CN101844883A - 一种新型复合生态水泥及其制品应用 - Google Patents

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Abstract

本发明以可再生生物质燃烧废弃物和工业废渣等为主要原材料(生物质燃烧废弃物和工业废渣利用率达80％以上)生产生态复合水泥，然后用这种新型胶凝材料结合其它环保材料如纸质蜂窝板等复合制造新型环保建筑制品，如：新型高层、多层框架建筑专用超轻质高强度内墙复合隔墙板(每平方米自重19公斤左右)、65％自保温轻质高强度外墙隔板、外墙保温装饰一体板、新型复合木砌块、新型复合免烧砖、新型泡沫混凝土等，所有产品通过国家级建材检测机构检测，达到相关产品质量标准，通过专用机械进行工厂化制造，现场安装制作，高效经济。本发明最大限度的利用各种可再生资源和可回收利用的各种废弃物，保护了环境，节能减排，降低工程总体综合造价，具有重大的经济和社会双重效益。

Description

一种新型复合生态水泥及其制品应用
技术领域：
本发明以可再生生物质燃烧废弃物和工业废渣等为主要原材料(生物质燃烧废弃物和工业废渣利用率达80％以上)生产生态复合水泥，然后用这种新型胶凝材料结合其它环保材料如纸质蜂窝板等复合制造新型环保建筑制品，如：新型高层、多层框架建筑专用超轻质高强度内墙复合隔墙板(每平方米自重19公斤左右)、65％自保温轻质高强度外墙隔板、外墙保温装饰一体板、新型复合木砌块、新型复合免烧砖、新型泡沫混凝土等，所有产品通过国家级建材检测机构检测，达到相关产品质量标准，通过专用机械进行工厂化制造，现场安装制作，高效经济。
新型环保建筑制品应用广泛，市场需求量大，特别是当超轻质高强度内墙隔板大量应用于高层建筑时，比普通砖砌体减轻自重达80％以上，就是比轻质混凝土隔墙板相比也减轻自重达50％以上，大大降低了结构自重，使建筑物梁、柱、基础的受力荷载大大减少，因此能降低建筑物梁、柱、基础的配筋率，大幅减少钢材用量，同时也大大减少普通硅酸盐水泥的用量，减少生产普通水泥需要的石灰石资源消耗，大大减少煅烧石灰石所需煤炭的消耗和二氧化碳温室气体的排放，节能减排。
技术背景：
随着我国经济的高速发展，全国城乡建筑的建造量非常大，据最新统计，全国城乡每年建筑物竣工面积12-14亿平方米，每年在建建筑面积20-30亿平方米，投资额每年上万亿，约占全社会固定资产投资的20％左右，占GDP的8-10％，从资源和环保的角度来看，建筑物的建造对资源的占用和消耗是巨大的，全国每年竣工建筑物所消耗的水泥约为5亿吨左右，每制造1吨水泥，须向大气中排放二氧化碳温室气体1吨和大量的二氧化硫等有害气体。
全国每年竣工的建筑物所消耗的钢材量约为1亿吨，每制造1吨钢材须向大气排放二氧化碳温室气体2.5吨，还有二氧化硫等有害气体，工业烟粉尘、沪渣等废弃有害物质。
同时中国建筑能耗巨大，现有建筑200亿平方米，95％以上没实行建筑物外墙节能改造，仅每年采暖消耗的煤炭就达2亿吨以上，
由以上的数据可以看出，我国经济的高速发展和建筑业的快速扩张是建立在极大资源消耗和环境污染的巨大代价之上的。
随着国际社会和我国政府对环境环保的高度重视，近期国家总理温家宝在2009年11月26日对外界宣布，到2020年我国单位GDP二氧化碳排放量比2005年下降40％～45％。
我国政府对国际事务的承诺向来说到做到，但是同时面临巨大压力和实际困难，实现上述减排目标是需要国家和全社会共同付出艰苦卓绝的努力才能实现的。
在目前大的低碳经济和产业形势下，整合各种资源，推广新型复合生态水泥及其制品，减少普通硅酸盐水泥的用量，降低水泥制造业的二氧化碳温室气体排放，就显得具有重要的现实意义。本发明技术项目如能顺利运作的话，将产生巨大的社会和经济双重效益。
