一種植物纖維輕骨料生土保溫砌塊及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種植物纖維輕骨料生土保溫砌塊，其重量組成為：秸稈輕骨料40～75％，水泥10～30％，石灰0～10％，生土10～30％，膨脹劑0～10％以及水泥、石灰、生土、膨脹劑四者總重量0.5～2％的減水劑和0.2～1％的抗水劑；通過本發(fā)明公開的制備方法制得的植物纖維輕骨料生土保溫砌塊，具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、更加保溫隔熱、隔聲、吸音、耐久性能優(yōu)良、力學(xué)性能均一穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)；本發(fā)明針對(duì)我國(guó)農(nóng)村實(shí)際情況，對(duì)促進(jìn)我國(guó)農(nóng)村建筑節(jié)能技術(shù)的發(fā)展，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和顯著的應(yīng)用價(jià)值。
【專利說明】一種植物纖維輕骨料生土保溫砌塊及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種植物纖維輕骨料生土保溫墻體材料，屬于建筑建材【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)作物秸桿資源十分豐富，年產(chǎn)秸桿約7億噸，居世界首位。近幾年，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，農(nóng)村能源結(jié)構(gòu)已發(fā)生了明顯變化，傳統(tǒng)的將秸桿作為生活燃料的需求逐年減少，導(dǎo)致絕大部分秸桿剩余堆積，人們往往將之一燒了之，不僅嚴(yán)重污染環(huán)境，造成霧霾天氣，也浪費(fèi)了大量可再生資源。
[0003]以生土為原料制備的建筑材料有其他建筑材料無法取代的優(yōu)點(diǎn)。生土建材使用后，經(jīng)過粉碎即可撒入土中隨之進(jìn)入自然界的生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)，以生土制備建筑材料可以減少資源及環(huán)境的負(fù)荷。
[0004]生土改性技術(shù)是指通過一定的工藝，向生土中加入激發(fā)材料，利用生土材料內(nèi)部發(fā)生的一系列物理化學(xué)反應(yīng)讓土粒膠結(jié)，從而改變生土材料的原有結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，達(dá)到增強(qiáng)其物理力學(xué)性能的目的。國(guó)內(nèi)外學(xué)者正在研究對(duì)生土進(jìn)行無機(jī)改性、有機(jī)改性，但是這些研究的目標(biāo)大多是為了將改性后的生土材料用于道路或路基等，強(qiáng)度均較低，這種改性材料無法作為墻體材料來使用。
[0005]傳統(tǒng)的夯實(shí)生土墻體材料自重大、用土多、導(dǎo)熱系數(shù)高，而燒結(jié)磚等耗能高、污染重，特別是目前厚度小于300mm的墻體，不符合國(guó)家節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的第三步要求，因此急需發(fā)展更好的保溫隔熱性能墻體材料。農(nóng)村作為我國(guó)人口、資源和能耗及建筑主要領(lǐng)域和區(qū)域，如能利用秸桿和生土等當(dāng)?shù)夭牧祥_發(fā)制備建筑材料，其具有的再生、節(jié)能和環(huán)保的特點(diǎn)，對(duì)于發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、促進(jìn)我國(guó)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義，且十分廣闊的應(yīng)用前景。
