CN105621994B - 防火棉花秸秆草砖及其制作方法 - Google Patents
防火棉花秸秆草砖及其制作方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及建筑材料技术领域，是一种防火棉花秸秆草砖及其制作方法；该防火棉花秸秆草砖原料按重量份数包括复合材料1份至20份、棉花秸秆1份至5份；其中：复合材料原料按重量份数含有聚苯乙烯颗粒1份至20份、水泥50份至60份、秸秆碎料5份至15份、渣料30份至50份、水30份至50份、乳液10份至30份。本发明防火棉花秸秆草砖较现有草砖的防火、防虫蛀和防潮性能好；同时本发明防火棉花秸秆草砖较现有草砖在受压变形方面有很大提高，本发明防火棉花秸秆草砖较现有草砖的变形较小。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，是一种防火棉花秸秆草砖及其制作方法。
背景技术
“草砖房”在发达国家已经有100多年的历史。草砖住宅思想最早源于18世纪迁徙到美国大平原的欧洲移民。草砖（Straw Bale)是由金属网将稻草、麦秸秆等物质紧紧捆扎而成的，它的隔音、隔热效果非常好。在20世纪80-90年代，草砖房建筑技术再次在美国和加拿大流行，其原因是草砖房具有能效高，而且对环境无消极影响，称为“绿色环保建筑”。在内蒙、吉林、黑龙江、辽宁的4省8地，分别开展了利用小麦、水稻秸秆建造节能草砖建筑示范项目。尤其是黑龙江省汤原县草砖住房建设成绩显著，在安泽国际救援协会为每套平均补贴6000元的基础上，县财政按1：1比例进行配套补贴，提高了贫困群众建草砖房的积极性。目前，据最新资料显示，每栋草砖房农民可节省3000元左右，全县186套草砖房共节省造房成本近105万元，降低取暖成本约234万元。草砖房建设充分利用废弃的可再生资源稻草和麦秸，减少了群众焚烧处理稻草和麦秸时对大气的污染。同时，草砖房用草砖替代了红砖，减少了资源消耗，环保效果十分明显。但是，针对棉花秸秆草砖建筑的研究仍然较少。在我国，大量的棉花秸秆在秋季棉花采摘完成以后，作为废弃物被焚烧或掩埋，使棉花秸秆可再利用价值没有得到充分发挥，且焚烧产生的浓烟污染环境。结合新疆的经济特色和地域发展状况，利用新疆地区大量的棉花废弃物--棉花秸秆为原料生产草砖，研究新型墙体材料，建造抗震性能好住房，研究开发低碳节能建筑，不仅使棉花秸秆重新利用，制成绿色环保、节能高效的墙体材料，而且使棉花秸秆得到重新利用，减轻农民建房的经济负担，节约农牧民冬季采暖燃煤和家庭开支，对于建设节约型社会和社会主义新农村具有重要意义。
现有的草砖在防火、防虫蛀和防潮性能方面都存在问题。主要体现在：（1）草砖是由各种干燥的秸秆制备而成，在制作、保存和运输时稍有不慎即可形成明火；（2）制作成秸秆墙体后必须立即进行表面抹灰，否则也容易着火，即使做成墙体后再遭遇大火时仍然会在着火点附近发生大面积碳化，秸秆互相之间不能形成有效的隔火带；（3）草砖在潮气的作用下会逐渐发生腐烂，因此必须保证草砖墙体的干燥；（4）有些秸秆中自带的或者自己跑进去的虫子会对草砖中的秸秆形成破坏，久而久之形成空洞，导致墙体倒塌；（5）草砖是一种轻质保温材料，内部有大量的间隙，这就导致这种材料的蓄热能力有限，间接影响了隔热性能。
发明内容
本发明提供了一种防火棉花秸秆草砖及其制作方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有草砖存在防火、防虫蛀和防潮性能差的问题。
本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种防火棉花秸秆草砖，原料按重量份数包括1份至20份复合材料和1份至5份棉花秸秆；其中：复合材料原料按重量份数含有聚苯乙烯颗粒1份至20份、水泥50份至60份、秸秆碎料5份至15份、渣料30份至50份、水30份至50份、乳液10份至30份。
下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：
上述复合材料按下述方法得到：第一步，将所需量的水泥、渣料和秸秆碎料混合均匀得到第一混料；第二步，将所需量的乳液和水混合均匀，然后加入所需量的聚苯乙烯颗粒混合均匀得到第二混料；第三步，将得到的第一混料加入到第二混料中混合均匀后，得到复合材料。
上述秸秆碎料为棉花秸秆碎料、小麦秸秆碎料和水稻秸秆碎料中的一种以上。
上述乳液为丙烯酸酯乳液或水性环氧树脂乳液。
上述渣料为细料和粗料中的一种以上，渣料为细料和粗料的混合料时，细料和粗料的质量比为2：1；或/和，细料为沙子、钢渣和矿渣的混合料，细料的粒径为0.0125mm至5mm；或/和，粗料为钢渣和石子的混合料，粗料的粒径为5mm至10mm。
上述聚苯乙烯颗粒的粒径为3mm至8mm，聚苯乙烯颗粒的堆积密度为12千克/立方米至22千克/立方米。
