CN105060825A - 一种环保秸秆砖 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种环保秸秆砖，包括以下组分且各组分的比例为：秸秆：30～50份，低碱度硫铝酸盐水泥：20～40份，环保型阻燃剂：3～8份，改性剂：5～10份，防水剂：3～6份，固化剂：7～15份，聚合物乳液：5～15份，氯化镁：6～15份，石棉纤维：3～8份，煤矸石：2～6份，粉煤灰：1～5份，石膏：2～8份。本发明具有良好的抗渗水能力，秸秆是理想的隔热保温材料，秸秆砖具有较低的导热效率，秸秆砖具有极佳的绝热性能。

Description

一种环保秸秆砖
【技术领域】
本发明涉及建筑材料技术领域，尤其是涉及环保秸秆砖的技术领域。
【背景技术】
我国是农业大国生产基地之一。粮食产量、森林业位居世界大国，因而农作物秸秆的产量较大，秸秆利用在现时期给人们带来了一定的负担，继续用传统的焚烧办法处理农业过剩的秸秆，造成过量的环境污染，造成了空气指数低下，给生态环境造成重大影响。随着我国经济和建筑业的迅速发展，对建筑材料的大量需求，人们都积极的研制绿色环保建筑墙体材料。
【发明内容】
本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种环保秸秆砖，具有良好的抗渗水能力，秸秆是理想的隔热保温材料，秸秆砖具有较低的导热效率，秸秆砖具有极佳的绝热性能。
为实现上述目的，本发明提出了一种环保秸秆砖，包括以下组分且各组分的比例为：秸秆：30～50份，低碱度硫铝酸盐水泥：20～40份，环保型阻燃剂：3～8份，改性剂：5～10份，防水剂：3～6份，固化剂：7～15份，聚合物乳液：5～15份，氯化镁：6～15份，石棉纤维：3～8份，煤矸石：2～6份，粉煤灰：1～5份，石膏：2～8份。
作为优选，所述秸秆为玉米秸、黄豆秸秆、棉花秸秆、小麦秸秆中一种或者任意几种的混合物。
作为优选，所述环保型阻燃剂为十溴二苯乙烷、溴化环氧树脂、溴化聚苯乙烯中一种或者任意几种的混合物。
作为优选，所述改性剂为聚丁二酸丁二醇酯，所述粉煤灰是火力发电厂煤粉燃烧后剩下的灰分。
作为优选，所述防水剂采用硬脂酸钙、硬脂酸锌、硅烷基粉末中任意一种或者几种的混合物，所述固化剂采用氧化镁和氧化钙。
作为优选，所述聚合物乳液为聚酰胺、聚丙烯、聚丙烯酰胺、过氧化月桂酰中的一种或者任意几种的混合物。
作为优选，所述石膏为经过高温蒸汽蒸养后得到的磷石膏，蒸养时间为24h，蒸汽压力为1.5MPa，蒸养温度为300℃。
作为优选，包括以下组分且各组分的比例为：秸秆：30份，低碱度硫铝酸盐水泥：20份，环保型阻燃剂：3份，改性剂：5份，防水剂：3份，固化剂：7份，聚合物乳液：5份，氯化镁：6份，石棉纤维：3份，煤矸石：2份，粉煤灰：1份，石膏：2份。
作为优选，包括以下组分且各组分的比例为：秸秆：40份，低碱度硫铝酸盐水泥：30份，环保型阻燃剂：6份，改性剂：8份，防水剂：4份，固化剂：9份，聚合物乳液：8份，氯化镁：10份，石棉纤维：5份，煤矸石：4份，粉煤灰：3份，石膏：5份。
作为优选，包括以下组分且各组分的比例为：秸秆：50份，低碱度硫铝酸盐水泥：40份，环保型阻燃剂：8份，改性剂：10份，防水剂：6份，固化剂：15份，聚合物乳液：15份，氯化镁：15份，石棉纤维：8份，煤矸石：6份，粉煤灰：5份，石膏：8份。
本发明的有益效果：本发明具有良好的抗渗水能力，秸秆是理想的隔热保温材料，秸秆砖具有较低的导热效率，秸秆砖具有极佳的绝热性能，本方案中采用的环保型阻燃剂在热裂解及燃烧时不会生成大量的烟尘及腐蚀性气体，不会导致环境污染，加入聚合物乳液后，改善了秸秆植物纤维的表面和秸秆纤维—水泥的界面，提高了秸秆植物纤维与水泥基体的粘结性能，从而，改善了秸秆砖的韧性，提高了其抗裂性能及抗冲击、抗弯等力学性能。
【具体实施方式】
实施例一：