普通水泥是硅酸盐类水硬性胶凝材料，在制造过程必须进行生石料锻烧工艺，须消耗大量的煤炭资源，同时排放出大量的CO2温室气体和SO2等有害气体，而本生态复合水泥是基于无机矿物聚合物的理论，最早由法国科学家Davidovits于上世纪70年代提出，他在对古罗马大竞技场、金字塔等古代混凝土建筑物的研究中发现，这些建筑物中存在一种与有机高分子聚合物的三维网状结构相似，主要成分为SIO4和ALO4的四面体无机聚合物，这种无机聚合物使这些古代建筑经过几千年的恶劣环境也不损坏，具有非常优异的耐久性。
以高浓度强碱和碱金属硅酸盐和碳酸盐作为激发剂，激活矿渣粉制作碱激发矿渣水泥，在1957年，首先由乌克兰科学家格鲁霍夫斯基发明，它具有很多硅酸盐水泥不具备的优良性质，如早强高强、低需水量、低水化热、大量利用废渣等，但是这种复合水泥也有诸多缺点，如返碱粉化、凝结时间过快、成本较高等，最重要的是其收缩开裂十分严重，其严重的开裂问题极大的制约了这种水泥的推广。
本发明利用现有的具有潜在活性的工业废渣和生物质燃料废弃物(如秸杆灰、树枝树叶锯末灰、稻壳灰等)，添加沸石粉作为晶种，水玻璃作为激发剂，另外掺加少量无机膨胀剂，经过大量实验，在常温常压下制造的新型胶凝材料---新型复合生态水泥，本新型复合生态水泥胶凝材料，是一种完全不同于硅酸盐水泥的新型胶凝材料，它是由有潜在活性的铝硅酸盐原料在一定浓度碱或碱硅酸盐溶液激发下，先解聚成低聚物，然后再缩聚成为三维网络状结构的无机矿物聚合物，与传统硅酸盐水泥相比有许多优势：力学性能好、耐久性好、硬化快、强度高，水化热低、收缩率和膨胀率小，不开裂、耐腐蚀性强，特别是能有效固定有毒离子，可广泛应用于吸收重金属和放射性核素领域，同时它制造过程能耗低，低污染，大量使用工业废渣和可再生生物质燃烧废弃物，不消耗石灰石资源，原料来源广，成本较低，可代替普通硅酸盐水泥用于普通硅酸盐水泥可用的一切领域。
本新型生态复合水泥生产过程中，需加入一定量的碱性激发剂，在水化反应过程中起激发作用，反应后就存在于无机矿物聚合物的网络结构中起中和电价的作用，不是以游离状态存在，这种存在形式完全不同于硅酸盐水泥中的游离碱，因此本生态复合水泥不会发生碱骨料反应。
发明内容：
本发明是利用现有的生物质燃料废弃物(如秸杆灰、树枝树叶锯末灰、稻壳灰等)和具有潜在活性的工业废渣(如矿渣粉、粉煤灰、高铝或普通煤矸石煅烧或自燃废渣粉、尾矿粉、铝矿尾矿粉.废矿浆、霞石尾矿粉.废矿浆等)，添加沸石粉作为晶种，水玻璃作为激发剂，另外掺加少量无机膨胀剂，经过大量实验，在常温常压下制造的新型胶凝材料---新型复合生态水泥，本新型复合生态水泥胶凝材料，是一种完全不同于硅酸盐水泥的新型胶凝材料，它是由有潜在活性的铝硅酸盐原料在一定浓度碱或碱硅酸盐溶液激发下，先解聚成低聚物，然后再缩聚成为三维网络状结构的无机矿物聚合物，与传统硅酸盐水泥相比有许多优势：力学性能好、耐久性好、硬化快、强度高，水化热低、收缩率和膨胀率小，不开裂、耐腐蚀性强，特别是能有效固定有毒离子，可广泛应用于吸收重金属和放射性核素领域，同时它制造过程能耗低，低污染，大量使用工业废渣和可再生生物质燃烧废弃物，不消耗石灰石资源，原料来源广，成本较低，可代替普通硅酸盐水泥用于普通硅酸盐水泥可用的一切领域。
用本新型复合生态水泥胶凝材料结合其它环保材料如纸质蜂窝板等复合制造新型环保建筑制品，如：新型高层、多层框架建筑专用超轻质高强度内墙复合隔墙板(每平方米自重19公斤左右)、65％自保温轻质高强度外墙隔板、外墙保温装饰一体板、新型复合木砌块、新型复合免烧砖、新型泡沫混凝土等，所有产品通过国家级建材检测机构检测，达到相关产品质量标准，通过专用机械进行工厂化制造，现场安装制作，高效经济。
新型环保建筑制品应用广泛，市场需求量大，特别是当超轻质高强度内墙隔板大量应用于高层建筑时，比普通砖砌体减轻自重达80％以上，就是比轻质混凝土隔墙板相比也减轻自重达50％以上，大大降低了结构自重，使建筑物梁、柱、基础的受力荷载大大减少，因此能降低建筑物梁、柱、基础的配筋率，大幅减少钢材用量，同时也大大减少普通硅酸盐水泥的用量，减少生产普通水泥需要的石灰石资源消耗，大大减少煅烧石灰石所需煤炭的消耗和二氧化碳温室气体的排放，节能减排。