本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种防火棉花秸秆草砖的制作方法，按下述步骤进行：第一步，在制砖磨具中放置一层至七层棉花秸秆；第二步，在最上一层棉花秸秆上涂抹一层复合材料；第三步，在复合材料上放置一层至七层棉花秸秆；第四步，重复第二步和第三步的操作，直至制砖磨具的高度；第五步，采用专用机械压制成型并间隔固定两道至四道铁丝，然后在外侧涂抹一层复合材料，静置24小时后得到防火棉花秸秆草砖。
下面是对上述发明技术方案之二的进一步优化或/和改进：
上述复合材料原料按重量份数含有聚苯乙烯颗粒1份至20份、水泥50份至60份、秸秆碎料5份至15份、渣料30份至50份、水30份至50份、乳液10份至30份。
上述复合材料按下述方法得到：第一步，将所需量的水泥、渣料和秸秆碎料混合均匀得到第一混料；第二步，将所需量的乳液和水混合均匀，然后加入所需量的聚苯乙烯颗粒混合均匀得到第二混料；第三步，将得到的第一混料加入到第二混料中混合均匀后，得到复合材料。
上述秸秆碎料为棉花秸秆碎料、小麦秸秆碎料和水稻秸秆碎料中的一种以上。
上述乳液为丙烯酸酯乳液或水性环氧树脂乳液。
上述渣料为细料和粗料中的一种以上，渣料为细料和粗料的混合料时，细料和粗料的质量比为2：1；或/和，细料为沙子、钢渣和矿渣的混合料，细料的粒径为0.0125mm至5mm；或/和，粗料为钢渣和石子的混合料，粗料的粒径为5mm至10mm。
上述聚苯乙烯颗粒的粒径为3mm至8mm，聚苯乙烯颗粒的堆积密度为12千克/立方米至22千克/立方米。
本发明的技术方案之三是通过以下措施来实现的：一种防火棉花秸秆草砖的制作方法，按下述步骤进行：第一步，在制砖磨具中放置一层至七层棉花秸秆，同一层棉花秸秆之间留有一处至四处间隙，在间隙处填充复合材料；第二步，在最上一层棉花秸秆和间隙处的复合材料上涂抹一层复合材料；第三步，在复合材料上放置一层至七层棉花秸秆，同一层棉花秸秆之间留有一处至四处间隙；第四步，重复第二步和第三步的操作，直至制砖磨具的高度；第五步，采用专用机械压制成型并间隔固定两道至四道铁丝，然后在外侧涂抹一层复合材料，静置24小时后得到防火棉花秸秆草砖。
下面是对上述发明技术方案之三的进一步优化或/和改进：
上述复合材料原料按重量份数含有聚苯乙烯颗粒1份至20份、水泥50份至60份、秸秆碎料5份至15份、渣料30份至50份、水30份至50份、乳液10份至30份。
上述复合材料按下述方法得到：第一步，将所需量的水泥、渣料和秸秆碎料混合均匀得到第一混料；第二步，将所需量的乳液和水混合均匀，然后加入所需量的聚苯乙烯颗粒混合均匀得到第二混料；第三步，将得到的第一混料加入到第二混料中混合均匀后，得到复合材料。
上述秸秆碎料为棉花秸秆碎料、小麦秸秆碎料和水稻秸秆碎料中的一种以上。
上述乳液为丙烯酸酯乳液或水性环氧树脂乳液。
上述渣料为细料和粗料中的一种以上，渣料为细料和粗料的混合料时，细料和粗料的质量比为2：1；或/和，细料为沙子、钢渣和矿渣的混合料，细料的粒径为0.0125mm至5mm；或/和，粗料为钢渣和石子的混合料，粗料的粒径为5mm至10mm。
上述聚苯乙烯颗粒的粒径为3mm至8mm，聚苯乙烯颗粒的堆积密度为12千克/立方米至22千克/立方米。
本发明的技术方案之四是通过以下措施来实现的：一种防火棉花秸秆草砖的制作方法，按下述步骤进行：第一步，在每个棉花秸秆的外侧涂抹一层复合材料，得到涂抹有复合材料的棉花秸秆；第二步，在制砖磨具中按层放置涂抹有复合材料的棉花秸秆，直至制砖磨具的高度；第三步，采用专用机械压制成型并间隔固定两道至四道铁丝，然后在外侧涂抹一层复合材料，静置24小时后得到防火棉花秸秆草砖。
下面是对上述发明技术方案之四的进一步优化或/和改进：
上述复合材料原料按重量份数含有聚苯乙烯颗粒1份至20份、水泥50份至60份、秸秆碎料5份至15份、渣料30份至50份、水30份至50份、乳液10份至30份。
上述复合材料按下述方法得到：第一步，将所需量的水泥、渣料和秸秆碎料混合均匀得到第一混料；第二步，将所需量的乳液和水混合均匀，然后加入所需量的聚苯乙烯颗粒混合均匀得到第二混料；第三步，将得到的第一混料加入到第二混料中混合均匀后，得到复合材料。
上述秸秆碎料为棉花秸秆碎料、小麦秸秆碎料和水稻秸秆碎料中的一种以上。
上述乳液为丙烯酸酯乳液或水性环氧树脂乳液。
上述渣料为细料和粗料中的一种以上，渣料为细料和粗料的混合料时，细料和粗料的质量比为2：1；或/和，细料为沙子、钢渣和矿渣的混合料，细料的粒径为0.0125mm至5mm；或/和，粗料为钢渣和石子的混合料，粗料的粒径为5mm至10mm。
上述聚苯乙烯颗粒的粒径为3mm至8mm，聚苯乙烯颗粒的堆积密度为12千克/立方米至22千克/立方米。
本发明的技术方案之五是通过以下措施来实现的：一种防火棉花秸秆草砖的制作方法，按下述步骤进行：第一步，在每个棉花秸秆的外侧涂抹一层复合材料，得到涂抹有复合材料的棉花秸秆；第二步，在制砖磨具中放置一层至七层涂抹有复合材料的棉花秸秆；第三步，在最上一层涂抹有复合材料的棉花秸秆上涂抹一层复合材料；第四步，在复合材料上放置一层至七层涂抹有复合材料的棉花秸秆，重复第三步和第四步的操作，直至制砖磨具的高度；第五步，采用专用机械压制成型并间隔固定两道至四道铁丝，然后在外侧涂抹一层复合材料，静置24小时后得到防火棉花秸秆草砖。
