本發(fā)明屬于建筑材料領(lǐng)域，具體公開(kāi)了一種可再生的高強(qiáng)度輕質(zhì)建筑材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著城市化進(jìn)程的加快和人們對(duì)居住環(huán)境品質(zhì)要求的提高，傳統(tǒng)建筑材料如磚塊、混凝土等在重量、強(qiáng)度、環(huán)保性等方面已難以滿足現(xiàn)代建筑的需求。因此，輕質(zhì)建筑材料應(yīng)運(yùn)而生，成為解決這些問(wèn)題的重要途徑之一。輕質(zhì)建筑材料通常由合成樹(shù)脂、纖維材料、發(fā)泡劑以及其他添加劑等組成，這些成分經(jīng)過(guò)特殊工藝處理后形成具有優(yōu)異性能的建筑材料，比如grc板就是一種典型的輕質(zhì)高強(qiáng)建筑材料，它以水泥為基體，以耐堿玻璃纖維為增強(qiáng)材料，通過(guò)噴射、流漿或平模澆注等工藝制成，具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、防火、防潮、耐腐蝕等特點(diǎn)。

2、輕質(zhì)建筑材料因其獨(dú)特的性能被廣泛應(yīng)用于建筑行業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域，包括外墻裝飾、雕塑和裝飾品制作、景觀設(shè)計(jì)以及隔音與抗震等方面。它們不僅能夠提升建筑物的美觀性和功能性，還能建筑的自重在一定程度上降低，提高建筑的抗震性和抗風(fēng)能力。

3、但是部分輕質(zhì)建筑材料的生產(chǎn)成本較高，市場(chǎng)上的售價(jià)導(dǎo)致其在也相對(duì)較高。這可能會(huì)增加建筑工程的總投資成本，對(duì)于一些預(yù)算有限的項(xiàng)目來(lái)說(shuō)可能難以承受。并且目前的輕質(zhì)建筑材料在使用后難以利用或回收再利用。這不僅會(huì)造成資源浪費(fèi)，還可能對(duì)環(huán)境造成一定的污染，因此推廣和使用輕質(zhì)建筑材料時(shí)需要考慮其循環(huán)利用的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種可再生的高強(qiáng)度輕質(zhì)建筑材料及其制備方法。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

3、一種可再生的高強(qiáng)度輕質(zhì)建筑材料，按重量份數(shù)計(jì)算，由以下原料制成：

4、

5、

6、進(jìn)一步的，上述一種可再生的高強(qiáng)度輕質(zhì)建筑材料，所述再生纖維為混合秸稈纖維或改性混合秸稈纖維。

7、進(jìn)一步的，上述一種可再生的高強(qiáng)度輕質(zhì)建筑材料，所述混合秸稈纖維由稻草秸稈纖維、玉米秸稈纖維和棉花秸稈纖維按質(zhì)量份1:2:3-6組成。

8、進(jìn)一步的，上述一種可再生的高強(qiáng)度輕質(zhì)建筑材料，所述混合秸稈纖維由以下步驟制備：

9、s1、稻草秸稈纖維制備：將稻草秸稈破碎后，再去除稻葉，同時(shí)篩分出長(zhǎng)度在10～20cm之間的稻草秸稈纖維，烘干，粉碎成2-4mm稻草秸稈纖維備用；

10、s2、玉米秸稈纖維制備：清潔玉米秸稈上的葉、穗后，按玉米秸稈上的節(jié)剪切成段，在水中浸泡，浸泡處理后去芯取皮后剪切，再經(jīng)烘干，粉碎后篩分得到2-4mm的玉米秸稈纖維備用；

