一种模块化建筑用墙体的制备方法

1.一种模块化建筑用墙体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)混料：将水泥、复合填料加入到水中，搅拌30～40分钟后，再加入中空聚合物微球、增强纤维以及次氯酸钠、减水剂，搅拌1～1.5小时得到混合物A；其中水泥、复合填料、水的质量比为100∶(20～25)∶(50～55)；水泥、中空聚合物微球、增强纤维、次氯酸钠、减水剂的质量比为100∶(0.8～1)∶(8～10)∶(3～5)∶(0.3～0.5)；
(2)成型：在制备墙体的模具内放置钢筋网架与线管，将混合物A倒入模具中，振捣，找平，然后自然固化成型得到浇筑后的混凝土构件；
(3)养护：在通风环境下，在浇筑后的混凝土构件表面涂覆养护剂，养护剂自然晾干后
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即完成墙体的养护，养护剂的使用量为100～120g/m；
(4)涂刷：在经过养护的墙体的两面涂覆防霉水性涂料，待涂料自然晾干后即完成所述墙体的制备；
所述中空聚合物微球的粒径为0.02～0.06微米；
所述中空聚合物微球为中空聚甲基丙烯酸甲酯微球；
所述中空聚合物微球使用前经过表面处理，具体步骤如下：
将中空聚合物微球、去离子水、甲基丙烯酸按质量比1∶100∶25的比例混合，混合后的溶液置于磁力搅拌器上搅拌并于45℃加热30分钟，再进行超声波震荡处理15分钟，处理后置于真空烘箱内，烘干即可；
所述减水剂由有以下方法制备得到：
将甲醛、尿素加入反应釜中，加水搅拌均匀，用乙二胺调节体系pH值为9.5，加热至
85℃，搅拌反应30～50min，然后加水降温至60℃，加入全氟辛基磺酸铵，用乙二胺调体系pH值为9.5；升温至85℃，搅拌反应1.5～2h，降温至65℃，加入聚乙烯醇，用硫酸调节体系pH值为6.5，搅拌反应2～2.5h，降温出料，即得减水剂；所述甲醛、尿素、全氟辛基磺酸铵、聚乙烯醇的质量比为1∶0.6∶0.3∶0.1；所述聚乙烯醇的分子量为1000～1300；
所述复合填料由以下方式制备得到：
将生贝壳粉与磷酸铝粉末混合均匀后，加入混合粉末重量10倍的乙醇以及粉末重量
1.5％的端羟基聚硅氧烷，搅拌40～50分钟，最后干燥即得到所述的复合填料；其中生贝壳粉与磷酸铝粉末的重量比为5∶1；端羟基聚硅氧烷的分子量为400～600；
所述增强纤维为分子量4200～5500的氰酸酯树脂环氧树脂共聚物纤维；其中环氧树脂的质量为氰酸酯树脂的5％；所述共聚物纤维的直径为0.08～0.15微米，长度为2～3毫米；
所述养护剂由以下重量配比的原料混合均匀后得到：
所述防霉水性涂料由下列重量配比的原料均匀混合后得到：
所述磷酸酯的结构式如下：
2.根据权利要求1所述的模块化建筑用墙体的制备方法，其特征在于：所述水泥为抗压强度为52.5MPa的早强型硅酸盐水泥。
3.根据权利要求1所述的模块化建筑用墙体的制备方法，其特征在于：所述水泥、复合填料、水的质量比为100∶22∶52。
4.根据权利要求1所述的模块化建筑用墙体的制备方法，其特征在于：所述水泥、中空聚合物微球、增强纤维、次氯酸钠、减水剂的质量比为100∶0.9∶9∶4∶0.4。

一种模块化建筑用墙体的制备方法\n技术领域\n[0001] 本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种模块化建筑用墙体的制备方法。\n背景技术\n[0002] 模块化建筑是一种组装化技术，它用事先预制好的混凝土模块构件，比如墙体，组装成各种房屋，施工简便、组装灵活。模块构件在工厂中预制，便于组织工业化生产、提高工效、减少材料消耗、受季节影响小。模块化建筑具有施工速度快、抗震性能好、使用面积大、建筑自重轻、施工简便、组装灵活、用工用料省、模块构件可以设计等特点，因此在城市建设中具有很好的应用价值。\n[0003] 墙体是构成房屋的主要构件，其需要具有一定的强度，还需要具有优异的隔音、隔热功能，同时还需要具有防水、阻燃性能。\n[0004] 减水剂是一类可显著减少新拌混凝土用水量、提高混凝土性能、延长混凝土使用寿命，或在保持混凝土性能和使用寿命基本不变的前提下，较大幅度的减少水泥用量的化学添加剂。传统的高效减水剂在性能方面存在一些缺憾，不能适应高强高性能混凝土的发展，同时萘系高效减水剂的主要原料萘资源相对枯竭，价格高，而密胺减水剂存在高成本、保存时间短的缺点；所以需要开发一种综合性能优良、成本低的减水剂。