下面是对上述发明技术方案之五的进一步优化或/和改进：
上述复合材料原料按重量份数含有聚苯乙烯颗粒1份至20份、水泥50份至60份、秸秆碎料5份至15份、渣料30份至50份、水30份至50份、乳液10份至30份。
上述复合材料按下述方法得到：第一步，将所需量的水泥、渣料和秸秆碎料混合均匀得到第一混料；第二步，将所需量的乳液和水混合均匀，然后加入所需量的聚苯乙烯颗粒混合均匀得到第二混料；第三步，将得到的第一混料加入到第二混料中混合均匀后，得到复合材料。
上述秸秆碎料为棉花秸秆碎料、小麦秸秆碎料和水稻秸秆碎料中的一种以上。
上述乳液为丙烯酸酯乳液或水性环氧树脂乳液。
上述渣料为细料和粗料中的一种以上，渣料为细料和粗料的混合料时，细料和粗料的质量比为2：1；或/和，细料为沙子、钢渣和矿渣的混合料，细料的粒径为0.0125mm至5mm；或/和，粗料为钢渣和石子的混合料，粗料的粒径为5mm至10mm。
上述聚苯乙烯颗粒的粒径为3mm至8mm，聚苯乙烯颗粒的堆积密度为12千克/立方米至22千克/立方米。
本发明防火棉花秸秆草砖较现有草砖的防火、防虫蛀和防潮性能好；同时本发明防火棉花秸秆草砖较现有草砖在受压变形方面有很大提高，本发明防火棉花秸秆草砖较现有草砖的变形较小。
附图说明
附图1为本发明的俯视结构示意图。
附图2为附图1中A-A处的第一种结构的剖视结构示意图。
附图3为附图1中A-A处的第二种结构的剖视结构示意图。
附图4为附图1中A-A处的第三种结构的剖视结构示意图。
附图中的编码分别为：1为复合材料，2为棉花秸秆。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布图方向来确定的。
实施例1，该防火棉花秸秆草砖原料按重量份数包括1份至20份复合材料1和1份至5份棉花秸秆2；其中：复合材料1原料按重量份数含有聚苯乙烯颗粒1份至20份、水泥50份至60份、秸秆碎料5份至15份、渣料30份至50份、水30份至50份、乳液10份至30份。
实施例2，该防火棉花秸秆草砖原料按重量份数包括1份或20份复合材料1、1份或5份棉花秸秆2；其中：复合材料1原料按重量份数含有聚苯乙烯颗粒1份或20份、水泥50份或60份、秸秆碎料5份或15份、渣料30份或50份、水30份或50份、乳液10份或30份。
实施例3，如附图1、2所示，该防火棉花秸秆草砖的制作方法按下述步骤进行：第一步，在制砖磨具中放置一层至七层棉花秸秆2；第二步，在最上一层棉花秸秆2上涂抹一层复合材料1；第三步，在复合材料1上放置一层至七层棉花秸秆2；第四步，重复第二步和第三步的操作，直至制砖磨具的高度；第五步，采用专用机械压制成型并间隔固定两道至四道铁丝，然后在外侧涂抹一层复合材料1，静置24小时后得到防火棉花秸秆草砖。
实施例4，如附图1、3所示，该防火棉花秸秆草砖的制作方法按下述步骤进行：第一步，在制砖磨具中放置一层至七层棉花秸秆2，同一层棉花秸秆2之间留有一处至四处间隙，在间隙处填充复合材料1；第二步，在最上一层棉花秸秆2和间隙处的复合材料1上涂抹一层复合材料1；第三步，在复合材料1上放置一层至七层棉花秸秆2，同一层棉花秸秆2之间留有一处至四处间隙；第四步，重复第二步和第三步的操作，直至制砖磨具的高度；第五步，采用专用机械压制成型并间隔固定两道至四道铁丝，然后在外侧涂抹一层复合材料1，静置24小时后得到防火棉花秸秆草砖。
实施例5，如附图1、4所示，该防火棉花秸秆草砖的制作方法按下述步骤进行：第一步，在每个棉花秸秆2的外侧涂抹一层复合材料1，得到涂抹有复合材料的棉花秸秆；第二步，在制砖磨具中按层放置涂抹有复合材料的棉花秸秆，直至制砖磨具的高度；第三步，采用专用机械压制成型并间隔固定两道至四道铁丝，然后在外侧涂抹一层复合材料1，静置24小时后得到防火棉花秸秆草砖。
实施例6，如附图1、4所示，该防火棉花秸秆草砖的制作方法按下述步骤进行：第一步，在每个棉花秸秆2的外侧涂抹一层复合材料1，得到涂抹有复合材料1的棉花秸秆2；第二步，在制砖磨具中放置一层至七层涂抹有复合材料1的棉花秸秆2；第三步，在最上一层涂抹有复合材料1的棉花秸秆2上涂抹一层复合材料1；第四步，在复合材料1上放置一层至七层涂抹有复合材料1的棉花秸秆2，重复第三步和第四步的操作，直至制砖磨具的高度；第五步，采用专用机械压制成型并间隔固定两道至四道铁丝，然后在外侧涂抹一层复合材料1，静置24小时后得到防火棉花秸秆草砖。
实施例7，作为上述实施例的优化，复合材料1按下述方法得到：第一步，将所需量的水泥、渣料和秸秆碎料混合均匀得到第一混料；第二步，将所需量的乳液和水混合均匀，然后加入所需量的聚苯乙烯颗粒混合均匀得到第二混料；第三步，将得到的第一混料加入到第二混料中混合均匀后，得到复合材料1。
