CN102887720A - 含有秸秆的轻质保温墙体材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种含有秸秆的轻质保温墙体材料的制备方法，制备步骤包括：首先称量配料：硫铝酸盐水泥360～440kg/m3、水灰比0.55～0.6、水泥用量1～5%的铝渣粉、水泥用量60～80%的秸秆纤维、水泥用量0.75～1.2%的减水剂，与铝渣粉免烧陶粒100～250kg/m2；然后将配料混合加工，浇注成型；然后养护3～7天，即得到铝渣粉和秸秆制备秸秆轻质保温墙体材料。本发明具有能解决泡沫混凝土的干燥收缩、稳定性差等缺点的作用。

Description

含有秸秆的轻质保温墙体材料的制备方法
技术领域
本发明属于墙体材料技术领域，具体涉及一种含有秸秆的轻质保温墙体材料的制备方法。
背景技术
我国在“十一五”规划发展纲要中也已明确提出，要把我国农村秸秆的资源化利用率提升到90%以上。目前我国对秸秆资源化利用率还很低，大部分被焚烧处理，这不仅造成了资源的浪费，而且对环境造成了严重的污染。水稻秸秆具有软，绵等特点，其韧性好，保温性能好，因此，利用水稻秸秆开发新型墙体材料，把水稻秸秆废弃物变废为宝具有非常大的市场潜力。
目前，常用的保温墙体材料为泡沫混凝土墙体材料，其具有密度小，保温性能好，隔音效果好，可调节室内湿度等优点。但由于它同时也存在脆性大，韧性差，易干燥收缩等缺点，使得它在制备、建造和服役阶段常出现明显的收缩和裂缝现象，严重影响其使用效果。有大量实验证明，在泡沫混凝土中加入纤维可改善泡沫混凝土的脆性大、韧性差、抗拉性能差、裂缝多等缺陷。
因此，结合我国稻草秸秆资源丰富的特点，如何能将农作物秸秆纤维与泡沫混凝土相结合，开发并试点应用植物纤维水泥基泡沫保温材料，解决泡沫混凝土的干燥收缩、稳定性差等缺点，制备一种新型的含有秸秆的轻质保温墙体材料的制备方法材料的制备方法，成为行业内研究的热点。
发明内容
本发明针对现有技术的上述不足，提供一种解决泡沫混凝土的干燥收缩、稳定性差等缺点含有秸秆的轻质保温墙体材料的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种含有秸秆的轻质保温墙体材料的制备方法，制备步骤包括：
（1）首先称量如下配比的各组分：硫铝酸盐水泥360~440kg/m3（即每一立方米秸秆轻质保温墙体材料配料中硫铝酸盐水泥用量为360~440kg），使得水灰比为0.55~0.6的水（即秸秆轻质保温墙体材料配料中水与硫铝酸盐水泥重量比例为0.55~0.6），硫铝酸盐水泥重量1~5%的铝渣粉，硫铝酸盐水泥重量60~80%的秸秆纤维，硫铝酸盐水泥重量0.75~1.2%的减水剂，铝渣粉免烧陶粒100~250kg/m3(即每一立方米秸秆轻质保温墙体材料配料中铝渣粉免烧陶粒100~250kg）；
（2）然后将配方组分的铝渣粉免烧陶粒，硫铝酸盐水泥，秸秆纤维先混合搅拌100~130s，使它们混合均匀；
（3）然后向步骤（2）所得混合料中加入部分配方比例的水进行搅拌50~60s，成为水泥纤维料浆；将铝渣粉按配方比例混在剩余的配方比例的水中，用发泡机高速搅拌，得到细小、均匀的泡沫（细小、均匀的泡沫为行业技术人员肉眼即能判断，无需具体参数化）后，静置3~5min得到泡沫稳定的浆料；将上述含有泡沫的浆料加入到水泥纤维料浆中，并加入减水剂搅拌80~100s后浇注成型；然后养护3~7天，即得到含秸秆的轻质保温墙体材料。
