CN107129197A

CN107129197A - 一种新型墙体建筑材料

Info

Publication number: CN107129197A
Application number: CN201710353241.8A
Authority: CN
Inventors: 谢金
Original assignee: 谢金
Current assignee: Hunan City University
Priority date: 2017-05-18
Filing date: 2017-05-18
Publication date: 2017-09-05

Abstract

本发明属于建筑材料技术领域，公开了一种新型墙体建筑材料，所述新型墙体建筑材料按照重量份由碳酸镁钙10份～20份、高炉矿渣15份～18份、黏土20份～30份、长石粉3份～6份、硼酸钙12份～16份、羟丙基甲基纤维素13份～19份、聚苯乙烯磺酸4份～7份、丁基橡胶12份～16份和碳分子筛8份～12份组成。本发明的新型墙体建筑材料的抗折强度为9.2MPa，抗压强度为23.8MPa，与现有的建筑材料抗折强度提高了20％，抗压强度提高了10％。

Description

一种新型墙体建筑材料

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，尤其涉及一种新型墙体建筑材料。

背景技术

建筑材料可分为结构材料、装饰材料和某些专用材料。结构材料包括木材、竹材、石材、水泥、混凝土、金属、砖瓦、陶瓷、玻璃、工程塑料、复合材料等；装饰材料包括各种涂料、油漆、镀层、贴面、各色瓷砖、具有特殊效果的玻璃等；专用材料指用于防水、防潮、防腐、防火、阻燃、隔音、隔热、保温、密封等。

近现代，建筑保温材料的研制与应用越来越受到世界各国的普遍重视。20世纪70年代后，国外普遍重视保温材料的生产和在建筑中的应用，力求大幅度减少能源的消耗量，从而减少环境污染和温室效应。而1980年以前，中国保温材料的发展十分缓慢，但从2000年以后，不少产品从无到有，从单一到多样化，但目前使用较多的保温材料主要是聚氨酯泡沫、聚丙烯泡沫以及它们的复合板。这类保温材料若遇到高温或者明火就会燃烧，燃烧过程中产生的大量浓烟里含有氰化氢，危害人体健康。而聚苯板除了不防火、用久后会收缩外保温性能也很差，严重影响建筑工程质量和防火安全，目前正受到消防部门的限制使用。岩棉、玻璃棉等无机矿物棉材料虽然能达到防火保温要求，但是施工过程中漂浮的棉絮对人体有害，同时容易滋生细菌、吸水率高、绝热效果较差，并且强度也不够好，使用寿命较短。因此，研究生态环保、物理性能好的保温材料迫在眉睫。自古以来，我国就有利用农作物秸秆来制作保温墙体记载。

水稻是我国总产量位居第三的粮食作物，每年产生的水稻秸秆就有2亿吨左右。稻草秸秆营养丰富，纤维素、半纤维素以及木质素的含量达到了60％-95％、粗蛋白为1.8％、粗脂肪1.5％。目前，水稻秸秆主要被用于编织业、食用菌、饲料、肥料、还田等方面。发明专利(CN102120775A)公开一种稻草秸秆乙酰化热塑性改良方法，将粉碎的稻草秸秆用一定量的冰醋酸预处理0.5h，然后再加入一定量的乙酸酐和催化剂浓硫酸反应生成秸秆乙酰化产物，得到的产物可以热压成板，该制备方法繁琐，不利于工厂化生产，产品的保温性能差，且各种化学试剂的使用，也不利于人体的健康；发明专利(CN104827545A)公开稻草秸秆砖的制备方法及其产品和应用，将氢氧化钠处理后的稻草秸秆，在压力的作用下制成稻草秸秆砖，虽然方法简单，制作出来的产品具有一定的保温隔热性能，但是产品吸水率高、易滋生霉菌，使用受到限制。因此，研究、开发一种新型的稻草秸秆保温材料的意义重大。

自然界的许多真菌原料利用范围广，生长迅速，已广泛应用于工业发酵和农业生产。我国具有丰富的真菌资源，已知的可食用真菌资源约占全世界总量的50％左右，同时一些真菌菌丝体发达、菌丝体扭结能力强，因此可筛选高效利用纤维素和木质素转化能力强的特定真菌用于开发新型的环境友好型生物质材料，将我国的丰富的稻草秸秆资源优势转化为新型环保产品优势，从而实现资源循环高效利用。

玻璃微珠是近年来发展起来的一种用途广泛、性能特殊的一种新型材料。该产品由硼硅酸盐原料经高科技加工而成，粒度为10—250微米，壁厚1-2微米。该产品具有质轻、低导热、较高的强度、良好的化学稳定性等优点，其表面经过特殊处理具有亲油憎水性能，非常容易分散于有机材料体系中。