[0006]在當(dāng)前我國(guó)開展的新農(nóng)村建設(shè)當(dāng)中，如何能夠因地制宜地充分利用當(dāng)?shù)噩F(xiàn)有的資源，制備新型節(jié)能環(huán)保的墻體材料是我國(guó)建材行業(yè)面臨的一個(gè)刻不容緩、急需完成的任務(wù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明人根據(jù)中國(guó)農(nóng)村的實(shí)際情況和新農(nóng)村建設(shè)的要求，首次開發(fā)出了一種新型保溫墻體建筑材料。
[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種植物纖維輕骨料生土保溫砌塊及其制備方法。
[0009]本發(fā)明植物纖維輕骨料生土保溫砌塊的重量組成為:秸桿輕骨料40?75%，水泥10?30%，石灰O?10%，生土 10?30%，膨脹劑O?10%以及水泥、石灰、生土、膨脹劑四者總重量0.5?2%的減水劑和0.2?I %的抗水劑。
[0010]所述秸桿輕骨料是將稻桿、麥桿、玉米桿、高梁桿、煙草秸桿、谷桿、棉桿、豆桿或其它各種秸桿經(jīng)切割而成。
[0011]所述膨脹劑是石灰膨脹劑、硫鋁酸鹽膨脹劑中的一種或其混合物。
[0012]所述水泥是32.5級(jí)、42.5級(jí)、52.5級(jí)的硅酸鹽水泥，普通硅酸鹽水泥，粉煤灰水泥，礦渣水泥，火山灰水泥中的一種或其混合物。
[0013]所述抗水劑是硬脂酸類表面活性劑。
[0014]所述減水劑是木質(zhì)素磺酸鹽、萘系、聚羧酸類、脂肪類減水劑中的一種或其混合物。
[0015]根據(jù)砌塊的使用目的不同，可以用石灰、石膏等膠結(jié)材料代替水泥。
[0016]本發(fā)明植物纖維輕骨料生土保溫砌塊可以通過以下方法制備，步驟包括:
[0017]I)按所述重量比取秸桿輕骨料、生土、水泥、石灰、膨脹劑及減水劑和抗水劑；并按水料重量比0.2?0.3取水，備用。
[0018]2)將減水劑放入容器中，加水?dāng)嚢柚镣耆芙狻?br> [0019]3)將生土、水泥、秸桿輕骨料、膨脹劑、石灰及抗水劑放入攪拌機(jī)中，倒入步驟2)制得的減水劑溶液，攪拌均勻；將剩余的水全部加入，攪拌均勻。
[0020]4)將步驟3)所得拌和物倒入事前準(zhǔn)備好的模具中；將模具放入振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)3?5分鐘，進(jìn)行密實(shí)成型；之后靜置24小時(shí)，脫模。
[0021]5)將步驟4)所得砌塊，經(jīng)自然干燥養(yǎng)護(hù)28天或人工干燥養(yǎng)護(hù)8-12小時(shí)后，即得成品。
[0022]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn):
[0023]1.針對(duì)我國(guó)農(nóng)村實(shí)際情況，為充分利用大量的秸桿和生土提供了創(chuàng)新技術(shù)，對(duì)促進(jìn)我國(guó)農(nóng)村建筑節(jié)能技術(shù)的發(fā)展，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和顯著的應(yīng)用價(jià)值，市場(chǎng)前景十分廣闊。
[0024]2.與現(xiàn)有生土材料相比，優(yōu)點(diǎn)明顯，更加符合現(xiàn)代建材的需要，更加符合建設(shè)現(xiàn)代化新農(nóng)村的需要:
