技术领域
[0001] 本
发明涉及建筑内
外墙板材领域，具体涉及一种轻质发泡铝
水泥板材及其制备方法。
背景技术
[0002] 近些年，国家大
力提倡发展环保型建筑，
建筑材料节能化也将成为今后的重要课题。
泡沫混凝土是通过物理或者化学的方法将气泡引入胶凝材料浆体中，经过浇注、成型和自然养护所形成的一种含有大量封闭气孔的新型轻质保温材料，其具有轻质、保温、
隔热、
隔音、抗震性能好等诸多优点，在发展新型节能墙体和屋面的保温、隔热技术中占有重要的地位。现有的发泡铝水泥板材的保温、隔热效率不佳，无法满足人们对舒适居住坏境的要求。
[0003] 铝屑是铝类器械加工后废弃的材料。若直接废弃，会污染
土壤，且过多的铝元素会损害人的脑细胞。根据世界卫生组织的评估，规定铝的每日摄入量为0～0.6mg/kg。如何将铝屑进行
回收利用是一项亟待解决的技术问题。
发明内容
[0004] 针对
现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种轻质发泡铝水泥板材及其制备方法，该轻质发泡铝水泥板材能够有效利用铝类器械加工后废弃的铝屑，利用铝屑具有
碱反应发泡的特性，获得具有材质轻、粘结强度高、保温和降噪性能好的轻质发泡铝水泥板材，可用于粘附于建筑外墙及屋内上；其制备方法工序简单、原料易得、成本低。
[0005] 为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。
[0006] (一)一种轻质发泡铝水泥板材，包括以下原料：砂子、水泥、铝屑、发泡剂、稳泡剂、
纤维和水。
[0007] 优选的，所述砂子的粒径不大于13.2mm。
[0008] 优选的，所述铝屑的长度为0.5～2.5mm。
[0009] 优选的，所述发泡剂包含十二烷基
硫酸钠。
[0010] 进一步优选的，所述发泡剂还包含
炭黑。
[0011] 优选的，所述稳定剂包含聚丙烯酰胺、羟丙基甲基
纤维素、聚
丙烯酸钠中的一种或多种。
[0012] 优选的，所述纤维为聚丙烯纤维。
[0013] 进一步优选的，所述聚丙烯纤维的长度为1.5～200.0mm。
[0014] 优选的，所述原料的用量为：砂子1200-1500份、水泥400-500份、铝屑30-50份、发泡剂20-38份、稳泡剂10-15份、纤维5-8份和水200-220份。
[0015] 进一步优选的，所述原料的用量为：砂子1350份、水泥450份、铝屑30-50份、发泡剂20-38份、稳泡剂10-15份、纤维5-8份和水200-210份。
[0016] 优选的，所述发泡剂包含十二烷基硫酸钠15～40份和炭黑3～8份。
[0017] (二)一种轻质发泡铝水泥板材的制备方法，包括以下步骤：
[0018] 步骤1，将砂子烘干至恒重，备用；
[0019] 步骤2，将砂子、水泥、铝屑、发泡剂、稳泡剂、纤维和水混合，搅拌，得搅拌物；
[0020] 步骤3，将所述搅拌物装入试模里，振捣，发泡定型，将试模脱去，得试件；对所述试件进行烘干，冷却至室温，即得。
[0021] 优选的，步骤2中，所述搅拌的速度为450～800转/分钟，搅拌的时间为5～8分钟。
[0022] 优选的，步骤3中，所述振捣的次数为40～60次。
[0023] 优选的，步骤3中，所述发泡定型的时间为3～5小时。
[0024] 优选的，步骤3中，所述烘干的
温度为130～160℃，烘干的时间为6～12小时。
[0025] 与现有技术相比，本发明的有益效果为：
[0026] (1)本发明所得的轻质发泡铝水泥板材用于粘附于建筑外墙及屋内，具有材质轻、粘结强度高、保温和降噪效果好等优点，其制备方法工序简单、原料易得、成本低。
[0027] (2)本发明所得的轻质发泡铝水泥板材中，能够有效利用铝类器械加工后废弃的铝屑，铝屑具有碱反应发泡的特性，铝屑与水泥、发泡剂结合产生大量气泡，所得的轻质发泡铝水泥板材具有良好的保温和降噪效果。
具体实施方式
[0028] 下面将结合
实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域的技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。