一种环保秸秆砖，包括以下组分且各组分的比例为：秸秆：30份，低碱度硫铝酸盐水泥：20份，环保型阻燃剂：3份，改性剂：5份，防水剂：3份，固化剂：7份，聚合物乳液：5份，氯化镁：6份，石棉纤维：3份，煤矸石：2份，粉煤灰：1份，石膏：2份。作为优选，所述秸秆为玉米秸、黄豆秸秆、棉花秸秆、小麦秸秆中一种或者任意几种的混合物。环保型阻燃剂为十溴二苯乙烷，改性剂为聚丁二酸丁二醇酯，粉煤灰是火力发电厂煤粉燃烧后剩下的灰分，防水剂采用硬脂酸钙，固化剂采用氧化镁和氧化钙，聚合物乳液为聚酰胺和聚丙烯，所述石膏为经过高温蒸汽蒸养后得到的磷石膏，蒸养时间为24h，蒸汽压力为1.5MPa，蒸养温度为300℃。
实施例二：
一种环保秸秆砖，包括以下组分且各组分的比例为：秸秆：40份，低碱度硫铝酸盐水泥：30份，环保型阻燃剂：6份，改性剂：8份，防水剂：4份，固化剂：9份，聚合物乳液：8份，氯化镁：10份，石棉纤维：5份，煤矸石：4份，粉煤灰：3份，石膏：5份，所述秸秆为玉米秸、黄豆秸秆的混合物，所述环保型阻燃剂为十溴二苯乙烷、溴化环氧树脂的混合物，改性剂为聚丁二酸丁二醇酯，粉煤灰是火力发电厂煤粉燃烧后剩下的灰分，防水剂采用硬脂酸钙、硬脂酸锌的混合物，固化剂采用氧化镁和氧化钙，所述聚合物乳液为聚酰胺、过氧化月桂酰的混合物，所述石膏为经过高温蒸汽蒸养后得到的磷石膏，蒸养时间为24h，蒸汽压力为1.5MPa，蒸养温度为300℃。
实施例三：
一种环保秸秆砖，包括以下组分且各组分的比例为：秸秆：50份，低碱度硫铝酸盐水泥：40份，环保型阻燃剂：8份，改性剂：10份，防水剂：6份，固化剂：15份，聚合物乳液：15份，氯化镁：15份，石棉纤维：8份，煤矸石：6份，粉煤灰：5份，石膏：8份。秸秆为玉米秸、黄豆秸秆、棉花秸秆、小麦秸秆的混合物，环保型阻燃剂为十溴二苯乙烷、溴化环氧树脂、溴化聚苯乙烯的混合物，改性剂为聚丁二酸丁二醇酯，粉煤灰是火力发电厂煤粉燃烧后剩下的灰分，防水剂采用硬脂酸钙、硬脂酸锌、硅烷基粉末的混合物，固化剂采用氧化镁和氧化钙，聚合物乳液为聚酰胺、聚丙烯、聚丙烯酰胺、过氧化月桂酰的混合物，石膏为经过高温蒸汽蒸养后得到的磷石膏，蒸养时间为24h，蒸汽压力为1.5MPa，蒸养温度为300℃。
在秸秆砖中加入高分子聚合物乳液，其结构形成机理讨论如下：
以乳液形式掺加到水泥基的聚合物，在水泥搅拌均匀后，聚合物乳液颗粒会均匀地分散在水泥基体系中，形成水泥基的复合材料，随着水泥的水化，体系中的水不断地被水化水泥结合，乳液中的聚合物颗粒会相互融合连接在一起.随着水分的不断减少，聚合物在水泥基中形成结构，其形成过程分为3个阶段。
第1阶段：在水泥搅拌过程中，当掺入聚合物乳液掺入后，乳液中的聚合物颗粒均匀分布在水泥浆体中，形成聚合物水泥浆体。在这一体系中，随着水泥的水化，水泥凝胶逐渐形成，同时，聚合物颗粒沉积在水泥凝胶颗粒的表面。
第2阶段：随着水量的减少，水泥凝胶结构在发展，聚合物逐渐被限制在毛细孔隙中。随着水化的进一步进行，毛细孔隙中的水量在减少，聚合物颗粒絮凝在一起。水化凝胶的表面形成聚合物密封层，该密封层也粘结了骨料颗粒的表面及水泥水化凝胶与水泥颗粒混合物的表面.因此，混合物中的较大孔隙被有粘结性的聚合物填充。由于水泥浆体中孔隙的尺寸在零点几个nm到几百个nm之间，而聚合物颗粒尺寸一般在50nm—500nm之间，所以，这种认为聚合物颗粒主要填充在水泥浆体孔隙中的理论是可以接受的，一些聚合物分子中的活性基因可与水泥水化产物中的Ca2+，Al3+等产生了交联反应，形成特殊的桥键作用，从而，改善了水泥硬化体的物理组织结构，缓解了内压力，减少了微裂纹的产生，增强了聚合物水泥-秸秆复合材料的致密性。
第3阶段：由于水化过程的不断进行，凝聚在一起的聚合物颗粒之间的水分逐渐被全部吸收到水化过程的化学结合水中去，最终聚合物颗粒完全融化在一起，形成了聚合物网结构，聚合物网结构把水泥水化物联结在一起，即水泥水化物与聚合物交织缠绕在一起，因而改善了水泥石的结构形态。
