專利名稱：一種秸稈水泥基微孔建筑材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于建筑材料領(lǐng)域，具體涉及一種含有農(nóng)作物秸稈的水泥基微孔建筑材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
農(nóng)作物秸稈是取之不盡的自然資源，農(nóng)作物秸稈的資源化利用符合可持續(xù)發(fā)展的社會需求。已有關(guān)于秸稈與水泥混合(或復合)的報道，在發(fā)明專利ZL200510114895.2“麥秸稈水泥復合材料墻板及其制造方法”中介紹了麥秸稈水泥復合材料是由水泥、砂子、粉煤灰、碎麥秸組成固體料再與聚合物及水混合形成可澆注的混合料，然后成型制造板材。在發(fā)明專利200710054841. 0 “秸稈水泥混合人造板制造方法”中介紹了用碎秸桿、改性丙烯纖維、石英砂、粉煤灰、水泥混合攪拌，然后鋪裝壓制成板。上述兩項發(fā)明專利中，涉及到“秸稈”和“水泥”，但是未涉及“微孔建筑材料”，導致成型板材體積密度較大，導熱系數(shù)較高，不適用于制造體積密度較小、導熱系數(shù)較低的具有適當力學強度和較好熱工性能的建材制品。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種生態(tài)、輕質(zhì)而且制備技術(shù)簡便的秸稈水泥基微孔建筑材料。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案一種秸稈水泥基微孔建筑材料，由包括以下重量份數(shù)比的組分制備而成秸稈碎粉2 5份、水泥40 60份、粉煤灰15 25份、砂子10 25份、促凝材料2_15份、聚合物和水，聚固比0. 2%~ 0. 5，水固比35% 45%。其中所述秸稈為麥秸稈或稻秸稈中的一種或兩種的復合；秸稈的最大長度為3mm，且其中含有按重量最少為20%的長度小于Imm的碎秸稈或秸稈粉。所述水泥為強度等級42. 5的硫鋁酸鹽水泥或強度等級42. 5R的硅酸鹽水泥中的一種或兩種的復合。所述粉煤灰為I級或II級粉煤灰。所述砂子的粒徑不超過3mm。所述促凝材料為石膏、快硬硫鋁酸鹽水泥或硫酸鈉中的一種或兩種的復合。所述聚合物為聚乙烯醇樹脂、丙烯酸樹脂或乙烯-乙酸乙烯酯共聚樹脂。本發(fā)明的第二個目的是提供一種上述秸稈水泥基微孔建筑材料的制備方法。本發(fā)明所提供的制備方法，可包括以下步驟1)配制固含量為5%或10%的的聚合物水溶液，并按配比量取余量水；2)將水泥、粉煤灰、砂子、促凝材料和余量水的90 100%混合并攪拌均勻；3)邊攪拌邊加入秸稈，使其均勻分散于上述混合料中；
4)連續(xù)攪拌，加入聚合物溶液和剩余水，形成含有均勻微小氣泡的混合料；得到所述秸稈水泥基微孔建筑材料。本發(fā)明還一目的是提供一種利用所述秸稈水泥基微孔建筑材料制造建材制品的方法，包括以下步驟步驟一將所述含有均勻微小氣泡的混合料澆注到模型之中，覆蓋養(yǎng)護；步驟二 脫模后，置于大氣環(huán)境中自然養(yǎng)護，得到秸稈水泥基微孔建材制品。其中，所述步驟一中的覆蓋養(yǎng)護時為5 20小時，優(yōu)選為10 12小時；所述步驟二中的自然養(yǎng)護時間至少為7天；所述建材制品為用于房屋非承重墻體的板材或砌塊。采用以上方案，本發(fā)明秸稈水泥基微孔建筑材料依靠秸稈、水泥、聚合物溶液之間的物理化學作用與攪拌過程中施加的機械外力作用，形成的含有均勻微小氣泡的秸稈水泥基混合物料。