一种建筑用矿渣楼承板及其制备方法技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种建筑用矿渣楼承板及其制备方法。
背景技术
楼承板又称为组合楼板，钢承板，压型钢板，楼层板，组合楼层板等。传统的混凝土建筑中楼板一般采用现浇板，配以满堂支模架的施工工法。该板各项性能好，造价低，具有广泛的应用基础。随着建筑要求及相关技术不断的发展，尤其是施工快捷的钢结构的不断涌现和建筑体形的多样化，以及环保问题日益放在重要位置，现浇板的工法暴露其不可避免的问题。这种建造方式存在施工周期长、耗工时、耗材、耗能、耗水，自重较重且产生空气污染、噪声污染等。采用钢结构为房屋建筑结构受力体系是实施建筑工业化的一种重要措施。但是在钢结构建筑的建造过程中，仍需要大量现场湿作业的施工，尤其是楼层与楼层之间的楼层板的施工，采用现场湿作业铺设楼层板过程需要大量的木材做底模板和支撑材料，并铺设一定量的钢筋使楼层板的整体刚度和强度满足各项技术指标，最后浇筑混凝土硬化。因此，这种方式得到的楼层板的强度需要大量钢筋的支撑。
碱激发矿渣胶凝材料是近年来胶凝材料领域的研究热点之一。与传统水泥相比，具有较高的强度、较低的水化热，以及较好的快硬性、抗腐蚀性、抗冻性、护筋性等优异的性能，并且生产工艺简单、投资少、能耗低、污染小。目前已在水泥、混凝土方面得到了一定的应用，但在板材制品的应用方面仍处于空白，因此，进一步寻求更理想的建筑用矿渣楼承板成为现实所需。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种建筑用矿渣楼承板及其制备方法，能够解决上述问题。
一种建筑用矿渣楼承板，所述矿渣楼承板包括：面层和中料层，所述面层包括：上面层、下面层；所述中料层设置在所述上面层和所述下面层之间；所述上面层和所述下面层由以下成分按重量份数制成：矿渣100份、硅灰或粉煤灰0-60份、碱性激发剂1-20份、水20-50份、木屑3-20份、聚丙烯纤维0.1-1.0份；所述的中料层由以下成分按重量份数制成：矿渣100份、硅灰或粉煤灰0-90份、碱性激发剂1-20份、水20-40份、木屑5-40份。
根据本发明的一个实施例，进一步的，所述碱性激发剂由以下成分按重量份数制成：苛性钠1-4.5、钠水玻璃1-15份、石灰0-3.5份、芒硝0-3份、纯碱按0-1.5份。
根据本发明的一个实施例，进一步的，所述上面层和所述下面层由以下成分按重量份数制成：矿渣100份、粉煤灰60份、碱性激发剂15份、水50份、木屑20份、聚丙烯纤维0.8份；所述的中料层由以下成分按重量份数制成：矿渣100份、粉煤灰60份、碱性激发剂15份、水40份、木屑40份；其中，所述碱性激发剂由以下成分按重量份数制成：苛性钠3份、钠水玻璃10份。
根据本发明的一个实施例，进一步的，所述上面层和所述下面层由以下成分按重量份数制成：矿渣100份、粉煤灰10份、碱性激发剂12份、水60份、木屑25份、聚丙烯纤维0.5份；所述的中料层由以下成分按重量份数制成：矿渣100份、粉煤灰60份、碱性激发剂16份、水45份、木屑50份；其中，所述碱性激发剂由以下成分按重量份数制成：苛性钠3份、钠水玻璃10份、石灰1份。
根据本发明的一个实施例，进一步的，所述上面层和所述下面层由以下成分按重量份数制成：矿渣100份、硅灰15份、碱性激发剂12份、水40份、木屑15份、聚丙烯纤维0.2份；所述的中料层由以下成分按重量份数制成：矿渣100份、硅灰25份、碱性激发剂15份、水30份、木屑25份；其中，所述碱性激发剂由以下成分按重量份数制成：苛性钠5份、石灰5份、二水石膏2份、纯碱2份。
根据本发明的一个实施例，进一步的，所述上面层和所述下面层中铺设有玻璃纤维网格布。
根据本发明的一个实施例，进一步的，所述上面层和所述下面层中铺设有1-10张所述玻璃纤维网格布；其中，所述玻璃纤维网格布为耐碱、中碱、无碱玻璃纤维网格布中的一种
根据本发明的一个实施例，进一步的，在所述面层或所述中料层中铺设有钢丝网。
根据本发明的一个实施例，进一步的，在所述面层或中料层中铺设有1-5张钢丝网；其中，所述钢丝网为网丝直径0.5mm-2mm，网格尺寸5-25mm的冷拔低碳钢丝网，抗拉强度大于等于450MPa。