实施例8，作为上述实施例的优化，秸秆碎料为棉花秸秆2碎料、小麦秸秆碎料和水稻秸秆碎料中的一种以上。
实施例9，作为上述实施例的优化，乳液为丙烯酸酯乳液或水性环氧树脂乳液。
实施例10，作为上述实施例的优化，渣料为细料和粗料中的一种以上，渣料为细料和粗料的混合料时，细料和粗料的质量比为2：1；或/和，细料为沙子、钢渣和矿渣的混合料，细料的粒径为0.0125mm至5mm；或/和，粗料为钢渣和石子的混合料，粗料的粒径为5mm至10mm。
实施例11，作为上述实施例的优化，聚苯乙烯颗粒的粒径为3mm至8mm，聚苯乙烯颗粒的堆积密度为12千克/立方米至22千克/立方米。
实施例12，如附图1所示，该防火棉花秸秆草砖的制作方法按下述步骤进行：第一步，在草砖模具中放置两层棉花秸秆2，草砖模具的宽度×厚度×长度为400mm×400mm×600mm；第二步，在最上一层棉花秸秆2上涂抹一层1cm厚的复合材料1；第三步，在复合材料1上放置两层棉花秸秆2；第四步，重复第二步和第三步的操作，直至制砖磨具的高度；第五步，采用专用机械压制成型并间隔固定两道至四道铁丝，然后在外侧涂抹一层复合材料1，静置24小时后得到防火棉花秸秆草砖。本实施例中，原料按重量份数包括5份复合材料1和1份棉花秸秆2；其中：复合材料1原料按重量份数含有聚苯乙烯颗粒10份、水泥50份、秸秆碎料15份、细料30份、水40份、丙烯酸酯乳液10份。
力学性能实验方法：每组实验在正式实验前选取一块试件做预试验，根据实验结果选取合适的压力和加载速率，确定各试验仪器能正常工作后开始试验。试件放置压板中央，平压和侧压试验以0.2kN/s 的速率均匀加载直至变形过大；竖压试验以0.2kN/s 的速率均匀加载直至中部变形过大。本试验所说的平压是指承受压力机压力的表面即长×宽方向，侧压是指压力机压制过程中的长×高方向（制作过程中未承受压力），竖压是指把草砖立起来进行压制就是草砖的宽×高方向。
本实施例得到的防火棉花秸秆草砖平压时当加载到29Kn/m2时，防火棉花秸秆草砖的变形速率呈现快速降低，说明失去承载能力；与普通方式制作的草砖力学性能近似，但其总体变形率相对普通草砖减少20%，变形率减少墙体的整体性越好。
防火性能实验方法：我国的《建筑设计防火规范》(GB 50016-2014)中规定，民用建筑中非承重外墙的耐火极限为1小时。因此，为确保草砖的安全性，将试验设计耐火试验时间设定为90min。升温曲线按照《GB/T9978.1-2008建筑构件耐火试验方法第1部分:通用要求》中的建筑构件耐火试验标准升温曲线进行。
耐火极限判定判断方法为：从耐火完整性和耐火隔热性两方面考虑，当耐火完整性和耐火隔热性其中一项破坏时，认为达到耐火极限。具体如下：
以下任一项情况出现时，认为耐火完整性破坏：
1)采用标准棉垫，将棉垫贴近对试件背火面出现裂缝或窜出火焰等可疑位置，棉垫被点燃；
2)试验过程中，直径为6mm的缝隙探棒能穿过试件进入炉内，并沿裂缝方向移动150mm或直径为25mm的缝隙探棒能穿过试件进入炉内；
3)背火面出现火焰并持续时间超过10秒。
以下任一项情况出现时一，认为耐火隔热性破坏：
1)平均温度温升超过初始平均温度140℃；
2)任一点位置的温度温升超过初始温度(包括移动热电偶)1800℃(初始温度是试验开始时一背火面的初始平均温度)。
试验开始后，本实施例得到的防火棉花秸秆草砖墙背火面无明显现象，至90min试验结束，草砖墙背火面与试验开始前无较大变化。具体实验数据如表1所示，表1为本实施例得到的防火棉花秸秆草砖背面测温点温度变化。
从表1可以看出，试验板材经1千多摄氏度高温耐火试验90min，未失去完整性；向火面经高温燃烧90min，背火面平均温升14.5℃，最高单点温升为20.6℃(5号点)，远低于耐火极限判定标准规定的温度，未失去隔热性。防火棉花秸秆草砖靠近向火面的地方，内部的秸秆出现了碳化现象，但碳化现象向草砖内部扩散的趋势不明显。
本实施例得到的防火棉花秸秆草砖具有如下特点：
（1）防火棉花秸秆草砖由于内部采用了1cm厚的隔火层所以即使遇见明火不会导致整个草砖的乃至整个草砖墙体的烧毁；
（2）涂抹的复合材料1在防火棉花秸秆草砖压制的过程中可以填充部分草砖内部的间隙，提高了防火棉花秸秆草砖的密实度，使得防火棉花秸秆草砖在受压变形方面有了提高，变形较小。
实施例13，如附图1所示，该防火棉花秸秆草砖的制作方法按下述步骤进行：第一步，在每个棉花秸秆2的外侧涂抹一层0.1cm至0.2cm厚的复合材料1，得到涂抹有复合材料1的棉花秸秆2；第二步，在草砖模具中放置三层涂抹有复合材料1的棉花秸秆2，草砖模具的宽度×厚度×长度为400mm×400mm×600mm；第三步，在最上一层涂抹有复合材料1的棉花秸秆2上涂抹一层复合材料1；第四步，在复合材料1上放置三层涂抹有复合材料1的棉花秸秆2，重复第三步和第四步的操作，直至草砖模具的高度；第五步，采用专用机械压制成型并间隔固定两道至四道铁丝，然后在外侧涂抹一层复合材料1，静置24小时后得到防火棉花秸秆草砖。本实施例中，原料按重量份数包括1.3份复合材料1和2份棉花秸秆2；其中：复合材料1原料按重量份数含有聚苯乙烯颗粒1份、水泥50份、秸秆碎料5份、细料50份、水30份、丙烯酸酯乳液30份。
