技术领域
[0001] 本发明涉及建筑材料领域,特别涉及蒸压加气混凝土材料、板材及建筑结构。
相关背景技术
[0002] 蒸压加气混凝土(Autoclave Aerated Concrete,AAC)板材,指的是以硅砂、水泥、石灰或者粉煤灰等为主要原料,经高压蒸气养护而成的多气孔混凝土成型板材。
[0003] 相关技术中,AAC板材具有较强的吸水特性,在干湿循环、长期有水、潮湿或地下环境中使用受限,经常会造成防水失效。另外,由于AAC板材的表面吸水速率较快,普通水性防水涂层在其表面施工后,水分极易被AAC板材的表层“强夺”,从而影响涂层的固化凝结。
[0004] 可见,降低AAC板材的吸水率十分必要。
具体实施方式
[0036] 为使本发明的技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
[0037] 针对相关技术中,蒸压加气混凝土吸水性较强的特点,本发明实施例提供了一种具有低吸水率的蒸压加气混凝土板材及其制备原料。
[0038] 一方面,本发明实施例提供了一种蒸压加气混凝土材料,该蒸压加气混凝土材料包括以下重量份的各组分:
[0039]
[0040] 本发明实施例提供的蒸压加气混凝土材料,以湿排炉渣灰取代传统的硅质材料作为基体材料,以固废基胶凝材料取代传统的水泥材料,以第一脱硫石膏作为调节材料,进一步结合蒸压加气制品废料、无机疏水剂、有机疏水剂、离子液体矿化剂、石灰、聚羧酸减水剂和铝粉膏,以上各组分以一定的配比相组合且协同作用,增强蒸压加气混凝土材料的疏水特性,降低其吸水率,使得基于该蒸压加气混凝土材料制备得到的蒸压加气混凝土板材的吸水率得以降低,从而提升其防水耐久性,而且,该蒸压加气混凝土材料中的多个组分可以采用废弃物料,使其具有优异的循环经济效益和节能减排特色。
[0041] 针对蒸压加气混凝土材料的配方,以下就其中所包含的各组分及其作用作进一步地阐述。
[0042] 对于湿排炉渣灰,其在蒸压加气混凝土材料所占的重量份为300~350份,这包括但不限于:300份、310份、320份、330份、340份、350份等。
[0043] 湿排炉渣灰在用于板材制备时以炉渣灰浆形成存在,在一些示例中,炉渣灰浆具有以下特征中的至少一个:含水率35%~45%,颗粒细度80um筛余15%~35%,从而便于与其他组分均匀混合并方便成型制备得到蒸压加气混凝土板材。
[0044] 湿排炉渣灰属于本领域常见的材料,本发明实施例中,湿排炉渣灰例如为燃煤电厂炉底废渣。
[0045] 示例性地,湿排炉渣灰的含水量为15%~30%,粒径为30mm~100mm,例如为50mm等。湿排炉渣灰中所含的SiO2的质量百分比大于或等于45%。
[0046] 通常情况下,湿排炉渣灰因含水率高、形态不规则等缺点,综合治理难度大,常被户外堆弃或填埋处理。然而,本发明实施例创新性地对湿排炉渣灰进行回收利用,使其作为板材基体材料,从而达到优异的循环经济效益和节能减排特色。
[0047] 湿排炉渣灰在使用之前,可以经过湿法球磨处理,从而制备称为含水率35%~45%,颗粒细度80um筛余15%~35%的炉渣灰浆。
[0048] 对于固废基胶凝材料,其在蒸压加气混凝土材料所占的重量份为45~55份,这包括但不限于:45份、46份、47份、48份、49份、50份、51份、52份、53份、54份、55份等。
[0049] 在一些示例中,固废基胶凝材料包括以下质量百分比的各组分:钢渣15%~35%、矿渣25%~60%、第二脱硫石膏5%~25%、粉煤灰5%~25%、聚丙烯酰胺改性剂0.1%~1%。
[0050] 钢渣、矿渣、脱硫石膏、粉煤灰和聚丙烯酰胺改性剂均属于本领域常见的材料,上述各组分经球磨混合,即可制备得到固废基胶凝材料。
[0051] 本发明实施例通过使一定比例的钢渣、矿渣、脱硫石膏、粉煤灰和聚丙烯酰胺改性剂协同作用,利用固废基胶凝材料替代传统水泥等高能耗胶凝材料,不仅能够提升蒸压加气混凝土板材的综合性能,且能够实现对废弃物的循环利用,达到节能减排的目的。
[0052] 在一些示例中,所制备得到的固废基胶凝材料比表面积为300m2/kg~500m2/kg,28d抗压强度高达35MPa~55MPa。
[0053] 固废基胶凝材料中的钢渣为炼钢过程中的一种副产品,通常情况下,钢渣含有以下质量百分比的各组分:金属铁2%~8%,氧化钙40%~60%,氧化镁3%~10%,余量为其他成分。
[0054] 固废基胶凝材料中的矿渣是在高炉炼铁过程中的副产品,在炼铁过程中,氧化铁在高温下还原成金属铁,铁矿石中的二氧化硅、氧化铝等杂质与石灰等反应生成以硅酸盐和硅铝酸盐为主要成分的熔融物,经过淬冷形成矿渣,矿渣为质地疏松、多孔的粒状物,通常情况下,其中CaO、SiO2和Al2O3的质量百分含量占90%以上。
[0055] 固废基胶凝材料中的第二脱硫石膏,属于燃煤电厂固体废弃物之一,其主要成分为CaSO4·2H2O。粉煤灰属于燃煤电厂固体废弃物之一,通常情况下,其中SiO2的质量百分含量≥40%,颗粒细度45μm筛余5%~55%,烧失量≤3%。
