-5wt％，粉煤灰與三乙醇胺水溶液的質量比為1:(10-20)，攪拌，加熱至50-70℃并保持12-24小時，過濾烘干；將得到的固體產物加入到硅烷偶聯劑溶液中，固體產物與硅烷偶聯劑溶液的質量比為1：(5-20)，硅烷偶聯劑溶液中硅烷偶聯劑的質量分數為10-15wt％，過濾烘干并粉碎，過100目篩即得B組分。上述裝配式鎂基水泥發泡輕質板，誘導劑加入方法如下：先加入A組分，A組分的加入量為MgO、MgSO4和H2O三者總質量的0.5-1wt％，攪拌24小時以上；然后再加入B組分，B組分的加入量為MgO、MgSO4和H2O三者總質量的1-2wt％，攪拌24小時以上。上述裝配式鎂基水泥發泡輕質板，所述第一鎂基水泥發泡層和所述第二鎂基水泥發泡層均是利用如下重量份數的原料經發泡工藝制成：鎂質鹽水泥40-65份、前處理后的粉煤灰、穩泡劑1-3份和發泡劑3-5份，前處理后的粉煤灰的加入量為鎂質鹽水泥制備時所用MgO質量的10-50wt％；所述第一鎂基水泥纖維材料面層和所述第二鎂基水泥纖維材料面層均是利用如下重量份數的原料經凝固制成：鎂質鹽水泥40-65份、前處理后的粉煤灰和聚丙烯纖維或聚乙烯醇纖維2-7份，前處理后的粉煤灰的加入量為鎂質鹽水泥制備時所用MgO質量的10-50wt％；所述鎂質鹽水泥的制備方法如下：將100-200目的MgO、100-200目的MgSO4和H2O三者按照物質的量之比為(7-12):1:(20-28)混合，然后加入誘導劑，誘導劑的加入量為MgO、MgSO4和H2O三者總質量的0.5-3wt％，攪拌24小時以上，干燥，研磨，過200目篩后即得鎂質鹽水泥；所述誘導劑由A組分和B組分組成，A組分的制備方法如下：將200-400目的滑石粉加入到醋丙乳液中，滑石粉與醋丙乳液的質量比為(8-15):(20-30)，攪拌，加熱至60-80℃并保持2-5小時，過濾烘干；將得到的固體產物中加入到鞣酸水溶液中，鞣酸水溶液中鞣酸的質量分數為5-10wt％，固體產物與鞣酸水溶液的質量比為1:(20-30)，加熱至90-100℃并保持5-10小時，過濾烘干并粉碎，過100目篩即得A組分；B組分的制備方法如下：將200-400目粉煤灰的加入到三乙醇胺水溶液中，三乙醇胺水溶液中三乙醇胺的質量分數為3-5wt％，粉煤灰與三乙醇胺水溶液的質量比為1:(10-20)，攪拌，加熱至50-70℃并保持12-24小時，過濾烘干；將得到的固體產物加入到硅烷偶聯劑溶液中，固體產物與硅烷偶聯劑溶液的質量比為1：(5-15)，硅烷偶聯劑溶液中硅烷偶聯劑的質量分數為10-15wt％，過濾烘干并粉碎，過100目篩即得B組分；誘導劑加入方法如下：先加入A組分，A組分的加入量為MgO、MgSO4和H2O三者總質量的0.5-1wt％，攪拌24小時以上；然后再加入B組分，B組分的加入量為MgO、MgSO4和H2O三者總質量的1-2wt％，攪拌24小時以上；前處理后的粉煤灰的制備方法如下：將200-400目粉煤灰的加入到三乙醇胺水溶液中，三乙醇胺水溶液中三乙醇胺的質量分數為3-5wt％，粉煤灰與三乙醇胺水溶液的質量比為1:(10-20)，攪拌，加熱至50-70℃并保持12-24小時，過濾烘干；將得到的固體產物加入到硅烷偶聯劑溶液中，固體產物與硅烷偶聯劑溶液的質量比為1：(5-20)，硅烷偶聯劑溶液中硅烷偶聯劑的質量分數為10-15wt％，過濾烘干并粉碎，過100目篩即得B組分。上述裝配式鎂基水泥發泡輕質板，所述穩泡劑為硅酮酰胺、十二烷基二甲基氧化胺和烷基醇酰胺中的一種或兩種或三種；所述發泡劑為十二烷基硫酸鈉和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉的一種或兩種。