依据实施例12的力学性能实验方法，得到结果如下：本实施例得到的防火棉花秸秆草砖平压时当加载到26Kn/m2时，防火棉花秸秆草砖的变形速率呈现快速降低，说明失去承载能力。与普通方式制作的草砖力学性能近似，但其总体变形率相对普通草砖减少10%，变形率减少墙体的整体性越好。
依据实施例12的防火性能实验方法，得到结果如下平均温升13℃，最高单点温升为18℃，远低于耐火极限判定标准规定的温度，未失去隔热性。防火棉花秸秆草砖靠近向火面的地方，内部的秸秆出现了碳化现象，但碳化现象受到秸秆表面复合材料1的影响向内扩散受阻明显，呈现每层一定的间隔，表面复合材料1厚的地方扩散较小。
由于复合材料1中包含有大量的乳液，它是一种防水材料，因此把它包裹住棉花秸秆2后隔绝了棉花秸秆2的木质部分与空气中水分的交换，最终使得该防火棉花秸秆草砖在潮湿气候中能够始终保持干燥。
含水率试验方式如下：
将单个包裹住复合材料1的棉花秸秆2和本实施例得到的防火棉花秸秆草砖以及现有草砖，先在60℃干燥箱中干燥24小时，记录下干燥状态下重量；然后将该单个包裹住复合材料1的棉花秸秆2和实施例得到的防火棉花秸秆草砖以及现有草砖，放在湿度90%的温湿度控制箱内24小时，此时在测定潮湿状态下的质量，如表2所示，从表2可以看出，将本实施例得到的防火棉花秸秆草砖的包覆材料去除后，发现棉花秸秆2本身未吸水，而是草砖外侧秸秆包覆材料本身中的水泥和钢渣吸收了部分水分。
实施例得到的防火棉花秸秆草砖虫蛀现象得到了较好的控制，主要是因为包裹材料的包裹作用使得棉花秸秆2中躲藏的蛀虫，不能自由的在防火棉花秸秆草砖中穿行，大幅控制了虫害。
本实施例得到的防火棉花秸秆草砖具有如下特点：
（1）防火棉花秸秆草砖由于内部秸秆表面均包裹有复合材料1所以高温对秸秆的影响较小，基本不会出现燃烧的可能；
（2）涂抹的复合材料1在防火棉花秸秆草砖压制的过程中可以填充部分草砖内部的间隙，提高了草砖的密实度，使得草砖在受压变形方面有了提高，变形较小；
（3）由于复合材料1的包裹棉花秸秆2基本不会受到周围环境潮气的影响，因此不易腐烂；
（4）棉花秸秆2内部的虫蛀现象得到了较好的控制。
对比试验：在草砖模具中按照普通草砖的制作方法制作草砖，草砖模具的尺寸为400mm×400mm×600mm（宽度×厚度×长度），完成上述步骤后将摆放好的秸秆采用专用机械压制成型，最后采用铁丝进行绑扎固定，然后采用本发明中的复合材料1对制作好的现有草砖的外表进行全方面的涂抹，涂抹厚度控制在1cm至2cm即可；然后静置24小时待复合材料1凝固即可。所用本发明中复合材料1原料按重量份数含有聚苯乙烯颗粒1份、水泥60份、秸秆碎料5份、细料30份、水40份、乳液20份。
依据实施例12的力学性能实验方法，得到结果如下：经本发明中的复合材料1包裹的现有草砖平压时当加载到27Kn/m2时，草砖的变形速率呈现快速降低，说明失去承载能力；与普通方式制作的草砖力学性能近似，其总体变形率也与普通草砖类似。
依据实施例12的防火性能实验方法，得到结果如下:平均温升17℃，最高单点温升为21℃，远低于耐火极限判定标准规定的温度，未失去隔热性；草砖靠近向火面的地方，内部的秸秆出现了碳化现象，
草砖内部秸秆碳化呈现出半球形有外向内碳化呈现逐步减少的现象，总体来说碳化面积较大；表面涂抹的复合材料1有效的降低了碳化的面积（相对普通草砖来说）。
采用本发明中的复合材料1对制作好的现有草砖的外表进行全方面的涂抹后有如下特点：
（1）采用草砖外部涂抹复合材料1的方法制作草砖，最为简单，能够避免草砖制作和堆积过程中的意外火灾，能够减轻草砖墙体的火灾危害，制作成本较低，适用于对防火要求比较低的地方；
（2）草砖表面涂抹的复合材料1能够减少周围环境潮气对草砖内部的影响，因此不易腐烂；
（3）秸秆内部的虫蛀现象得到了较好的控制。
实施例14，如附图1、3所示，该防火棉花秸秆草砖的制作方法按下述步骤进行：第一步，在草砖模具中放置一层棉花秸秆2，草砖模具的宽度×厚度×长度为400mm×400mm×600mm，该层棉花秸秆2中每四根棉花秸秆2为一组，相邻两组棉花秸秆2之间有两根棉花秸秆2的间隙，在相邻两组棉花秸秆2之间的间隙处填充复合材料1；第二步，在最上一层棉花秸秆2和间隙处的复合材料1上涂抹一层复合材料1；第三步，在复合材料1上放置一层棉花秸秆2，该层棉花秸秆2中每四根棉花秸秆2为一组，相邻两组棉花秸秆2之间有两根棉花秸秆2的间隙，在相邻两组棉花秸秆2之间的间隙处填充复合材料1；第四步，重复第二步和第三步的操作，直至草砖模具的高度；第五步，采用专用机械压制成型并间隔固定两道至四道铁丝，然后在外侧涂抹一层复合材料1，静置24小时后得到防火棉花秸秆草砖。本实施例中，原料按重量份数包括12份复合材料1和1份棉花秸秆2；其中：复合材料1原料按重量份数含有聚苯乙烯颗粒15份、水泥50份、秸秆碎料15份、粗料40份、水40份、水性环氧树脂乳液10份。
