一种防火建筑材料及其制备方法和应用与流程

2021-01-31 05:01:15|

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本发明涉及建筑施工
技术领域：
，具体是一种防火建筑材料及其制备方法和应用。
背景技术：
：随着科技的不断发展，人们对建筑材料性能的重视程度也在不断提高。其中，建筑材料的性能包括防火、防水、隔音等性能，而防火性能作为建筑材料中至关重要的一个性能要求，对于建筑性能具有重要意义。目前，现有的防火建筑材料为了降低成本，需要使用普硅水泥作为主要胶凝材料，但是，为了提高防火性能，也需要添加一定量的防火隔热材料，这就要求普硅水泥的使用量进行减少。但是，以上的技术方案存在以下不足：现有的防火建筑材料在保证防火性能的同时需要减少普硅水泥的使用量，导致其抗压强度存在下降的情况的问题。可见，研制开发一种在保证防火性能的同时提高抗压强度的建筑材料，是目前急需解决的问题。技术实现要素：本发明实施例的目的在于提供一种防火建筑材料，以解决上述
背景技术：
中提出的现有防火建筑材料为了提高防火性能需减少普硅水泥的使用量，导致其抗压强度存在下降情况的问题。为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：一种防火建筑材料，包括以下的原料：硅酸盐水泥、海沙、改性白硼钙石、盐泥、粉煤灰、泡花碱、烧碱、硅灰以及适量的水；其中，所述改性白硼钙石是以白硼钙石为原料通过硬脂酸钠、硫酸镁与尿素进行处理得到的粉料。本发明实施例的另一目的在于提供一种防火建筑材料的制备方法，所述的防火建筑材料的制备方法，包括以下步骤：1)按比例称取烧碱加入至水中进行混合均匀，然后加入泡花碱进行混合均匀，再加入盐泥与硅灰，并于30-50℃的条件下进行混合均匀，得到第一混合料；2)按比例称取海沙、改性白硼钙石与粉煤灰，混合均匀后加入硅酸盐水泥与盐水进行混合均匀，得到第二混合料；3)将所述第一混合料与所述第二混合料进行混合均匀，然后进行真空挤压成型，再进行养护，得到所述主题。本发明实施例的另一目的在于提供一种采用上述的防火建筑材料的制备方法制备得到的防火建筑材料。本发明实施例的另一目的在于提供一种上述的防火建筑材料在建筑施工中的应用。与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明实施例提供的防火建筑材料同时具有良好的防火性能和抗压强度，通过以硅酸盐水泥、海沙、改性白硼钙石、盐泥、粉煤灰、泡花碱、烧碱、硅灰以及适量的水为原料，采用合理的配比进行制备，尤其是通过改性白硼钙石、盐泥与粉煤灰的协同配合，可以起到增效作用，盐泥与粉煤灰在泡花碱与烧碱的碱性环境下通过脱羟基作用形成化学键并生成沸石类矿物，有效提高了防火建筑材料的抗压强度，然后通过与改性白硼钙石进行配合，形成多孔型防火建筑材料，在起到防火的同时不降低抗压强度，其使用的硅酸盐水泥的量也是在合理范围，解决了现有防火建筑材料为了提高防火性能需减少普硅水泥的使用量，导致其抗压强度存在下降情况的问题。而且，本发明实施例提供的制备方法简单，可以用于其他类型的建筑材料的制备，具有广阔的市场前景。具体实施方式下面结合具体实施例对本发明作进一步详细地说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。本发明实施例提供的一种防火建筑材料，包括以下的原料：硅酸盐水泥、海沙、改性白硼钙石、盐泥、粉煤灰、泡花碱、烧碱、硅灰以及适量的水；其中，所述改性白硼钙石是以白硼钙石为原料通过硬脂酸钠、硫酸镁与尿素进行处理得到的粉料。