[0025]a)更加保溫隔熱。傳統(tǒng)夯土墻和土坯傳熱系數(shù)約為1.0ff/ (m*K)，隔熱和保溫能力差；而本發(fā)明產(chǎn)品傳熱系數(shù)不大于0.25W/(m*K)，隔熱和保溫能力好，能改善建筑熱環(huán)境。
[0026]b)輕質(zhì)。本發(fā)明產(chǎn)品干密度僅為800?1200kg/m3，傳統(tǒng)生土夯土墻和土還墻自重約1800kg/m3,燒結(jié)磚墻自重約1600-1800kg/m3。墻體自重較輕可減輕建筑自重,減小構(gòu)件尺寸，縮小基礎(chǔ)尺寸，節(jié)約材料，提高結(jié)構(gòu)抗震性能。
[0027]c)高強(qiáng)、抗水和抗裂性好。抗壓強(qiáng)度值達(dá)到3MPa以上。燒結(jié)磚雖然強(qiáng)度較高，但傳統(tǒng)生土夯土墻和土坯抗壓強(qiáng)度僅為0.5-lMPa ;本發(fā)明產(chǎn)品外觀致密，無裂縫產(chǎn)生。
[0028]d)隔聲、吸音、耐久性能優(yōu)良。
[0029]e)力學(xué)性能均一穩(wěn)定。因?yàn)椴捎昧送慌浔?，制作出來的生土砌塊的抗壓強(qiáng)度值離散性小，工程質(zhì)量更有保證。
[0030]f)制作原料易得，能夠就地取材；制作工藝簡(jiǎn)單，符合綠色建筑材料基本準(zhǔn)則。
[0031]3.原料來源廣泛、可就地取材、制備工藝簡(jiǎn)單、設(shè)備投資小、成本低廉、養(yǎng)護(hù)方便，便于在我國(guó)廣大農(nóng)村地區(qū)推廣應(yīng)用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]圖1:是本發(fā)明植物纖維輕骨料
[0033]圖2:是本發(fā)明的植物纖維輕骨料生土保溫砌塊的電子掃描圖
[0034]其中:1.植物纖維輕骨料，2.生土改性材料

【具體實(shí)施方式】
[0035]為了理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但不限制本發(fā)明。
[0036]實(shí)施例1:制備植物纖維輕骨料生土保溫砌塊
[0037]I)將石灰磨細(xì)，過0.075mm篩；按重量取秸桿輕骨料60%、生土 20%、普通硅酸鹽水泥14%、石灰2%、硫鋁酸鹽膨脹劑4%及生土、水泥、石灰、膨脹劑四項(xiàng)總重0.8%的萘系減水劑和0.2%的硬脂酸類表面活性劑抗水劑；所取組分均為干料；并按水料重量比為0.3取水，備用。
[0038]2)將減水劑放入容器中，加水?dāng)嚢柚镣耆芙庵瞥蓽p水劑溶液。
[0039]3)將生土、水泥、秸桿輕骨料、膨脹劑、石灰及抗水劑放入攪拌機(jī)中，倒入步驟2)制得的減水劑溶液，攪拌均勻；再加入剩余部分的水，攪拌均勻。將拌和物倒入事前準(zhǔn)備好的模具中；將模具放入振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)3?5分鐘，進(jìn)行密實(shí)成型；之后靜置24小時(shí)，脫模。所得砌塊經(jīng)自然干燥養(yǎng)護(hù)28天或人工干燥養(yǎng)護(hù)8-12小時(shí)后，即得植物纖維輕骨料生土保溫砌塊成品。
[0040]所得砌塊性能指標(biāo)優(yōu)良，經(jīng)測(cè)試其傳熱系數(shù)小于0.25ff/(m*K)，干密度為900kg/m3,抗壓強(qiáng)度值為3MPa以上；結(jié)果表明本砌塊質(zhì)輕高強(qiáng)，隔熱、保溫能力好，抗水抗裂性能強(qiáng)。本砌塊可用于非承重墻、承重墻的砌筑。