\n[0005] 另外，墙体发霉、长毛(又称墙体霉斑、墙癌)现象一直困扰着建筑业和百姓，人们在霉菌环境下生活，可引发呼吸道疾病和过敏症状，免疫力低的人还会引起头疼、发烧等。\n增生的霉菌不仅会威胁到动物和人类的健康，霉菌的发生还会影响物体表面的美观，在深层生长的霉菌还会冲破漆膜造成开裂和剥落，导致物体受损。\n发明内容\n[0006] 本发明的目的是提供一种模块化建筑用墙体的制备方法。\n[0007] 为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：\n[0008] 一种模块化建筑用墙体的制备方法，包括以下步骤：\n[0009] (1)混料：将水泥、复合填料加入到水中，搅拌30～40分钟后，再加入 中空聚合物微球、增强纤维以及次氯酸钠、减水剂，搅拌1～1.5小时得到混合物A；其中水泥、复合填料、水的质量比为100∶(20～25)∶(50～55)；水泥、中空聚合物微球、增强纤维、次氯酸钠、减水剂的质量比为100∶(0.8～1)∶(8～10)∶(3～5)∶(0.3～0.5)；\n[0010] (2)成型：在制备墙体的模具内放置钢筋网架与线管，将混合物A倒入模具中，振捣，找平，然后自然固化成型得到浇筑后的混凝土构件；\n[0011] (3)养护：在通风环境下，在浇筑后的混凝土构件表面涂覆养护剂，养护剂自然晾\n2\n干后即完成墙体的养护，养护剂的使用量为100～120g/m；\n[0012] (4)涂刷：在经过养护的墙体的两面涂覆防霉水性涂料，待涂料自然晾干后即完成所述墙体的制备；\n[0013] 所述中空聚合物微球的粒径为0.02～0.06微米；\n[0014] 所述中空聚合物微球为中空聚甲基丙烯酸甲酯微球；\n[0015] 所述中空聚合物微球使用前经过表面处理，具体步骤如下：\n[0016] 将中空聚合物微球、去离子水、甲基丙烯酸按质量比1∶100∶25的比例混合，混合后的溶液置于磁力搅拌器上搅拌并于45℃加热30分钟，再进行超声波震荡处理15分钟，处理后置于真空烘箱内，烘干即可；\n[0017] 所述减水剂由有以下方法制备得到：将甲醛、尿素加入反应釜中，加水搅拌均匀，用乙二胺调节体系pH值为9.5，加热至85℃，搅拌反应30～50min，然后加水降温至60℃，加入全氟辛基磺酸铵，用乙二胺调体系pH值为9.5；升温至85℃，搅拌反应1.5～2h，降温至65℃，加入聚乙烯醇，用硫酸调节体系pH值为6.5，搅拌反应2～2.5h，降温出料，即得减水剂；所述甲醛、尿素、全氟辛基磺酸铵、聚乙烯醇的质量比为1∶0.6∶0.3∶0.1；所述聚乙烯醇的分子量为1000～1300；\n[0018] 所述复合填料由以下方式制备得到：将生贝壳粉与磷酸铝粉末混合均匀后，加入混合粉末重量10倍的乙醇以及粉末重量1.5％的端羟基聚硅氧烷，搅拌40～50分钟，最后干燥即得到所述的复合填料；其中生贝壳粉与磷酸铝粉末的重量比为5∶1；端羟基聚硅氧烷的分子量为400～600；\n[0019] 所述增强纤维为分子量4200～5500的氰酸酯树脂环氧树脂共聚物纤维；其中环氧树脂的质量为氰酸酯树脂的5％；所述共聚物纤维的直径为0.08～0.15微米，长度为\n2～3毫米；\n[0020] 所述养护剂由以下重量配比的原料混合均匀后得到：\n[0021] \n[0022] 所述防霉水性涂料由下列重量配比的原料均匀混合后得到：\n[0023] \n[0024] 所述磷酸酯的结构式如下：\n[0025] \n[0026] 上述技术方案中，所述水泥为抗压强度为52.5MPa的早强型硅酸盐水泥。\n[0027] 优选的技术方案中，所述水泥、复合填料、水的质量比为100∶22∶52；所述水泥、中空聚合物微球、增强纤维、次氯酸钠、减水剂的质量比为100∶0.9∶9∶4∶0.4。\n[0028] 中空聚合物微球是内部含有空腔的特殊微球材料，其一方面可以传递载荷，使应力分散均匀，避免应力集中，另一方面由于弹性的中空聚合物微球可以缓冲一部分外力，相当于对墙体增韧，提高强度。\n[0029] 本发明的中空聚合物微球可以通过常规的种子乳液聚合法制备得到；最后得到中空聚甲基丙烯酸甲酯微球经过表面处理即可使用。表面处理的 作用就是增加聚合物微球与水泥灌浆料中其余组分的相容性，提高墙体内各原材料之间的界面作用力。