[0056] 在一些示例中,聚丙烯酰胺改性剂的粒径可以为80目,分子量可以为1800万,其是一种白色粉体线性高分子聚合物,分子量1800万,能够提高固废基胶凝材料的混合球磨效率,增强力学性能。
[0057] 对于第一脱硫石膏,其在蒸压加气混凝土材料所占的重量份为20~25份,这包括但不限于:20份、21份、22份、23份、24份、25份等。
[0058] 第一脱硫石膏,属于燃煤电厂固体废弃物之一,其主要成分为CaSO4·2H2O。第一脱硫石膏在使用之前,可以单独球磨,也可以与湿排炉渣灰一起球磨,并混合于炉渣灰浆中。
[0059] 对于蒸压加气制品废料,其在蒸压加气混凝土材料中的重量份为2.0~2.5份,这包括但不限于:2.0份、2.1份、2.2份、2.3份、2.4份、2.5份等。
[0060] 本发明实施例中,蒸压加气制品废料在应用时以蒸压加气纳米微粉水悬浊液形式存在,且蒸压加气纳米微粉水悬浊液的固含量为5%‑25%。
[0061] 蒸压加气制品废料在应用时以蒸压加气纳米微粉水悬浊液形式存在,其中固体颗粒的粒径较细,能够降低后期蒸压加气混凝土产品内的成核壁垒。
[0062] 蒸压加气纳米微粉水悬浊液包括:蒸压加气混凝土废料、复合活化剂和水,其中,蒸压加气混凝土废料和复合活化剂组合构成蒸压加气制品废料,蒸压加气纳米微粉水悬浊液的固含量,也就是,蒸压加气混凝土废料和复合活化剂的总质量百分比为5%‑25%。
[0063] 复合活化剂的质量为蒸压加气混凝土废料的质量的0.01%‑0.05%,这包括但不限于:0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%等。
[0064] 复合活化剂包括:质量比为5~10:5~10:2~5:1~3:1~3:1~3:1的三乙醇胺、乙二醇、硅酸钠、亚硫酸钠、丙三醇、硬脂酸、六偏磷酸钠。
[0065] 上述复合活化剂能够帮助蒸压加气混凝土废料细化成蒸压加气纳米微粉水悬浊液,起到助磨作用。
[0066] 在一些示例中,蒸压加气纳米微粉水悬浊液通过以下方法制备得到:将传统的蒸压加气混凝土制品固体的废弃物作为蒸压加气混凝土废料,对蒸压加气混凝土废料进行破碎处理,例如,经鄂式破碎机进行破碎处理。进一步地,将破碎处理后的蒸压加气混凝土废料颗粒与复合活化剂和水一同研磨,例如采用湿式球磨机进行研磨,从而制备得到蒸压加气纳米微粉水悬浊液。蒸压加气纳米微粉水悬浊液中所含有的固体粉体的粒径为纳米级,例如为1nm~100nm。
[0067] 本发明实施例提供的上述蒸压加气制品废料,具有纳米诱导结晶成核作用,可大幅降低托贝莫来石成核势垒,有助于蒸压加气混凝土材料在蒸养过程中,使托贝莫来石结晶的成型,提高结晶度,达到增强、致密板材,降低板材吸水率的作用,同时也利于因地制宜就地取材,拓展废弃加气混凝土材料的高值化循环利用。
[0068] 本发明实施例利用无机疏水剂、有机复合有机疏水剂和离子液体矿化剂等功能性添加剂,增强材料疏水特性、降低吸水率。
[0069] 对于无机疏水剂,其在蒸压加气混凝土材料中的重量份为15~35份,这包括但不限于:15份、16份、17份、18份、19份、20份、21份、22份、23份、24份、25份、26份、27份、28份、29份、30份、31份、32份、33份、34份、35份等。
[0070] 在一些示例中,无机疏水剂为纳米粉体,其包括以下各组分:质量比为5~10:1~5:1的层片状云母粉、硫酸钡、二氧化硅气凝胶分散膏。
[0071] 层片状云母粉是一种层状结构的硅酸盐,通常情况下,其中SiO2的质量百分含量为40%~50%,层片状云母粉基于云母碎片,经水洗、除杂、浸泡、碾压粉碎、低温干燥、筛分等工艺制成,微观呈层片鳞状结构,层片状云母粉能够提升蒸压加气混凝土材料及板材的疏水性。
[0072] 硫酸钡为一种无定形粉末,硫酸钡难溶于水,对水有排斥作用,能够提升蒸压加气混凝土材料及板材的疏水性。
[0073] 二氧化硅气凝胶分散膏可以采用市售的纳米二氧化硅气凝胶水性分散膏,其为白3 3
色膏状,通常情况下,二氧化硅气凝胶分散膏的密度为0.40g/cm ~0.60g/cm ,固含量为
10%~30%,能够提升蒸压加气混凝土材料及板材的疏水性和隔热性。
[0074] 对于有机疏水剂,其在蒸压加气混凝土材料中的重量份为10~20份,这包括但不限于:10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份、20份等。
[0075] 在一些示例中,有机疏水剂包括:质量比为0.5~2:1的聚乙烯醇蜡粉和预糊化淀粉。
[0076] 聚乙烯醇蜡粉呈松散白色粉末状,平均粒径为3μm~6μm,热熔温度为150℃~200℃。上述质量份的聚乙烯醇蜡粉,在蒸压加气混凝土板材蒸养阶段能够热熔成膜,从而封闭蒸压加气混凝土板材的吸水孔隙,进一步提高蒸压加气混凝土板材的疏水性。
[0077] 预糊化淀粉,外观呈白色粉末状,颗粒细度例如可以是50目‑100目,例如为90目,能在冷水中溶胀为白色透明液体。预糊化淀粉的质量浓度为2%时,所得到的预糊化淀粉水溶液粘度能够达到300mPa·s。
