一种磷石膏基复合墙板材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种磷石膏基复合墙板材料，组成按重量份数计如下：硫铝酸盐水泥

【技术实现步骤摘要】
一种磷石膏基复合墙板材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于复合材料
，具体涉及一种磷石膏基复合墙板材料及其制备方法
。

技术介绍

[0002]传统的墙板大多是由石膏或钢筋混凝土制成，其强度低和耐水性能差等缺陷导致墙板在特定的环境中会产生裂缝，轻则影响美观，重则渗水
、
脱落，缩短建筑物的使用寿命
。
因此，研究性能优异的墙板材料具有重要意义
。
[0003]磷石膏是湿法制磷酸时产生的工业废弃物，
2022
年，我国磷石膏综合利用率仅为
50.4
％，累积堆存量约
8.7
亿吨，既占用大量的土地资源，又容易产生生态环境污染隐患
。
目前，将磷石膏煅烧生成磷建筑石膏是磷石膏资源化利用的主要技术途径之一
。
硫铝酸盐水泥不仅具有快硬早强和低碳的优势，且将其掺到磷建筑石膏中还能起到提高强度的效果
。
苎麻纤维是一种纤维素含量极高的植物纤维，相比合成和无机纤维具有天然环保的优点，且相较于其他植物纤维具有弹性模量高和密度低等优点
。
[0004]传统的磷石膏基复合墙板材料存在耐水性和力学性能不够的问题，传统合成纤维
、
有机纤维与墙板材料复合还存在界面粘结差的缺陷
。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的在于通过将苎麻纤维掺入磷石膏基墙板材料中，不仅可以有效改善磷石膏基墙板材料韧性差
、
粘结性能差等问题，植物纤维自养护的作用还能有效弥补墙板材料耐水性能差的缺陷，同时所用原料低碳环保
。
[0006]为达到上述目的，采用技术方案如下：
[0007]一种磷石膏基复合墙板材料，其组成按重量份数计如下：
[0008]硫铝酸盐水泥
500
‑
580
份，磷建筑石膏
250
‑
300
份，硅灰
100
‑
150
份，苎麻纤维
2.5
‑
10
份，生石灰
20
‑
40
份，早强剂
20
‑
25
份，缓凝剂5‑
10
份，增稠剂1‑3份，热稳定剂1‑5份，减水剂
0.5
‑
2.5
份；其中所述的苎麻纤维为经过氢氧化钠表面改性处理后的苎麻纤维
。
[0009]按上述方案，所述硫铝酸盐水泥为
42.5
级快硬硫铝酸盐水泥，其
28d
抗压强度为
46.8MPa。
[0010]按上述方案，所述磷建筑石膏是由磷石膏煅烧而来，其主要成分为
β
‑
CaSO4·
0.5H2O
，
pH
值为
5.6。
[0011]按上述方案，所述硅灰的主要氧化物成分为
SiO2，其占比约
89.62
％
。
[0012]按上述方案，所述苎麻纤维长度为
10mm、
密度为
1.45g/cm3、
直径为
65
μ
m、
弹性模量为
18GPa。
[0013]按上述方案，所述的苎麻纤维改性处理包括以下步骤：
[0014]将苎麻纤维浸泡在充满清水的超声容器中，超声处理除去表面的灰尘和油脂后烘干；
[0015]将烘干的苎麻纤维放入
NaOH
溶液中浸泡处理，浸泡结束后洗涤烘干，得到改性后的苎麻纤维
。
[0016]按上述方案，超声处理时间为
30min
；
NaOH
溶液浓度为
1mol/L
；浸泡时间为
72h
；烘干温度为
70℃。
[0017]按上述方案，所述生石灰中
CaO
的含量大于
85wt
％
。
[0018]按上述方案，所述早强剂和缓凝剂分别为硝酸钙
、
硫酸钠
。
[0019]按上述方案，所述增稠剂为羟丙基甲基纤维素，粘度为