用這種微孔建筑材料可通過不同模具制造板材、砌塊或其它建材制品。本發(fā)明具有以下特點1)以農(nóng)作物秸稈作為制造水泥基微孔建筑材料的原料，生態(tài)環(huán)保，符合可持續(xù)發(fā)展要求；幻秸稈水泥基微孔建筑材料中的氣孔微小均勻，是制造輕質(zhì)高強建筑制品的優(yōu)良材料；幻該秸稈水泥基微孔材料經(jīng)澆注成型、養(yǎng)護，可制造密度范圍1000kg/m3 1400kg/m3、抗壓強度范圍6MPa 14MPa的微孔建材制品。本發(fā)明將在建筑領(lǐng)域發(fā)揮巨大作用，應用前景廣闊。下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明。
具體實施例方式本發(fā)明提供的秸稈水泥基微孔建筑材料，是采用通用混凝土構(gòu)成、可再生農(nóng)作物秸稈和少量聚合物溶液為原料，經(jīng)特定工藝過程制備而成。所用原料及其在本發(fā)明中所發(fā)揮的作用為秸稈最大長度3mm，需含有最少20%重量份的長度小于Imm的碎秸稈或秸稈粉。 與水泥和本發(fā)明所選用的聚合物產(chǎn)生化學作用，形成微小氣泡?？蛇x用的秸稈有麥秸稈或稻秸稈中的一種或兩種的復合。水泥提供膠凝性能和強度的主要組分?？蛇x用強度等級42. 5的硫鋁酸鹽水泥或強度等級42. 5R的硅酸鹽水泥中的一種或兩種的復合。聚合物與秸稈碎粉和水泥產(chǎn)生化學作用，形成微小氣泡；并可提高混合料的膠粘性能，防止氣泡逸出?？蛇x用的聚合物有聚乙烯醇樹脂、丙烯酸樹脂或乙烯-乙酸乙烯酯共聚樹脂，使用前將聚合物預先溶化為固含量為5%或10%的聚合物溶液(聚合物本身濃度不做限制，實施例選擇5%或10%只是便于計算材料配合比中的實際用水量)。促凝材料加快秸稈水泥基混合料的凝結(jié)速度，減緩秸稈和聚合物對水泥水化過程的不利影響。可選用的促凝材料有石膏、快硬硫鋁酸鹽水泥或硫酸鈉中的一種或兩種的見合。粉煤灰調(diào)整混合料工藝性能，采用II級粉煤灰或I級粉煤灰。砂提高混合料的澆注性能，減小微孔建筑制品的收縮值。砂子的最大粒徑不超過 3mm ο本發(fā)明中，微孔建筑材料中各固體原料的重量份數(shù)比為秸稈2 5份、水泥40 60份、粉煤灰15 25份、砂子10 25份、促凝材料2_15份；聚固比0. 20Z0 0. 5%，水固比 35% 45%。本發(fā)明所提供的秸稈水泥基微孔建筑材料的制備方法，可包括以下步驟1)配制聚合物水溶液，并按配比量取余量水；2)將水泥、粉煤灰、砂子、促凝材料和余量水的90 100%混合并攪拌均勻；3)邊攪拌邊加入秸稈，使其均勻分散于上述混合料中；4)連續(xù)攪拌，逐漸加入聚合物水溶液，再加入剩余水，形成含有均勻微小氣泡的混合料即為秸稈水泥基微孔建筑材料。利用上述秸稈水泥基微孔建筑材料可直接制造建材制品，包括以下步驟步驟一將上述混合料澆注到模型之中，覆蓋養(yǎng)護；覆蓋養(yǎng)護時間可為5 20小時，優(yōu)選為10 12小時；步驟二 脫模后，置于大氣環(huán)境中自然養(yǎng)護至少7天，得到秸稈水泥基微孔建材制品；該建材制品可為用于房屋非承重墻體的板材或砌塊。以下實施例給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。下述實施例中所用方法如無特別說明均為常規(guī)方法。實施例1、秸稈水泥基微孔建筑材料的固體物料配合比(按重量，“份”的單位可為“克”或 “千克”)麥秸稈碎粉2. 3份、水泥44. 5份、粉煤灰21. 6份、砂子21. 6份、促凝材料10份 (石膏、快硬硫鋁酸鹽水泥各占50% )；聚固比0. 2%，水固比36%。制備秸稈水泥基微孔建筑材料及試塊，具體方法包括以下步驟1)稱取麥秸碎粉23克、強度等級為42. 5的普通硅酸鹽水泥445克、粉煤灰216 克、砂子216克、石膏50克、快硬硫鋁酸鹽水泥50克；2)量取固含量為5%的聚乙烯醇樹脂聚合物溶液40毫升(不計固體聚合物的體積，含水量按40毫升計算)，另取320毫升水；3)將強度等級為42. 5的普通硅酸鹽水泥450克、粉煤灰216克、砂子216克、石膏 50克、快硬硫鋁酸鹽水泥50克、水290毫升，順序放入攪拌機中攪拌均勻；4)繼續(xù)攪拌，逐漸加入麥秸碎粉23克，使麥秸碎粉均勻分布于混合料之中；5)繼續(xù)攪拌，加入固含量為5%的聚乙烯醇聚合物溶液40毫升和剩余的30毫升水，攪拌約1分鐘，形成含有均勻氣泡的混合料；6)將上述混合料澆注到40mm*40mm* 160mm的棱柱體模型中，稍微振動，用抹刀抹平上面；覆蓋養(yǎng)護12小時；7)脫模，置于大氣環(huán)境中自然養(yǎng)護14天，得到秸稈水泥基微孔建筑材料試塊。對得到的試塊進行性能測試，3個試塊干燥狀態(tài)的平均密度為1352kg/m3、抗壓強度平均值為13. 8MPa。該實施例秸稈水泥基微孔建筑材料可制造用于制造房屋非承重墻體的板材，制造板材時，覆蓋養(yǎng)護12小時，自然養(yǎng)護14天。實施例2、秸稈水泥基微孔建筑材料的固體物料配合比麥秸稈碎粉4. 3份、水泥55. 2份、粉煤灰17. 0份、砂子21. 5份、促凝材料2. 0份；聚固比0. 4%，水固比38%。
制備秸稈水泥基微孔建筑材料和試塊，具體方法包括以下步驟1)稱取麥秸碎粉43克、強度等級為42. 5的快硬硫鋁酸鹽水泥552克、粉煤灰170 克、砂子215克、硫酸鈉20克；2)量取固含量為5%的丙烯酸樹脂聚合物溶液80毫升(不計固體聚合物的體積， 含水量按80毫升計算)，另取300毫升水；3)將強度等級為42. 5的快硬硫鋁酸鹽水泥552克、粉煤灰170克、砂子215克、硫酸鈉20克、水300克，順序放入攪拌機中攪拌均勻；4)繼續(xù)攪拌，逐漸加入麥秸碎粉43克，使麥秸碎粉均勻分布于混合料之中；5)繼續(xù)攪拌，加入固含量為5%的丙烯酸樹脂聚合物溶液80毫升，攪拌約1分鐘， 形成含有均勻氣泡的混合料；6)將上述混合料澆注到40mm*40mm* 160mm的棱柱體模型中，稍微振動，用抹刀抹平上面；覆蓋養(yǎng)護6小時；7)脫模，置于大氣環(huán)境中自然養(yǎng)護7天，得到秸稈水泥基微孔建筑材料試塊。對得到的試塊進行性能測試，3個試塊干燥狀態(tài)的平均密度為1185kg/m3、抗壓強度平均值為9. 8MPa。該實施例秸稈水泥基微孔建筑材料可制造用于制造房屋非承重墻體的砌塊，制造砌塊時，覆蓋養(yǎng)護6小時，自然養(yǎng)護7天。實施例3、秸稈水泥基微孔建筑材料的固體物料配合比稻秸稈碎粉2. 0份、水泥50. 0份、粉煤灰20.0份、砂子15.0份、促凝材料13.0份；聚固比0.3%，水固比40%。制備秸稈水泥基微孔建筑材料和試塊，具體方法包括以下步驟1)稱取稻秸碎粉20克、強度等級為42. 5的普通硅酸鹽水泥500克、粉煤灰200 克、砂子150克、硫酸鈉10克，快硬硫鋁酸鹽水泥120克；2)量取固含量為5%的乙烯-乙酸乙烯酯共聚樹脂聚合物溶液60毫升(不計固體聚合物的體積，含水量按60毫升計算)，另取340毫升水；3)強度等級為42. 5的普通硅酸鹽水泥500克、粉煤灰200克、砂子150克、硫酸鈉 10克，快硬硫鋁酸鹽水泥120克、水320克，順序放入攪拌機中攪拌均勻；4)繼續(xù)攪拌，逐漸加入稻秸碎粉20克，使稻秸碎粉均勻分布于混合料之中；5)繼續(xù)攪拌，加入固含量為5%的乙烯-乙酸乙烯酯共聚樹脂聚合物溶液60毫升和剩余的20毫升水，攪拌約1分鐘，形成含有均勻氣泡的混合料；6)將上述混合料澆注到40mm*40mm* 160mm的棱柱體模型中，稍微振動，用抹刀抹平上面；覆蓋養(yǎng)護10小時；7)脫模，置于大氣環(huán)境中自然養(yǎng)護14天，得到秸稈水泥基微孔建筑材料試塊。對得到的試塊進行性能測試，3個試塊干燥狀態(tài)的平均密度為1030kg/m3、抗壓強度平均值為6. 8MPa。該實施例秸稈水泥基微孔建筑材料可制造用于房屋非承重墻體的板材，制造板材時，覆蓋養(yǎng)護10小時，自然養(yǎng)護14天。 實施例4 實施例6和比較例、 按實施例1的操作過程，按表1所列組配和參數(shù)制備水泥基微孔建筑材料和水泥基微孔建材制品，性能測試結(jié)果也列于表1。
組配及參數(shù)實施例4實施例5__實施例6__比較例
秸稈(份)__3 (麥秸)3 (稻秸)+2(麥秸)__4 (稻秸)__3 (麥粘)
水泥(份) 404555 (快硬硫鋁酸鹽水泥)+40 ___普通硅酸鹽水泥普通硅酸鹽水泥 5 (普通硅酸鹽水泥) 普通硅酸鹽水泥
粉煤灰(份)__25__15__18___25
砂子(份)1025_W__10_
促凝材料(份)__石膏15硫酸鈉7 +石膏3__硫酸鈉2__石膏15
聚固比(％)°·5°·3°-50
(乙烯-乙酸乙烯(聚乙烯醇樹脂)(丙烯酸樹脂)
__酷共聚樹脂)_____
水同比(％)3540_45__35__
制品形式 .__&__M__ft___板
覆蓋養(yǎng)護(小時)__15__20__5__15_
Cl然養(yǎng)護(天)___14__14__7___14
平均密度(kg/m3)__1240__1016__1367___1825 _
抗壓強度(MPa)__Il1T^____14^0__21,4實施例數(shù)據(jù)顯示，本發(fā)明組配制備得到的秸桿水泥基微孔材料經(jīng)澆注成型、養(yǎng)護， 可制造密度范圍1000kg/m3 1400kg/m3、抗壓強度范圍6MPa 14MPa的微孔建材制品，輕質(zhì)且抗壓強度能夠滿足非承重填充墻體所用制品的性能要求；而比較例制品密度較高，用于填充墻體時會增加墻體自重。
權(quán)利要求
1.一種秸稈水泥基微孔建筑材料，由包括以下重量份數(shù)比的組分制備而成秸稈碎粉 2 5份、水泥40 60份、粉煤灰15 25份、砂子10 25份、促凝材料2_15份、聚合物和水，聚固比0. 2%~ 0. 5，水固比35% 45%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的秸稈水泥基微孔建筑材料，其特征在于所述秸稈為麥秸稈或稻秸稈中的一種或兩種的復合；秸稈的最大長度為3mm，且其中含有按重量最少為20% 的長度小于Imm的碎秸稈或秸稈粉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的秸稈水泥基微孔建筑材料，其特征在于所述水泥為強度等級42. 