[0078] 预糊化淀粉在蒸压加气混凝土蒸养阶段能够糊化凝胶,增强蒸压加气混凝土板材内部粘性和自聚力,封闭吸水孔隙,从而提高其疏水性。
[0079] 对于离子液体矿化剂,其在蒸压加气混凝土材料中的重量份为1~3份,这包括但不限于:1份、1.1份、1.2份、1.3份、1.4份、1.5份、1.6份、1.7份、1.8份、1.9份、2.0份、2.1份、2.2份、2.3份、2.4份、2.5份、2.6份、2.7份、2.8份、2.9份、3.0份等。
[0080] 在一些示例中,离子液体矿化剂包括碳酸氢盐,碳酸氢盐的化学结构式如下所示:
[0081]
[0082] 其中,Z+为2‑甲基咪唑氯盐阳离子、4‑甲基咪唑氯盐阳离子、2‑乙基咪唑氯盐阳离子、或者4‑乙基咪唑氯盐阳离子。
[0083] 离子液体矿化剂能够在蒸压加气混凝土蒸养阶段因高温分解释放二氧化碳,实现蒸养阶段蒸压加气混凝土内部富余氢氧化钙成分发生碳化结晶反应,致密内部结构、封闭吸水孔隙,降低蒸压加气混凝土制品的吸水率、提高蒸压加气混凝土制品的强度。
[0084] 离子液体矿化剂为一种碳酸氢盐离子液体,其可以采用以下方法制备得到:将阳离子源与碳酸氢钠按摩尔比1:(1~2)在有机溶剂中混合,搅拌24~48h后静置,进行固液分离,得到上清液。将得到的上清液通过减压蒸馏或真空干燥方法除去有机溶剂,得到碳酸氢盐离子液体。
[0085] 其中,阳离子源为具有Z+的氯盐;有机溶剂为醇类溶剂或酮类溶剂,例如,醇类溶剂可以为乙醇,酮类溶剂可以为丙酮等。
[0086] 对于石灰,其在蒸压加气混凝土材料中的重量份为50~60份,这包括但不限于:50份、51份、52份、53份、54份、55份、56份、57份、58份、59份、60份等。
[0087] 在一些示例中,石灰经过破碎和粉磨处理,形成粉体形式,其颗粒直径为80um筛余20%~25%。在一些示例中,石灰中有效钙的质量百分含量≥75%,消解时间为5min~
15min,消解温度为70℃~100℃。
[0088] 对于聚羧酸减水剂,其在蒸压加气混凝土材料中的重量份为1~3份,这包括但不限于:1份、1.1份、1.2份、1.3份、1.4份、1.5份、1.6份、1.7份、1.8份、1.9份、2.0份、2.1份、2.2份、2.3份、2.4份、2.5份、2.6份、2.7份、2.8份、2.9份、3.0份等。
[0089] 聚羧酸减水剂可以采用市售产品,其是以丙烯酸或甲基丙烯酸为主链,接枝不同侧链长度的聚醚,满足《聚羧酸系高性能减水剂》JG/T 223~2007要求的标准。
[0090] 本发明实施例中,可以使聚羧酸减水剂的减水率≥25%,泌水率≤60%,从而达到对蒸压加气混凝土原料进行增强,降低混凝土收缩等效果,赋予蒸压加气混凝土原料出色的施工和易性、优异的强度和耐久性。
[0091] 对于铝粉膏,其在蒸压加气混凝土材料中的重量份为3.0~3.5份,这包括但不限于:3.0份、3.1份、3.2份、3.3份、3.4份、3.5份等。
[0092] 本发明实施例中,铝粉膏主要作为发气材料,一种示例是,铝粉膏的固含量可以≥65%,固体部分中所含铝的质量百分含量大于或等于90%。
[0093] 另一方面,本发明实施例提供了一种蒸压加气混凝土板材,该蒸压加气混凝土板材由上述任一种蒸压加气混凝土材料制备得到。
[0094] 本发明实施例提供的蒸压加气混凝土板材,具有上述蒸压加气混凝土材料的所有优点。
[0095] 再一方面,本发明实施例提供了一种蒸压加气混凝土板材的制备方法,其中,该蒸压加气混凝土板材如上所述,并且,所使用的蒸压加气混凝土材料如上所述。
[0096] 该蒸压加气混凝土板材的制备方法包括:
[0097] 向浇注搅拌机中加入湿排炉渣灰对应的炉渣灰浆、第一脱硫石膏、蒸压加气制品废料、无机疏水剂、有机疏水剂、离子液体矿化剂、聚羧酸减水剂,搅拌均匀。
[0098] 继续向浇注搅拌机中加入固废基胶凝材料、石灰和铝粉膏,搅拌均匀,形成浇筑料浆。
[0099] 通过蒸压加气混凝土板材制备工艺,利用浇筑料浆制备得到蒸压加气混凝土板材,这包括以下步骤。
[0100] 将浇筑料浆浇筑至模具内,并向模具内置入网笼,使得网笼浸入至浇筑料浆内。
[0101] 在40℃~60℃的恒温环境下,使浇筑料浆静置发气初凝1.5h~3.5h,得到坯体。
[0102] 对坯体进行切割整形,然后进行恒温蒸压养护,得到蒸压加气混凝土板材。
[0103] 示例性地,本发明实施例提供了蒸压加气混凝土板材一种制备方案,其如下所示:
[0104] 将湿排炉渣灰湿磨制浆,制得颗粒细度为80um筛余为15%~35%、含水率为35%~45%的炉渣灰浆。
[0105] 根据蒸压加气混凝土原料中各组分的重量份,向浇注搅拌机中加入湿排炉渣灰对应的炉渣灰浆、第一脱硫石膏、蒸压加气制品废料、无机疏水剂、有机疏水剂、离子液体矿化剂、聚羧酸减水剂,搅拌90s~120s至均匀混合。其中,各组分可以依次地加入。
[0106] 继续向浇注搅拌机中加入固废基胶凝材料、石灰,搅拌40s~60s至均匀混合,继续向浇注搅拌机中加入铝粉膏,搅拌30s~50s至均匀混合,形成浇筑料浆。
[0107] 将浇筑料浆浇筑至模具内,并向模具内置入网笼,使得网笼浸入至浇筑料浆内。
[0108] 在40℃~60℃的恒温环境下,使浇筑料浆静置发气初凝1.5h~3.5h,得到坯体。
[0109] 对坯体进行切割整形(例如切割成条板状),然后进行恒温蒸压养护,得到蒸压加气混凝土板材。
[0110] 在一些示例中,本发明实施例提供了一种恒温蒸压养护工艺,这包括以下步骤:
[0111] 将坯体置于蒸压釜,关闭釜门,打开釜底疏水阀,向蒸压釜内部导入养护蒸汽,控制釜内导汽速率和压力提升速率,经50min~70min,蒸压釜内压力由0升至第一压力,例如为0.1MPa,此时将排污阀关闭1/3。再经40~60min,蒸压釜I内压力升至第二压力,例如为0.3MPa,此时将排污阀关闭2/3。再经20~40min蒸压釜内压力升至第三压力,例如为
0.5MPa,此时将排污阀全关闭。10min~15min后,再将排污阀打开1/10。再经30‑50min,蒸压釜内压力提升至1.2MPa~1.5MPa、温度达到195℃~205℃,恒温恒压6~10h。将蒸压釜内的余气导出,控制导汽速率和压力降低速率,2.5h~3.5h压力降低至第四压力,例如0.3MPa。
继续将蒸压釜内的余气导出,直至蒸压釜内压力降低至第五压力,例如0.1MPa,完成恒温蒸压养护。
[0112] 在进行恒温蒸压养护操作时,可以同时使用多个蒸压釜进行作业,使得多个蒸压釜进行连续循环,以提高恒温恒压处理板材的产能。
[0113] 例如,可以使用蒸压釜I、蒸压釜II和蒸压釜III进行恒温恒压操作,当蒸压釜I内部的恒温蒸压养护结束后,可以将蒸压釜I内的余汽导入蒸压釜II,以用于蒸压釜II内坯体的蒸养,控制蒸压釜I的导汽速率和压力降低速率,2.5h~3.5h压力降低至第四压力后,将蒸压釜I内的余汽继续导入蒸压釜III,以用于对蒸压釜III釜内的坯体进行蒸养,直至蒸压釜I内压力降低至第五压力,从而完成恒温蒸压养护。
[0114] 在一些示例中,在完成恒温蒸压养护工艺之后,蒸压加气混凝土板材被施加碳化处理和表面疏水处理中的至少一种。
[0115] 碳化处理能够提升蒸压加气混凝土板材的表观致密度,进一步提高蒸压加气混凝土板材的强度和疏水性,从而达到进一步提升其防水性能的目的。表面疏水处理能够提升蒸压加气混凝土板材的表面疏水性,同样能够达到进一步提升其防水性能的目的。
[0116] 举例来说,在对坯体进行恒温蒸压养护完毕,对得到的蒸压加气混凝土板材进行碳化养护,从而提升蒸压加气混凝土板材的表观致密度,进一步提高蒸压加气混凝土板材的强度和疏水性。
[0117] 在一些示例中,碳化养护包括:将恒温蒸压养护后得到的蒸压加气混凝土板材置于蒸压釜,向蒸压釜内通入含碳气流,例如含碳气流为电厂脱硫烟道尾气(电厂脱硫烟道尾气主要成分为二氧化碳等常规烟道物质),含碳气流通入时间为5min~10min,进行碳化养护。
[0118] 在一些示例中,碳化养护的时间为2h~5h,从而实现充分碳化。
[0119] 碳化养护结束后,将蒸压釜上部排汽阀缓慢打开,将残余蒸汽和脱硫烟道尾气排放至厂房外自然环境中,将釜内产物出釜,得到蒸压加气混凝土板材产品。
[0120] 通过上述布置,以促进蒸压加气混凝土板材表层残余氢氧化钙成分转化为碳酸钙晶体,增强表层致密度、封闭堵塞吸水孔隙。
[0121] 在一些示例中,对蒸压加气混凝土板材的表面作疏水处理,从而进一步提升蒸压加气混凝土板材的疏水性、减弱其吸水特性,增强蒸压加气混凝土板材的综合性能。
[0122] 示例性地,该疏水处理为正辛基三乙氧基硅烷成膜处理,这包括:将正辛基三乙氧基硅烷溶液施加至蒸压加气混凝土板材的表面,干燥后,得到表面具有疏水涂层的蒸压加气混凝土板材。其中,正辛基三乙氧基硅烷溶液施加至蒸压加气混凝土板材的表面的次数可以是单次,也可以是两次、三次或者更多次。
[0123] 其中,正辛基三乙氧基硅烷溶液通过以下方法制备得到:提供pH值为3.5~4.5的乙酸水溶液,向该乙酸水溶液中加入正辛基三乙氧基硅烷,使正辛基三乙氧基硅烷的质量浓度为1%~2%,搅拌至少30min,直至正辛基三乙氧基硅烷完全溶解至透明,制备得到正辛基三乙氧基硅烷溶液。
[0124] 正辛基三乙氧基硅烷的化学结构式如下所示:
[0125]
[0126] 本发明实施例中涉及的正辛基三乙氧基硅烷可以选自市售产品,举例来说,美国道康宁Dow CorningZ‑6341、美国迈图Momentive A‑137、德国赢创Evonik OCTEO中的至少一种均适合。
[0127] 在一些示例中,在进行正辛基三乙氧基硅烷成膜处理时,可以利用夹抱机将蒸压加气混凝土板材夹起,采用喷枪、滚筒和刷子等工具将正辛基三乙氧基硅烷溶液施加至在蒸压加气混凝土板材的多个表面,例如正反方向上的大面,重复涂抹,直到板材表面均能保持潮湿状态,潮湿状态可以维持5min‑15min即可,然后,进行自然干燥。
[0128] 综上可知,利用本发明实施例提供的方法制备得到的蒸压加气混凝土板材具有优异的疏水性能,其吸水率较低,使其可任意制备成装配式建筑所需的外墙板、内墙板、楼面板或屋面板,搭配合理的构造防水工艺可应用于各类干湿循环、长期潮湿、有水环境或地下环境中。
[0129] 再一方面,本发明实施例提供了一种基于蒸压加气混凝土板材的建筑结构,如附图1‑附图3所示,该建筑结构包括水平板体2和竖直墙体1,水平板体2和竖直墙体1均采用本发明实施例提供的蒸压加气混凝土板材制备得到。
[0130] 如附图3所示,水平板体2的表面上具有第一容置槽21和第二容置槽22,如附图2所示,竖直墙体1的第一端具有凸块10。凸块10容纳于第一容置槽21内部,第二容置槽22内部以及竖直墙体1的第一端的端面与水平板体2的表面上相应位置之间均填充有防水砂浆3,以及,竖直墙体1与水平板体2之间的接缝处均具有防水密封胶。
[0131] 本发明实施例所涉及的防水密封胶为硅烷改性聚氨酯密封胶或硅烷改性聚醚密封胶中的至少一种。
[0132] 该建筑结构基于使用了本发明实施例提供的低吸水率的蒸压加气混凝土板材,并且对水平板体2和竖直墙体1之间的连接方式施加防水措施,使得所获得的建筑结构具有良好的防水性。所以,该低吸水率的蒸压加气混凝土板材能够应用于长期处于干湿循环、潮湿或有水环境中进行建筑结构的防水构造。
[0133] 可以理解地,竖直墙体1的第一端,即下端呈倒置的“L”型结构,水平板体2可以是楼面板。
[0134] 举例来说,可以使竖直墙体1的主体段的厚度为15cm,竖直墙体1的第一端处的凸块10的长度为10cm(即凸出高度),宽度为5cm。当然,根据实际应用场景,上述各尺寸可以进行适应性调整,该示例仅仅作为一种举例方案。
[0135] 举例来说,可以使水平板体2的主体段的厚度为15cm,水平板体2上对应于竖直墙体1的安装位的位置具有第一容置槽21和第二容置槽22,两者均为盲槽。第一容置槽21设置为与凸块10间隙配合,并且,第一容置槽21的深度小于凸块10的长度,以使得竖直墙体1的第一端与水平板体2的表面之间具有间隙。第一容置槽21和第二容置槽22间隔布置,并且,第一容置槽21至第二容置槽22在水平板体2上的投影位于竖直墙体1的第一端在水平板体2上的投影之内,以确保竖直墙体1安装至水平板体2后,能够完全覆盖第一容置槽21和第二容置槽22。
[0136] 举例来说,第一容置槽21的宽度为6cm、深度为3cm。第二容置槽22的尺寸根据防水砂浆3的填充量作适应调整,举例来说,第二容置槽22的宽度为4cm、深度为3cm。第一容置槽21与第二容置槽22之间的间隔为5cm。
[0137] 在一些示例中,水平板体2和竖直墙体1的表面依次布置有防水底漆层和防水涂料层,从而进一步增强建筑结构的防水效果。
[0138] 防水底漆是一种粘度低、具备渗透能力的亲水性高分子聚合物改性乳液或疏水性高分子固化底漆,其包括但不限于水性聚氨酯乳液、水性丙烯酸酯乳液、水性苯丙乳液、水性聚乙烯‑聚醋酸乙烯乳液、水性环氧树脂乳液、溶剂型双组分聚氨酯底漆、渗透性环氧固化底漆等。
[0139] 防水涂料包括但不限于:聚合物水泥防水涂料、聚氨酯防水涂料、聚脲防水涂料等。防水涂料所形成的防水涂层的断裂伸长率为50%~1500%,拉伸强度为3MPa~30MPa。
[0140] 本发明实施例中所涉及的基于蒸压加气混凝土板材的建筑结构,可以通过以下方法构筑得到:
[0141] (1)水平板体安装:利用蒸压加气混凝土板材制备得到期望尺寸的水平板体,将水平板体横向搭载于钢结构梁上,水平板体的端部搭接在钢结构梁上的长度为9~12cm。水平板体与钢结构梁之间以钩头螺栓连接,钩头一端以焊接方式与钢结构梁相连接。进一步地,相邻的水平板体之间以专用粘结砂浆或发泡聚氨酯胶连接。
[0142] (2)水平板体开槽:沿竖直墙体的拟安装位置下方,利用开槽设备在水平板体上进行开槽,制备得到第一容置槽和第二容置槽。
[0143] (3)竖直墙体安装:将竖直墙体立于水平板体的表面,使得竖直墙体的凸块插入至水平板体的第一容置槽内,且第二容置槽位于竖直墙体的下端面的下方。竖直墙体的上端、侧面分别与钢结构梁和钢结构柱之间通过辅助连接件连接。
[0144] (4)防水砂浆和密封胶填充:在第二容置槽,以及竖直墙体和水平板体之间的空隙内,分2~3次嵌填防水砂浆并密实。待防水砂浆固化完成后,利用防水密封胶将固化后的防水砂浆的阴角部位进行缝隙填充,例如,在阴角部位进行抹弧处理,抹弧半径为5mm~50mm。然后,利用防水密封胶沿竖直墙体与水平板体之间的接缝处进行填充涂抹,涂抹宽度沿接缝两侧各延伸1cm~5cm、厚度为1mm~2mm。
[0145] 待防水密封胶处理完成并固化后,在竖直墙体、水平板体表面整体涂刷防水底漆,2 2
涂布量为0.1kg/m~0.3kg/m。
[0146] (5)防水涂层的施加:待防水底漆干燥完成后,利用防水涂料分3遍进行地面、墙面的整体防水层构筑。待第1遍防水涂层表干后(以不粘手为准),进行第2遍防水涂层的施工,涂刷的方向与上一道相互垂直,干燥后再涂刮第3遍防水涂层。最终使得防水涂层在竖直墙面上的厚度为1.2mm~2mm,在水平地面上的厚1.5mm~3mm。
[0147] 综上可知,本发明实施例通过上述方法制备得到的建筑结构,至少具有以下优点:
[0148] (1)利用低吸水率的蒸压加气混凝土板材作为建筑物墙体和楼板,在根本上改善了普通蒸压加气混凝土板材吸水率高的弊病,使得蒸压加气混凝土板材可应用于干湿循环、长期浸水或有水环境中,不会因吸水率高导致墙体吸水霉变的问题。
[0149] (2)通过进一步对建筑结构中水平板体和竖直墙体之间的连接结构作防水处理,这样,在利用板材自身物理构造隔水的同时,实现长期潮湿区域与干燥区域之间的自然隔断,并在自然隔断的基础上通过防水砂浆构筑防水坎,彻底阻断潮湿与干燥区域楼面板之间的水分迁移通道。
[0150] (3)通过在水平板体和竖直墙体的表面进一步构筑防水涂膜,从而实现高效、持久防水。
[0151] 下面将更详细地描述本发明的一些示例性实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式,然而应该理解,可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。实施例中未注明具体技术或条件者,按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市购获得的常规产品。
[0152] 以下各实施例中,所涉及的原料中各组分的份数均为重量份,并且其中以固体形式存在的原料均为微纳米级别的粉体形式。所涉及的原料中各组分具体如下所示。
[0153] 固废基胶凝材料,其包括以下质量百分比的各组分:钢渣20%、矿渣49%、第二脱硫石膏15%、粉煤灰15%、聚丙烯酰胺改性剂1%。
[0154] 第一脱硫石膏和第二脱硫石膏相同,均来自于燃煤电厂固体废弃物。
[0155] 蒸压加气制品废料以蒸压加气纳米微粉水悬浊液形式存在,其中所含固体颗粒,也就是蒸压加气制品废料为纳米级尺寸,粒径分布于1nm~100nm。蒸压加气制品废料包括蒸压加气混凝土废料和复合活化剂,其中,复合活化剂包括:质量比为6:8:3:2:2:2:1的三乙醇胺、乙二醇、硅酸钠、亚硫酸钠、丙三醇、硬脂酸、六偏磷酸钠。
[0156] 蒸压加气纳米微粉水悬浊液通过以下方法制备得到:将传统的蒸压加气混凝土制品固体的废弃物作为蒸压加气混凝土废料,对蒸压加气混凝土废料经鄂式破碎机进行破碎处理。采用湿式球磨机将破碎处理后的蒸压加气混凝土废料颗粒、复合活化剂和水进行研磨,制备得到蒸压加气纳米微粉水悬浊液。
[0157] 无机疏水剂包括以下各组分:质量比为8:3:1的层片状云母粉、硫酸钡、二氧化硅气凝胶分散膏。
[0158] 有机疏水剂包括:质量比为1.5:1的聚乙烯醇蜡粉和预糊化淀粉。
[0159] 离子液体矿化剂为碳酸氢盐,其中的Z+为2‑甲基咪唑氯盐阳离子。
[0160] 实施例1
[0161] 本实施例1提供一种蒸压加气混凝土材料及板材,该蒸压加气混凝土材料包括以下重量份的各组分:湿排炉渣灰300份;固废基胶凝材料45份;第一脱硫石膏25份;蒸压加气制品废料2.5份;无机疏水剂35份;有机疏水剂20份;离子液体矿化剂3份;石灰60份;聚羧酸减水剂1份;铝粉膏3.5份。
[0162] 基于上述蒸压加气混凝土材料,实施例1还通过以下办法制备得到蒸压加气混凝土板材,具体制备步骤如下所示:
[0163] 将300份湿排炉渣灰、25份第一脱硫石膏一同湿磨制浆,制备得到80um筛余15%、含水率35%的固废浆料。
[0164] 蒸压加气制品废料以固含量为25%的蒸压加气纳米微粉水悬浊液形式存在,其中,复合活化剂的质量为蒸压加气混凝土废料的质量的0.01%。向浇注搅拌机中投入固废浆料,向固废浆料中依次加入10份蒸压加气纳米微粉水悬浊液、35份无机疏水剂、20份有机疏水剂、3份离子液体矿化剂、1份聚羧酸减水剂,搅拌100s。继续向浇筑搅拌机中加入45份固废基胶凝材料、60份石灰,搅拌60s,再向浇筑搅拌机加入3.5份铝粉膏搅拌50s,形成浇筑料浆并浇筑至模具中。
[0165] 使浇筑料浆在40℃恒温环境下静置发气初凝3.5h,得到坯体。利用蒸压釜对坯体进行恒温蒸压养护,升温阶段控制釜内导汽速率和压力提升速率,经50min釜内压力由0升至0.1MPa,再经40min釜内压力升至0.3MPa,再经20min釜内压力升至0.5MPa,再经30min,压力提升至1.2MPa,温度195℃,恒温恒压10h。恒温恒压结束后,控制导汽速率和压力降低速率,2.5h后压力降低至0.3MPa。
[0166] 待导汽结束,釜内压力降低至0.1MPa,关闭导汽阀,向蒸压釜中通入电厂脱硫烟道尾气5min,对蒸压加气混凝土板材进行碳化养护处理3h。
[0167] 利用乙酸和水形成pH值为3.5的乙酸水溶液,向乙酸水溶液中加入正辛基三乙氧基硅烷并使其质量浓度为1%,搅拌30min直至正辛基三乙氧基硅烷完全溶解至溶液透明,制备得到正辛基三乙氧基硅烷溶液。将正辛基三乙氧基硅烷溶液分2次分别喷涂至蒸压加气混凝土板材的正反两个表面,自然干燥24h后,得到实施例1的低吸水率蒸压加气混凝土板材。