100000mPa
·
s。
[0020]按上述方案，所述热稳定剂为硬脂酸锌，熔点为
120 1 5℃。
[0021]按上述方案，所述减水剂为聚羧酸减水剂，固含量为
40wt
％，减水率为
35
％
。
[0022]一种磷石膏基复合墙板材料的制备方法，包括以下步骤：
[0023](1)
将硫铝酸盐水泥
、
磷建筑石膏
、
硅灰
、
生石灰
、
增稠剂
、
热稳定剂混合得到均匀粉料；将早强剂
、
缓凝剂
、
减水剂加入水中混合均匀得到混合溶液；
[0024](2)
将改性处理后的苎麻纤维与所述均匀粉料混合，加入所述混合溶液搅拌混合均匀，即得磷石膏基复合墙板材料成品
。
[0025]相对于现有技术，本专利技术有益效果如下：
[0026]本专利技术中的无机胶凝材料使用了快硬硫铝酸盐水泥和磷建筑石膏
。
硫铝酸盐水泥与传统的硅酸盐水泥相比更加绿色环保，其凝结时间快
、
早期强度高更是赋予了该墙板材料快硬早强的特点
。
而掺入磷建筑石膏则能够消纳大量的工业废渣磷石膏，提高磷石膏的综合利用率
。
[0027]本专利技术采用天然苎麻纤维，并用
NaOH
溶液对其进行表面改性处理，解决了在墙板材料中掺入合成纤维
、
有机纤维等成本高问题的同时改善了纤维与墙板材料间界面粘结差的缺陷
。
[0028]本专利技术提供的磷石膏基复合墙板材料，由于纤维在基体材料中相互搭接形成纤维网格结构，在基体材料受到外部荷载时，纤维能够起到加强筋作用的同时与基体材料共同分散应力，故力学性能和粘结性能均高于传统水泥基墙板材料；由于苎麻纤维与基体材料之间存在界面粘结力和机械咬合作用，掺入适量亲水性纤维可以实现单一的晶体向晶体和胶体共生结构的转换，弥补试件泡水后带来的缺陷，使耐水性能得到改善
。
[0029]本专利技术提供的磷石膏基复合墙板材料涉及无机胶凝材料与天然植物纤维，该墙板材料不仅具有优异的力学性能与耐水性能，将其运用到建筑墙板领域具有广阔的发展前景
。
具体实施方式
[0030]以下实施例进一步阐释本专利技术的技术方案，但不作为对本专利技术保护范围的限制
。
[0031]具体实施例提供了一种磷石膏基复合墙板材料，其组成按重量份数计如下：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种磷石膏基复合墙板材料，其特征在于组成按重量份数计如下：硫铝酸盐水泥
500
‑
580
份，磷建筑石膏
250
‑
300
份，硅灰
100
‑
150
份，苎麻纤维
2.5
‑
10
份，生石灰
20
‑
40
份，早强剂
20
‑
25
份，缓凝剂5‑
10
份，增稠剂1‑3份，热稳定剂1‑5份，减水剂
0.5
‑
2.5
份；其中所述的苎麻纤维为经过氢氧化钠表面改性处理后的苎麻纤维
。2.
如权利要求1所述磷石膏基复合墙板材料，其特征在于所述硫铝酸盐水泥为
42.5
级快硬硫铝酸盐水泥，其
28d
抗压强度为
46.8MPa。3.
如权利要求1所述磷石膏基复合墙板材料，其特征在于所述磷建筑石膏是由磷石膏煅烧而来，其主要成分为
β
‑
CaSO4·
0.5H2O
，
pH
值为
5.6。4.
如权利要求1所述磷石膏基复合墙板材料，其特征在于所述硅灰的主要氧化物成分为
SiO2，其占比约
89.62
％
。5.
如权利要求1所述磷石膏基复合墙板材料，其特征在于所述苎麻纤维长度为
10mm、
密度为
1.45g/cm...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖宜顺，陈佳文，张天潇，陈卓，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：