專(zhuān)利名稱(chēng)：稻殼水泥混凝土的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種輕混凝土及其制備方法。
水泥混凝土的優(yōu)點(diǎn)主要在于原料來(lái)源豐富、價(jià)格便宜，施工方便、耐腐蝕能力強(qiáng)、強(qiáng)度高等，因此在許多方面都是不可替代的室內(nèi)外主要建筑材料。
隨著各項(xiàng)事業(yè)的發(fā)展，水泥混凝土的用量也迅猛增加，對(duì)于采用砂石做骨料的混凝土，由于其自重大，所以整個(gè)建筑的荷載也大，故不少人一直在致力于輕混凝土研究。
輕混凝土雖然強(qiáng)度較低，但其自重小，因此，對(duì)強(qiáng)度要求不高的非承載構(gòu)件，若能采用輕混凝土，將整個(gè)建筑的自重大為降低，不僅能使承載構(gòu)件可以采用較小的截面，而且基礎(chǔ)尺寸也可相應(yīng)減少，從而降低建筑造價(jià)，但由于現(xiàn)有輕混凝土價(jià)格高，一般情況下骨料均需進(jìn)行預(yù)處理，其施工難度也相應(yīng)提高，因此到目前為止還未能得到廣泛應(yīng)用。
使用植物纖維及其碎粒與水泥混合加壓成型制造板材，在國(guó)內(nèi)外已有幾十年歷史了，但迄今為止，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的都是使用木質(zhì)纖維，如水泥刨花板，它雖已問(wèn)世60多年了，卻越來(lái)越趨于停滯，主要原因是木材越來(lái)越緊缺，而且其產(chǎn)品的成本也是難以接受。而普通植物纖維的析出物對(duì)水泥產(chǎn)生阻凝作用也是其不能推廣實(shí)施的原因之一。
稻殼是水稻果實(shí)的外殼，水稻是人類(lèi)主要食物之一，目前世界上至少有三分之一的入以食稻米為主。水稻的主要產(chǎn)地集中在亞洲，其中我國(guó)年產(chǎn)稻谷約二億噸，折算成稻殼年產(chǎn)量約四千萬(wàn)噸，占世界總產(chǎn)量的30％以上，居世界第一位。過(guò)去稻殼在我國(guó)農(nóng)村除作燃料外，幾乎全成為廢物浪費(fèi)了。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，稻殼的開(kāi)發(fā)利用在國(guó)內(nèi)外也得到了迅速的發(fā)展，但與其年產(chǎn)量相比，其利用率仍然很低。
已有技術(shù)，如ZL92104363.5、ZL88105291.4均屬于植物纖維水泥復(fù)合板及其制備方法，其中雖也提到用稻殼作為原料與水泥混合，但從其內(nèi)容著只是在植物纖維方面附帶提到稻殼，對(duì)稻殼本身的特點(diǎn)、性能、成分等方面缺乏深入的分析研究，因而在配料操作工藝方面不可能掌握其特性，結(jié)果，在最后成品的強(qiáng)度方面不能達(dá)到理想的水平，并且沒(méi)有提出具體的實(shí)施參數(shù)和構(gòu)件達(dá)到的強(qiáng)度指標(biāo)。
本發(fā)明人經(jīng)歷了多年的試驗(yàn)、分析，進(jìn)行了不斷的研究、實(shí)踐和改進(jìn)，提出了成熟的實(shí)施方案。