一种如上所述的建筑用矿渣楼承板的制备方法，具体步骤如下：将面层物料和中料层物料按照溶液、粉体和木屑的顺序依次加入搅拌机中搅拌5-10分钟；将面层材料铺装在两张模板上，并在面层材料上面铺设玻璃纤维网格布和钢丝网；在其中一张模板的上面铺设中料，并在中料上面铺设钢丝网；将另外一张模板翻转覆盖在中料层上，形成楼承板胚料；将楼承板胚料送入热压机热压，其中，热压温度为60-150℃，热压压力为8-30MPa，热压时间为15-60min；卸压后拆模，将楼承板毛胚放入温度20-50℃、相对湿度70-90％环境中养护1-3天；将楼承板毛胚切割成规格尺寸，成为楼承板成品。
本发明的建筑用矿渣楼承板及其制备方法，胶凝材料采用碱激发矿渣胶凝材料，能最大限度的把工业废渣转化为高附加值的产品，而且其生产的楼承板制品，耐候性能优异；碱性激发剂可以显著的改善碱激发矿渣胶凝材料的性能，提高强度和耐久性能；可以为工厂预制，缩短施工工期，降低成本，实现建筑工业化；同时具有强度高、工艺简单、价格低廉等优点，可以大量应用于不同的场合，使得其用途范围广。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在一个实施例中，本发明提供一种建筑用矿渣楼承板，矿渣楼承板包括：面层和中料层，面层包括：上面层、下面层；中料层设置在上面层和下面层之间。上面层和下面层由以下成分按重量份数制成：矿渣100份、硅灰或粉煤灰0-60份、碱性激发剂1-20份、水20-50份、木屑3-20份、聚丙烯纤维0.1-1.0份。矿渣为矿石经过选矿或冶炼后的残余物，本发明中矿渣的可以为金属矿尾矿渣，例如，金矿、铁矿、铜矿、铅矿等，也可以为石膏矿、磷矿等矿渣，可以根据需要选取一种或多种。
中料层由以下成分按重量份数制成：矿渣100份、硅灰或粉煤灰0-90份、碱性激发剂1-20份、水20-40份、木屑5-40份。碱性激发剂由以下成分按重量份数制成：苛性钠1-4.5、钠水玻璃1-15份、石灰0-3.5份、芒硝0-3份、纯碱按0-1.5份。
上述实施例提供的建筑用矿渣楼承板，以大掺量工业废渣-矿渣为主要原料，采用碱激发原理制备无水泥绿色胶凝材料，并以其制备楼承板，可实现工业废渣的高附加值再利用，同时此楼承板为工厂预制，可缩短施工工期，降低造价，实现建筑工业化。
在一个实施例中，上面层和下面层中铺设有玻璃纤维网格布，例如，上面层和下面层中铺设有1-10张玻璃纤维网格布；其中，玻璃纤维网格布为耐碱、中碱、无碱玻璃纤维网格布中的一种。在面层或中料层中铺设有钢丝网，例如，在面层或中料层中铺设有1-5张钢丝网，钢丝网可以为网丝直径0.5mm-2mm，网格尺寸5-25mm的冷拔低碳钢丝网，抗拉强度大于等于450MPa。木屑尺寸为-5目－80目。
在一个实施例中，一种建筑用矿渣楼承板的制备方法，具体步骤如下：
将面层物料和中料层物料按照溶液、粉体和木屑的顺序依次加入搅拌机中搅拌5-10分钟。
将面层材料铺装在两张模板上，并在面层材料上面铺设玻璃纤维网格布和钢丝网。
在其中一张模板的上面铺设中料，并在中料上面铺设钢丝网；将另外一张模板翻转覆盖在中料层上，形成楼承板胚料。
将楼承板胚料送入热压机热压，其中，热压温度为60-150℃，热压压力为8-30MPa，热压时间为15-60min。
热压机卸压后拆模，将楼承板毛胚放入温度20-50℃、相对湿度70-90％环境中养护1-3天。
可以按照需求将楼承板毛胚切割成规格尺寸，成为楼承板成品。
本发明的建筑用矿渣楼承板及其制备方法，胶凝材料采用碱激发矿渣胶凝材料，能最大限度的把工业废渣转化为高附加值的产品，而且其生产的楼承板制品，耐候性能优异；碱性激发剂可以显著的改善碱激发矿渣胶凝材料的性能，提高强度和耐久性能。
实施例1：
一种碱激发矿渣楼承板，该楼承板包括上面层、中料层和下面层，中料层位于上面层和下面层之间。该上面层和下面层都由以下重量配比的原料制成：矿渣(炼铁过程中排出的矿渣)100份、粉煤灰60份、碱性激发剂15份、水50份、木屑20份、聚丙烯纤维0.8份。其中碱性激发剂由苛性钠、钠水玻璃按3份：10份复合配置而成。
该中料层由以下重量配比的原料制成：矿渣100份、粉煤灰60份、碱性激发剂15份、水40份、木屑40份。其中碱性激发剂由苛性钠、钠水玻璃、按3份：10份复合配置而成。
制备方法：
将上面层物料、中料层物料和下面层物料分别按照液体、粉体、纤维和木屑的顺序依次加入各自的搅拌机中搅拌6分钟；
将上面层材料和下面层材料铺装在两层模板上，并在上面层材料的上面和下面层材料的上面分别铺设4张玻璃纤维网格布；
