CN109293325B - 一种盐碱土生物质砖及其制作方法与应用 - Google Patents

一种盐碱土生物质砖及其制作方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种盐碱土生物质砖，由以下重量份的原料制成：盐碱土96～962份，玉米秸秆纤维337份，氢氧化钙为962～1827份。所述盐碱土含水率为5.54～6.12％，密度为1.079～1.112g/cm3。所述玉米秸秆纤维含水率为9.82～10.12％，密度为0.097～0.101g/cm3。所述氢氧化钙选择氢氧化钙浆，含水率为53.69～55.78％，密度为1.237～1.300g/cm3。还公开了盐碱土生物质砖的制备方法以及在制备建筑材料中的应用。本发明增加盐碱土的附加值，创造性地将盐碱土用在了绿色建筑砖的工业原料领域，创造性地将盐碱土、玉米秸秆纤维为原料、氢氧化钙为胶粘剂模压成生物质墙体砖块材料，新型生物质墙体砖块拥有木材般的触感、温暖感和装饰性，具有吸湿解吸作用，可调节室内空气湿度，提高室内环境质量，增加房屋的宜居性。

Description

一种盐碱土生物质砖及其制作方法与应用
技术领域
本发明属于绿色建筑材料技术领域，尤其涉及一种盐碱土生物质砖及其制作方法与应 用。
背景技术
全世界约有玉米秸秆10亿吨，我国约2.5亿吨。循环高效利用秸秆资源、实现秸秆资源化和产业化是解决秸秆废弃和焚烧的根本之策。以玉米秸秆为原料，可制备秸秆-水泥复合材料、草塑复合材料、草木复合材料和生物基建材。
氢氧化钙是人类最早使用的无机胶凝材料，具有阻燃性能。以氢氧化钙为原料，能制 备氢氧化钙浆、水泥砂浆、桐油灰浆、糯米灰浆，广泛应用于建造建筑、城墙、桥梁、堤 坝等工程。
全球盐碱土面积约占陆地总面积的25％，约为10亿hm2，且以每年1.0×106～1.5×106hm2的速度增长。中国盐碱地面积约为1亿hm2，占全国可利用土地面积的4.88％。土壤盐碱 化不仅严重影响植物的正常生长，还对生态环境构成潜在威胁，对盐碱化土壤进行有效治 理是重要的生态工程。目前，盐碱土研究集中在改良上，尚未把盐碱土作为工业原料来利 用。
国家已全面禁止使用粘土砖，开发和推广应用新型节能建筑材料迫在眉睫。因此，开 展盐碱土的加工利用，将生物质纤维制成新型绿色建筑材料，对节约资源、保护环境具有 重要作用。目前还没有将盐碱土与生物质纤维结合制备绿色建筑材料的先例。
发明内容
本发明的目的在于提供一种盐碱土生物质砖及其制作方法与应用。一种盐碱土生物质 砖采用盐碱土、玉米秸秆为原料、氢氧化钙为胶粘剂模压而成新型绿色建筑材料，对节约 资源、保护环境具有重要作用。
本发明的技术方案一方面提供一种盐碱土生物质砖，由以下重量份的原料制成：盐碱 土96～962份，玉米秸秆纤维337份，氢氧化钙为962～1827份。
作为优选，所述盐碱土含水率为5.54～6.12％，密度为1.079～1.112g/cm3。
作为优选，所述玉米秸秆纤维含水率为9.82～10.12％，密度为0.097～0.101g/cm3。
作为优选，所述氢氧化钙选择氢氧化钙浆，含水率为53.69～55.78％，密度为1.237～1.300g/cm3。
本发明另一方面提供一种盐碱土生物质砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)制作模具：确定砖块为结构尺寸，设计并制造模具；
(2)按重量份称量原材料后搅拌；
(3)装填模具：将混合料装填模具并填满模具；
(4)装机压制砖块，脱模，干燥砖块。
作为优选，步骤(4)，在压制砖块时记录压头完全压入模具的最大压力、冷压温度、时间参数。
作为优选，步骤(4)，压制砖块的压力为10MPa，温度为室温，时间为10min。
作为优选，步骤(4)，在室温条件下，脱模。
作为优选，步骤(4)，砖块在60℃条件下干燥48h。
本发明第三方面提供盐碱土生物质砖在制备建筑材料中的应用。
本发明的有益效果为：
本发明增加盐碱土的附加值，创造性的将盐碱土用在了绿色建筑砖的工业原料领域， 创造性的将盐碱土、玉米秸秆纤维为原料、氢氧化钙为胶粘剂模压成生物质墙体砖块材料， 新型生物质墙体砖块拥有木材般的触感、温暖感和装饰性，具有吸湿解吸作用，可调节室 内空气湿度，提高室内环境质量，增加房屋的宜居性，对节约资源、保护环境具有重要作 用。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有 指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理 解的相同含义。
正如背景技术部分所介绍的，全球盐碱土面积约占陆地总面积的25％，约为10亿hm2， 且以每年1.0×106～1.5×106hm2的速度增长。中国盐碱地面积约为1亿hm2，占全国可利用 土地面积的4.88％。土壤盐碱化不仅严重影响植物的正常生长，还对生态环境构成潜在威 胁，对盐碱化土壤进行有效治理是重要的生态工程。目前，盐碱土研究集中在改良上，尚 未把盐碱土作为工业原料来利用；本发明为了增加盐碱土的附加值，创造性地将盐碱土用 在了绿色建筑砖的工业原料领域，创造性地将盐碱土、玉米秸秆纤维为原料、氢氧化钙为 胶粘剂模压成生物质墙体砖块材料，新型生物质墙体砖块拥有木材般的触感、温暖感和装 饰性，具有吸湿解吸作用，可调节室内空气湿度，提高室内环境质量，增加房屋的宜居性。
在本发明的一种实施方案中，给出的一种盐碱土生物质砖，由以下重量份的原料制成： 盐碱土96～962份，玉米秸秆纤维337份，氢氧化钙为962～1827份。