利用现有的生物质燃料废弃物(如秸杆灰、树枝树叶锯末灰、稻壳灰等)和具有潜在活性的工业废渣(如矿渣粉、粉煤灰、高铝或普通煤矸石煅烧或自燃废渣粉、尾矿粉、铝矿尾矿粉.废矿浆、霞石尾矿粉.废矿浆等)，添加沸石粉作为晶种，水玻璃作为激发剂，另外掺加少量无机膨胀剂，经过大量实验，在常温常压下制造的新型胶凝材料---新型复合生态水泥，实现上述本发明具体包括以下方法和步骤：
1.一种高含量无机废弃物复合生态水泥及其制品应用方法，其特征在于，这种水泥由A、B、C、D、E五种组分组成，A∶B∶C∶D∶E五种组分的固相质量比为70～80∶10～20∶2～15∶0.5-15∶0.1～4；A组分为生物质燃料废弃物(如秸杆灰、树枝树叶锯末灰、稻壳灰等)和具有潜在活性的工业废渣(如矿渣粉、粉煤灰、高铝或普通煤矸石煅烧或自燃废渣粉、尾矿粉、铝矿尾矿粉.废矿浆、霞石尾矿粉.废矿浆等)；B组分为水玻璃(粉末固体或液体)、硅酸盐溶液(硅酸钠或硅酸钾溶液)、氢氧化钠或氢氧化钾中的一种或几种的混合物；C组分为作为晶种的沸石粉和无机膨胀剂；D组分为高活性无机材料，包括超细矿渣粉、硅灰、超细偏高岭土中的一种或几种复合；E组分为有机高分子化合物，如聚乙烯醇水溶液、VAE乳液、尿醛树脂、可再分散乳胶粉、纤维素(MC、HPMC、HEC等)。具体包括：
(1)如步骤1所述的一种复合生态水泥，其中特征在于，所述的B组份成份水玻璃，为市售模数1-4的产品，溶液状水玻璃固含量18％-42％，粉末状为速溶型工业级；氢氧化钠或氢氧化钾为分析纯或工业级。
(2)如步骤1所述的生物质燃料废弃物包括：农作物秸杆灰、稻壳灰、树木树枝树叶树根灰、锯末灰、牲畜粪便灰、生物菌渣灰等。
(3)在制作生态复合水泥中，添加的高活性无机材料包括超细矿渣粉、硅灰、超细偏高岭土、超细粉煤灰中的一种或几种复合。细度从600目-8000目，较优选800目-3000目。
(4)在制作生态复合水泥中，具有潜在活性的工业废渣包括如矿渣粉、高铝或普通煤矸石煅烧或自燃废渣粉、尾矿粉、锰渣粉等中的一种或几种复合。
(5)在制作生态复合水泥中，作为晶种包括添加沸石粉，其细度从325目-8000目，添加量占矿物掺和料总量的1％-18％，特别是随着沸石粉细度的提高，新型复合生态水泥胶凝材料中的网状产物最为连续，经实验检测其产物为三硅铝长链型(PSDS型)结构，经实验对比，有利于增加复合生态水泥的致密性和强度以及耐久性和抗硫酸盐腐蚀能力。
(6)水玻璃的较佳模数为0.8～2.5，碱性氧化物的掺入量，即较佳总碱量控制∞(Na2O+K2O)＝5％-10％，水玻璃的模数由KOH或NaOH调节，较佳为KOH调节，水玻璃较佳用量9％-25％。
2.在生态复合水泥制品生产中，采用干压、热压成型方法，制造新型复合木砌块、新型复合免烧砖、轻质高强楼板和墙板，利用各种模具制造各种图案、纹理装饰板材等；经实验，由于采用干压、热压成型方法其制品的反应机理不同，产品中生成了莫来石晶体相，有利于强度提高，其1天到2天养护期内，其抗压和抗折强度明显高于浇注成型法制备的产品，较佳原材料为含水率为10-20％，最佳含水率为14％，较佳成型压力为40MPa-300MPa。
3.轻质高强生态复合水泥混凝土较佳配合比为，生态复合水泥∶砂∶石料+轻质骨料(质量比)＝1∶1.0～1.8∶2～3，用这种混凝土可代替普通硅酸盐水泥类混凝土进行建筑物的基础、梁、板、柱、砌块等构件的浇捣。
也可添加秸秆粉、锯末粉、稻壳粉等可再生的天然纤维材料以及有机、无机轻质骨料等材料，再和塑木复合材料、热固性高强树脂无机纤维增强复合材料(FRP)等材料多元共混复合成一种高性能新型“钢化复合高强木”复合材料，利用拉挤、模压、缠绕等工艺和专用设备工厂化、机械化大量制造成各种形状的物件，如建筑物建造所需的结构柱、梁、楼板、内外墙板等构件，然后运至工地，现场快速定位安装的一种新型装配式建筑结构体系，详见本发明申请人另外申报的发明专利—《一种易于建筑物产业化的生态新型建筑结构体系》。
