CN107235682A - 一种复合建筑材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种复合建筑材料，由以下原料按照重量份组成：废旧橡胶4‑8份、粉煤灰5‑12份、复合纤维6‑10份、硅酸盐水泥25‑40份、硅藻土12‑24份、碳化硼1‑3份、石墨颗粒2.5‑6份、分散剂1‑4份、减水剂0.1‑1份、增稠剂1.5‑4份、增韧剂0.5‑2份、固化剂3‑6份、玉米蛋白2‑5份、壳聚糖1.5‑5份、环糊精2‑8份和氧化铜粉末2‑6份。该产品中采用废旧橡胶、硅酸盐水泥、粉煤灰和硅藻土为基体，在基体中掺杂复合纤维、碳化硼、石墨颗粒、玉米蛋白、壳聚糖和环糊精，有效的填充了基体的孔隙结构，可以增强产品的抗弯曲性能和抗冲击性能。

Description

一种复合建筑材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料领域，具体是一种复合建筑材料。
背景技术
随着我国各地大兴建筑，建筑工程又成为热门行业，建筑材料是建筑工程的基础，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。
混凝土是应用最广泛的建筑材料，其主要成分包括水泥、掺合物和骨料，加水搅拌后硬化而成，具有工艺简单、防火性能等优点。但混凝土具有抗拉强度低、韧性差和开裂后裂缝宽度难以控制等缺点，在传统的钢筋混凝土结构中，由于裂缝导致钢筋锈蚀而出现的工程事故经常发生，为克服混凝土这些缺点，聚丙烯纤维混凝土和钢纤维混凝土等应运而生，这类混凝土的纤维掺量通常小于2％，这样做虽然一定程度上起到了减轻混凝土早期开裂，提高材料的韧性等作用，但是使用效果达不到人们的预期。
发明内容
本发明的目的在于提供一种复合建筑材料，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种复合建筑材料，由以下原料按照重量份组成：废旧橡胶4-8份、粉煤灰5-12份、复合纤维6-10份、硅酸盐水泥25-40份、硅藻土12-24份、碳化硼1-3份、石墨颗粒2.5-6份、分散剂1-4份、减水剂0.1-1份、增稠剂1.5-4份、增韧剂0.5-2份、固化剂3-6份、玉米蛋白2-5份、壳聚糖1.5-5份、环糊精2-8份和氧化铜粉末2-6份。
作为本发明进一步的方案：复合纤维采用竹纤维、碳纤维和聚丙烯醇纤维的混合物，竹纤维、碳纤维和聚丙烯醇纤维的重量之比为1：2-3：3-4。
作为本发明进一步的方案：废旧橡胶采用废旧异戊橡胶、废旧天然橡胶和废旧乙丙橡胶中的一种或者几种的混合物。
作为本发明进一步的方案：石墨颗粒的直径为0.05-0.5mm，氧化铜粉末的粒度为30-50目。
所述复合建筑材料的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，将玉米蛋白、壳聚糖和环糊精加入其总重量2-5倍的水中并且加热，对其进行搅拌，直至全部玉米蛋白、壳聚糖和环糊精全部与水溶解均匀，得到第一混合溶液；
步骤二，将废旧橡胶、复合纤维、硅藻土、碳化硼、石墨颗粒和氧化铜粉末用粉碎机进行机械粉碎，粉碎至上述的组分的目数为200-350目，备用；
步骤三，将第一混合溶液、废旧橡胶、粉煤灰、复合纤维、硅酸盐水泥、硅藻土、碳化硼和石墨颗粒混合均匀并且加水在高温搅拌罐中进行搅拌，在搅拌过程中加入氧化铜粉末、分散剂、减水剂、增稠剂和增韧剂，得到第二混合溶液；
步骤四，将固化剂加入第二混合溶液中，搅拌15-30分钟，即可得到成品。