依据实施例12的力学性能实验方法，得到结果如下：本实施例得到的防火棉花秸秆草砖平压时当加载到33Kn/m2时，防火棉花秸秆草砖的变形速率呈现快速降低，说明失去承载能力。比普通方式制作的草砖力学性能提高20%以上，总体变形率相对普通草砖减少20%，变形率减少墙体的整体性越好。
依据实施例12的防火性能实验方法，得到结果如下:平均温升18℃，最高单点温升为23℃，远低于耐火极限判定标准规定的温度，未失去隔热性。防火棉花秸秆草砖靠近向火面的地方，内部的秸秆出现了碳化现象，但碳化现象受到秸秆表面复合材料1的影响向内扩散受阻明显，层和层之间碳化现象分隔明显，复合材料1体现出较好的隔火作用。
本实施例得到的防火棉花秸秆草砖具有如下特点：
（1）防火棉花秸秆草砖由于内部被复合材料1分隔成了若干个单元，这种制作方法制作的防火棉花秸秆草砖隔火效果最为明显；
（2）防火棉花秸秆草砖表面涂抹的复合材料1能够减少周围环境潮气对草砖内部的影响，因此不易腐烂；
（3）防火棉花秸秆草砖内部的虫蛀现象得到了较好的控制；
（4）涂抹的复合材料1在防火棉花秸秆草砖压制的过程中可以填充部分草砖内部的间隙，提高了防火棉花秸秆草砖的密实度，使得防火棉花秸秆草砖在受压变形方面有了提高，变形较小。
综上所述，本发明防火棉花秸秆草砖较现有草砖的防火、防虫蛀和防潮性能好；同时本发明防火棉花秸秆草砖较现有草砖在受压变形方面有很大提高，本发明防火棉花秸秆草砖较现有草砖的变形较小。
以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。
Claims (39)
1.一种防火棉花秸秆草砖，其特征在于原料按重量份数包括1份至20份复合材料和1份至5份棉花秸秆；其中：复合材料原料按重量份数含有聚苯乙烯颗粒1份至20份、水泥50份至60份、秸秆碎料5份至15份、渣料30份至50份、水30份至50份、乳液10份至30份；其中：该防火棉花秸秆草砖的制作方法按下述步骤进行：第一步，在制砖磨具中放置一层至七层棉花秸秆；第二步，在最上一层棉花秸秆上涂抹一层复合材料；第三步，在复合材料上放置一层至七层棉花秸秆；第四步，重复第二步和第三步的操作，直至制砖磨具的高度；第五步，采用专用机械压制成型并间隔固定两道至四道铁丝，然后在外侧涂抹一层复合材料，静置24小时后得到防火棉花秸秆草砖。
2.一种防火棉花秸秆草砖，其特征在于原料按重量份数包括1份至20份复合材料和1份至5份棉花秸秆；其中：复合材料原料按重量份数含有聚苯乙烯颗粒1份至20份、水泥50份至60份、秸秆碎料5份至15份、渣料30份至50份、水30份至50份、乳液10份至30份；其中：该防火棉花秸秆草砖的制作方法按下述步骤进行：第一步，在制砖磨具中放置一层至七层棉花秸秆，同一层棉花秸秆之间留有一处至四处间隙，在间隙处填充复合材料；第二步，在最上一层棉花秸秆和间隙处的复合材料上涂抹一层复合材料；第三步，在复合材料上放置一层至七层棉花秸秆，同一层棉花秸秆之间留有一处至四处间隙；第四步，重复第二步和第三步的操作，直至制砖磨具的高度；第五步，采用专用机械压制成型并间隔固定两道至四道铁丝，然后在外侧涂抹一层复合材料，静置24小时后得到防火棉花秸秆草砖。
3.一种防火棉花秸秆草砖，其特征在于原料按重量份数包括1份至20份复合材料和1份至5份棉花秸秆；其中：复合材料原料按重量份数含有聚苯乙烯颗粒1份至20份、水泥50份至60份、秸秆碎料5份至15份、渣料30份至50份、水30份至50份、乳液10份至30份；其中：该防火棉花秸秆草砖的制作方法按下述步骤进行：第一步，在每个棉花秸秆的外侧涂抹一层复合材料，得到涂抹有复合材料的棉花秸秆；第二步，在制砖磨具中按层放置涂抹有复合材料的棉花秸秆，直至制砖磨具的高度；第三步，采用专用机械压制成型并间隔固定两道至四道铁丝，然后在外侧涂抹一层复合材料，静置24小时后得到防火棉花秸秆草砖。
4.一种防火棉花秸秆草砖，其特征在于原料按重量份数包括1份至20份复合材料和1份至5份棉花秸秆；其中：复合材料原料按重量份数含有聚苯乙烯颗粒1份至20份、水泥50份至60份、秸秆碎料5份至15份、渣料30份至50份、水30份至50份、乳液10份至30份；其中：该防火棉花秸秆草砖的制作方法按下述步骤进行：第一步，在每个棉花秸秆的外侧涂抹一层复合材料，得到涂抹有复合材料的棉花秸秆；第二步，在制砖磨具中放置一层至七层涂抹有复合材料的棉花秸秆；第三步，在最上一层涂抹有复合材料的棉花秸秆上涂抹一层复合材料；第四步，在复合材料上放置一层至七层涂抹有复合材料的棉花秸秆，重复第三步和第四步的操作，直至制砖磨具的高度；第五步，采用专用机械压制成型并间隔固定两道至四道铁丝，然后在外侧涂抹一层复合材料，静置24小时后得到防火棉花秸秆草砖。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的防火棉花秸秆草砖，其特征在于复合材料按下述方法得到：第一步，将所需量的水泥、渣料和秸秆碎料混合均匀得到第一混料；第二步，将所需量的乳液和水混合均匀，然后加入所需量的聚苯乙烯颗粒混合均匀得到第二混料；第三步，将得到的第一混料加入到第二混料中混合均匀后，得到复合材料。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的防火棉花秸秆草砖，其特征在于秸秆碎料为棉花秸秆碎料、小麦秸秆碎料和水稻秸秆碎料中的一种以上。