4.在生态复合水泥制品生产过程中，进行加温养护可提高制品的开模和出厂速度，增加效率，较优可选择蒸汽养护或干热养护或太阳能养护，最优选择为“微波水泥制品专用养护设备”。
5.在生态复合水泥制品增加少量有机高分子物质，如聚乙烯醇水溶液、VAE乳液、尿醛树脂、VAE可再分散乳胶粉、纤维素(MC、HPMC、HEC)等一种或几种的混合物，可提高制品的粘接、抗压、抗折强度，增加制品的柔韧性，减少制品开裂，较佳用量为0.1-4％。
6.在生态复合水泥制品中增加少量的普通水泥常用减水剂，如聚羧酸高效减水剂，FDN、SM等减水剂；增加普通水泥常用的早强剂、缓凝剂、引气剂、防冻剂等均可改善其综合性能。
7.用生态复合水泥制作的保温装饰一体板，利用专用设备工厂化先制作保温复合板，再在板材正面喷涂各种建筑物外墙漆然后在专门设计的烤漆房内喷涂烤干包装入库；也可将聚苯乙烯泡沫板(EPS)、挤塑板(XPS)、聚氨酯泡沫板、酚醛泡沫板等泡沫保温材料包裹在生态复合水泥泡沫混凝土里面复合使用达到保温、防火、装饰等综合效果，将改变现有外墙外保温的建造模式，大幅度降低施工和材料人工成本，提高建筑物外墙外保温体系安全性，彻底解决目前普遍应用的外墙外保温湿法大面积涂抹抗裂砂浆所引起的应力集中和开裂问题。
保温装饰一体板现有制造工艺大都以硅钙板成品板或纤维水泥成品板用胶黏剂复合粘贴聚苯板、挤塑板、塑料蜂窝板铝质蜂窝板等夹层保温材料，然后在硅钙板上喷涂各种装饰漆面制成，效果美观，强度高，工厂化制作程度高、相比现有XPS、EPS薄抹灰现场湿法施工外墙外保温系统具有施工简单、综合成本低、防火、抗裂、保温装饰效果好等特点。但是此种工艺存在设备投资大，大量胶黏剂的使用给环境带来负面影响，整体产品成本较高。本发明的技术发明人自行研制的保温装饰一体板专用成套设备采用先进实用的流水线设计，全部工厂化制作，投资少、效率高，操作简单，自动化程度高，采用复合生态水泥、锯末、秸秆粉等可再生原料、尾矿粉、煤矸石粉等废弃物、沙子、无机增强纤维等材料湿法生产一次成型，产品成本低，一机多用途，既能生产普通外墙薄涂料保温装饰一体板，又能生产贴真瓷砖、超薄真花岗石、大理石等保温装饰一体板。
8.在生态复合水泥中可加入各种普通水泥常用的起泡剂制成的泡沫，制造轻质生态复合水泥泡沫混凝土，分切成各种形状、尺寸和和厚度，用于各种建筑制品，如内外墙保温复合墙板，保温砌块等，代替部分有机类泡沫保温原料，如聚苯乙烯泡沫板(EPS)、挤塑板(XPS)泡沫保温原料等，也可将聚苯乙烯泡沫板(EPS)、挤塑板(XPS)、聚氨酯泡沫板、酚醛泡沫板等泡沫保温材料包裹在生态复合水泥泡沫混凝土里面复合使用达到保温、防火等综合效果(详见附图2)，减少环境污染，降低建筑成本。
9.在用生态复合水泥制作内墙轻质隔墙板时，用可再生的卡纸制成的纸质蜂窝板作为芯材，用专用设备工厂化流水线制作纸质蜂窝夹芯生态水泥复合板，用于多层及高层框架建筑的内墙隔断，轻质、高强、隔音效果良好，纸质蜂窝板可再生，可回收降解，生态环保。
10.在用生态复合水泥制作外墙轻质高强隔墙板时，用专用模具或设备工厂化流水线制作，模内添加轻质生态复合水泥泡沫泥凝土或轻质生态复合水泥泡沫泥凝土成品板或者轻质保温隔热板如ESP泡沫板、XPS挤塑泡沫板、酚醛泡沫板、泡沫玻璃板、塑料蜂窝板、铝质蜂窝板等，外部覆盖一定厚度的高强度生态复合水泥和高强纤维材料，如玻璃纤维布、碳纤维布、玄武岩纤维布、苎麻天然纤维布和低碳钢丝网等，制成轻质高强、保温隔热的外墙隔墙板；也可将聚苯乙烯泡沫板(EPS)、挤塑板(XPS)、聚氨酯泡沫板、酚醛泡沫板、泡沫玻璃板、塑料蜂窝板、铝质蜂窝板等泡沫保温材料包裹在生态复合水泥泡沫混凝土里面复合使用，外层再覆盖一定厚度的高强度生态复合水泥和高强纤维材料，如玻璃纤维布、碳纤维布、玄武岩纤维布、苎麻天然纤维布和低碳钢丝网等制成外墙轻质高强隔墙板。
附图说明：
共计6个附图协助具体实施方式分别举例说明了本发明新型复合生态水泥及其制品应用的步骤、方法等信息：图1是65％自保温轻质高强度外墙隔板构造示意图；图2是轻质生态复合水泥泡沫混凝土构造示意图；图3、图4是生态复合水泥制作的保温装饰一体板构造示意图；图5是生态复合水泥制造新型复合木砌块的构造示意图；图6是本发明整体思路示意图。
