[发明专利]轻质混凝土以及采用该混凝土的多功能防护板与制备方法

说明书

技术领域

本发明属于新型建筑材料及施工技术领域，涉及一种多功能防护板及制备方法。

背景技术

近几年发展起来的轻质混凝土为节能多功能型墙体材料提供新的选择，如中国专利号为201120305074.8的专利公开了一种可在房屋建筑中的框架之间起填充或分隔作用的轻质高强度发泡水泥建筑墙体。

一些学者尝试在水泥中掺加活性掺合料、微观纤维（玻璃纤维、碳纤维、聚酯纤维、聚丙烯纤维等）或/和促凝早强剂来获得更低密度的轻质混凝土墙体。如中国专利号为201010264056.X的专利公开了一种泡沫混凝土及制备方法，其复掺矿石粉、粉煤灰、防水剂、聚丙烯纤维与辅料来获得一种轻质高强的泡沫混凝土块与轻质保温板材。其主要缺陷为：所用材料组分中的纤维为微米级有机纤维材料，一方面，高分子有机纤维材料引入会导致相应轻质墙板的阻燃防火性能不够高；另一方面微米级纤维作为泡沫成核剂能力相比于细度更小的纳米级纤维要低，所围绕的气泡柔韧性也不够高。

中国专利号为201210000305.3的专利公开了一种氮掺杂二氧化钛的泡沫混凝土及其制备方法，其将水泥、粉煤灰、减水剂、泡沫、氮掺杂二氧化钛与水有效混合获得一种能有效降解、去除污染物的泡沫混凝土制品。该专利存在的主要缺陷为：一方面，泡沫混凝土一般吸湿性大，湿度高时会明显降低降解污染物的效率；另一方面，全部泡沫混凝土制品都复掺氮掺杂二氧化钛，成本偏高，事实上，污染物主要吸附于制品表层；与此同时，未充分考虑硬化泡沫混凝土材料必要的抗体积收缩能力、隔热保温能力及阻尼抗震能力。

作为一种天然无机微细矿物纤维，温石棉纤维主要是由硅氧四面体和氢氧化镁石八面体组成的双层型结构硅酸盐矿物。由于温石棉纤维自然成矿条件良好的单纤维结晶体直径极细，仅为200-300nm，且呈中空管状，进而其比表面大、界面吸附性强，可以很好地充当泡沫混凝土中诸多微气泡的成核剂、或加气混凝土中开口微孔的桥联增韧组分。

发明内容

为克服上述技术缺陷，本发明提供一种轻质混凝土，其可有效改善泡沫混凝土或加气混凝土基体的阻尼耗能性能，将纳米TiO₂或改性TiO₂复掺到渗透型硅烷防水涂层，并涂刷到内掺有温石棉纳米纤维的泡沫混凝土或加气混凝土表面，形成含纳米TiO₂有机硅防水层多功能轻质混凝土制品。

为实现上述目的，本发明的纳米泡沫轻质混凝土或加气轻质混凝土基层采用如下技术方案：包括混凝土基层和防水面层，其中混凝土基层包括如下按重量配比的组分：100份水泥、0.1-10份温石棉纤维、0.01-2份憎水剂、0.1-2份速凝剂、10-30份粉煤灰、0.1-6份减水剂、50-200份水、1-20份发泡剂或加气剂；所述混凝土基层的一面或相对的两面涂刷防水面层，防水面层包括如下按重量配比的组分：100份渗透型有机硅防水剂、0.1-20份纳米TiO₂、0-2份活性增强剂、0.01-5份分散稳定剂、50-200份溶剂。

本发明中经发泡剂（或加气剂）与减水剂组合分散于纳米泡沫混凝土或加气混凝土中的温石棉纤维，一方面，具有比表面积大、界面吸附性强、最终将使得该轻质混凝土制品具有均匀、微细的孔结构、良好的力学性能；另一方面，温石棉纤维结合结晶水后带有一定微膨胀性，进而有效地补偿由于轻质混凝土高水胶比条件下硬化后存在的体积收缩，使得泡沫稳定且柔韧性较好。再一方面，本发明中的温石棉纤维独特的中空、多层结构将使其还拥有微变形-滑移耗能效应、纤维与基体脱黏滑移以及裂纹偏转耗能的机械力-热耗散效应；再结合制品中弥散的大量封闭微气泡拥有良好的位错变形耗能效应；最终将使该轻质混凝土制品具有优良的阻尼耗能性能。

本发明中经溶剂稀释、分散剂组合分散于有机硅防水剂中的纳米TiO₂，一方面，能在轻质混凝土各透气性微孔周围发挥降解、去除吸附表面的污染物；另一方面，有机硅防水剂存在将有效保持轻质混凝土隔热保温与吸声性。

本发明的另一个目的是提供一种采用上述含纳米TiO₂有机硅防水层轻质混凝土的多功能防护板，包括混凝土基层，其内置钢丝网格栅骨架，混凝土基层一面或相对的两面涂刷含纳米TiO₂有机硅防水层；相邻的防护板之间通过钢丝网格栅骨架端部伸出部分或/和含纳米TiO₂的灌缝轻质混凝土相互咬合进行拼缝嵌接。