11、s3、棉花秸稈纖維制備：清潔棉花秸稈上的葉、棉鈴殼后，在水中浸泡，浸泡處理后晾至表干，剪切并經(jīng)烘干，粉碎后得到3-6mm棉花秸稈纖維備用；

12、s4、將稻草秸稈纖維、玉米秸稈纖維和棉花秸稈纖維混合成混合秸稈纖維。

13、進(jìn)一步的，上述一種可再生的高強(qiáng)度輕質(zhì)建筑材料，所述改性混合秸稈纖維的制備包括以下步驟：

14、s1、稻草秸稈纖維制備：將稻草秸稈破碎后，再去除稻葉，同時(shí)篩分出長(zhǎng)度在10～20cm之間的稻草秸稈纖維，烘干，粉碎成2-4mm稻草秸稈纖維備用；

15、s2、玉米秸稈纖維制備：清潔玉米秸稈上的葉、穗后，按玉米秸稈上的節(jié)剪切成段，在水中浸泡，浸泡處理后去芯取皮后剪切，再經(jīng)烘干，粉碎后篩分得到2-4mm的玉米秸稈纖維備用；

16、s3、棉花秸稈纖維制備：清潔棉花秸稈上的葉、棉鈴殼后，在水中浸泡，浸泡處理后晾至表干，剪切并經(jīng)烘干，粉碎后得到3-6mm棉花秸稈纖維備用；

17、s4、將稻草秸稈纖維、玉米秸稈纖維和棉花秸稈纖維混合成混合秸稈纖維；

18、s5、將混合秸稈纖維進(jìn)行微波預(yù)處理；

19、s6、將預(yù)處理混合秸稈纖維投入1m的naoh溶液中，加熱至70-80℃并攪拌100-150min，隨后清洗至中性后烘干得到所述改性混合秸稈纖維。

20、進(jìn)一步的，上述一種可再生的高強(qiáng)度輕質(zhì)建筑材料，所述氫氧化鈣為改性氫氧化鈣，經(jīng)過(guò)以下改性步驟：

21、s1.按質(zhì)量份數(shù)，將1份添加劑和500-1000份去離子水調(diào)節(jié)配制得消化混合液；所述添加劑為羥丙甲纖維素和甲基丙烯酸，質(zhì)量比為1:2；混合過(guò)程中進(jìn)行超聲輔助分散；

22、s2.將氧化鈣和消化混合液按固液比1:15g/ml投入生石灰消化機(jī)進(jìn)行消化反應(yīng)，得氫氧化鈣漿液；

23、s3.將氫氧化鈣漿液經(jīng)過(guò)陳化桶，在攪拌下陳化16h，得到的精制氫氧化鈣漿液，再經(jīng)過(guò)壓濾機(jī)壓成濾餅；

24、s4.將濾餅初步打粉后，干燥，打散成粉,過(guò)200目篩，得到改性氫氧化鈣

25、進(jìn)一步的，上述一種可再生的高強(qiáng)度輕質(zhì)建筑材料，所述分散劑為木質(zhì)素磺酸鈉。

26、進(jìn)一步的，上述一種可再生的高強(qiáng)度輕質(zhì)建筑材料，所述偶聯(lián)劑為kh-590硫氰基硅烷偶聯(lián)劑。

27、本發(fā)明還公開(kāi)了上述可再生的高強(qiáng)度輕質(zhì)建筑材料的制備方法，包括以下步驟：

28、a配混料：將火山石破碎成平均粒徑為3-6mm的顆粒，與粉末狀的聚碳酸酯、聚乳酸、膨潤(rùn)土、氫氧化鈣混合后，加入分散劑和偶聯(lián)劑，加熱至50-70℃，攪拌30-60min，隨后再保持溫度不變，加入再生纖維、玻璃微珠、納米二氧化鈦，繼續(xù)攪拌60-100min，隨后加入去離子水，攪拌均勻成混合物料；