[0041]將本實(shí)施例中的普通硅酸鹽水泥水泥以32.5級(jí)、42.5級(jí)、52.5級(jí)的硅酸鹽水泥，普通硅酸鹽水泥，粉煤灰水泥，礦渣水泥，或火山灰水泥替換，制備出的保溫砌塊也同樣具有傳熱系數(shù)小于0.25W/(m*K)，抗壓強(qiáng)度值大于3MPa的特點(diǎn)。
[0042]實(shí)施例2
[0043]按重量比取秸桿輕骨料60 %、生土 15%、水泥20%、石灰I %、膨脹劑4%及生土、水泥、石灰、石灰膨脹劑重量之和0.6%的萘系減水劑和0.4%的硬脂酸類表面活性劑抗水劑。
[0044]其余同實(shí)施例1并按實(shí)施例1操作，得植物纖維輕骨料生土保溫砌塊。測(cè)試結(jié)果為:傳熱系數(shù)小于0.25W/(m*K)，抗壓強(qiáng)度值為3MPa以上。
[0045]實(shí)施例3
[0046]按重量比取秸桿輕骨料50 %、生土 25 %、水泥15 %、石灰5 %、膨脹劑5 %及生土、水泥、石灰、石灰膨脹劑四者總重0.8%的聚羧酸類減水劑和I %的硬脂酸類表面活性劑抗水劑。
[0047]其余同實(shí)施例1并按實(shí)施例1操作，得植物纖維輕骨料生土保溫砌塊。測(cè)試結(jié)果為:傳熱系數(shù)小于0.25W/(m*K)，抗壓強(qiáng)度值為3MPa以上。
【權(quán)利要求】
1.一種植物纖維輕骨料生土保溫砌塊，其特征在于重量組成為:秸桿輕骨料40?75%，水泥10?30%，石灰O?10%，生土 10?30%，膨脹劑O?10%以及水泥、石灰、生土、膨脹劑四者總重量0.5?2%的減水劑和0.2?I %的抗水劑。 所述秸桿輕骨料是將稻桿、麥桿、玉米桿、高梁桿、煙草秸桿、谷桿、棉桿、豆桿或其它各種秸桿經(jīng)切割而成； 所述膨脹劑是石灰膨脹劑、硫鋁酸鹽膨脹劑中的一種或其混合物； 所述水泥是32.5級(jí)、42.5級(jí)、52.5級(jí)的硅酸鹽水泥，普通硅酸鹽水泥，粉煤灰水泥，礦渣水泥，火山灰水泥中的一種或其混合物； 所述抗水劑是硬脂酸類表面活性劑； 所述減水劑是木質(zhì)素磺酸鹽、萘系、聚羧酸類、脂肪類減水劑中的一種或其混合物。
2.如權(quán)利要求1所述的一種植物纖維輕骨料生土保溫砌塊，其特征在于重量組成為:秸桿輕骨料60 %、生土 15 %、水泥20 %、石灰I %、膨脹劑4 %及生土、水泥、石灰、膨脹劑重量之和的0.6%減水劑和0.4%抗水劑。
3.如權(quán)利要求1所述的一種植物纖維輕骨料生土保溫砌塊，其特征在于重量組成為:秸桿輕骨料50 %、生土 25 %、水泥15 %、石灰5 %、膨脹劑5 %及生土、水泥、石灰、膨脹劑重量之和的0.8%減水劑和I %抗水劑。
4.如權(quán)利要求1所述的一種植物纖維輕骨料生土保溫砌塊的制備方法，其特征在于步驟包括: 1)按所述重量比取秸桿輕骨料、生土、水泥、石灰、膨脹劑及減水劑和抗水劑；并按水料重量比0.2?0.3取水，備用； 2)將減水劑放入容器中，加水?dāng)嚢柚镣耆芙猓? 3)將生土、水泥、秸桿輕骨料、膨脹劑、石灰及抗水劑放入攪拌機(jī)中，倒入步驟2)制得的減水劑溶液，攪拌均勻；將剩余的水全部加入，攪拌均勻； 4)將步驟3)所得拌和物倒入事前準(zhǔn)備好的模具中；將模具放入振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)3?5分鐘，進(jìn)行密實(shí)成型；之后靜置24小時(shí)，脫模； 5)將步驟4)所得砌塊，經(jīng)自然干燥養(yǎng)護(hù)28天或人工干燥養(yǎng)護(hù)8-12小時(shí)后，即得成品。
【文檔編號(hào)】C04B18/24GK104386978SQ201410554583
【公開日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月17日
【發(fā)明者】曲烈, 王淵, 楊久俊, 劉志華, 劉洪麗 申請(qǐng)人:天津城建大學(xué)