作为本发明进一步的方案：步骤一中水的温度为58-72摄氏度，步骤三中的搅拌速度为120-180rpm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该产品设计合理，原料来源广泛，制备工艺简单，适用于大规模的工业化生产；该产品中采用废旧橡胶、硅酸盐水泥、粉煤灰和硅藻土为基体，在基体中掺杂复合纤维、碳化硼、石墨颗粒、玉米蛋白、壳聚糖和环糊精，有效的填充了基体的孔隙结构，配合固化剂、分散剂、减水剂、增稠剂和增韧剂一起使用，可以增强产品的抗弯曲性能和抗冲击性能；该产品利用了废旧橡胶和粉煤灰两种废弃物，减少了能源的消耗，达到节能环保的目的。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种复合建筑材料，由以下原料按照重量份组成：废旧橡胶4份、粉煤灰5份、复合纤维6份、硅酸盐水泥25份、硅藻土12份、碳化硼1份、石墨颗粒2.5份、分散剂1份、减水剂0.1份、增稠剂1.5份、增韧剂0.5份、固化剂3份、玉米蛋白2份、壳聚糖1.5份、环糊精2份和氧化铜粉末2份。复合纤维采用竹纤维、碳纤维和聚丙烯醇纤维的混合物，竹纤维、碳纤维和聚丙烯醇纤维的重量之比为1：2：4。
所述复合建筑材料的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，将玉米蛋白、壳聚糖和环糊精加入其总重量3倍的水中并且加热，对其进行搅拌，直至全部玉米蛋白、壳聚糖和环糊精全部与水溶解均匀，得到第一混合溶液；
步骤二，将废旧橡胶、复合纤维、硅藻土、碳化硼、石墨颗粒和氧化铜粉末用粉碎机进行机械粉碎，粉碎至上述的组分的目数为240目，备用；
步骤三，将第一混合溶液、废旧橡胶、粉煤灰、复合纤维、硅酸盐水泥、硅藻土、碳化硼和石墨颗粒混合均匀并且加水在高温搅拌罐中进行搅拌，在搅拌过程中加入氧化铜粉末、分散剂、减水剂、增稠剂和增韧剂，得到第二混合溶液；
步骤四，将固化剂加入第二混合溶液中，搅拌18分钟，即可得到成品。
实施例2
一种复合建筑材料，由以下原料按照重量份组成：废旧橡胶5份、粉煤灰8份、复合纤维7.5份、硅酸盐水泥31份、硅藻土16份、碳化硼1.5份、石墨颗粒4份、分散剂2份、减水剂0.4份、增稠剂2份、增韧剂1份、固化剂4份、玉米蛋白3份、壳聚糖2.5份、环糊精5份和氧化铜粉末3.5份。废旧橡胶采用废旧异戊橡胶和废旧乙丙橡胶的混合物。
所述复合建筑材料的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，将玉米蛋白、壳聚糖和环糊精加入其总重量5倍的水中并且加热至60摄氏度，对其进行搅拌，直至全部玉米蛋白、壳聚糖和环糊精全部与水溶解均匀，得到第一混合溶液；
步骤二，将废旧橡胶、复合纤维、硅藻土、碳化硼、石墨颗粒和氧化铜粉末用粉碎机进行机械粉碎，粉碎至上述的组分的目数为280目，备用；
步骤三，将第一混合溶液、废旧橡胶、粉煤灰、复合纤维、硅酸盐水泥、硅藻土、碳化硼和石墨颗粒混合均匀并且加水在高温搅拌罐中以150rpm的转速进行搅拌，在搅拌过程中加入氧化铜粉末、分散剂、减水剂、增稠剂和增韧剂，得到第二混合溶液；
步骤四，将固化剂加入第二混合溶液中，搅拌22分钟，即可得到成品。
实施例3
一种复合建筑材料，由以下原料按照重量份组成：废旧橡胶7份、粉煤灰10份、复合纤维9份、硅酸盐水泥36份、硅藻土19份、碳化硼2.5份、石墨颗粒5份、分散剂3份、减水剂0.8份、增稠剂3.5份、增韧剂1.5份、固化剂5份、玉米蛋白4份、壳聚糖4.5份、环糊精7份和氧化铜粉末5份。复合纤维采用竹纤维、碳纤维和聚丙烯醇纤维的混合物，竹纤维、碳纤维和聚丙烯醇纤维的重量之比为1：3：3。石墨颗粒的直径为0.2mm，氧化铜粉末的粒度为45目。
所述复合建筑材料的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，将玉米蛋白、壳聚糖和环糊精加入其总重量5倍的水中并且加热，对其进行搅拌，直至全部玉米蛋白、壳聚糖和环糊精全部与水溶解均匀，得到第一混合溶液；
步骤二，将废旧橡胶、复合纤维、硅藻土、碳化硼、石墨颗粒和氧化铜粉末用粉碎机进行机械粉碎，粉碎至上述的组分的目数为270目，备用；
步骤三，将第一混合溶液、废旧橡胶、粉煤灰、复合纤维、硅酸盐水泥、硅藻土、碳化硼和石墨颗粒混合均匀并且加水在高温搅拌罐中进行搅拌，在搅拌过程中加入氧化铜粉末、分散剂、减水剂、增稠剂和增韧剂，得到第二混合溶液；
步骤四，将固化剂加入第二混合溶液中，搅拌25分钟，即可得到成品。
实施例4
一种复合建筑材料，由以下原料按照重量份组成：废旧橡胶8份、粉煤灰12份、复合纤维10份、硅酸盐水泥40份、硅藻土24份、碳化硼3份、石墨颗粒6份、分散剂4份、减水剂1份、增稠剂4份、增韧剂2份、固化剂6份、玉米蛋白5份、壳聚糖5份、环糊精8份和氧化铜粉末6份。复合纤维采用竹纤维、碳纤维和聚丙烯醇纤维的混合物，竹纤维、碳纤维和聚丙烯醇纤维的重量之比为1：3：4。废旧橡胶采用废旧异戊橡胶、废旧天然橡胶和废旧乙丙橡胶的混合物。石墨颗粒的直径为0.25mm，氧化铜粉末的粒度为50目。
所述复合建筑材料的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，将玉米蛋白、壳聚糖和环糊精加入其总重量4倍的水中并且加热至66摄氏度，对其进行搅拌，直至全部玉米蛋白、壳聚糖和环糊精全部与水溶解均匀，得到第一混合溶液；
步骤二，将废旧橡胶、复合纤维、硅藻土、碳化硼、石墨颗粒和氧化铜粉末用粉碎机进行机械粉碎，粉碎至上述的组分的目数为320目，备用；
步骤三，将第一混合溶液、废旧橡胶、粉煤灰、复合纤维、硅酸盐水泥、硅藻土、碳化硼和石墨颗粒混合均匀并且加水在高温搅拌罐中以180rpm的转速进行搅拌，在搅拌过程中加入氧化铜粉末、分散剂、减水剂、增稠剂和增韧剂，得到第二混合溶液；
步骤四，将固化剂加入第二混合溶液中，搅拌30分钟，即可得到成品。
该产品采用废旧橡胶、硅酸盐水泥、粉煤灰和硅藻土为基体，在基体中掺杂复合纤维、碳化硼、石墨颗粒、玉米蛋白、壳聚糖和环糊精，有效的填充了基体的孔隙结构，复合纤维、碳化硼和环糊精三者配合具有提高产品抗弯强度和抗冲击性能的作用，环糊精可以配合其他组分，使得其他组分的相容性好，上述组分配合固化剂、分散剂、减水剂、增稠剂和增韧剂一起使用，可以增强产品的综合性能。该产品利用了废旧橡胶和粉煤灰两种废弃物，减少了能源的消耗，达到节能环保的目的。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种复合建筑材料，其特征在于，由以下原料按照重量份组成：废旧橡胶4-8份、粉煤灰5-12份、复合纤维6-10份、硅酸盐水泥25-40份、硅藻土12-24份、碳化硼1-3份、石墨颗粒2.5-6份、分散剂1-4份、减水剂0.1-1份、增稠剂1.5-4份、增韧剂0.5-2份、固化剂3-6份、玉米蛋白2-5份、壳聚糖1.5-5份、环糊精2-8份和氧化铜粉末2-6份。
2.根据权利要求1所述的复合建筑材料，其特征在于，所述复合纤维采用竹纤维、碳纤维和聚丙烯醇纤维的混合物，竹纤维、碳纤维和聚丙烯醇纤维的重量之比为1：2-3：3-4。
3.根据权利要求1或2所述的复合建筑材料，其特征在于，所述废旧橡胶采用废旧异戊橡胶、废旧天然橡胶和废旧乙丙橡胶中的一种或者几种的混合物。
4.根据权利要求1所述的复合建筑材料，其特征在于，所述石墨颗粒的直径为0.05-0.5mm，氧化铜粉末的粒度为30-50目。
5.一种如权利要求1-4任一所述的复合建筑材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤一，将玉米蛋白、壳聚糖和环糊精加入其总重量2-5倍的水中并且加热，对其进行搅拌，直至全部玉米蛋白、壳聚糖和环糊精全部与水溶解均匀，得到第一混合溶液；
步骤二，将废旧橡胶、复合纤维、硅藻土、碳化硼、石墨颗粒和氧化铜粉末用粉碎机进行机械粉碎，粉碎至上述的组分的目数为200-350目，备用；
步骤三，将第一混合溶液、废旧橡胶、粉煤灰、复合纤维、硅酸盐水泥、硅藻土、碳化硼和石墨颗粒混合均匀并且加水在高温搅拌罐中进行搅拌，在搅拌过程中加入氧化铜粉末、分散剂、减水剂、增稠剂和增韧剂，得到第二混合溶液；
步骤四，将固化剂加入第二混合溶液中，搅拌15-30分钟，即可得到成品。
6.根据权利要求5所述的复合建筑材料的制备方法，其特征在于，所述步骤一中水的温度为58-72摄氏度，步骤三中的搅拌速度为120-180rpm。
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