本发明所述的陶粒是铝渣粉免烧陶粒。
本发明所述的铝渣粉为经烘干、粉磨，细度大于400m2/kg的铝渣粉；采用铝渣粉作为发泡剂发挥浆体均匀发泡效果。
本发明所述的铝渣粉是生产电解铝过程中的含铝固体废弃物。
本发明所述的减水剂是萘系减水剂。
本发明所述的硫铝酸盐水泥为3天抗压强度大于42.5Mpa的硫铝酸盐水泥。
本发明所述的秸秆是农作物水稻秸秆或麦子秸秆等废弃物。
本发明所述的养护为混凝土材料领域的标准养护过程。
本发明所述的秸秆纤维，制备过程如下：采用水稻秸秆或麦子秸秆，用铡刀去根穗后，将其置于切割机切碎处理，得到长度为5~15mm的秸秆后，将秸秆放入质量分数为5%的聚乙烯醇溶液浸渍30min，取出秸秆放入电热鼓风干燥箱中，在90℃下烘干即得到秸秆纤维；用聚乙烯醇对秸秆进行表面改性处理，能增强秸秆纤维的与泡沫混凝土的粘结力，同时也能减少秸秆纤维混凝土拌和浆中溶出物浸出。
本发明上述的360~440kg/m3是每一立方米秸秆轻质保温墙体材料配料中水泥用量；水泥用量过少，秸秆轻质保温墙体材料强度不足；水泥用量过多，秸秆轻质保温墙体材料成型石膏时间不足。
本发明上述的100~250kg/m3是每一立方米秸秆轻质保温墙体材料配料中铝渣粉免烧陶粒的用量为100~250kg，是对铝渣粉免烧陶粒用量的限定，铝渣粉免烧陶粒用量过多，秸秆轻质保温墙体材料成型施工不易、成本增加；铝渣粉免烧陶粒用量过少，秸秆轻质保温墙体材料强度下降、收缩增加。
本发明的优点和有益效果：
本发明的保温墙体材料有效利用了稻草秸秆资源，改善环境，降低成本；同时，所获得保温墙体材料具有质量轻、抗干燥收缩、稳定性好，有效降低泡沫混凝土脆性，并能保持其密度小，保温性能好，隔音效果好，可调节室内湿度的优点。
附图说明
附图本发明含有秸秆的轻质保温墙体材料的制备方法的工艺流程图示意图。
具体实施方式
下面通过实施例进一步详细描述本发明，但本发明不仅仅局限于以下实施例。
水泥：选用42.5级硫铝酸盐水泥，该水泥碱度低，凝结时间短，能防止泡沫混凝土塌模，且抑制秸秆遇水后的溶出物对水泥凝结硬化过程的缓凝作用；
陶粒：铝渣粉免烧陶粒，，该铝渣粉免烧陶粒由下列组分混合搅拌均匀而得：铝渣微粉2.5重量份、矿渣微粉70.5重量份、渣土19.5重量份、脱硫石膏4.4重量份、硅酸钠3.1重量份；其表观密度550kg/m3，筒压强度1.5Mpa；
发泡剂：铝渣粉。
秸秆：采用水稻秸秆或麦子秸秆，用铡刀去根穗后，将其置于切割机切碎处理，得到长度为5~15mm的秸秆段，将秸秆段放入质量分数为5%的聚乙烯醇溶液浸渍30min，取出放入电热鼓风干燥箱中，在90℃下烘干得到纤维。用聚乙烯醇对秸秆进行表面改性处理，能增强秸秆纤维的与泡沫混凝土的粘结力，和减少秸秆纤维混凝土拌和浆中溶出物浸出。
减水剂：萘系减水剂。
上述原料不经特殊说明，均为行业常规材料或市售材料。
制备方法：首先将配方比例的铝渣粉免烧陶粒，水泥，稻草秸秆混合搅拌120s，使它们均匀分布，再加入部分配方比例的水搅拌60s，成为水泥纤维料浆。将铝渣粉按配方比例混在剩余部分配方比例的水中，用发泡机高速搅拌，得到细小、均匀的泡沫后，静置5min后，使泡沫稳定后将含有泡沫的浆料加入到水泥纤维料浆中，并加入减水剂，搅拌100s后浇注成型（试件尺寸分别为150mm*150mm*150mm和300mm*300mm*30mm），养护3-7天。上述两部分的水彼此用量无限定，以能够获得水泥纤维浆料和含有泡沫的浆料即可。
实施例1
采用硫铝酸盐水泥360kg/m3、水灰比0.55、铝渣是水泥用量的1%、秸秆纤维是水泥用量的60%、减水剂是水泥用量的0.75%,与铝渣粉免烧陶粒100kg/m3进行搅拌成型、养护7天（标准养护），制备的样品各性能指标见表1：
表1
Figure BDA00002270344000041
实施例2
采用硫铝酸盐水泥440kg/m3、水灰比0.6、铝渣是水泥用量的5%、秸秆纤维是水泥用量的80%、减水剂是水泥用量的1.2%,与铝渣粉免烧陶粒250kg/m3进行搅拌成型、养护5天（标准养护），制备的样品各性能指标见表2：
表2
实施例3
采用硫铝酸盐水泥400kg/m3、水灰比0.55、铝渣是水泥用量的3%、秸秆纤维是水泥用量的70%、减水剂是水泥用量的1%,与铝渣粉免烧陶粒200kg/m3进行搅拌成型、养护7天（标准养护），制备的样品各性能指标见表3：
表3
Figure BDA00002270344000051
从上述实施例可知，本发明制备的铝渣粉和秸秆制备秸秆轻质保温墙体材料具有优越的热工性能和力学性能。

Claims (7)

1.一种含有秸秆的轻质保温墙体材料的制备方法，其特征在于：制备步骤包括：
（1）首先称量如下配比的各组分：硫铝酸盐水泥360~440kg/m3，使得水灰比为0.55~0.6的水，硫铝酸盐水泥重量1~5%的铝渣粉，硫铝酸盐水泥重量60~80%的秸秆纤维，硫铝酸盐水泥重量0.75~1.2%的减水剂，铝渣粉免烧陶粒100~250kg/m3；
（2）然后将配方组分的铝渣粉免烧陶粒、硫铝酸盐水泥、秸秆纤维先混合搅拌100~130s，使它们混合均匀；
（3）然后向步骤（2）所得混合料中加入部分配方比例的水进行搅拌50~60s，成为水泥纤维料浆；将铝渣粉按配方比例混在剩余的配方比例的水中，用发泡机搅拌得到细小、均匀的泡沫后，静置3~5min得到泡沫稳定的浆料；将上述含有泡沫的浆料加入到水泥纤维料浆中，并加入减水剂搅拌80~100s后浇注成型；然后养护3~7天，即得到含有秸秆的轻质保温墙体材料。
2.根据权利要求1所述的含有秸秆的轻质保温墙体材料的制备方法，其特征在于：所述的铝渣粉为经烘干、粉磨，细度大于400m2/kg的铝渣粉。
3.根据权利要求2所述的含有秸秆的轻质保温墙体材料的制备方法，其特征在于：所述的铝渣粉为生产电解铝过程中的含铝固体废弃物。
4.根据权利要求1所述的含有秸秆的轻质保温墙体材料的制备方法，其特征在于：所述的减水剂是萘系减水剂。
5.根据权利要求1所述的含有秸秆的轻质保温墙体材料的制备方法，其特征在于：所述的硫铝酸盐水泥为3天抗压强度大于42.5Mpa的硫铝酸盐水泥。
6.根据权利要求1所述的含有秸秆的轻质保温墙体材料的制备方法，其特征在于：所述的秸秆为农作物水稻秸秆或麦子秸秆。
7.根据权利要求1所述的含有秸秆的轻质保温墙体材料的制备方法，其特征在于：所述的秸秆纤维，制备过程如下：采用水稻秸秆或麦子秸秆，用铡刀去根穗后，将其置于切割机切碎处理，得到长度为5~15mm的秸秆后，将秸秆放入质量分数为5%的聚乙烯醇溶液浸渍30min，取出秸秆放入电热鼓风干燥箱中，在90℃下烘干即得到秸秆纤维。
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