生态复合水泥具体实施方式：
实施例1：生态复合水泥A-B-C-D-E五种成份的质量配比；A∶B∶C∶D∶E＝80(20∶60)∶8∶13(5∶8)∶4∶1。其中A为秸杆灰和矿渣粉的混合物，其质量比按20∶60组成，比表面积为390m2/g；B为模数为1的水玻璃；C为沸石粉和无机膨胀剂的混合物，其质量比按5；8组成，比表面积为400m2/g；D为超细矿渣粉，比表面积750m2/g；E为聚乙烯醇水溶液(固含量10％)，标准砂浆的水灰比为0.35。
本实例得到的生态复合水泥胶砂的3天抗折度为4.83MPa，抗压强度为21.5MPa；7天抗折强度为6.08MPa，抗压强度为30.1MPa；28天抗折强度为7.26MPa，抗压强度为36.5MPa，胶砂的收缩率：一天为0.00189％，3天为0.00478％，7天为0.00865％，14天为0.00865％，21天为0.00896％，28天为0.00917％
实施例2：生态复合水泥A-B-C-D-E五种组分的质量对比；A∶B∶C∶D∶E＝80∶8∶15∶3∶0.1。其中A为秸杆灰、稻壳灰和高铝或普通煤矸石燃烧废渣粉的混合物，其质量比按25∶55组成，比表面积为450m2/g；B为模数0.9的水玻璃；C为沸石粉和无机膨胀剂的混合物，其质量经按7∶8组成，比表面积为400m2/g；D为硅灰，平均粒径0.1-0.3mm；E为0.1质量组分的HPMC，标准砂浆的水灰比为0.36。
本实例得到的生态复合水泥胶砂的3天抗折度为4.65MPa，抗压强度为20.1MPa；7天抗折强度为5.98MPa，抗压强度为29.1MPa；28天抗折强度为7.01MPa，抗压强度为37.5MPa，胶砂的收缩率：一天为0.00202％，3天为0.00506％，7天为0.00934％，14天为0.00876％，21天为0.00914％，28天为0.00935％
实施例3：生态复合水泥A-B-C-D-E五种组分的质量对比；A∶B∶C∶D∶E＝80∶10∶13∶5∶2。其中A为秸杆灰、稻壳灰和粉煤灰的混合物，其质量比按18∶62组成，比表面积为550m2/g；B为模数1.2的水玻璃；C为沸石粉和无机膨胀剂的混合物，其质量经按6∶7组成，比表面积为550m2/g；D为超细偏高岭土，目数2500目；E为1.6质量组分的VAE乳液和0.4质量组分的聚羧酸高效减水剂，标准砂浆的水灰比为0.31。
本实例得到的生态复合水泥胶砂的3天抗折度为6.73MPa，抗压强度为31.2MPa；7天抗折强度为9.91MPa，抗压强度为48.3MPa；28天抗折强度为11.66MPa，抗压强度为60.2MPa，胶砂的收缩率：一天为0.00203％，3天为0.00498％，7天为0.00928％，14天为0.00869，21天为0.00901％，28天为0.00928％
生态复合水泥建筑制品具体实施方式：
1.新型高层建筑、多层框架(钢筋混凝土或钢结构)建筑专用超轻质高强度内墙复合隔墙板：用可再生的卡纸，利用现有成熟纸质蜂窝板生产设备制成的纸质蜂窝板作为芯材，芯材可一片单独使用也可多片粘接一起后使用，芯材涂覆专用防水增强树脂，然后用自行研制的专用轨道式机械设备和生态复合水泥、轻质骨料如锯末。秸秆粉。尾矿粉。煤矸石粉。轻质陶粒砂。石英砂等、复合无机增强纤维如玻璃纤维布、碳纤维布、玄武岩纤维布、苎麻天然纤维布等原材料工厂化流水线制作成纸质蜂窝夹芯生态水泥复合板，用于多层及高层建筑的内墙隔断，轻质、高强、隔音效果良好，纸质蜂窝板、锯末、农作物秸秆粉、苎麻天然纤维布等原材料可再生，可回收降解；尾矿粉、煤矸石粉等废弃物综合利用，生态环保。