在下面层的上面铺设中料层，在中料层中铺设2张钢丝网；
将上面层机械翻转覆盖在中料层上；
送入热压机热压，一次热压同时送入20张板材，其温度为60℃，热压压力为30MPa，热压时间为45min；
卸压后拆模，板材放入温度50℃、相对湿度90％环境中养护2天；
毛坯板经切割裁边后可制成28mm厚楼承板。
通过对上述实施例中制备的碱激发矿渣楼承板进行测试，其性能测试结果包括：静曲强度≥25MPa，弹性模量≥9.0×103，密度≥1.20g/cm3等，从上述测试结果看，本发明的碱激发矿渣楼承板抗压强度高，面密度较低，能够满足建筑中对楼承板的高强度的要求。
实施例2：
一种碱激发矿渣楼承板，该楼承板包括上面层、中料层和下面层，中料层位于上面层和下面层之间；该上面层和下面层都由以下重量配比的原料制成：矿渣(炼铁过程中排出的矿渣)100份、粉煤灰10份、碱性激发剂12份、水60份、木屑25份、聚丙烯纤维0.5份。其中，碱性激发剂由苛性钠、钠水玻璃、石灰按3份：10份：1份复合配置而成。
该中料层由以下重量配比的原料制成：矿渣100份、粉煤灰60份、碱性激发剂16份、水45份、木屑50份。其中碱性激发剂由苛性钠、钠水玻璃、石灰按3份：10份：1份复合配置而成。
制备方法：
将上面层物料、中料层物料和下面层物料分别按照液体、粉体、纤维和木屑的顺序依次加入各自的搅拌机中搅拌8分钟；
将上面层材料和下面层材料铺装在两层模板上，并在上面层材料的上面和下面层材料的上面分别铺设3张玻璃纤维网格布和1张钢丝网；
在下面层的上面铺设中料层；
将上面层机械翻转覆盖在中料层上；
送入热压机热压，一次热压同时送入12张板材，其温度为100℃，热压压力为20MPa，热压时间为25min；
卸压后拆模，板材放入温度40℃、相对湿度80％环境中养护1天；
毛坯板经切割裁边后可制成19mm厚楼承板。
通过对上述实施例中制备的碱激发矿渣楼承板进行测试，上述实施例中碱激发矿渣楼承板的性能测试结果包括：静曲强度≥25MPa，弹性模量≥9.0×103，密度≥1.20g/cm3等，，从上述测试结果看，本发明的碱激发矿渣楼承板抗压强度高，面密度较低，能够满足建筑中对楼承板的高强度的要求。
实施例3：
一种碱激发矿渣楼承板，该楼承板包括上面层、中料层和下面层，中料层位于上面层和下面层之间；该上面层和下面层都由以下重量配比的原料制成：矿渣(炼铁过程中排出的矿渣)100份、硅灰15份、碱性激发剂12份、水40份、木屑15份、聚丙烯纤维0.2份。其中碱性激发剂由苛性钠、石灰、二水石膏：纯碱按5份：5份：2份：2份复合配置而成。
该中料层由以下重量配比的原料制成：矿渣100份、硅灰25份、碱性激发剂15份、水30份、木屑25份。其中碱性激发剂由苛性钠、石灰、二水石膏：纯碱按5份：5份：2份：2份复合配置而成。
制备方法：1)将上面层物料、中料层物料和下面层物料分别按照液体、粉体、纤维和木屑的顺序依次加入各自的搅拌机中搅拌6分钟；
2)将上面层材料和下面层材料铺装在两层模板上，并在上面层材料的上面和下面层材料的上面分别铺设6张玻璃纤维网格布；
3)在下面层的上面铺设中料层，在中料层中铺设3张钢丝网；
4)将上面层机械翻转覆盖在中料层上；
5)送入热压机热压，一次热压同时送入8张板材，其温度为120℃，热压压力为8MPa，热压时间为15min；
6)卸压后拆模，板材放入温度20℃、相对湿度90％环境中养护2天；
7)毛坯板经切割裁边后可制成38mm厚楼承板。。
对上述实施例中制备的碱激发矿渣楼承板进行测试DE结果包括：静曲强度≥25MPa，弹性模量≥9.0×103，密度≥1.20g/cm3等，能够满足建筑中对楼承板的高强度的要求。
本发明的建筑用矿渣楼承板及其制备方法，具有下述的有益效果:
胶凝材料采用碱激发矿渣胶凝材料，能最大限度的把工业废渣转化为高附加值的产品，而且其生产的楼承板制品，耐候性能优异；
碱性激发剂可以显著的改善碱激发矿渣胶凝材料的性能，提高强度和耐久性能；
该楼承板为工厂预制，缩短施工工期，降低成本，实现建筑工业化；
该楼承板为高强楼承板，静曲强度≥25MPa，弹性模量≥9.0×103，密度≥1.20g/cm3；
5、该工艺可实现模板的快速脱模(热压15-45min脱模)，提高模板利用率和生产的连续化程度。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。