综上所述，现有技术存在的问题是：目前的建筑材料存在抗折强度和抗压强度较差；稻草秸秆被焚烧掉，不仅浪费资源，同时也造成环境污染；建筑上普遍应用的保温墙体有多种，但由于配方不合理，长时间在强太阳光照射下容易与面层砂浆出现分层现象，使型材接缝处产生冷桥热损，导致保温效果差，使用寿命短，延展性差，易断层，且在高温下易产生有毒气体，其功能单一，不具有防水、防腐、防火的功效；现有技术中的保温墙体没有结合玻璃微珠进行保温材料的制取。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种新型墙体建筑材料。

本发明是这样实现的，一种新型墙体建筑材料，所述新型墙体建筑材料按照重量份由碳酸镁钙10份～20份、高炉矿渣15份～18份、黏土20份～30份、长石粉3份～6份、硼酸钙12份～16份、羟丙基甲基纤维素13份～19份、聚苯乙烯磺酸4份～7份、丁基橡胶12份～16份、碳分子筛8份～12份、稻草秸秆10份～15份、空心玻璃微珠10份～20份组成。

本发明的另一目的在于提供一种所述新型墙体建筑材料的制备方法，所述新型墙体建筑材料的制备方法包括以下步骤：

步骤一，分别取碳酸镁钙10份～20份、高炉矿渣15份～18份、黏土20份～30份、长石粉3份～6份、硼酸钙12份～16份分别在球磨机中球磨；

步骤二，按重量分别取球磨后的碳酸镁钙、高炉矿渣、黏土、长石粉、硼酸钙搅拌均匀后为固体粉末；

步骤三，按重量分别取羟丙基甲基纤维素13份～19份、聚苯乙烯磺酸4份～7份、丁基橡胶12份～16份、碳分子筛8份～12份、稻草秸秆10份～15份、空心玻璃微珠10份～20份，加热后将其搅拌均匀；

步骤四，将步骤S102制备的固体粉末投入至步骤S103的混合物中，再加热搅拌均匀，将混合物再加压进行成型，冷却后放置20h，得到复合墙体建筑材料。

进一步，所述步骤一中球磨机中球料比为26:1，球磨时间均为5h～8h。

进一步，所述步骤四中加压压力为26MPa，加压时间为9h。

进一步，稻草秸秆的制备包括：

稻草秸秆经过铡刀切成长度为5mm～20mm的稻草节，其中，长度为5mm～15mm、15mm～20mm的稻草节所占的比例分别为35％～55％、45％～65％。

进一步，稻草秸秆的制备还包括：

培养料的准备：向不同长度的稻草节中添加自来水，混匀；调控含水量，同时调节pH，进行培养料的准备。

进一步，稻草秸秆的制备还包括：

灭菌处理：将培养料装入灭菌袋，于隧道式微波灭菌设备上灭菌20分钟～25分钟；

接种培养：待灭菌处理后的培养原料冷却至室温，于无菌接种室内将生产用固体真菌菌种按质量比10％～20％接种于培养原料中，搅拌均匀；然后将接种后的培养原料装入专用模具内，于黑暗无菌室内培养7天～18天；

样品干燥：待模具中的材料上长满厚厚一层菌丝后，将样品从模具内取出，干燥，即得新型墙体建筑材料的制备中添加的稻草秸秆。

进一步，向不同长度的稻草节物料干重中添加0.8倍～1.2倍自来水；

调控含水量为45％～65％，调节pH至7-8。

进一步，将样品从模具内取出，于80℃～115℃条件下干燥，直至样品的含水量干燥到小于10％。

本发明的优点及积极效果为：本发明的复合墙体建筑材料具有抗折强度高、抗压强度高的性能，通过对墙体建筑材料的工艺及成分进行改进，有效的改善了其强度，进而解决了常规的墙体建筑材料强度低、具有一定的安全隐患的问题。本发明的新型墙体建筑材料的抗折强度为9.2MPa，抗压强度为23.8MPa，与现有的建筑材料抗折强度提高了20％，抗压强度提高了10％。

本发明稻草秸秆制作过程只需将处理后的材料进行灭菌、接种培养、干燥，整个过程能耗较低，利用稻草秸秆的自身优势，在真菌菌丝的作用下将秸秆制成密度小、吸水率低、保温性能好的生物质材料，可以用于建筑的外墙保温，也可以用于彩钢板的夹层的保温；同时，实现秸秆资源的综合利用，变废为宝，减少环境污染，促进可持续发展。该生物质保温材料制备方法简单、生产成本低、保温性能优良、强度大，是一种极具市场前景与潜力的环境友好型生物质保温材料。