29、b模壓成型：將混合物料置于模具內(nèi)攤平，壓機(jī)壓制成型，脫模后生坯置于底架上準(zhǔn)備固化；

30、c固化：將生坯進(jìn)行熱處理固化，得到建筑用防火保溫材料；固化溫度為220～250℃，固化時(shí)間為2-4h。

31、相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下有益效果：

32、本發(fā)明公開(kāi)了一種可再生的高強(qiáng)度輕質(zhì)建筑材料及其制備方法，該建筑材料采用了火山石、聚碳酸酯、聚乳酸等可再生或生物降解材料，以及混合秸稈纖維(包括稻草秸稈、玉米秸稈和棉花秸稈)作為再生纖維來(lái)源。這些原料的利用有助于減少對(duì)傳統(tǒng)資源的依賴，降低環(huán)境污染，符合可持續(xù)發(fā)展的理念；同時(shí)通過(guò)合理的配方設(shè)計(jì)和制備工藝，該建筑材料在保持較高強(qiáng)度的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了輕量化。這有利于減輕建筑物的自重，提高施工效率，并可能在一定程度上改善建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能；并且由于材料中加入了納米二氧化鈦等具有阻燃性能的添加劑，以及火山石等天然礦物成分，使得該建筑材料具有較好的防火性能。同時(shí)，其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)也可能賦予其良好的保溫隔熱性能，有助于節(jié)能減排；通過(guò)對(duì)混合秸稈纖維進(jìn)行微波預(yù)處理和naoh溶液處理，以及對(duì)氫氧化鈣進(jìn)行改性處理，進(jìn)一步提升了材料的整體性能和穩(wěn)定性。這些改性措施有助于提高材料的力學(xué)性能、耐候性和耐久性。綜上，該建筑材料在建筑領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。它可以用于墻體、屋頂、地板等多種部位的建造和裝修中，為綠色建筑和節(jié)能建筑的發(fā)展提供有力支持。

技術(shù)特征：

1.一種可再生的高強(qiáng)度輕質(zhì)建筑材料，其特征在于，按重量份數(shù)計(jì)算，由以下原料制成：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可再生的高強(qiáng)度輕質(zhì)建筑材料，其特征在于，所述再生纖維為混合秸稈纖維或改性混合秸稈纖維。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可再生的高強(qiáng)度輕質(zhì)建筑材料，其特征在于，所述混合秸稈纖維由稻草秸稈纖維、玉米秸稈纖維和棉花秸稈纖維按質(zhì)量份1:2:3-6組成。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種可再生的高強(qiáng)度輕質(zhì)建筑材料，其特征在于，所述混合秸稈纖維由以下步驟制備：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種可再生的高強(qiáng)度輕質(zhì)建筑材料，其特征在于，所述改性混合秸稈纖維的制備包括以下步驟：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可再生的高強(qiáng)度輕質(zhì)建筑材料，其特征在于，所述氫氧化鈣為改性氫氧化鈣，經(jīng)過(guò)以下改性步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可再生的高強(qiáng)度輕質(zhì)建筑材料，其特征在于，所述分散劑為木質(zhì)素磺酸鈉。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可再生的高強(qiáng)度輕質(zhì)建筑材料，其特征在于，所述偶聯(lián)劑為kh-590硫氰基硅烷偶聯(lián)劑。

9.如權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的可再生的高強(qiáng)度輕質(zhì)建筑材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于建筑材料領(lǐng)域，具體公開(kāi)了一種可再生的高強(qiáng)度輕質(zhì)建筑材料及其制備方法，所述材料由火山石、聚碳酸酯、聚乳酸等多種原料按特定比例混合而成，其中再生纖維采用稻草秸稈、玉米秸稈和棉花秸稈的混合或改性混合形式。通過(guò)特定的制備工藝，包括微波預(yù)處理、堿液處理等步驟，提高了材料的性能；此外，還采用了改性氫氧化鈣、木質(zhì)素磺酸鈉分散劑和KH?590偶聯(lián)劑等添加劑以優(yōu)化材料特性。制備方法涉及配混料、模壓成型及熱處理固化等步驟，最終得到具有高強(qiáng)度、輕質(zhì)且可再生特性的建筑材料。

技術(shù)研發(fā)人員：鄭建華,高爽
受保護(hù)的技術(shù)使用者：沈陽(yáng)惠能電力機(jī)械制造有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6