[0168] 实施例2
[0169] 本实施例2提供一种蒸压加气混凝土材料及板材,该蒸压加气混凝土材料包括以下重量份的各组分:湿排炉渣灰350份;固废基胶凝材料55份;第一脱硫石膏20份;蒸压加气制品废料2份;无机疏水剂15份;有机疏水剂10份;离子液体矿化剂1份;石灰50份;聚羧酸减水剂1份;铝粉膏3份。
[0170] 基于上述蒸压加气混凝土材料,实施例2还通过以下办法制备得到蒸压加气混凝土板材,具体制备步骤如下所示:
[0171] 将350份湿排炉渣灰、20份第一脱硫石膏湿磨制浆,制备得到80um筛余35%、含水率45%的固废浆料。
[0172] 蒸压加气制品废料以固含量为5%的蒸压加气纳米微粉水悬浊液形式存在,其中,复合活化剂的质量为蒸压加气混凝土废料的质量的0.01%。向浇注搅拌机中投入固废浆料,向固废浆料中依次加入40份蒸压加气纳米微粉水悬浊液、15份无机疏水剂、10份有机疏水剂、1份离子液体矿化剂、1份聚羧酸减水剂,搅拌120s。继续向浇筑搅拌机中加入55份固废基胶凝材料、50份石灰,搅拌45s,再向浇筑搅拌机加入3.0份铝粉膏搅拌48s,形成浇筑料浆并浇筑至模具中。
[0173] 使浇筑料浆在60℃恒温环境下静置发气初凝1.5h,得到坯体。利用蒸压釜对所述半成品坯体进行恒温蒸压养护,升温阶段控制釜内导汽速率和压力提升速率,经70min釜内压力由0升至0.1MPa,再经60min釜内压力升至0.3MPa,再经40min釜内压力升至0.5MPa,再经50min,压力提升至1.3MPa、温度205℃,恒温恒压10h。恒温恒压结束后,控制导汽速率和压力降低速率,3.5h后压力降低至0.3MPa。
[0174] 待导汽结束,釜内压力降低至0.1MPa,关闭导汽阀,向蒸压釜中通入电厂脱硫烟道尾气10min,对蒸压加气混凝土板材进行碳化养护处理2h。
[0175] 利用乙酸和水形成pH值为4.5的乙酸水溶液,向乙酸水溶液中加入正辛基三乙氧基硅烷并使其质量浓度为2%,搅拌35min直至正辛基三乙氧基硅烷完全溶解至溶液透明,制备得到正辛基三乙氧基硅烷溶液。将正辛基三乙氧基硅烷溶液分3次分别喷涂至蒸压加气混凝土板材的正反两个表面,自然干燥24h后,得到实施例2的低吸水率蒸压加气混凝土板材。
[0176] 实施例3
[0177] 本实施例3提供一种蒸压加气混凝土材料及板材,该蒸压加气混凝土材料包括以下重量份的各组分:湿排炉渣灰325份;固废基胶凝材料50份;第一脱硫石膏23份;蒸压加气制品废料2.25份;无机疏水剂25份;有机疏水剂15份;离子液体矿化剂2份;石灰55份;聚羧酸减水剂2份;铝粉膏3.3份。
[0178] 基于上述蒸压加气混凝土材料,实施例3还通过以下办法制备得到蒸压加气混凝土板材,具体制备步骤如下所示:
[0179] 将325份湿排炉渣灰、23份第一脱硫石膏湿磨制浆,制备得到80um筛余25%、含水率40%的固废浆料。
[0180] 蒸压加气制品废料以固含量为15%的蒸压加气纳米微粉水悬浊液形式存在,其中,复合活化剂的质量为蒸压加气混凝土废料的质量的0.01%。向浇注搅拌机中投入固废浆料,向固废浆料中依次加入15份蒸压加气纳米微粉水悬浊液、25份无机疏水剂、15份有机疏水剂、2份离子液体矿化剂、2份聚羧酸减水剂,搅拌120s。继续向浇筑搅拌机中加入50份固废基胶凝材料、55份石灰,搅拌50s,再向浇筑搅拌机加入3.3份铝粉膏搅拌45s,形成浇筑料浆并浇筑至模具中。
[0181] 使浇筑料浆在50℃恒温环境下静置发气初凝2.5h,得到坯体。利用蒸压釜对半成品坯体进行恒温蒸压养护,升温阶段控制釜内导汽速率和压力提升速率,经60min釜内压力由0升至0.1MPa,再经50min釜内压力升至0.3MPa,再经30min釜内压力升至0.5MPa,再经40min,压力提升至1.25MPa,温度201℃,恒温恒压10h。恒温恒压结束后,控制导汽速率和压力降低速率,3h后压力降低至0.3MPa。
[0182] 待导汽结束,釜内压力降低至0.1MPa,关闭导汽阀,向蒸压釜中通入电厂脱硫烟道尾气8min,对蒸压加气混凝土板材进行碳化养护处理2.5h。
[0183] 利用乙酸和水形成pH值为4的乙酸水溶液,向乙酸水溶液中加入正辛基三乙氧基硅烷并使其质量浓度为1.5%,搅拌30min直至正辛基三乙氧基硅烷完全溶解至溶液透明,制备得到正辛基三乙氧基硅烷溶液。将正辛基三乙氧基硅烷溶液分2次分别喷涂至蒸压加气混凝土板材的正反两个表面,自然干燥24h后,得到实施例3的低吸水率蒸压加气混凝土板材。
[0184] 对比例
[0185] 本对比例在实施例1提供的蒸压加气混凝土材料配方的基础上进行改动,两者的区别在于:将固废基胶凝材料调整为PO425水泥,在不改变其他原料配比及工艺流程前提下,配方中不添加蒸压加气制品废料、无机疏水剂、有机疏水剂、离子液体矿化剂。对制备得到的蒸压加气混凝土板材不作碳化养护,其表面不进行正辛基三乙氧基硅烷浸渍处理。