为了增加盐碱土的附加值，创造性的将盐碱土、玉米秸秆纤维为原料、氢氧化钙为胶 粘剂模压成生物质墙体砖块材料，新型生物质墙体砖块拥有木材般的触感、温暖感和装饰 性，具有吸湿解吸作用，可调节室内空气湿度，提高室内环境质量，增加房屋的宜居性。
其中，所述盐碱土含水率为5.54～6.12％，密度为1.079～1.112g/cm3。盐碱土选材选自 山东省。为使制备的盐碱土生物质砖更为轻质，本发明对盐碱土的含水率和密度分别进行 了限定，只要其含水率和密度指标满足上述要求，便可用于本发明。
其中，所述玉米秸秆纤维含水率为9.82～10.12％，密度为0.097～0.101g/cm3。本发明中 所使用的玉米秸秆纤维可以为市售的产品，也可以为采用现有技术中已有的方法从玉米秸 秆中提取得到的纤维。为使制备的盐碱土生物质砖更为轻质，本发明对玉米秸秆纤维的含 水率和密度分别进行了限定，但无论通过商业渠道购买得到，还是采用常规方法制备得到， 只要其含水率和密度指标满足上述要求，均可用于本发明。
其中，所述氢氧化钙选择氢氧化钙浆，含水率为53.69～55.78％，密度为 1.237～1.300g/cm3。本发明中所使用的氢氧化钙可以为市售的产品，为使制备的盐碱土生 物质砖更为轻质，本发明对氢氧化钙的含水率和密度分别进行了限定，只要其含水率和密 度指标满足上述要求，便可用于本发明。
本发明另一方面提供一种盐碱土生物质砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)制作模具：确定砖块为结构尺寸，设计并制造模具；
(2)按重量份称量原材料后采用搅拌机搅拌；
(3)装填模具：将混合料装填模具并填满模具；
(4)装机压制砖块，压制砖块时记录压头完全压入模具的最大压力、冷压温度、时间参数，压力为10MPa，温度为室温，时间为10min，加压完毕，在室温条件下，脱模， 砖块在60℃条件下干燥48h。
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的 实施例详细说明本申请的技术方案。
本发明实施例中所用的未进行具体说明试验材料均为本领域常规的试验材料，均可通 过商业渠道购买得到。
实施例1
目的：压制三维尺寸为235mm×110mm×50mm、质量为1572g的砖块，配方为：盐碱土384.8g，玉米秸秆纤维337g，氢氧化钙为1539.2g。
1.原料：
盐碱土(含水率为5.54～6.12％，密度为1.079～1.112g/cm3)玉米秸秆纤维(含水率为 9.82～10.12％，密度为0.097～0.101g/cm3)氢氧化钙选择氢氧化钙浆(含水率为53.69～55.78％，密度为1.237～1.300g/cm3)。
2.制备：
(1)制作模具：确定新型砖块为实心长方体、三维尺寸为235mm×110mm×50mm 的基础上，设计并制造模具；
(2)称量原材料：在电子天平上，称量盐碱土384.82g，玉米秸秆纤维337.01g，氢氧化钙为1539.21g；
(3)搅拌原材料：采用搅拌机，把玉米秸秆纤维均匀地与盐碱土、氢氧化钙进行搅拌；
(4)装填模具：把搅拌料装入模具中，注意应填满模具；
(5)装机：把装满混合料的模具，放在冷压机上；然后，装好压头；
(6)加压：按下冷压机的加压按钮，记录压头完全压入模具的最大压力、冷压温度和时间；压力为10MPa，温度为室温，时间为10min；
(7)脱模：冷压结束后，在室温条件下，小心脱模，观察成型情况；
(8)干燥：在60℃条件下干燥48h；
(9)抗压强度：借助力学试验机测试抗压强度，在厚度方向砖块变形达5mm时，砖块的抗压强度为1.29MPa。
当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本发明未经描述的技术特征可以通过或采用 现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例仅用于说明本发明的技术方案并非是对本发明 的限制，参照优选的实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解， 本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不 脱离本发明的宗旨，也应属于本发明的权利要求保护范围。

Claims (2)

1.一种盐碱土生物质砖，其特征在于：由以下重量份的原料制成：盐碱土96～962份，玉米秸秆纤维337份，氢氧化钙为962～1827份；
所述盐碱土含水率为5.54～6.12％，密度为1.079～1.112g/cm3；
所述玉米秸秆纤维含水率为9.82～10.12％，密度为0.097～0.101g/cm3；
所述氢氧化钙选择氢氧化钙浆，含水率为53.69～55.78％，密度为1.237～1.300g/cm3；
由以下步骤制备而成：
(1)制作模具：确定砖块为结构尺寸，设计并制造模具；
(2)按重量份称量原材料后搅拌；
(3)装填模具：将混合料装填模具并填满模具；
(4)装机压制砖块，脱模，干燥砖块。
步骤(4)，在压制砖块时记录压头完全压入模具的最大压力、冷压温度、时间参数；
步骤(4)，压制砖块的压力为10MPa，温度为室温，时间为10min；
步骤(4)，在室温条件下，脱模；
步骤(4)，砖块在60℃条件下干燥48h。
2.权利要求1所述的盐碱土生物质砖在制备建筑材料中的应用。
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