作为本发明的另一优选实施例，所述改性白硼钙石中的原料按照重量份包括：白硼钙石15-45份、硬脂酸钠8-15份、硫酸镁3-8份、尿素1-5份。作为本发明的另一优选实施例，所述改性白硼钙石的制备方法是按照比例称取白硼钙石加入至水中进行混合均匀，然后依次加入硬脂酸钠、硫酸镁与尿素进行混合均匀，再于温度为60-70℃条件下进行旋蒸得到旋蒸料，然后将旋蒸料进行干燥至恒重，再在氢气氛围中于400-600℃的条件下进行焙烧，得所述改性白硼钙石。在本发明实施例中，提供的防火建筑材料同时具有良好的防火性能和抗压强度，通过以硅酸盐水泥、海沙、改性白硼钙石、盐泥、粉煤灰、泡花碱、烧碱、硅灰以及适量的水为原料，采用合理的配比进行制备，尤其是通过改性白硼钙石、盐泥与粉煤灰的协同配合，可以起到增效作用，盐泥与粉煤灰在泡花碱与烧碱的碱性环境下通过脱羟基作用形成化学键并生成沸石类矿物，有效提高了防火建筑材料的抗压强度，然后通过与改性白硼钙石进行配合，形成多孔型防火建筑材料，在起到防火的同时不降低抗压强度，其使用的硅酸盐水泥的量也是在合理范围，具有广阔的市场前景。作为本发明的另一优选实施例，所述改性白硼钙石的制备方法是按照重量份称取白硼钙石15-45份、硬脂酸钠8-15份、硫酸镁3-8份、尿素1-5份以及水80-100份，然后将白硼钙石加入至水中并置于混料釜中进行混合均匀，然后加入硬脂酸钠进行混合均匀，再加入硫酸镁与尿素进行搅拌混合均匀，再置于旋转蒸发仪中，于温度为60-70℃条件下进行旋蒸80-100min得到旋蒸料，然后将旋蒸料置于烘箱中，于温度为80-110℃条件下进行干燥至恒重，再在氢气氛围中于400-600℃的条件下进行焙烧3-6小时，降至室温，得所述改性白硼钙石。作为本发明的另一优选实施例，所述改性白硼钙石的制备方法是按照重量份称取白硼钙石30份，加入水90份并置于混料釜中进行混合均匀，然后加入硬脂酸钠12份进行混合均匀，再加入硫酸镁5份与尿素3份进行搅拌混合均匀，再置于旋转蒸发仪中，于温度为65℃条件下进行旋蒸90min得到旋蒸料，然后将旋蒸料置于烘箱中，于温度为105℃条件下进行干燥至恒重，再在氢气氛围中于550℃的条件下进行焙烧4小时，降至室温，得所述改性白硼钙石。在本发明实施例中，以白硼钙石为原料通过硬脂酸钠进行改性来形成富集活性基团的材料，本身具有的大量硅羟基，然后通过硫酸镁与尿素进行处理，能够通过氢键相互结合，编织成的多孔状结构，同时产生一定的热收缩性，引发了小范围的靠拢现象，使得孔道结构变多，有效提高了防火建筑材料的防火性能，同时还具有轻质效果。作为本发明的另一优选实施例，所述防火建筑材料包括以下按照重量份的原料：硅酸盐水泥20-30份、海沙30-45份、改性白硼钙石6-12份、盐泥15-24份、粉煤灰8-12份、泡花碱8-12份、烧碱2-8份、硅灰0.1-1.6份，以及适量的水。作为本发明的另一优选实施例，所述防火建筑材料包括以下按照重量份的原料：硅酸盐水泥24-28份、海沙34-40份、改性白硼钙石8-10份、盐泥18-22份、粉煤灰9-11份、泡花碱9-11份、烧碱4-6份、硅灰0.2-0.8份，以及适量的水。本发明实施例还提供一种防火建筑材料的制备方法，所述的防火建筑材料的制备方法，包括以下步骤：1)按比例称取烧碱加入至水中进行混合均匀，然后加入泡花碱进行混合均匀，再加入盐泥与硅灰，并于30-50℃的条件下进行混合均匀，得到第一混合料；2)按比例称取海沙、改性白硼钙石与粉煤灰，混合均匀后加入硅酸盐水泥与盐水(盐水中溶质是食盐，溶剂是灭菌水，食盐的质量分数为1-5wt％)进行混合均匀，得到第二混合料；3)将所述第一混合料与所述第二混合料进行混合均匀，然后进行真空挤压成型，再进行养护，得到所述防火建筑材料。