7.根据权利要求5所述的防火棉花秸秆草砖，其特征在于秸秆碎料为棉花秸秆碎料、小麦秸秆碎料和水稻秸秆碎料中的一种以上。
8.根据权利要求1或2或3或4所述的防火棉花秸秆草砖，其特征在于乳液为丙烯酸酯乳液或水性环氧树脂乳液。
9.根据权利要求5所述的防火棉花秸秆草砖，其特征在于乳液为丙烯酸酯乳液或水性环氧树脂乳液。
10.根据权利要求6所述的防火棉花秸秆草砖，其特征在于乳液为丙烯酸酯乳液或水性环氧树脂乳液。
11.根据权利要求7所述的防火棉花秸秆草砖，其特征在于乳液为丙烯酸酯乳液或水性环氧树脂乳液。
12.根据权利要求1或2或3或4所述的防火棉花秸秆草砖，其特征在于渣料为细料和粗料中的一种以上，渣料为细料和粗料的混合料时，细料和粗料的质量比为2：1；或/和，细料为沙子、钢渣和矿渣的混合料，细料的粒径为0.0125mm至5mm；或/和，粗料为钢渣和石子的混合料，粗料的粒径为5mm至10mm。
13.根据权利要求5所述的防火棉花秸秆草砖，其特征在于渣料为细料和粗料中的一种以上，渣料为细料和粗料的混合料时，细料和粗料的质量比为2：1；或/和，细料为沙子、钢渣和矿渣的混合料，细料的粒径为0.0125mm至5mm；或/和，粗料为钢渣和石子的混合料，粗料的粒径为5mm至10mm。
14.根据权利要求6所述的防火棉花秸秆草砖，其特征在于渣料为细料和粗料中的一种以上，渣料为细料和粗料的混合料时，细料和粗料的质量比为2：1；或/和，细料为沙子、钢渣和矿渣的混合料，细料的粒径为0.0125mm至5mm；或/和，粗料为钢渣和石子的混合料，粗料的粒径为5mm至10mm。
15.根据权利要求7所述的防火棉花秸秆草砖，其特征在于渣料为细料和粗料中的一种以上，渣料为细料和粗料的混合料时，细料和粗料的质量比为2：1；或/和，细料为沙子、钢渣和矿渣的混合料，细料的粒径为0.0125mm至5mm；或/和，粗料为钢渣和石子的混合料，粗料的粒径为5mm至10mm。
16.根据权利要求8所述的防火棉花秸秆草砖，其特征在于渣料为细料和粗料中的一种以上，渣料为细料和粗料的混合料时，细料和粗料的质量比为2：1；或/和，细料为沙子、钢渣和矿渣的混合料，细料的粒径为0.0125mm至5mm；或/和，粗料为钢渣和石子的混合料，粗料的粒径为5mm至10mm。
17.根据权利要求9所述的防火棉花秸秆草砖，其特征在于渣料为细料和粗料中的一种以上，渣料为细料和粗料的混合料时，细料和粗料的质量比为2：1；或/和，细料为沙子、钢渣和矿渣的混合料，细料的粒径为0.0125mm至5mm；或/和，粗料为钢渣和石子的混合料，粗料的粒径为5mm至10mm。
18.根据权利要求10所述的防火棉花秸秆草砖，其特征在于渣料为细料和粗料中的一种以上，渣料为细料和粗料的混合料时，细料和粗料的质量比为2：1；或/和，细料为沙子、钢渣和矿渣的混合料，细料的粒径为0.0125mm至5mm；或/和，粗料为钢渣和石子的混合料，粗料的粒径为5mm至10mm。
19.根据权利要求11所述的防火棉花秸秆草砖，其特征在于渣料为细料和粗料中的一种以上，渣料为细料和粗料的混合料时，细料和粗料的质量比为2：1；或/和，细料为沙子、钢渣和矿渣的混合料，细料的粒径为0.0125mm至5mm；或/和，粗料为钢渣和石子的混合料，粗料的粒径为5mm至10mm。
20.根据权利要求1或2或3或4所述的防火棉花秸秆草砖，其特征在于聚苯乙烯颗粒的粒径为3mm至8mm，聚苯乙烯颗粒的堆积密度为12千克/立方米至22千克/立方米。
21.根据权利要求5所述的防火棉花秸秆草砖，其特征在于聚苯乙烯颗粒的粒径为3mm至8mm，聚苯乙烯颗粒的堆积密度为12千克/立方米至22千克/立方米。
22.根据权利要求6所述的防火棉花秸秆草砖，其特征在于聚苯乙烯颗粒的粒径为3mm至8mm，聚苯乙烯颗粒的堆积密度为12千克/立方米至22千克/立方米。
23.根据权利要求7所述的防火棉花秸秆草砖，其特征在于聚苯乙烯颗粒的粒径为3mm至8mm，聚苯乙烯颗粒的堆积密度为12千克/立方米至22千克/立方米。
24.根据权利要求8所述的防火棉花秸秆草砖，其特征在于聚苯乙烯颗粒的粒径为3mm至8mm，聚苯乙烯颗粒的堆积密度为12千克/立方米至22千克/立方米。
25.根据权利要求9所述的防火棉花秸秆草砖，其特征在于聚苯乙烯颗粒的粒径为3mm至8mm，聚苯乙烯颗粒的堆积密度为12千克/立方米至22千克/立方米。
26.根据权利要求10所述的防火棉花秸秆草砖，其特征在于聚苯乙烯颗粒的粒径为3mm至8mm，聚苯乙烯颗粒的堆积密度为12千克/立方米至22千克/立方米。