聚合物对新拌聚合物水泥-秸秆复合材料的工作性有较大的影响，这是因为分散的聚合物颗粒就象“滚珠”一样，使水泥及水化产物颗粒相对运动更容易.同时，聚合物本身或加入到乳液中以减少悬浮颗粒下沉的表面活性剂就象减水剂一样，围绕水泥颗粒作定向排列，使颗粒分散，从而减少了用水量，提高了坍落度.加入聚合物乳液中的表面活性剂及稳定剂，在新拌水泥浆体中引入许多气泡，适量的气泡可改善新拌水泥浆体的和易性和硬化水泥制品的抗冻能力。
聚合物的加入还使硬化的保温墙体材料的抗压、抗拉和抗折强度得到了提高.抗压强度的提高主要归结于水泥制品需水量的减少；抗拉、抗折强度的提高主要是因为界面过度区的致密化，改善了集料与水泥基体的粘结，减少了裂缝的形成，聚合物与水泥浆体互穿基质，在应力作用下产生裂缝时，聚合物能跨越裂纹并抑制裂缝扩展，从而，使水泥制品的断裂韧性、变形性能得以提高.此外，水泥制品的工作性和分散性的改善，使水化水泥浆体的均质性提高，也是抗拉和抗折强度提高的原因之一。
经过高分子乳液改性的水泥-秸秆复合材料的抗冻融能力、耐水性要比未掺加的好，显然，这是由于聚合物膜的存在，以及使用聚合物时较低的水灰比及合理的孔结构所致.此外，由于聚合物与被粘基体材料的良好胶结作用，使得水泥制品的粘接性能大大提高。同时，加入高分子聚合物后的水泥-秸秆复合材料抗拉强度提高.延伸性能改善，从而，减少干缩裂缝和温度裂缝的形成，当然，于缩裂缝的减少也与其较高的保水能力有关。
上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种环保秸秆砖，其特征在于：包括以下组分且各组分的比例为：秸秆：30～50份，低碱度硫铝酸盐水泥：20～40份，环保型阻燃剂：3～8份，改性剂：5～10份，防水剂：3～6份，固化剂：7～15份，聚合物乳液：5～15份，氯化镁：6～15份，石棉纤维：3～8份，煤矸石：2～6份，粉煤灰：1～5份，石膏：2～8份。
2.如权利要求1所述的一种环保秸秆砖，其特征在于：所述秸秆为玉米秸、黄豆秸秆、棉花秸秆、小麦秸秆中一种或者任意几种的混合物。
3.如权利要求1所述的一种环保秸秆砖，其特征在于：所述环保型阻燃剂为十溴二苯乙烷、溴化环氧树脂、溴化聚苯乙烯中一种或者任意几种的混合物。
4.如权利要求1所述的一种环保秸秆砖，其特征在于：所述改性剂为聚丁二酸丁二醇酯，所述粉煤灰是火力发电厂煤粉燃烧后剩下的灰分。
5.如权利要求1所述的一种环保秸秆砖，其特征在于：所述防水剂采用硬脂酸钙、硬脂酸锌、硅烷基粉末中任意一种或者几种的混合物，所述固化剂采用氧化镁和氧化钙。
6.如权利要求1所述的一种环保秸秆砖，其特征在于：所述聚合物乳液为聚酰胺、聚丙烯、聚丙烯酰胺、过氧化月桂酰中的一种或者任意几种的混合物。
7.如权利要求1所述的一种环保秸秆砖，其特征在于：所述石膏为经过高温蒸汽蒸养后得到的磷石膏，蒸养时间为24h，蒸汽压力为1.5MPa，蒸养温度为300℃。
8.如权利要求1所述的一种环保秸秆砖，其特征在于：包括以下组分且各组分的比例为：秸秆：30份，低碱度硫铝酸盐水泥：20份，环保型阻燃剂：3份，改性剂：5份，防水剂：3份，固化剂：7份，聚合物乳液：5份，氯化镁：6份，石棉纤维：3份，煤矸石：2份，粉煤灰：1份，石膏：2份。
9.如权利要求1所述的一种环保秸秆砖，其特征在于：包括以下组分且各组分的比例为：秸秆：40份，低碱度硫铝酸盐水泥：30份，环保型阻燃剂：6份，改性剂：8份，防水剂：4份，固化剂：9份，聚合物乳液：8份，氯化镁：10份，石棉纤维：5份，煤矸石：4份，粉煤灰：3份，石膏：5份。
10.如权利要求1所述的一种环保秸秆砖，其特征在于：包括以下组分且各组分的比例为：秸秆：50份，低碱度硫铝酸盐水泥：40份，环保型阻燃剂：8份，改性剂：10份，防水剂：6份，固化剂：15份，聚合物乳液：15份，氯化镁：15份，石棉纤维：8份，煤矸石：6份，粉煤灰：5份，石膏：8份。
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