本发明中利用空心玻璃微珠在墙体中的作用为：空心微珠性状：空心微珠为空心厚壁微珠。微珠99.5％是硅酸铝陶瓷。它是一种高强度，高硬度，惰性的厚壁空心微珠。

空心玻璃微珠能降低成本，增加固体含量和增进产品性能，具体包括：树脂用量少/加量的潜力大：因为在任何形状中，球形具有最小的表面积/体积比，空心微珠对树脂的需求量也最少。颗粒的堆积情况也被改进。空心微珠的宽的粒径分布使得小的微珠能够填充到大的微球之间的空隙中，形成一个密实的整体。其结果是，整体加入量高，高固体含量，较低的有机挥发物和减少其他成分的用量；

硬度/耐磨性：通常的涂料或填充料或多或少在表面留下一些软和硬的颗粒，颗粒破损或磨损掉后影响美观。然而，空心微珠是一种强度高，耐磨且坚硬的微珠，它能增强硬度，耐磨和耐涮洗性；

光泽控制：作为一种填充材料，空心微珠可以起到降低光泽的作用，甚至是在加入量要求较高的情况下，他也能消除普通消光剂造成粘度大幅度增加的弊病。而且相比较成本也低；

惰性：空心微珠由惰性成分构成，因而具有优良的经久耐用性；

不透明：空心微珠的球体使光线漫射和散射，其结果是它增加了墙体的遮盖性；

本发明的空心玻璃微珠材料性能指标有：导热系数0.07W/mk；抗压强度0.6Mpa，符合国家标准。本发明的空心玻璃微珠材料紧密排列上下重叠的空心玻璃微珠内部含有稀薄12％的气体，其导热系数极低，所以具有非常好的隔热保温效果。

附图说明

图1是本发明实施例提供的新型墙体建筑材料的制备方法流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。

本发明实施例提供的新型墙体建筑材料按照重量份由碳酸镁钙10份～20份、高炉矿渣15份～18份、黏土20份～30份、长石粉3份～6份、硼酸钙12份～16份、羟丙基甲基纤维素13份～19份、聚苯乙烯磺酸4份～7份、丁基橡胶12份～16份、碳分子筛8份～12份、稻草秸秆10份～15份、空心玻璃微珠10份～20份组成。

如图1所示，本发明实施例提供的新型墙体建筑材料的制备方法包括以下步骤：

S101：分别取碳酸镁钙10份～20份、高炉矿渣15份～18份、黏土20份～30份、长石粉3份～6份、硼酸钙12份～16份分别在球磨机中球磨，球磨机中球料比为26:1，球磨时间均为5h～8h；

S102：按重量分别取球磨后的碳酸镁钙、高炉矿渣、黏土、长石粉、硼酸钙搅拌均匀后为固体粉末；

S103：按重量分别取羟丙基甲基纤维素13份～19份、聚苯乙烯磺酸4份～7份、丁基橡胶12份～16份、碳分子筛8份～12份、稻草秸秆10份～15份、空心玻璃微珠10份～20份，加热后将其搅拌均匀；

S104：将步骤S102制备的固体粉末投入至步骤S103的混合物中，再加热搅拌均匀，将混合物再加压进行成型，加压压力为26MPa，加压时间为9h，冷却后放置20h，得到复合墙体建筑材料。

本发明实施例提供的新型墙体建筑材料的抗折强度为9.2MPa，抗压强度为23.8MPa。

稻草秸秆的制备包括：

稻草秸秆的制备还包括：

向不同长度的稻草节物料干重中添加0.8倍～1.2倍自来水；

调控含水量为45％～65％，调节pH至7-8。

将样品从模具内取出，于80℃～115℃条件下干燥，直至样品的含水量干燥到小于10％。

下面结合具体实施例对本发明的应用原理作进一步的描述。

实施例1：

本发明实施例提供的新型墙体建筑材料按照重量份由碳酸镁钙10份、高炉矿渣18份、黏土20份、长石粉5份、硼酸钙13份、羟丙基甲基纤维素16份、聚苯乙烯磺酸5份、丁基橡胶12份和碳分子筛9份、稻草秸秆10份、空心玻璃微珠10份组成。

本发明实施例提供的新型墙体建筑材料的制备方法包括以下步骤：

步骤一，分别取碳酸镁钙10份、高炉矿渣18份、黏土20份、长石粉5份、硼酸钙13份分别在球磨机中球磨，球磨机中球料比为26:1，球磨时间均为5h；

步骤三，按重量分别取羟丙基甲基纤维素16份、聚苯乙烯磺酸5份、丁基橡胶12份、碳分子筛9份、稻草秸秆10份、空心玻璃微珠10份，加热后将其搅拌均匀；

步骤四，将步骤二制备的固体粉末投入至步骤三的混合物中，再加热搅拌均匀，将混合物再加压进行成型，加压压力为26MPa，加压时间为9h，冷却后放置20h，得到复合墙体建筑材料。