27.根据权利要求11所述的防火棉花秸秆草砖，其特征在于聚苯乙烯颗粒的粒径为3mm至8mm，聚苯乙烯颗粒的堆积密度为12千克/立方米至22千克/立方米。
28.根据权利要求12所述的防火棉花秸秆草砖，其特征在于聚苯乙烯颗粒的粒径为3mm至8mm，聚苯乙烯颗粒的堆积密度为12千克/立方米至22千克/立方米。
29.根据权利要求13所述的防火棉花秸秆草砖，其特征在于聚苯乙烯颗粒的粒径为3mm至8mm，聚苯乙烯颗粒的堆积密度为12千克/立方米至22千克/立方米。
30.根据权利要求14所述的防火棉花秸秆草砖，其特征在于聚苯乙烯颗粒的粒径为3mm至8mm，聚苯乙烯颗粒的堆积密度为12千克/立方米至22千克/立方米。
31.根据权利要求15所述的防火棉花秸秆草砖，其特征在于聚苯乙烯颗粒的粒径为3mm至8mm，聚苯乙烯颗粒的堆积密度为12千克/立方米至22千克/立方米。
32.根据权利要求16所述的防火棉花秸秆草砖，其特征在于聚苯乙烯颗粒的粒径为3mm至8mm，聚苯乙烯颗粒的堆积密度为12千克/立方米至22千克/立方米。
33.根据权利要求17所述的防火棉花秸秆草砖，其特征在于聚苯乙烯颗粒的粒径为3mm至8mm，聚苯乙烯颗粒的堆积密度为12千克/立方米至22千克/立方米。
34.根据权利要求18所述的防火棉花秸秆草砖，其特征在于聚苯乙烯颗粒的粒径为3mm至8mm，聚苯乙烯颗粒的堆积密度为12千克/立方米至22千克/立方米。
35.根据权利要求19所述的防火棉花秸秆草砖，其特征在于聚苯乙烯颗粒的粒径为3mm至8mm，聚苯乙烯颗粒的堆积密度为12千克/立方米至22千克/立方米。
36.一种根据权利要求1所述的防火棉花秸秆草砖的制作方法，其特征在于按下述步骤进行：第一步，在制砖磨具中放置一层至七层棉花秸秆；第二步，在最上一层棉花秸秆上涂抹一层复合材料；第三步，在复合材料上放置一层至七层棉花秸秆；第四步，重复第二步和第三步的操作，直至制砖磨具的高度；第五步，采用专用机械压制成型并间隔固定两道至四道铁丝，然后在外侧涂抹一层复合材料，静置24小时后得到防火棉花秸秆草砖。
37.一种根据权利要求2所述的防火棉花秸秆草砖的制作方法，其特征在于按下述步骤进行：第一步，在制砖磨具中放置一层至七层棉花秸秆，同一层棉花秸秆之间留有一处至四处间隙，在间隙处填充复合材料；第二步，在最上一层棉花秸秆和间隙处的复合材料上涂抹一层复合材料；第三步，在复合材料上放置一层至七层棉花秸秆，同一层棉花秸秆之间留有一处至四处间隙；第四步，重复第二步和第三步的操作，直至制砖磨具的高度；第五步，采用专用机械压制成型并间隔固定两道至四道铁丝，然后在外侧涂抹一层复合材料，静置24小时后得到防火棉花秸秆草砖。
38.一种根据权利要求3所述的防火棉花秸秆草砖的制作方法，其特征在于按下述步骤进行：第一步，在每个棉花秸秆的外侧涂抹一层复合材料，得到涂抹有复合材料的棉花秸秆；第二步，在制砖磨具中按层放置涂抹有复合材料的棉花秸秆，直至制砖磨具的高度；第三步，采用专用机械压制成型并间隔固定两道至四道铁丝，然后在外侧涂抹一层复合材料，静置24小时后得到防火棉花秸秆草砖。
39.一种根据权利要求4所述的防火棉花秸秆草砖的制作方法，其特征在于按下述步骤进行：第一步，在每个棉花秸秆的外侧涂抹一层复合材料，得到涂抹有复合材料的棉花秸秆；第二步，在制砖磨具中放置一层至七层涂抹有复合材料的棉花秸秆；第三步，在最上一层涂抹有复合材料的棉花秸秆上涂抹一层复合材料；第四步，在复合材料上放置一层至七层涂抹有复合材料的棉花秸秆，重复第三步和第四步的操作，直至制砖磨具的高度；第五步，采用专用机械压制成型并间隔固定两道至四道铁丝，然后在外侧涂抹一层复合材料，静置24小时后得到防火棉花秸秆草砖。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Jin Qiang Inventor after: Luo Liquan Inventor after: He Jinchun Inventor after: Zheng Wenying Inventor after: Zhu Lin Inventor after: Feng Yong Inventor before: Feng Yong Inventor before: Jin Qiang Inventor before: Luo Liquan Inventor before: He Jinchun Inventor before: Zheng Wenying Inventor before: Zhu Lin |
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| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20181218 Termination date: 20201224 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |