一种多元耦合改性的低碳胶凝材料、板材及其制备方法技术

本发明专利技术涉及新材料领域，涉及建筑新材料及应用，具体涉及一种多元耦合改性的低碳胶凝材料、板材及其制备方法。本发明专利技术公开了一种多元耦合改性的低碳胶凝材料，包括基料：氯化镁、氧化镁、改性剂以及余量水，改性剂包括煅烧高岭土粉、石墨烯；再利用该材料作为基料层以及加气混凝土、植物纤维、工业、建筑废弃物等填充物作为填充层得到了一种改良后的含氯化镁轻质板材，解决了反卤问题同时增强了耐水性；利用本发明专利技术的制备方法得到的高强度板材，可直接建造建筑物等。本发明专利技术实现了资源的再生利用、改良了氯化镁建筑板材制品的性能，制作方法简单，更加绿色环保，还提供了一种建筑用气硬性粘合剂，一种建筑方式，可以缩短工期，便于建筑装饰等。装饰等。装饰等。

【技术实现步骤摘要】
一种多元耦合改性的低碳胶凝材料、板材及其制备方法


[0001]本专利技术涉及新材料领域，涉及建筑新材料的应用，具体涉及一种多元耦合改性的低碳胶凝材料、板材及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着国家基建的快速发展，建筑材料等绿色建材的研发是极为核心的关键技术。在现有建筑材料领域中，钢筋
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混凝土组合是主要应用的材料，但是这种传统的建筑材料及建筑结构仍然面临着建筑装修周期长、造价高以及不环保等问题；虽然现有的木质板材和塑料板材，便于加工，可缩短工期，但也存在防火性能差、力学结构性能差且使用寿命较低等不可避免的缺点。
[0003]目前，较为先进的是装配式钢(轻钢)结构、装配式钢
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混凝土组合结构体系的应用，然而轻钢制结构虽然满足力学结构性能的要求，但是仍然存在不可避免的缺陷，即轻钢制结构由于其装配时采用螺栓等连接处破坏了防锈的热镀铝锌防腐层并不耐受长时间的环境腐蚀，尤其是海边、海岛、南方等高温、高湿、高盐的湿热环境。
[0004]目前市面上的轻质复合隔墙板材，包括聚苯颗粒，陶粒板，硅酸钙板，水泥，石墨聚苯板，石膏板，虽然具有轻质、防水、保温的等性能，但聚苯颗粒不满足环保的要求，硅酸钙板、水泥会成为主要的建筑垃圾，石墨烯制板成本比较高，陶粒板强度低，石膏板强度太低。高层建筑大多使用轻质型板材，比如以石膏或珍珠岩水泥为原料加工得到的墙板等，但是，石膏板强度低、抗水性能差，珍珠岩水泥板的强度和刚度都较差。为了提高轻质内隔墙体材料的强度，目前开始研究以氯氧镁水泥为胶凝材料体系的常温空气中固化墙体板材。
[0005]氯镁水泥也称氯氧镁水泥，氯化镁是形成氯镁水泥硬化体的基础材料。它与氧化镁和水共同反应，形成水化生成物结晶相，赋予菱镁制品强度以及各种优良性能。氯化镁在建筑行业中作为生产镁水泥的原料，用煅烧菱镁矿石所得的轻烧粉或低温煅烧白云石所得的灰粉（主要成分为MgO）为胶结剂，以六水氯化镁（MgCL2·
6H2O）等水溶性镁盐为调和剂，再加入水，所形成的轻烧镁粉和六水氯化镁作为主要原料，因此，在一般情况下，氯镁水泥就是指氯氧镁水泥。氯镁水泥硬化体具有极高的强度，可承受极大的压力，还具有极好的隔热防冻、防火等性能。
[0006]虽然使用氯氧镁水泥的复合材料具有上述优点，但是由于其含有氯化镁，会对镁水泥性能的产生一些不可忽略的影响，包括使镁水泥硬化体耐水性下降，这主要是由于它与氧化镁共同形成的结晶相的结晶触点极易被水所溶解，造成晶相体不复存在，而导致制品的耐水性下降。它的这种容易被水从相中溶解出来的特点，给镁水泥带来了很大的负面影响。也会使镁水泥容易反卤：六水的氯化镁成相后会有大量游离状态的氯化镁的存在。尤其是在海边、南方等湿热环境中，极其容易导致制品的耐水性很快下降，降低制品的耐久性。
[0007]此外，建筑垃圾随意堆放不仅直接造成对土壤、水质、空气等的污染，同时也存在隐性的安全隐患。随着城市建筑垃圾量的增加，垃圾堆放点也在增加，露天堆放的城市建筑
垃圾在种种外力作用下，较小的碎石块也会进入附近的土壤,改变土壤的物质组成，破坏土壤的结构，降低土壤的生产力。建筑垃圾是放错的资源，建筑垃圾处理再利用已经是我们国家正在研究固体废弃物处理中的重中之重。中国每年产生的废旧轮胎以8%至10%的速度递增。2010年，中国废旧轮胎产生量约达2.5亿条，回收利用率仅为50%左右，不到西方发达国家的50%，造成巨大的资源浪费。矿渣排放在自然界中，会污染环境，使植被不能生长，矿渣的粉尘会污染空气，大量矿渣排放到自然水域，污染水源，阻塞河道。因此，如何再生利用这个废旧资源也是亟待解决的问题。
[0008]因此，如何开发出一种耐久性好易维护又能具有绿色环保的优势的防水密封材料、防腐材料、建筑装修材料等绿色建材，是目前建筑建材行业亟待解决的问题，也是符合国家基建中的环境友好型、耐久性好的建筑建材的关键的技术。

技术实现思路

[0009]为解决含有氯化镁的板材制品中的耐水性低、反卤等问题，将工业、建筑等废弃物等资源再利用，减低生产以及建造成本，加快建造的工期，本专利技术提供一种绿色环保的、符合建筑标准的多元耦合改性的低碳胶凝材料及制备的板材、制备方法。
[0010]本专利技术请求保护以下技术方案，本专利技术提供了一种多元耦合改性的低碳胶凝材料，其特征在于，包括氧化镁、氯化镁、改性剂和水组成的基料，其质量含量为：氧化镁28~67%，氯化镁10~27%，改性剂2~8%，余量为水；所述改性剂包含煅烧高岭土粉、石墨烯，其质量比为9：0.8~2.0；所述煅烧高岭土为500
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1000℃煅烧的微米级高岭土，所述石墨烯为纳米级石墨烯。
[0011]本专利技术还提供一种多元耦合气硬性低碳胶凝板材，包含基料层和填充物层，其特征在于，所述基料层由构成权利要求1所述建筑材料的基料组成，所述基料质量含量：氧化镁28~67%，氯化镁10~27%，改性剂2~8%，余量为水；所述改性剂包含煅烧高岭土粉、石墨烯，质量比为9：0.8~2.0；所述氯化镁是指无水氯化镁；所述填充物层包括以下填充物：加气混凝土、粉煤灰、活化煤矸石、矿渣、火山灰、陶粒、废旧轮胎碎屑、建筑残渣、植物纤维的一种或多种的组合。
[0012]进一步的，所述基料质量含量包含：氧化镁28%，氯化镁27%，改性剂8%，余量为水；其中改性剂包含煅烧高岭土粉、石墨烯，质量比为9：2.0；所述填充物是加气混凝土；或所述基料质量含量包含：氧化镁55%，氯化镁19%，改性剂5%，余量为水；其中改性剂包含煅烧高岭土粉、石墨烯，质量比为9：1.5；所述填充物是加气混凝土；或所述基料质量含量包含：氧化镁67%，氯化镁10%，改性剂2%，余量为水；其中改性剂包含煅烧高岭土粉、石墨烯，质量比为9：0.8；所述填充物是加气混凝土、植物纤维、粉煤灰和矿渣的任意比例组合，或所述填充物是绿植的生长基底，具体可以是青苔的生长基底；所述板材包括外壳体、填充块，或/和加强芯；所述板材大小和厚度符合建筑标准的要求。
[0013]本专利技术还提供一种所述多元耦合气硬性低碳胶凝板材的制备方法，包括如下步骤：第一步：由煅烧高岭土粉、石墨烯制得混合均匀的粉状混合改性剂，备用；
第二步：将第一步制得的改性剂与氯化镁、氧化镁与水混合，搅拌均匀，得到在空气中硬化后具有高强度的半固态（粥状）多元耦合改性的低碳胶凝基料；第三步：将第二步得到的所述基料在板材模具底部均匀铺设厚度2~50mm，作为板面I，构成基料层的底层；第四步：按照板材承载设计要求，根据第三步浇注板面I后，30分钟内将填充物在模具中的板面I上均匀铺设厚度10
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300mm，或填充物按一定长度间隔预留一个或多个3
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25mm间隙；将填充物与板面I压实，使填充物与板面I无间隙，但距离模具的顶部留有空间，所述填充物构成填充物层；第五步：将半固态（粥状）状的所述基料在第四步中的模具中再堆放刮平在填充物上，并使得所述基料流入并铺满填充物上，将上下两层板面I和II粘结在一起，或使得本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多元耦合改性的低碳胶凝材料，其特征在于，包括氧化镁、氯化镁、改性剂和水组成的基料，其质量含量为：氧化镁28~67%，氯化镁10~27%，改性剂2~8%，余量为水；所述改性剂包含煅烧高岭土粉、石墨烯，其质量比为9：0.8~2.0；所述煅烧高岭土为500