[0029] 实施例1
[0030] 一种轻质发泡铝水泥板材的制备方法，包括以下步骤：
[0031] 步骤1，将1350g砂子烘干至恒重，备用。
[0032] 步骤2，将1350g砂子、450g水泥、30g铝屑、35g发泡剂、15g稳泡剂、7.5g聚丙烯纤维和200g水混合，在速度为450转/分钟条件下搅拌6.5分钟，得搅拌物。其中，发泡剂包含十二烷基硫酸钠30g和炭黑5g，稳泡剂包含聚丙烯酰胺8g和羟丙基甲基纤维素7g。
[0033] 步骤3，将搅拌物装入试模里，反复振捣40次，不准留有大空隙，振捣后试模发泡定型5小时，然后将试模轻轻脱去，得试件。将试件放入150℃的烘箱中烘干10小时，冷却至室温，切割到标准要求的尺寸，即得。
[0034] 实施例2
[0035] 一种轻质发泡铝水泥板材的制备方法，包括以下步骤：
[0036] 步骤1，将1350g砂子烘干至恒重，备用。
[0037] 步骤2，将1350g砂子、450g水泥、45g铝屑、37.5g发泡剂、10g稳泡剂、7g聚丙烯纤维和210g水混合，在速度为450转/分钟条件下搅拌7.0分钟，得搅拌物。其中，发泡剂为十二烷基硫酸钠，稳泡剂包含聚丙烯酰胺3g、聚丙烯酸钠5g和羟丙基甲基纤维素2g。
[0038] 步骤3，将搅拌物装入试模里之后反复振捣40次，不准留有大空隙，振捣后试模发泡定型5小时，然后将试模轻轻脱去，得试件。将试件放入150℃的烘箱中烘干10小时，冷却至室温，切割到标准要求的尺寸，即得。
[0039] 实施例3
[0040] 一种轻质发泡铝水泥板材的制备方法，包括以下步骤：
[0041] 步骤1，将1350g砂子烘干至恒重，备用。
[0042] 步骤2，将1350g砂子、450g水泥、50g铝屑、30g发泡剂、12g稳泡剂、7.5g聚丙烯纤维和210g水混合，在速度为450转/分钟条件下搅拌6.0分钟，得搅拌物。其中，发泡剂包含十二烷基硫酸钠27g和炭黑3g，稳泡剂包含羟丙基甲基纤维素12g。
[0043] 步骤3，将搅拌物装入试模里之后反复振捣40次，不准留有大空隙，振捣后试模发泡定型6小时，然后将试模轻轻脱去，得试件。将试件放入150℃的烘箱中烘干10小时，冷却至室温，切割到标准要求的尺寸，即得。
[0044] 实施例4
[0045] 一种轻质发泡铝水泥板材的制备方法，包括以下步骤：
[0046] 步骤1，将1200g砂子烘干至恒重，备用。
[0047] 步骤2，将1200g砂子、400g水泥、30g铝屑、35g发泡剂、12.5g稳泡剂、8g聚丙烯纤维和200g水混合，在速度为500转/分钟条件下搅拌8分钟，得搅拌物。其中，发泡剂包含十二烷基硫酸钠32g和炭黑3g，稳泡剂包含聚丙烯酰胺5.5g和羟丙基甲基纤维素7g。
[0048] 步骤3，将搅拌物装入试模里，反复振捣50次，不准留有大空隙，振捣后试模发泡定型5小时，然后将试模轻轻脱去，得试件。将试件放入130℃的烘箱中烘干12小时，冷却至室温，切割到标准要求的尺寸，即得。
[0049] 实施例5
[0050] 一种轻质发泡铝水泥板材的制备方法，包括以下步骤：
[0051] 步骤1，将1500g砂子烘干至恒重，备用。
[0052] 步骤2，将1500g砂子、500g水泥、40g铝屑、38g发泡剂、10g稳泡剂、5g聚丙烯纤维和220g水混合，在速度为650转/分钟条件下搅拌7分钟，得搅拌物。其中，发泡剂包含十二烷基硫酸钠30g和炭黑8g，稳泡剂包含聚丙烯酰胺5g和羟丙基甲基纤维素5g。
[0053] 步骤3，将搅拌物装入试模里，反复振捣40次，不准留有大空隙，振捣后试模发泡定型5小时，然后将试模轻轻脱去，得试件。将试件放入160℃的烘箱中烘干6小时，冷却至室温，切割到标准要求的尺寸，即得。
[0054] 对比例1
[0055] 一种不含铝屑的泡沫水泥板材的制备方法，包括以下步骤：
[0056] 步骤1，将1350g砂子烘干至恒重，备用。
[0057] 步骤2，将1350g砂子、450g水泥、35g发泡剂、12g稳泡剂、7.5g聚丙烯纤维和210g水混合，在速度为450转/分钟条件下搅拌6.0分钟，得搅拌物。其中，发泡剂包含十二烷基硫酸钠32g和炭黑3g，稳泡剂包含羟丙基甲基纤维素12g。