作为本发明的另一优选实施例，所述真空挤压成型具体是采用现有的真空挤出机，具体型号根据需求进行选择，这里并不作限定，所述真空挤压成型的真空抽取压力是0.05-0.12mpa。作为本发明的另一优选实施例，所述养护是在温度是20-40℃且相对湿度为50-80％的环境下进行养护至少7天。作为本发明的另一优选实施例，所述盐水的加入量是所述海沙重量的0.1-0.5倍。本发明实施例还提供一种采用上述的防火建筑材料的制备方法制备得到的防火建筑材料。本发明实施例还提供一种所述的防火建筑材料在建筑施工中的应用。本发明实施例还提供一种所述的防火建筑材料的制备方法在制备建筑材料中的应用。其中，所述建筑材料可以是人工石材、烧土制品、水泥制品、混凝土制品及硅酸盐制品等。以下通过列举具体实施例对本发明的防火建筑材料的技术效果做进一步的说明。实施例1一种防火建筑材料，包括以下的原料：硅酸盐水泥20千克、海沙30千克、改性白硼钙石6千克、盐泥15千克、粉煤灰8千克、泡花碱8千克、烧碱2千克、硅灰0.1千克，以及适量的水。其中，所述改性白硼钙石的制备方法是按照重量千克称取白硼钙石15千克、硬脂酸钠8千克、硫酸镁3千克、尿素1千克以及水80千克，然后将白硼钙石加入至水中并置于混料釜中进行混合均匀，然后加入硬脂酸钠进行混合均匀，再加入硫酸镁与尿素进行搅拌混合均匀，再置于旋转蒸发仪中，于温度为60℃条件下进行旋蒸80min得到旋蒸料，然后将旋蒸料置于烘箱中，于温度为80℃条件下进行干燥至恒重，再在氢气氛围中于400℃的条件下进行焙烧3小时，降至室温，得所述改性白硼钙石。在本实施例中，所述的防火建筑材料的制备方法具体包括以下步骤：1)称取上述的烧碱加入至水中进行混合均匀，然后加入泡花碱进行混合均匀，再加入盐泥与硅灰，并于30℃的条件下进行混合均匀，得到第一混合料；2)按比例称取海沙、改性白硼钙石与粉煤灰，混合均匀后加入硅酸盐水泥与盐水(盐水中溶质是食盐，溶剂是灭菌水，食盐的质量分数为1wt％)进行混合均匀，得到第二混合料；3)将所述第一混合料与所述第二混合料进行混合均匀，然后进行真空挤压成型(真空抽取压力是0.05mpa)，再在温度是20℃且相对湿度为50％的环境下进行养护7天，得到所述防火建筑材料。实施例2一种防火建筑材料，包括以下的原料：硅酸盐水泥30千克、海沙45千克、改性白硼钙石12千克、盐泥24千克、粉煤灰12千克、泡花碱12千克、烧碱8千克、硅灰1.6千克，以及适量的水。其中，所述改性白硼钙石的制备方法是按照重量千克称取白硼钙石45千克、硬脂酸钠15千克、硫酸镁8千克、尿素5千克以及水100千克，然后将白硼钙石加入至水中并置于混料釜中进行混合均匀，然后加入硬脂酸钠进行混合均匀，再加入硫酸镁与尿素进行搅拌混合均匀，再置于旋转蒸发仪中，于温度为70℃条件下进行旋蒸100min得到旋蒸料，然后将旋蒸料置于烘箱中，于温度为110℃条件下进行干燥至恒重，再在氢气氛围中于600℃的条件下进行焙烧6小时，降至室温，得所述改性白硼钙石。在本实施例中，所述的防火建筑材料的制备方法具体包括以下步骤：1)称取上述的烧碱加入至水中进行混合均匀，然后加入泡花碱进行混合均匀，再加入盐泥与硅灰，并于50℃的条件下进行混合均匀，得到第一混合料；2)按比例称取海沙、改性白硼钙石与粉煤灰，混合均匀后加入硅酸盐水泥与盐水(盐水中溶质是食盐，溶剂是灭菌水，食盐的质量分数为5wt％)进行混合均匀，得到第二混合料；3)将所述第一混合料与所述第二混合料进行混合均匀，然后进行真空挤压成型(真空抽取压力是0.12mpa)，再在温度是40℃且相对湿度为80％的环境下进行养护8天，得到所述防火建筑材料。实施例3一种防火建筑材料，包括以下的原料：硅酸盐水泥24千克、海沙34千克、改性白硼钙石8千克、盐泥18千克、粉煤灰9千克、泡花碱9千克、烧碱4千克、硅灰0.2千克，以及适量的水。