本發(fā)明的目的即在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，包括普通植物纖維的析出物對(duì)水泥產(chǎn)生阻凝作用，影響推廣應(yīng)用和采用稻殼為原料時(shí)，由于用料配比和操作工藝方面存在問(wèn)題使制件不能達(dá)到理想的強(qiáng)度水平，而根據(jù)本發(fā)明人多年實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)，提供一種切實(shí)可行的、性能優(yōu)良的稻殼水泥混凝土。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的一種以稻殼為骨料的稻殼水泥混凝土，用料按重量配比為稻殼∶水泥＝(18～27)∶100水∶水泥＝(40～50)∶100107膠∶稻殼＝(28～33)∶100以稻殼為骨料的稻殼水泥混凝土的制備方法包括以下程序(1)稱(chēng)取一定量的風(fēng)干稻殼地?cái)嚢杵鲀?nèi)。
(2)按107膠與稻殼用量比，稱(chēng)取所需的107膠，并用水稀釋至1∶1倒入攪拌器內(nèi)攪拌10分鐘。(3)按稻殼/水泥比稱(chēng)取一定量的水泥，倒入攪拌器內(nèi)，攪拌10分鐘。
(4)按水與水泥用量比稱(chēng)取一定量的水并扣除稀釋107膠所用水量，倒入攪拌器內(nèi)，攪拌8～10分鐘。
(5)入模、振搗擊實(shí)。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果㈠主要性能1.重量輕本混凝土根據(jù)強(qiáng)度要求其容重可以在0.8kg/m3～1.3kg/m3間變動(dòng)。
2.保溫性能好由于本混凝土采用孔隙度很高的稻殼為骨料，因此其保溫性能好、導(dǎo)熱系數(shù)僅為0.23w/mk左右。
3.強(qiáng)度較高本混凝土作為保溫材料其強(qiáng)度較高，并且還可根據(jù)需要選用不同的水泥與稻殼用量，以及提高混合料的密實(shí)度等方法，達(dá)到進(jìn)一步提高其強(qiáng)度的目的。本混凝土的一般強(qiáng)度為抗壓強(qiáng)度8MPa～15MPa抗折強(qiáng)度2MPa～6MPa尤其是其抗折強(qiáng)度相對(duì)較高，一般抗壓強(qiáng)度與抗折強(qiáng)度的比為2～3，高于砂石做骨料的混凝土。
4.抗凍性能好本混凝土抗凍性能好，在-25℃經(jīng)25次凍融后其試件均無(wú)變化，并選三組試件測(cè)定其凍融前后的強(qiáng)度值如表2。
表2
(二)原料來(lái)源豐富、價(jià)格便宜水泥及107膠都是常用的建筑材料、尤其是稻殼幾乎遍布全國(guó)，目前價(jià)格約為0.1元/公斤。
(三)施工方便、用途廣本混凝土的骨料不需要進(jìn)行任何預(yù)處理，它與用砂石做骨料的混凝土具有完全相同的施工工藝，因此便于現(xiàn)場(chǎng)拌和施工。本混凝土與金屬有較強(qiáng)的粘接力，因此可以加入鐵絲網(wǎng)或鋼筋，從而大大提高其整體強(qiáng)度。又由于是以大量稻殼為骨料，而稻殼內(nèi)除了網(wǎng)狀SiO2外，主要是木質(zhì)素和纖維素，因此本混凝土與木材相似，可釘性很好，可直接用鐵釘或螺絲釘釘，釘釘處無(wú)裂紋。也可用手鋸鋸且鋸面很平滑。
由于是水泥混凝土，因此其表面可選用多種材料涂層，從而可提高其抗腐蝕能力和美觀，并且可以用價(jià)格十分便宜的水泥砂漿進(jìn)行粘接和填縫。
本混凝土用途廣，是一種較便宜的室內(nèi)外輕混凝土保溫材料。
下面結(jié)合實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明一、原料的選用及其性能特點(diǎn)㈠稻殼約占稻谷重量的20％，稻谷內(nèi)含可分解的養(yǎng)份很少，其主要成分是SiO2、木質(zhì)素、纖維素等，從微觀結(jié)構(gòu)來(lái)看，稻殼是以網(wǎng)狀高純度SiO2為骨架，再包裹一層致密的纖維素。因此稻殼孔隙度大、重量輕、保溫性能好、耐腐蝕能力強(qiáng)。它不僅具有非常好的韌性，而且還具有一定的強(qiáng)度。稻殼顆粒均勻，粒度適中，稻殼濕潤(rùn)后體積不膨脹，易于壓實(shí)，這有利于拌和均勻和提高混合料的密實(shí)度。此外稻殼內(nèi)含有少量鉀，因此稻殼灰的水溶液呈弱堿性，而水泥和107膠均為弱堿性物質(zhì)，因此選用稻殼與水泥和107膠拌和，其混合料的化學(xué)性能較穩(wěn)定。
(二)107膠107膠為無(wú)色水溶液，含固量為12～10％，比重為1.05，它是由聚乙烯醇和甲醛進(jìn)行部分縮和反應(yīng)，而制得的水溶性聚乙烯醇縮甲醛膠粘劑，該產(chǎn)品為弱堿性，其PH值7～8，它除具有較強(qiáng)的膠粘性外，加入水泥后能改善水泥涂層的強(qiáng)度、韌性、粘附性及防止開(kāi)裂和脫落等。由于107膠使用方便、價(jià)格便宜，因此現(xiàn)已成為木質(zhì)纖維和建筑業(yè)中的主要粘接劑。它對(duì)稻殼這類(lèi)含有大量木質(zhì)纖維的物質(zhì)，具有很好的粘接力，而且對(duì)水泥有增強(qiáng)作用，加入107膠后可以提高水泥與稻殼間的粘接性、韌性及其強(qiáng)度。更主要的是由于107膠在水中溶解度很高，加入水泥中能大大提高混合料的和易性，有助于現(xiàn)場(chǎng)拌和施工。
107膠起到了粘接稻殼和水泥的作用二、原理稻殼水泥混凝土是以稻殼為骨料，107建筑膠為稻殼的裹腹劑和水泥的增加劑。水泥具有粘著和內(nèi)聚性質(zhì)，能使稻殼粘結(jié)成密實(shí)的整體。
由于稻殼的空隙度大，而其表面有一層致密的纖維素能充分地吸附107膠，從而大大改善混合料的和易性，加之稻殼濕潤(rùn)后易于壓實(shí)，干燥后體積不膨脹，因此本混凝土與現(xiàn)有用砂石做骨料的混合土具有完全相同的施工工藝，又由于本混凝土與金屬有較好的粘接能力，因而可以加入鐵絲網(wǎng)或鋼筋，做成預(yù)制塊，從而大大提高了其整體強(qiáng)度。
本混合料所選用的材料均呈弱堿性，因此其化學(xué)性能較穩(wěn)定，抗腐蝕能力強(qiáng)。稻殼從生產(chǎn)加工到運(yùn)輸整個(gè)過(guò)程均沒(méi)有什么污染，而且其粒度均勻，大小適中，因此用它做骨料不需要進(jìn)行任何預(yù)處理，即可現(xiàn)場(chǎng)拌和施工。
三、用料配比本混凝土在體積一定的情況下，其重量和強(qiáng)度主要取決于水泥與稻殼用量的比例，當(dāng)然混合料的密實(shí)度，是強(qiáng)度高低的一個(gè)關(guān)鍵因素。本混凝土稻殼與水泥的用量，可根據(jù)對(duì)強(qiáng)度和重量的要求進(jìn)行選擇，按重量比一般為稻殼∶水泥＝(18～27)∶100水∶水泥＝(40～50)∶100107膠∶稻殼＝(28～33)∶100四、操作稱(chēng)取一定量的風(fēng)干稻殼于攪拌器內(nèi)，按107膠與稻殼用量比，稱(chēng)取所需的107膠，并用水稀釋至1∶1倒入攪拌器內(nèi)攪拌10分鐘，再稱(chēng)取一定量的水泥倒入攪拌器內(nèi)，再攪拌10分鐘，再按水與水泥用量比稱(chēng)取一定的水量，并扣除稀釋107膠所用的水量，將剩余的水全部倒入攪拌器內(nèi)，再攪拌8～10分鐘，即可入模，入模后應(yīng)盡可能地振搗擊實(shí)，以提高其密實(shí)度。
由于稻殼孔隙度大，保水性能好，因此養(yǎng)生時(shí)一般只需加蓋塑料布，不用將試件浸入水中，若試件不易被塑料布蓋嚴(yán)，可于數(shù)天后適當(dāng)灑一些水，使之保持一定的濕度即可。
實(shí)施例一(一)稱(chēng)取風(fēng)干稻殼140g(二)稱(chēng)取1 07膠44ml(三)量取自來(lái)水325ml(假設(shè)水比重1)(四)稱(chēng)取425硅酸鹽水泥760g(五)三聯(lián)水泥膠砂試模將稻殼倒入攪拌器內(nèi)，倒入107膠，并從已量取的325ml水中取44ml倒入攪拌器內(nèi)，充分?jǐn)嚢?0分鐘，再將剩余的水倒入再攪拌8～10分鐘，將拌和好的混合料分三次倒入試模進(jìn)行振搗擊實(shí)，并于24小時(shí)內(nèi)脫模，脫模后的試件小心用塑料布蓋嚴(yán)，并注意保持濕度，養(yǎng)生28天后測(cè)定其強(qiáng)度如表1。
表權(quán)利要求
1.一種以稻殼為骨料的稻殼水泥混凝土，其特征在于所說(shuō)的混凝土的用料按重量配比為稻殼∶水泥＝(18～27)∶100水∶水泥＝(40～50)∶100107膠∶稻殼＝(28～33)∶100所說(shuō)的混凝土的制備操作過(guò)程為(1)稱(chēng)取一定量的風(fēng)干稻殼置于攪拌器內(nèi)。(2)按107膠與稻殼用量比，稱(chēng)取所需的107膠，并用水稀釋至1∶1倒入攪拌器內(nèi)攪拌10分鐘。(3)按稻殼與水泥用量比稱(chēng)取一定量的水泥，倒入攪拌器內(nèi)，攪拌10分鐘。(4)按水與水泥用量比稱(chēng)取一定量的水并扣除稀釋107膠所用水量，倒入攪拌器內(nèi)，攪拌8～10分鐘。(5)入模、振搗擊實(shí)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稻殼水泥混凝土，其特征在于所說(shuō)的混凝土的用料按重量配比的最佳值為稻殼∶水泥＝18.5∶100；水∶水泥＝43∶100；107膠∶稻殼＝31∶100
全文摘要
本發(fā)明的混凝土是以稻殼為骨料、107建筑膠為增強(qiáng)劑的稻殼水泥混凝土保溫材料。該材料原料來(lái)源豐富、價(jià)格便宜，施工方便，保溫性能好、抗腐蝕能力強(qiáng)，它不同于以往輕混凝土之處，在于本混凝土的骨料不需要進(jìn)行任何預(yù)處理，拌和好的混凝土也不需要加熱烘烤，或機(jī)械加壓成型。它與用砂石做骨料的混凝土具有完全相同的施工工藝。本混凝土可以加入鋼筋或鐵絲網(wǎng)做成預(yù)制塊，從而大大提高其整體強(qiáng)度，也可用水泥砂漿進(jìn)行粘接和填縫，因此是一種較便宜的室內(nèi)外輕混凝土保溫材料。
文檔編號(hào)C04B18/04GK1142472SQ9610481
公開(kāi)日1997年2月12日 申請(qǐng)日期1996年4月30日 優(yōu)先權(quán)日1996年4月30日
發(fā)明者楊先和, 高漢忠, 葉慧海, 楊滿(mǎn)宏, 王放 申請(qǐng)人:交通部公路科學(xué)研究所