\n[0030] 本发明采用氰酸酯树脂环氧树脂共聚物纤维作为增强纤维，可以通过以下方式制备得到：首先将氰酸酯单体与环氧树脂单体在95℃下预聚得到分子量为4200～5500的预聚物；然后将预聚物溶于丙酮中配置成浓度为20％的纺丝液；再通过常规静电纺丝的方法制备得到纤维材料；最后将收集的共聚物纤维切割即为所述的增强纤维。在配置纺丝液时，如果预聚物的分子量过大，不仅溶解困难，而且刚性太大，导致制得的纤维变脆；分子量过小则纤维制品的力学强度低，起不到对墙体的增强效果。共聚物中氰酸酯树脂具有优异的力学性能；环氧树脂一方面可以作为固化剂与氰酸酯树脂共聚并改善其脆性，提高韧性；\n另一方面其所带的环氧基与墙体中其余组分，特别是无机组分表面带有的羟基相容性好，能够形成作用力强的氢键，不仅使整个材料内各组分之间界面作用力强，而且在受外力时共聚物纤维能起到很好的传递分散应力、吸收应力，增强墙体的作用。为了获得有效的增强效果，避免缺陷，本发明采用的共聚物纤维的直径为0.08～0.15微米，长度为2～3毫米，合适的长径比不仅容易与墙体材料中其余组分混合均匀，而且能够有效地增强墙体；优选的技术方案，环氧树脂为双酚A型环氧树脂；氰酸酯树脂为双酚A型氰酸酯树脂。\n[0031] 由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：\n[0032] (1)本发明首次将中空聚合物微球应用到墙体材料中，有效地降低了墙体的密度，还能够提高墙体的力学强度；首次将热固性树脂纤维应用到墙体材料中，其与墙体原料中其余组分相容性好，能够进一步提高材料的力学强度；\n[0033] (2)本发明使用的养护剂成膜性好，涂覆后能迅速渗透至混凝土内部毛细孔壁上，阻塞毛细孔通道，形成坚固的防水层，保水率高；防霉涂料具有优异的防霉性能与阻燃性能，无色无味；\n[0034] (3)本发明使用含有丰富甲壳素的、无毒的贝壳粉与粘接性优异的磷酸铝经硅氧烷处理后作为填料，与有机成分相容性好，具有抗老化效果， 并且可以与磷酸酯化合物形成协同阻燃体系，进一步提高体系的阻燃性能；\n[0035] (4)本发明公开的墙体的制备方法简单、能耗低、环保，适合模块化建筑工业的应用。\n具体实施方式\n[0036] 下面结合实施例对本发明作进一步描述：\n[0037] 合成例一磷酸酯的合成\n[0038] 向三口瓶中加入12mL溴代正戊烷、8ml二乙醇胺以及30ml无水乙醇和4g硅醇钾，回流搅拌反应3小时，冷却，过滤得到液体；在向液体中加入85％磷酸1.5ml、50ml丙酮以及2g五氧化二磷，加热至60℃，搅拌反应2小时，蒸馏去除丙酮，得到淡黄色液体，即为磷酸酯。\n[0039] 实施例模块化建筑用墙体的制备\n[0040] 根据表1的原料配比，通过以下步骤制备墙体：\n[0041] (1)混料：将水泥、复合填料加入到水中，搅拌30分钟，再加入中空聚合物微球、增强纤维以及次氯酸钠、减水剂，搅拌1.5小时得到混合物A；\n[0042] (2)成型：在制备墙体的模具内放置钢筋网架与线管，将混合物A倒入模具中，振捣，找平，然后自然固化成型得到浇筑后的混凝土构件；\n[0043] (3)养护：将丙烯酸丁酯25Kg、硅酸钠19Kg、去离子水50Kg、壬基酚聚氧乙烯醚\n1.4Kg、NaHCO30.4Kg、四乙氧基硅烷14Kg混合均匀得到养护剂；然后在通风环境下，在浇筑后的混凝土构件表面涂覆养护剂，养护剂自然晾干后即完成墙体的养护，养护剂的使用量\n2\n为110g/m；\n[0044] (4)涂刷：将水溶性聚氨酯25Kg、丙二醇0.15Kg、去离子水27Kg、预分散的纳米二氧化钛溶液1.7Kg、全氟辛基磺酸钠0.4Kg、磷酸酯2.5Kg混合均匀得到防霉水性涂料；然后在经过养护的墙体的两面涂覆防霉水性涂料，待涂料自然晾干后即完成所述墙体的制备。\n[0045] 表1墙体制备过程中各原料的质量配比\n[0046] \n 实施例一 实施例二 实施例三 \n水泥 100 100 100 \n复合填料 20 22 25 \n[0047] \n中空聚合物微球 0.8 0.9 1.0 \n增强纤维 8 9 10 \n次氯酸钠 3 4 5 \n减水剂 0.3 0.4 0.5 \n水 50 52 55 \n[0048] 性能测试\n[0049] 根据JC901-2002测试上述墙体的保水率、抗压强度比以及碳化深度；根据JTJ053、JC474-1999测试了上述墙体的磨损量、渗透压力比，结果见表2；根据GB8076-2008、GB8077-2008测试了减水率、泌水率比、坍落度以及水泥净浆流动度，结果见表2。\n[0050] 表2墙体的性能表征\n[0051]