其中，所述改性白硼钙石的制备方法是按照重量千克称取白硼钙石30千克、硬脂酸钠12千克、硫酸镁5千克、尿素3千克以及水90千克，然后将白硼钙石加入至水中并置于混料釜中进行混合均匀，然后加入硬脂酸钠进行混合均匀，再加入硫酸镁与尿素进行搅拌混合均匀，再置于旋转蒸发仪中，于温度为65℃条件下进行旋蒸90min得到旋蒸料，然后将旋蒸料置于烘箱中，于温度为105℃条件下进行干燥至恒重，再在氢气氛围中于550℃的条件下进行焙烧4小时，降至室温，得所述改性白硼钙石。在本实施例中，所述的防火建筑材料的制备方法具体包括以下步骤：1)称取上述的烧碱加入至水中进行混合均匀，然后加入泡花碱进行混合均匀，再加入盐泥与硅灰，并于38℃的条件下进行混合均匀，得到第一混合料；2)按比例称取海沙、改性白硼钙石与粉煤灰，混合均匀后加入硅酸盐水泥与盐水(盐水中溶质是食盐，溶剂是灭菌水，食盐的质量分数为2.5wt％)进行混合均匀，得到第二混合料；3)将所述第一混合料与所述第二混合料进行混合均匀，然后进行真空挤压成型(真空抽取压力是0.07mpa)，再在温度是30℃且相对湿度为60％的环境下进行养护12天，得到所述防火建筑材料。实施例4一种防火建筑材料，包括以下的原料：硅酸盐水泥28千克、海沙40千克、改性白硼钙石10千克、盐泥22千克、粉煤灰11千克、泡花碱11千克、烧碱6千克、硅灰0.8千克，以及适量的水。其中，所述改性白硼钙石的制备方法是按照重量千克称取白硼钙石30千克、硬脂酸钠12千克、硫酸镁5千克、尿素3千克以及水90千克，然后将白硼钙石加入至水中并置于混料釜中进行混合均匀，然后加入硬脂酸钠进行混合均匀，再加入硫酸镁与尿素进行搅拌混合均匀，再置于旋转蒸发仪中，于温度为65℃条件下进行旋蒸90min得到旋蒸料，然后将旋蒸料置于烘箱中，于温度为105℃条件下进行干燥至恒重，再在氢气氛围中于550℃的条件下进行焙烧4小时，降至室温，得所述改性白硼钙石。在本实施例中，所述的防火建筑材料的制备方法具体包括以下步骤：1)称取上述的烧碱加入至水中进行混合均匀，然后加入泡花碱进行混合均匀，再加入盐泥与硅灰，并于38℃的条件下进行混合均匀，得到第一混合料；2)按比例称取海沙、改性白硼钙石与粉煤灰，混合均匀后加入硅酸盐水泥与盐水(盐水中溶质是食盐，溶剂是灭菌水，食盐的质量分数为2.5wt％)进行混合均匀，得到第二混合料；3)将所述第一混合料与所述第二混合料进行混合均匀，然后进行真空挤压成型(真空抽取压力是0.07mpa)，再在温度是30℃且相对湿度为60％的环境下进行养护12天，得到所述防火建筑材料。实施例5与实施例3相比，除了所述真空挤压成型的真空抽取压力是0.05mpa外，其他与实施例3相同。实施例6与实施例3相比，除了所述真空挤压成型的真空抽取压力是0.12mpa外，其他与实施例3相同。实施例7与实施例3相比，除了所述真空挤压成型的真空抽取压力是0.06mpa外，其他与实施例3相同。实施例8与实施例3相比，除了所述真空挤压成型的真空抽取压力是0.09mpa外，其他与实施例3相同。实施例9一种防火建筑材料，包括以下的原料：硅酸盐水泥26千克、海沙37千克、改性白硼钙石9千克、盐泥20千克、粉煤灰10千克、泡花碱10千克、烧碱5千克、硅灰0.5千克，以及适量的水。其中，所述改性白硼钙石的制备方法是按照重量千克称取白硼钙石30千克、硬脂酸钠12千克、硫酸镁5千克、尿素3千克以及水90千克，然后将白硼钙石加入至水中并置于混料釜中进行混合均匀，然后加入硬脂酸钠进行混合均匀，再加入硫酸镁与尿素进行搅拌混合均匀，再置于旋转蒸发仪中，于温度为65℃条件下进行旋蒸90min得到旋蒸料，然后将旋蒸料置于烘箱中，于温度为105℃条件下进行干燥至恒重，再在氢气氛围中于550℃的条件下进行焙烧4小时，降至室温，得所述改性白硼钙石。