2.65％自保温轻质高强度外墙隔板：在用生态复合水泥制作外墙轻质高强65％自保温隔墙板时，用专用模具或设备工厂化流水线制作，模内两侧长边各设立凹凸阴阳槽口，两端短边各设置一通长凹槽，以便固定预埋连接紧固件(详见附图1)，往模具内添加一定厚度的轻质生态复合水泥泡沫泥凝土或者轻质生态复合水泥泡沫泥凝土成品板或者轻质保温隔热板如岩棉板、ESP泡沫板、XPS挤塑泡沫板、酚醛泡沫板、泡沫玻璃板、塑料蜂窝板、铝质蜂窝板、纸质蜂窝板、轻质骨料等，外部覆盖一定厚度的高强度生态复合水泥和高强纤维材料，如玻璃纤维布、碳纤维布、玄武岩纤维布、苎麻天然纤维布和低碳钢丝网等，制成达到行业标准的轻质高强65％自保温外墙隔墙板；也可将岩棉板、聚苯乙烯泡沫板(EPS)、挤塑板(XPS)、聚氨酯泡沫板(PU)、酚醛泡沫板、泡沫玻璃板、塑料蜂窝板、铝质蜂窝板等泡沫保温材料包裹在生态复合水泥泡沫混凝土里面复合使用，减少聚苯乙烯泡沫板(EPS)、挤塑板(XPS)、聚氨酯泡沫板(PU)、酚醛泡沫板等的使用量，大量使用生态复合水泥泡沫混凝土，外层再覆盖一定厚度的高强度生态复合水泥和高强纤维材料，如玻璃纤维布、碳纤维布、玄武岩纤维布、苎麻天然纤维布或低碳钢丝网等制成65％自保温外墙轻质高强隔墙板。
3.外墙外保温装饰一体板：用生态复合水泥制作的保温装饰一体板，利用自行研制的轨道式专用辊压式设备工厂化制作，现场可多层摞压放置，节省托板和场地，减少人工，降低成本，用生态复合水泥、轻质骨料如锯末、秸秆粉、尾矿粉、煤矸石粉、轻质陶粒砂、石英砂等现场用专用搅拌机湿法搅拌成料浆，然后用料浆在聚苯乙烯泡沫板(EPS)、挤塑板(XPS)、聚氨酯泡沫板(PU)、酚醛泡沫板等泡沫保温材料表面复合1～4道无机增强纤维如玻璃纤维布、碳纤维布、玄武岩纤维布、苎麻天然纤维布等原材料工厂化流水线制作成保温装饰一体板(聚苯乙烯泡沫板(EPS)、挤塑板(XPS)、聚氨酯泡沫板、酚醛泡沫板等泡沫保温材料表面在用料浆涂覆前均须作专门界面处理，以更好的与料浆粘结为一体)，既可单面复合制造板材，又可双面复合制造板材(详见附图3、附图4)，再在板材正面喷涂各种建筑物外墙漆如氟碳水性.油性漆、丙烯酸水性.油性漆、聚氨酯油性漆等，然后在专门设计的烤漆房内喷涂烤干、包装入库；也可将聚苯乙烯泡沫板(EPS)、挤塑板(XPS)、聚氨酯泡沫板(PU)、酚醛泡沫板等泡沫保温材料包裹在生态复合水泥泡沫混凝土里面先制作成复合半成品板，外部结合一定厚度的高强度生态复合水泥料浆复合使用达到保温、防火、装饰等综合效果，将改变现有外墙外保温的建造模式，大幅度降低施工和材料人工成本，提高建筑物外墙外保温体系安全性，彻底解决目前普遍应用的外墙外保温施工湿法大面积涂抹抗裂砂浆所引起的应力集中和开裂以及有火灾隐患问题。
4.新型复合木砌块：在用生态复合水泥制造新型复合木砌块的过程中，加入锯末粉、秸秆粉、稻壳粉、等可再生农业废弃物和少量无机骨料，用专用模具可设计成多种尺寸形状规格，利用压力成型机成型，在模具上可设计多种不同风格的纹饰，如木纹等肌理效果，以达到结构、装饰、艺术效果等一体化；本新型复合木砌块之间通过独特的上下左右各向的凹凸榫口互相咬合成一体(详见附图5)而形成墙体，不需要用砂浆砌筑，可直接在新型复合木砌块上涂色装饰，也可根据需要在新型复合木砌块上涂抹灰泥砂浆和涂刷涂料装饰；根据结构受力需要和特点，可分为非承重型和承重型两种复合木砌块，密度可设计成400公斤～1950公斤/立方米，可用于低层建筑的承重墙和多层及高层建筑的非承重墙外围护体系和内隔墙，保温、100％环保、耐候性好，抗冲击性、装饰性良好。
5.新型复合免烧砖(砌块)：在生态复合水泥制品生产中，利用现有成熟砌块、免烧砖设备，采用干压、热压成型方法，设计专用模具可生产各种尺寸的空心砌块、模数多孔砖、实心砖等新型复合免烧砖(砌块)，轻质高强生态复合水泥新型复合免烧砖(砌块)专用胶凝材料较佳配合比为，生态复合水泥∶砂∶石料+轻质骨料(质量比)＝1∶1.0～1.8∶2～3；采用加温养护可提高制品的开模和出厂速度，增加效率，较优可选择蒸汽养护或干热养护或太阳能养护，最优选择为“微波水泥制品专用养护设备”。轻质骨料可为高铝或普通煤矸石燃烧废渣、电厂湿排煤灰渣、锯末、秸秆粉、尾矿粉、轻质陶粒等。