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1000℃煅烧的微米级高岭土，所述石墨烯为纳米级石墨烯。2.一种多元耦合气硬性低碳胶凝板材，包含基料层和填充物层，其特征在于，所述基料层由构成权利要求1所述材料的基料组成，所述基料质量含量：氧化镁28~67%，氯化镁10~27%，改性剂2~8%，余量为水；所述改性剂包含煅烧高岭土粉、石墨烯，质量比为9：0.8~2.0；所述氯化镁是指无水氯化镁；所述填充物层包括以下填充物：加气混凝土、粉煤灰、活化煤矸石、矿渣、火山灰、陶粒、废旧轮胎碎屑、建筑残渣、植物纤维的一种或多种的组合。3.根据权利要求2所述多元耦合气硬性低碳胶凝板材，其特征在于，所述基料质量含量包含：氧化镁28%，氯化镁27%，改性剂8%，余量为水；其中改性剂包含煅烧高岭土粉、石墨烯，质量比为9：2.0；所述填充物是加气混凝土；或所述基料质量含量包含：氧化镁55%，氯化镁19%，改性剂5%，余量为水；其中改性剂包含煅烧高岭土粉、石墨烯，质量比为9：1.5；所述填充物是加气混凝土；或所述基料质量含量包含：氧化镁67%，氯化镁10%，改性剂2%，余量为水；其中改性剂包含煅烧高岭土粉、石墨烯，质量比为9：0.8；所述填充物是加气混凝土、植物纤维、粉煤灰和矿渣的任意比例组合，或所述填充物是绿植的生长基底，具体可以是青苔的生长基底；所述板材包括外壳体、填充块，或/和加强芯；所述板材大小和厚度符合建筑标准的要求。4.根据权利要求2或3所述多元耦合气硬性低碳胶凝板材的制备方法，包括如下步骤：第一步：由煅烧高岭土粉、石墨烯制得混合均匀的粉状混合改性剂，备用；第二步：将第一步制得的改性剂与氯化镁、氧化镁与水混合，搅拌均匀，得到在空气中硬化后具有高强度的半固态或粥状多元耦合改性的低碳胶凝基料；第三步：将第二步得到的所述基料在板材模具底部均匀铺设厚度2~50mm，作为版面I，构成基料层的底层；第四步：按照板材承载设计要求，根据第三步浇注板面I后，30分钟内将填充物在模具中的板面I上均匀铺设厚度10
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300mm，或填充物按一定长度间隔预留一个或多个3
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25mm间隙；将填充物与板面I压实，使填充物与板面I无间隙，但距离模具的顶部留有空间，所述填充物构成填充物层；第五步：将半固态或粥状的所述基料在第四步中的模具中再堆放刮平在填充物上，并使得所述基料流入并铺满填充物上，将上下两层板面I和II粘结在一起，或使得所述基料流入并充满到预留间隙里并将上下两层板面I和II粘结在一起；且上面均匀铺设一层厚度为2~50mm，作为板面II，构成基料层的顶层；第六步：铺设完成后，空气中硬化风干超过至少24h，得到仅由外壳体及填充物构成的所述板材；或得到包含由填充物间填充有所述基料的间隙形成加强芯的所述板材。5.根据权利要求4所述多元耦合气硬性低碳胶凝板材的制备方法，其特征在于：所述间隙包括在模具底部和顶部外的内表面区域形成的间隙，脱模后的板材的基料层为基料形成
的包含底层、顶层和中间侧壁的封闭体；制备后的所述板材大小和厚度符合建筑标准的要求，通常规格尺寸均为3的整数倍。6.根据权利要求4所述多元耦合气硬性低碳胶凝板材的制备方法，其特征在于：第四步中将绿植设置在墙板外面，做成绿色植被覆盖的墙板，板面I的外表面铺设绿色植物生长基底。7.根据权利要求4
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6任一项所述多元耦合气硬性低碳胶凝板材的制备方法，其特征还在于，所述模具为带有可移动的用于固定和限制填充空间的模板固定隔断的模具；所述模具被放置在传送带上。8.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：高玉宗，高原晨曦，
申请(专利权)人：北京四方联新技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：