实施例2：

本发明实施例提供的新型墙体建筑材料按照重量份由碳酸镁钙20份、高炉矿渣15份、黏土30份、长石粉3份、硼酸钙13份、羟丙基甲基纤维素13份、聚苯乙烯磺酸7份、丁基橡胶14份、碳分子筛10份、稻草秸秆15份、空心玻璃微珠20份组成。

步骤一，分别取碳酸镁钙20份、高炉矿渣15份、黏土30份、长石粉3份、硼酸钙13份分别在球磨机中球磨，球磨机中球料比为26:1，球磨时间均为8h；

步骤三，按重量分别取羟丙基甲基纤维素13份、聚苯乙烯磺酸7份、丁基橡胶14份、碳分子筛10份、稻草秸秆15份、空心玻璃微珠20份，加热后将其搅拌均匀；

实施例3：

本发明实施例提供的新型墙体建筑材料按照重量份由碳酸镁钙15份、高炉矿渣16份、黏土25份、长石粉6份、硼酸钙15份、羟丙基甲基纤维素18份、聚苯乙烯磺酸6、丁基橡胶15份、碳分子筛9份、稻草秸秆12份、空心玻璃微珠12份组成。

步骤一，分别取碳酸镁钙15份、高炉矿渣16份、黏土25份、长石粉6份、硼酸钙15份分别在球磨机中球磨，球磨机中球料比为26:1，球磨时间均为7h；

步骤三，按重量分别取羟丙基甲基纤维素18份、聚苯乙烯磺酸6、丁基橡胶15份、碳分子筛9份、稻草秸秆12份、空心玻璃微珠12份，加热后将其搅拌均匀；

实施例4：

本发明实施例提供的新型墙体建筑材料按照重量份由碳酸镁钙12份、高炉矿渣16份、黏土23份、长石粉5份、硼酸钙12份、羟丙基甲基纤维素13份、聚苯乙烯磺酸4份、丁基橡胶16份、碳分子筛12份、稻草秸秆13份、空心玻璃微珠18份组成。

步骤一，分别取碳酸镁钙12份、高炉矿渣16份、黏土23份、长石粉5份、硼酸钙12份分别在球磨机中球磨，球磨机中球料比为26:1，球磨时间均为8h；

步骤三，按重量分别取羟丙基甲基纤维素13份、聚苯乙烯磺酸4份、丁基橡胶16份、碳分子筛12份、稻草秸秆13份、空心玻璃微珠18份，加热后将其搅拌均匀；

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种新型墙体建筑材料，其特征在于，所述新型墙体建筑材料按照重量份由碳酸镁钙10份～20份、高炉矿渣15份～18份、黏土20份～30份、长石粉3份～6份、硼酸钙12份～16份、羟丙基甲基纤维素13份～19份、聚苯乙烯磺酸4份～7份、丁基橡胶12份～16份和碳分子筛8份～12份、稻草秸秆10份～15份、空心玻璃微珠10份～20份组成。

2.一种如权利要求1所述新型墙体建筑材料的制备方法，其特征在于，所述新型墙体建筑材料的制备方法包括以下步骤：

步骤三，按重量分别取羟丙基甲基纤维素13份～19份、聚苯乙烯磺酸4份～7份、丁基橡胶12份～16份、碳分子筛8份～12份、稻草秸秆10份～15份和空心玻璃微珠10份～20份，加热后将其搅拌均匀；

3.如权利要求2所述的新型墙体建筑材料的制备方法，其特征在于，所述步骤一中球磨机中球料比为26:1，球磨时间均为5h～8h。

4.如权利要求2所述的新型墙体建筑材料的制备方法，其特征在于，所述步骤四中加压压力为26MPa，加压时间为9h。

5.如权利要求2所述的新型墙体建筑材料的制备方法，其特征在于，稻草秸秆的制备包括：

6.如权利要求5所述的新型墙体建筑材料的制备方法，其特征在于，稻草秸秆的制备还包括：

7.如权利要求5所述的新型墙体建筑材料的制备方法，其特征在于，稻草秸秆的制备还包括：

8.如权利要求6所述的新型墙体建筑材料的制备方法，其特征在于，向不同长度的稻草节物料干重中添加0.8倍～1.2倍自来水；

调控含水量为45％～65％，调节pH至7-8。

9.如权利要求7所述的新型墙体建筑材料的制备方法，其特征在于，将样品从模具内取出，于80℃～115℃条件下干燥，直至样品的含水量干燥到小于10％。