裝配式鎂基水泥發泡輕質板的制備方法，所述方法具體包括如下步驟：(a)制備鎂基發泡水泥；(b)制備鎂基水泥纖維材料；(c)將鎂基水泥纖維材料置于振床上振動成型制成第一鎂基水泥纖維材料面層，利用輸送皮帶輸送至發泡區，調整輸送皮帶的輸送速度，使得從振床位置到發泡區的時間恰好是鎂基水泥纖維材料的初凝時間；利用鎂基水泥發泡在第一鎂基水泥纖維材料面層上做第一鎂基水泥發泡層，利用切割機將第一鎂基水泥發泡層的上表面切平整，得到第一裝配輕質板；(d)將鎂基水泥纖維材料置于振床上振動成型制成第二鎂基水泥纖維材料面層，利用輸送皮帶輸送至發泡區，調整輸送皮帶的輸送速度，使得從振床位置到發泡區的時間恰好是鎂基水泥纖維材料的初凝時間；利用鎂基水泥發泡在第二鎂基水泥纖維材料面層上做第二鎂基水泥發泡層，利用切割機將第二鎂基水泥發泡層的上表面切平整，得到第二裝配輕質板；(e)將所述第一鎂基水泥發泡層背向所述第一鎂基水泥纖維材料面層的一面與所述第二鎂基水泥發泡層背向所述第二鎂基水泥纖維材料面層的一面，面對面粘貼，得到裝配式鎂基水泥發泡輕質板。本發明的有益效果如下：(1)本發明制備的鎂質鹽水泥及裝配式鎂基水泥發泡輕質板的制備路線簡單，節能環保利廢；(2)本發明制備的鎂基水泥發泡輕質板重量輕強度高，可以作為多層房屋內、外承重墻及隔墻，并且自重小，抗震性能好；(3)本發明所制備的鎂質鹽水泥的導熱系數小，熱容量大，抗沖擊性能好，軟化系數高，具有很好的抗水性能，保溫隔熱隔音效果好；(4)抗沖擊性和抗裂性高，可直接在表面做粉刷涂層或粘掛裝飾板，裝飾一體化程度高；(5)工業化程度高，工程預制，現場組裝，施工速度快，板材可加工性好，可鋸、可釘；密度小(僅為普通水泥制品的70％)，施工現場排放少。附圖說明圖1：本發明第一裝配輕質板的結構示意圖；圖2：本發明第二裝配輕質板的結構示意圖；圖3：本發明裝配式鎂基水泥發泡輕質板的結構示意圖；圖4：本發明裝配式鎂基水泥發泡輕質板的八字形凸出單元的結構示意圖。1-第一鎂基水泥發泡層；2-第一鎂基水泥纖維材料面層；3-第二鎂基水泥發泡層；4-第二鎂基水泥纖維材料面層；5-裝配式鎂基水泥發泡輕質板；6-八字形凸出單元；61-八字形凸出部；62-八字形凸出部順時針旋轉90°的凸出部；63-八字形凸出部逆時針旋轉90°的凸出部；64-倒八字形凸出部。具體實施方式實施例1裝配式鎂基水泥發泡輕質板的制備方法，所述方法具體包括如下步驟：(a)制備鎂基發泡水泥鎂質鹽水泥65千克、穩泡劑3千克和發泡劑5千克，按照水灰比0.45加水，攪拌制成鎂基水泥發泡漿液。所述穩泡劑為硅酮酰胺；所述發泡劑為十二烷基硫酸鈉。所述鎂質鹽水泥的制備方法如下：將100-200目的MgO、100-200目的MgSO4和H2O三者按照物質的量之比為9:1:25混合，然后加入誘導劑，誘導劑的加入量為MgO、MgSO4和H2O三者總質量的1wt％，攪拌24小時以上，干燥，研磨，過200目篩后即得鎂質鹽水泥。所述誘導劑的制備方法如下：將200-400目的滑石粉加入到醋丙乳液中，滑石粉與醋丙乳液的質量比為15:22，攪拌，加熱至80℃并保持5小時，過濾烘干；在得到的固體產物中加入鞣酸水溶液，鞣酸水溶液中鞣酸的質量分數為8wt％，固體產物與鞣酸水溶液的質量比為1:20，加熱至90℃并保持10小時，過濾烘干并粉碎，過100目篩即得誘導劑。(b)制備鎂基水泥纖維材料鎂質鹽水泥65千克和聚乙烯醇纖維5千克，按照水灰比0.45加水，攪拌制成鎂基水泥纖維材料漿液。所述鎂質鹽水泥的制備方法如下：將100-200目的MgO、100-200目的MgSO4和H2O三者按照物質的量之比為9:1:25混合，然后加入誘導劑，誘導劑的加入量為MgO、MgSO4和H2O三者總質量的1wt％，攪拌24小時以上，干燥，研磨，過200目篩后即得鎂質鹽水泥。