[0186] 对比例中涉及的蒸压加气混凝土板材,其具体制备步骤如下所示:
[0187] 将300份湿排炉渣灰、55份第一脱硫石膏湿磨制浆,制得80um筛余15%、含水率35%的固废浆料。
[0188] 向浇注搅拌机中投入固废浆料,向浇筑搅拌机中加入45份固废基胶凝材料、60份石灰,搅拌60s,再向浇筑搅拌机加入3.5份铝粉膏搅拌30‑50s,形成浇筑料浆并浇筑至模具中。
[0189] 使浇筑料浆在40℃恒温环境下静置发气初凝,3.5h后得坯体。利用蒸压釜对坯体进行恒温蒸压养护,升温阶段控制釜内导汽速率和压力提升速率,经50min釜内压力由0升至0.1MPa,再经40min釜内压力升至0.3MPa,再经20min釜内压力升至0.5MPa,再经30min,压力提升至1.2MPa、温度195℃,恒温恒压10h。恒温恒压结束后,控制导汽速率和压力降低速率,2.5h后压力降低至0.3MPa,得到对比例的蒸压加气混凝土板材。
[0190] 测试例
[0191] 本测试例利用《蒸压加气混凝土板》GB/T 15762‑2020标准,就实施例1‑实施例3,以及对比例制备得到的蒸压加气混凝土板材的性能进行检测,检测项目及结果参见表1。
[0192] 表1
[0193]
[0194] 由表1可知,与对比例相比,实施例1‑3提供的蒸压加气混凝土板材,不仅其抗压强度、抗折强度均得以明显提升,而且1天吸水率和3天吸水率均大幅降低,使得实施例1‑3提供的蒸压加气混凝土板材表现为更低的吸水率。
[0195] 应用例
[0196] 本应用例提供了一种建筑结构,应用于厕浴间,该建筑结构包括水平板体和竖直墙体,水平板体和竖直墙体均采用实施例1提供的蒸压加气混凝土板材制备得到。
[0197] 水平板体的表面上具有第一容置槽和第二容置槽,竖直墙体的第一端具有凸块。凸块容纳于第一容置槽内部,第二容置槽内部以及竖直墙体的第一端的端面与水平板体的表面上相应位置之间均填充有防水砂浆,以及,竖直墙体与水平板体之间的接缝处均具有防水密封胶。并且,水平板体和竖直墙体的表面依次布置有防水底漆层和防水涂料层,从而进一步增强建筑结构的防水效果。
[0198] 本应用例提供的建筑结构为一种厕浴间,其通过以下方法构筑得到:
[0199] (1)水平板体安装:利用实施例1的蒸压加气混凝土板材制备得到水平板体,将水平板体横向搭载于钢结构梁上,水平板体的端部搭接在钢结构梁上的长度为9cm。水平板体与钢结构梁之间以钩头螺栓连接,钩头一端以焊接方式与钢结构梁相连接。相邻的水平板体之间以发泡聚氨酯胶连接。
[0200] (2)水平板体开槽:沿竖直墙体的拟安装位置下方,利用开槽设备在水平板体上进行开槽,制备得到第一容置槽和第二容置槽。第一容置槽的宽度为6cm、深度为3cm。第二容置槽的宽度为4cm、深度为3cm。第一容置槽与第二容置槽之间的间隔为5cm。
[0201] (3)竖直墙体安装:利用实施例1的蒸压加气混凝土板材制备得到竖直墙体,竖直墙体的主体段的厚度为15cm,竖直墙体的第一端处的凸块的长度为10cm,宽度为5cm。
[0202] 将竖直墙体立于水平板体的表面,使得竖直墙体的凸块插入至水平板体的第一容置槽内,且第二容置槽位于竖直墙体的下端面的下方。竖直墙体的上端、侧面分别与钢结构梁和钢结构柱之间通过辅助连接件连接。
[0203] (4)防水砂浆和密封胶填充:在第二容置槽,以及竖直墙体和水平板体之间的空隙内,分2次嵌填防水砂浆并密实。待防水砂浆固化完成后,利用防水密封胶硅烷改性聚氨酯将固化后的防水砂浆的阴角部位进行抹弧处理,抹弧半径为50mm。然后,利用防水密封胶沿竖直墙体与水平板体之间的接缝处进行填充涂抹,涂抹宽度沿接缝两侧各延伸3cm、厚度为2mm。待防水密封胶处理完成并固化后,在竖直墙体、水平板体表面整体涂刷防水底漆水性
2
聚氨酯乳液,涂布量为0.3kg/m。
[0204] (5)待防水底漆干燥完成后,利用防水涂料分3遍进行地面、墙面的整体防水层构筑。待第1遍防水涂层表干后,进行第2遍防水涂层的施工,涂刷的方向与上一道相互垂直,干燥后再涂刮第3遍防水涂层,最终使得防水涂层在竖直墙面上的厚度为1.5mm,在水平地面上的厚度为2mm。
[0205] 对应用例构筑得到的应用于厕浴间的建筑结构,进行72h闭水试验,无任何渗漏发生,截止到目前,连续使用一年以上,均未发现任何渗漏现象及室内墙体霉变现象发生。
[0206] 在本发明实施例中,术语“第一”和“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上,除非另有明确的限定。
[0207] 本发明实施例中的术语“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。
[0208] 以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案,并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。