[0058] 步骤3，将搅拌物装入试模里之后反复振捣40次，不准留有大空隙，振捣后试模发泡定型6小时，然后将试模轻轻脱去，得试件。将试件放入150℃的烘箱中烘干10小时，冷却至室温，切割到标准要求的尺寸，即得。
[0059] 对比例2
[0060] 一种泡沫水泥板材的制备方法，包括以下制备步骤：
[0061] 将强度为42.5水泥450g和中砂1350g混合，搅拌成均匀浆料，加入聚氯乙烯150g干混
砂浆，接着加入水(水与水泥的
质量比0.5)，搅拌均匀，得和易性较好、粘稠度适中的泡沫水泥板材。
[0062] 对比例3
[0063] 一种泡沫水泥板材的制备方法，包括以下制备步骤：
[0064] 将强度为42.5水泥450g和中砂1350g混合，搅拌成均匀浆料，再加入羟丙基甲基纤维素醚8.4g、硫酸铝5.5g、苯丙乳液10.6g和水200g，搅拌均匀，得和易性较好、粘稠度适中的泡沫水泥板材。
[0065] 以上实施例中，砂子的粒径不大于13.2mm，有孔隙的最好，推荐珊瑚砂；水泥标号为42.5，试验符合规范JTG E30-2005《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》要求；发泡剂发泡稳定，稳泡剂可使气泡长存，都不影响强度；聚丙烯纤维长度在1.5～200.0mm之间。
[0066] 本发明所得的轻质发泡铝水泥板材，铝屑碱反应生成大量气泡，有一定的降噪效果；对于无机保温材料，水泥在各组材料间起到胶凝材料的作用；发泡剂和稳泡剂能对铝屑产生的气泡进行优化，生成封闭、均匀、稳定的气泡，提高拌合物和易性和保水性，降低材料导热系数；聚丙烯纤维能有效改善材料的韧性、抗冻性及外力作用下的破坏形态，起到很好的“微配筋”作用，大大增加保温材料的整体性及抗裂性。
[0067] 分别对实施例1-5所得的轻质发泡铝水泥板材、对比例1-3所得的泡沫水泥板材粘结强度、孔隙率和导热系数进行测试；其中，粘结强度、孔隙率参考标准《GB/T 30100-2013建筑墙板试验方法》中规定的方法进行检测，导热系数按照GB/T 32981-2016《墙体材料当量导热系数测定方法》，测试结果如表1所示：
[0068] 表1泡沫水泥板材的性能测试结果
[0069] 方案 粘结强度(MPa) 导热系数(W/m·K) 孔隙率(％)实施例1 0.35 0.1121 35.6％
实施例2 0.37 0.1137 39.2％
实施例3 0.34 0.1284 41.1％
实施例4 0.39 0.1169 37.4％
实施例5 0.35 0.1203 37.8％
对比例1 0.28 0.1396 27.8％
对比例2 0.25 0.1412 22.7％
对比例3 0.27 0.1482 21.5％
[0070] 由表1可知，实施例1-5所得的轻质发泡铝水泥板材的粘结强度≥0.10MPa，符合GB50210《建筑装饰装修工程质量验收规范》要求。实施例1-5所得的轻质发泡铝水泥板材的粘结强度高于对比例1，表明铝屑有助于提高轻质发泡铝水泥板材的粘结强度。实施例1-5所得的轻质发泡铝水泥板材的导热系数低于对比例1，孔隙率高于对比例1，表明铝屑能够提高轻质发泡铝水泥板材的保温、降噪能力。
[0071] 实施例1-5所得的轻质发泡铝水泥板材的粘结强度高于对比例2-3，与现有的泡沫水泥板材相比，本
申请具有更好的粘结强度。实施例1-5所得的轻质发泡铝水泥板材的导热系数低于对比例2-3，孔隙率高度对比例2-3，表明本申请所得的轻质发泡铝水泥板材具有更好的保温、降噪能力。
[0072] 本申请中，铝会和碱性物质发生反应，从而产生大量气泡。当铝屑作为掺合料加入水泥或水泥混凝土时，与
水泥熟料水化产生的高碱性水化
硅酸
钙凝胶和Ca(OH)2发生反应，使得混合料的气泡数量急剧增加；且小孔的吸声性能要优于大孔，保证保温降噪效果大大提高。本申请的轻质发泡铝水泥材料是一种新型低
碳环保无机保温降噪材料，能实现人们对舒适居住坏境的要求。
[0073] 虽然，本
说明书中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明
基础上，可以对之作一些
修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