所述誘導劑的制備方法如下：將200-400目的滑石粉加入到醋丙乳液中，滑石粉與醋丙乳液的質量比為15:22，攪拌，加熱至80℃并保持5小時，過濾烘干；在得到的固體產物中加入鞣酸水溶液，鞣酸水溶液中鞣酸的質量分數為8wt％，固體產物與鞣酸水溶液的質量比為1:20，加熱至90℃并保持10小時，過濾烘干并粉碎，過100目篩即得誘導劑。(c)將鎂基水泥纖維材料漿液置于振床上振動成型制成第一鎂基水泥纖維材料面層2，利用輸送皮帶輸送至發泡區，調整輸送皮帶的輸送速度，使得從振床位置到發泡區的時間恰好是鎂基水泥纖維材料漿液的初凝時間；利用鎂基水泥發泡漿液在第一鎂基水泥纖維材料面層2上做第一鎂基水泥發泡層1，利用切割機將第一鎂基水泥發泡層1的上表面切平整，得到第一裝配輕質板。(d)將鎂基水泥纖維材料漿液置于振床上振動成型制成第二鎂基水泥纖維材料面層4，利用輸送皮帶輸送至發泡區，調整輸送皮帶的輸送速度，使得從振床位置到發泡區的時間恰好是鎂基水泥纖維材料漿液的初凝時間；利用鎂基水泥發泡漿液在第二鎂基水泥纖維材料面層4上做第二鎂基水泥發泡層3，利用切割機將第二鎂基水泥發泡層3的上表面切平整，得到第二裝配輕質板。(e)將所述第一鎂基水泥發泡層1背向所述第一鎂基水泥纖維材料面層2的一面與所述第二鎂基水泥發泡層3背向所述第二鎂基水泥纖維材料面層4的一面，面對面粘貼，得到裝配式鎂基水泥發泡輕質板。所述第一水泥基纖維材料面層2與所述第一發泡水泥層1粘結的一面上設置有八字形凸出單元6，八字形凸出單元6與所述第一水泥基纖維材料面層2一體成型；所述第二水泥基纖維材料面層4與所述第二發泡水泥層3粘結的一面上設置有八字形凸出單元6，八字形凸出單元6與所述第二水泥基纖維材料面層4一體成型。如圖4所示，每個八字形凸出單元6由一個八字形凸出部61、一個八字形凸出部順時針旋轉90°的凸出部62、一個八字形凸出部逆時針旋轉90°的凸出部63和一個倒八字形凸出部64組成。這樣可以使得所述第一水泥基纖維材料面層2與所述第一發泡水泥層1的粘結以及所述第二水泥基纖維材料面層4與所述第二發泡水泥層3的粘結更加緊密，不容易脫離，相比沒有設置八字形凸出單元6來說，結合力提高10％以上。實施例2本實施例與實施例1的區別在于：所述誘導劑由A組分和B組分組成，A組分的制備方法如下：將200-400目的滑石粉加入到醋丙乳液中，滑石粉與醋丙乳液的質量比為8:27，攪拌，加熱至60℃并保持4小時，過濾烘干；將得到的固體產物中加入到鞣酸水溶液中，鞣酸水溶液中鞣酸的質量分數為10wt％，固體產物與鞣酸水溶液的質量比為1:30，加熱至100℃并保持5小時，過濾烘干并粉碎，過100目篩即得A組分；B組分的制備方法如下：將200-400目粉煤灰的加入到三乙醇胺水溶液中，三乙醇胺水溶液的質量分數為5wt％，粉煤灰與三乙醇胺水溶液的質量比為1:15，攪拌，加熱至70℃并保持24小時，過濾烘干；將得到的固體產物加入到硅烷偶聯劑溶液中，固體產物與硅烷偶聯劑溶液的質量比為1:10，硅烷偶聯劑溶液中硅烷偶聯劑的質量分數為10wt％，過濾烘干并粉碎，過100目篩即得B組分。誘導劑加入方法如下：先加入A組分，A組分的加入量為MgO、MgSO4和H2O三者總質量的0.5wt％，攪拌24小時以上；然后再加入B組分，B組分的加入量為MgO、MgSO4和H2O三者總質量的1wt％，攪拌24小時以上。實施例3本實施例與實施例2的區別在于：(a)制備鎂基發泡水泥鎂質鹽水泥65千克、前處理后的粉煤灰、穩泡劑3千克和發泡劑5千克，按照水灰比0.45加水，攪拌制成鎂基水泥發泡漿液。前處理后的粉煤灰的加入量為鎂質鹽水泥制備時所用MgO質量的10wt％。