在本实施例中，所述防火建筑材料的制备方法与实施例3相同。实施例10与实施例3相比，除了所述养护是在温度是20℃且相对湿度为50％的环境下进行养护7天外，其他与实施例3相同。实施例11与实施例3相比，除了所述养护是在温度是28℃且相对湿度为55％的环境下进行养护9天外，其他与实施例3相同。实施例12与实施例3相比，除了所述养护是在温度是30℃且相对湿度为62％的环境下进行养护12天外，其他与实施例3相同。实施例13与实施例3相比，除了所述养护是在温度是38℃且相对湿度为80％的环境下进行养护15天外，其他与实施例3相同。实施例14与实施例3相比，除了所述养护是在温度是35℃且相对湿度为70％的环境下进行养护20天外，其他与实施例3相同。对比例1与实施例9相比，除了不含有改性白硼钙石外，其他与实施例9相同。对比例2与实施例9相比，除了不含有盐泥与粉煤灰外，其他与实施例9相同。对比例3与实施例9相比，除了不含有改性白硼钙石、盐泥与粉煤灰外，其他与实施例9相同。对比例4与实施例9相比，所述防火建筑材料的原料相同，但是，所述的防火建筑材料的制备方法不同，这里采用的所述的防火建筑材料的制备方法与实施例9相比，不包括真空挤压成型步骤，而是采用现有的模具成型工艺。性能检测将采用实施例1-4以及实施例9中的方法制备的防火建筑材料进行性能检测。具体的，防火等级测试标准为gb/t5464-1999，具体的检测结果见表1所示。表1防火等级测试结果表组别防火等级检测参照标准实施例1a1gb/t5464-1999实施例2a1gb/t5464-1999实施例3a1gb/t5464-1999实施例4a1gb/t5464-1999实施例9a1gb/t5464-1999从表1数据可以看出，采用本发明实施例提供的防火建筑材料的制备方法进行制备得到的防火建筑材料的技术指标符合防火标准，通过以硅酸盐水泥、海沙、改性白硼钙石、盐泥、粉煤灰、泡花碱、烧碱、硅灰以及适量的水为原料，采用合理的配比进行制备，形成多孔型防火建筑材料，其使用的硅酸盐水泥的量也是在合理范围。为了检测所述防火建筑材料的抗压强度性能，下面将采用实施例9中的方法制备的防火建筑材料进行抗压强度检测，同时采用相同手段将对比例1-4的样品进行抗压强度检测。具体是参照《混凝土强度检验评定标准》gb/t50107-2010的检测条件进行，具体的检测结果见表2所示。表2抗压强度检测结果表组别抗压强度/mpa检测参照标准实施例957gb/t50107-2010对比例139gb/t50107-2010对比例238gb/t50107-2010对比例328gb/t50107-2010对比例448gb/t50107-2010从表2数据可以看出，本发明实施例中制备的防火建筑材料具有良好的防火性能，在减少普硅水泥的使用量的情况下抗压强度没有出现下降情况。同时，从对比例1-2与实施例9的数据对比中，可以看出，通过改性白硼钙石、盐泥与粉煤灰的协同配合，可以起到增效作用，盐泥与粉煤灰在泡花碱与烧碱的碱性环境下通过脱羟基作用形成化学键并生成沸石类矿物，有效提高了防火建筑材料的抗压强度，然后通过与改性白硼钙石进行配合，形成多孔型防火建筑材料，在起到防火的同时不降低抗压强度，其使用的硅酸盐水泥的量也是在合理范围，具有广阔的市场前景。从实施例9与对比例3-4的数据对比中可以看出，通过采用真空成型工艺，可以有效提高产品的质量，进而保证了其抗压强度。上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。当前第1页1 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