以上所述，仅是本发明技术的较佳实施例而已，并非对本发明技术作任何形式上的限制，虽然本发明技术已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明技术，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离开本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种高含量无机废弃物复合生态水泥及其制品应用方法，其特征在于，这种水泥由A、B、C、D、E五种组分组成，A∶B∶C∶D∶E五种组分的固相质量比为70～80∶10～20∶2～15∶0.5-15∶0.1～4；A组分为生物质燃料废弃物(如秸杆灰、树枝树叶锯末灰、稻壳灰等)和具有潜在活性的工业废渣(如矿渣粉、粉煤灰、高铝或普通煤矸石煅烧或自燃废渣粉、尾矿粉、铝矿尾矿粉.废矿浆、霞石尾矿粉，废矿浆等)；B组分为水玻璃(粉末固体或液体)、硅酸盐溶液(硅酸钠或硅酸钾溶液)、氢氧化钠或氢氧化钾中的一种或几种的混合物；C组分为作为晶种的沸石粉和无机膨胀剂；D组分为高活性无机材料，包括超细矿渣粉、硅灰、超细偏高岭土中的一种或几种复合；E组分为有机高分子化合物，如聚乙烯醇水溶液、VAE乳液、尿醛树脂、可再分散乳胶粉、纤维素(MC、HPMC、HEC等)。具体包括：
(1)如权利要求1所述的一种复合生态水泥，其中特征在于，所述的B组份成份水玻璃，为市售模数1-4的产品，溶液状水玻璃固含量18％-42％，粉末状为速溶型工业级；氢氧化钠或氢氧化钾为分析纯或工业级。
(2)如权利要求1所述的生物质燃料废弃物包括：农作物秸杆灰、稻壳灰、树木树枝树叶树根灰、锯末灰、牲畜粪便灰、生物菌渣灰等。
(3)在制作生态复合水泥中，添加的高活性无机材料包括超细矿渣粉、硅灰、超细偏高岭土、超细粉煤灰中的一种或几种复合。细度从600目-8000目，较优选800目-3000目。
(4)在制作生态复合水泥中，具有潜在活性的工业废渣包括如矿渣粉、高铝或普通煤矸石煅烧或自燃废渣粉、尾矿粉、锰渣粉等中的一种或几种复合。
(5)在制作生态复合水泥中，作为晶种包括添加沸石粉，其细度从325目-8000目，添加量占矿物掺和料总量的1％-18％，特别是随着沸石粉细度的提高，新型复合生态水泥胶凝材料中的网状产物最为连续，经实验检测其产物为三硅铝长链型(PSDS型)结构，经实验对比，有利于增加复合生态水泥的致密性和强度以及耐久性和抗硫酸盐腐蚀能力。
(6)水玻璃的较佳模数为0.8～2.5，碱性氧化物的掺入量，即较佳总碱量控制∞(Na2O+K2O)＝5％-10％，水玻璃的模数由KOH或NaOH调节，较佳为KOH调节，水玻璃较佳用量9％-25％。
2.在生态复合水泥制品生产中，采用干压、热压成型方法，制造新型复合木砌块、新型复合免烧砖、轻质高强楼板和墙板，利用各种模具制造各种图案、纹理装饰板材等；经实验，由于采用干压、热压成型方法其制品的反应机理不同，产品中生成了莫来石晶体相，有利于强度提高，其1天到2天养护期内，其抗压和抗折强度明显高于浇注成型法制备的产品，较佳原材料为含水率为10-20％，最佳含水率为14％，较佳成型压力为40MPa-300MPa。
3.轻质高强生态复合水泥混凝土较佳配合比为，生态复合水泥∶砂∶石料+轻质骨料(质量比)＝1∶1.0～1.8∶2～3，用这种混凝土可代替普通硅酸盐水泥类混凝土进行建筑物的基础、梁、板、柱、砌块等构件的浇捣。
也可添加秸秆粉、锯末粉、稻壳粉等可再生的天然纤维材料以及有机、无机轻质骨料等材料，再和塑木复合材料、热固性高强树脂无机纤维增强复合材料(FRP)等材料多元共混复合成一种高性能新型“钢化复合高强木”复合材料，利用拉挤、模压、缠绕等工艺和专用设备工厂化、机械化大量制造成各种形状的物件，如建筑物建造所需的结构柱、梁、楼板、内外墙板等构件，然后运至工地，现场快速定位安装的一种新型装配式建筑结构体系，详见本发明申请人另外申报的发明专利一《一种易于建筑物产业化的生态新型建筑结构体系》。