5的硫鋁酸鹽水泥或強度等級42. 5R的硅酸鹽水泥中的一種或兩種的復合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的秸稈水泥基微孔建筑材料，其特征在于所述粉煤灰為I級或II級粉煤灰。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的秸稈水泥基微孔建筑材料，其特征在于所述砂子的粒徑不超過3mmο
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的秸稈水泥基微孔建筑材料，其特征在于所述促凝材料為石膏、快硬硫鋁酸鹽水泥或硫酸鈉中的一種或兩種的復合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的秸稈水泥基微孔建筑材料，其特征在于所述聚合物為聚乙烯醇樹脂、丙烯酸樹脂或乙烯-乙酸乙烯酯共聚樹脂。
8.—種權(quán)利要求1至7任一所述秸稈水泥基微孔建筑材料的制備方法，包括以下步驟1)配制固含量為5%或10%的的聚合物水溶液，并按配比量取余量水；2)將水泥、粉煤灰、砂子、促凝材料和余量水的90 100%混合并攪拌均勻；3)邊攪拌邊加入秸稈，使其均勻分散于上述混合料中；4)連續(xù)攪拌，加入聚合物溶液和剩余水，形成含有均勻微小氣泡的混合料；得到所述秸稈水泥基微孔建筑材料。
9.一種利用權(quán)利要求8所述秸稈水泥基微孔建筑材料制造建材制品的方法，包括以下步驟步驟一將所述含有均勻微小氣泡的混合料澆注到模型之中，覆蓋養(yǎng)護；步驟二 脫模后，置于大氣環(huán)境中自然養(yǎng)護，得到秸稈水泥基微孔建材制品。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制方法，其特征在于所述步驟一中的覆蓋養(yǎng)護時為5 20 小時，優(yōu)選為10 12小時；所述步驟二中的自然養(yǎng)護時間至少為7天；所述建材制品為用于房屋非承重墻體的板材或砌塊。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種秸稈水泥基微孔建筑材料及其制備方法。該建筑材料包括以下重量份數(shù)比的組分秸稈碎粉2～5份、水泥40～60份、粉煤灰15～25份、砂子10～25份、促凝材料2-15份、聚合物和水，聚固比0.2％～0.5％，水固比35％～45％。其制備方法包括以下步驟1)將水泥、粉煤灰、砂子、促凝材料和90～100％的水，攪拌混合均勻；2)邊攪拌邊加入秸稈碎粉，使其均勻分散于上述混合料中；3)連續(xù)攪拌，逐漸加入固含量為5％或10％的聚合物溶液和剩余水，形成含有均勻微小氣泡的混合料；4)將上述混合料澆注到模型之中，覆蓋養(yǎng)護；5)脫模后，置于大氣環(huán)境中自然養(yǎng)護，得到秸稈水泥基微孔建材產(chǎn)品。本發(fā)明將在建筑領(lǐng)域發(fā)揮巨大作用，應用前景廣闊。
文檔編號C04B28/36GK102452832SQ20101052937
公開日2012年5月16日 申請日期2010年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月28日
發(fā)明者崔玉忠 申請人:中國建筑材料科學研究總院