前處理后的粉煤灰制備方法如下：將200-400目粉煤灰的加入到三乙醇胺水溶液中，三乙醇胺水溶液的質量分數為3wt％，粉煤灰與三乙醇胺水溶液的質量比為1:12，攪拌，加熱至70℃并保持12小時，過濾烘干；將得到的固體產物加入到硅烷偶聯劑溶液中，固體產物與硅烷偶聯劑溶液的質量比為1：16，硅烷偶聯劑溶液中硅烷偶聯劑的質量分數為15wt％，過濾烘干并粉碎，過100目篩即得前處理后的粉煤灰。(b)制備鎂基水泥纖維材料鎂質鹽水泥65千克、前處理后的粉煤灰和聚乙烯醇纖維5千克，按照水灰比0.45加水，攪拌制成鎂基水泥纖維材料漿液。前處理后的粉煤灰的加入量為鎂質鹽水泥制備時所用MgO質量的10wt％。前處理后的粉煤灰制備方法如下：將200-400目粉煤灰的加入到三乙醇胺水溶液中，三乙醇胺水溶液的質量分數為3wt％，粉煤灰與三乙醇胺水溶液的質量比為1:12，攪拌，加熱至70℃并保持12小時，過濾烘干；將得到的固體產物加入到硅烷偶聯劑溶液中，固體產物與硅烷偶聯劑溶液的質量比為1：16，硅烷偶聯劑溶液中硅烷偶聯劑的質量分數為15wt％，過濾烘干并粉碎，過100目篩即得前處理后的粉煤灰。實施例4本實施例與實施例1的區別在于：制備鎂質鹽水泥的時候不加入誘導劑。實施例5本實施例與實施例4的區別在于：加入的粉煤灰是未經前處理的粉煤灰。對實施例1-5得到的裝配式鎂基水泥發泡輕質板進行性能測試，結果如表1所示：表1實施例1實施例2實施例3實施例4實施例5抗壓強度/MPa(28天)109.7120.1128.655.4121.3初凝時間/h8.89.29.54.39.1終凝時間/h12.212.011.38.211.5抗壓強度軟化系數(180天)0.820.981.05嚴重開裂0.91水中溶解度g/100g水(25℃)0.860.0360.03431.20.035抗腐蝕系數0.951.021.210.431.03鋼筋銹蝕速率5μm/a0.8μm/a0.3μm/a20μm/a1.5μm/a由表1可以看出：加入誘導劑之后，能夠明顯地增強硫氧鎂水泥的抗壓強度，尤其是加入組分為A組分和B組分的誘導劑，能夠進一步增強硫氧鎂水泥的抗壓強度；雖然加入誘導劑之后，硫氧鎂水泥的初凝時間延長，但是初終凝時間差縮短，說明加入誘導劑的硫氧鎂水泥的凝結作用一旦開始之后就能夠加速凝結硬化，適合于要求快速凝固的現場施工。表1中抗壓強度軟化系數的測試方法如下：分別將實施例1-實施例5中制得的裝配式鎂基水泥發泡輕質板養護28天，浸泡于水中180天，然后分別測試抗壓強度，計算抗壓強度軟化系數。抗壓強度軟化系數＝浸泡后抗壓強度/浸泡前抗壓強度。表1中抗腐蝕系數的測試方法如下：分別將實施例1-實施例5中制得的裝配式鎂基水泥發泡輕質板養護28天，浸泡于氯化鎂質量分數為31wt％的氯化鎂溶液中180天，然后分別測試浸泡后抗壓強度，計算抗腐蝕系數。抗腐蝕系數＝浸泡后抗壓強度/浸泡前抗壓強度。表1中鋼筋銹蝕速率的測試方法如下：分別將實施例1-實施例5中的鎂質鹽水泥水化200小時，采用CHI660C電化學工作站，借助兩電極線性極化法測定鋼筋在鎂質鹽水泥中的腐蝕電流和腐蝕速率。顯然，本發明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而并非是對本發明的實施方式的限定，對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動，這里無法對所有的實施方式予以窮舉，凡是屬于本發明的技術方案所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發明的保護范圍之列。當前第1頁1 2 3