4.在生态复合水泥制品生产过程中，进行加温养护可提高制品的开模和出厂速度，增加效率，较优可选择蒸汽养护或干热养护或太阳能养护，最优选择为“微波水泥制品专用养护设备”。
5.在生态复合水泥制品增加少量有机高分子物质，如聚乙烯醇水溶液、VAE乳液、尿醛树脂、VAE可再分散乳胶粉、纤维素(MC、HPMC、HEC)等一种或几种的混合物，可提高制品的粘接、抗压、抗折强度，增加制品的柔韧性，减少制品开裂，较佳用量为0.1-4％。
6.在生态复合水泥制品中增加少量的普通水泥常用减水剂，如聚羧酸高效减水剂，FDN、SM等减水剂；增加普通水泥常用的早强剂、缓凝剂、引气剂、防冻剂等均可改善其综合性能。
7.用生态复合水泥制作的保温装饰一体板，利用专用设备工厂化先制作保温复合板，再在板材正面喷涂各种建筑物外墙漆然后在专门设计的烤漆房内喷涂烤干包装入库；也可将聚苯乙烯泡沫板(EPS)、挤塑板(XPS)、聚氨酯泡沫板、酚醛泡沫板等泡沫保温材料包裹在生态复合水泥泡沫混凝土里面复合使用达到保温、防火、装饰等综合效果，将改变现有外墙外保温的建造模式，大幅度降低施工和材料人工成本，提高建筑物外墙外保温体系安全性，彻底解决目前普遍应用的外墙外保温湿法大面积涂抹抗裂砂浆所引起的应力集中和开裂问题。
保温装饰一体板现有制造工艺大都以硅钙板成品板或纤维水泥成品板用胶黏剂复合粘贴聚苯板、挤塑板、塑料蜂窝板铝质蜂窝板等夹层保温材料，然后在硅钙板上喷涂各种装饰漆面制成，效果美观，强度高，工厂化制作程度高、相比现有XPS、EPS薄抹灰现场湿法施工外墙外保温系统具有施工简单、综合成本低、防火、抗裂、保温装饰效果好等特点。但是此种工艺存在设备投资大，大量胶黏剂的使用给环境带来负面影响，整体产品成本较高。本实用新型技术发明人自行研制的保温装饰一体板专用成套设备采用先进实用的流水线设计，全部工厂化制作，投资少、效率高，操作简单，自动化程度高，采用复合生态水泥、锯末。秸秆粉等可再生原料、尾矿粉。煤矸石粉等废弃物、沙子、无机增强纤维等材料湿法生产一次成型，产品成本低，一机多用途，既能生产普通外墙薄涂料保温装饰一体板，又能生产贴真瓷砖、超薄真花岗石、大理石等保温装饰一体板。
8.在生态复合水泥中可加入各种普通水泥常用的起泡剂制成的泡沫，制造轻质生态复合水泥泡沫混凝土，分切成各种形状、尺寸和和厚度，用于各种建筑制品，如内外墙保温复合墙板，保温砌块等，代替部分有机类泡沫保温原料，如聚苯乙烯泡沫板(EPS)、挤塑板(XPS)泡沫保温原料等，也可将聚苯乙烯泡沫板(EPS)、挤塑板(XPS)、聚氨酯泡沫板、酚醛泡沫板等泡沫保温材料包裹在生态复合水泥泡沫混凝土里面复合使用达到保温、防火等综合效果，减少环境污染，降低建筑成本。
9.在用生态复合水泥制作内墙轻质隔墙板时，用可再生的卡纸制成的纸质蜂窝板作为芯材，用专用设备工厂化流水线制作纸质蜂窝夹芯生态水泥复合板，用于多层及高层框架建筑的内墙隔断，轻质、高强、隔音效果良好，纸质蜂窝板可再生，可回收降解，生态环保。
10.在用生态复合水泥制作外墙轻质高强隔墙板时，用专用模具或设备工厂化流水线制作，模内添加轻质生态复合水泥泡沫泥凝土或轻质生态复合水泥泡沫泥凝土成品板或者轻质保温隔热板如ESP泡沫板、XPS挤塑泡沫板、酚醛泡沫板、泡沫玻璃板、塑料蜂窝板、铝质蜂窝板等，外部覆盖一定厚度的高强度生态复合水泥和高强纤维材料，如玻璃纤维布、碳纤维布、玄武岩纤维布、苎麻天然纤维布和低碳钢丝网等，制成轻质高强、保温隔热的外墙隔墙板；也可将聚苯乙烯泡沫板(EPS)、挤塑板(XPS)、聚氨酯泡沫板、酚醛泡沫板、泡沫玻璃板、塑料蜂窝板、铝质蜂窝板等泡沫保温材料包裹在生态复合水泥泡沫混凝土里面复合使用，外层再覆盖一定厚度的高强度生态复合水泥和高强纤维材料，如玻璃纤维布、碳纤维布、玄武岩纤维布、苎麻天然纤维布和低碳钢丝网等制成外墙轻质高强隔墙板。
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