CN109553392A - 一种高强度轻质自保温砌块的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强度轻质自保温砌块的制备方法，其中砌块的原料包括：黄河胶泥、尼山石、聚酰亚胺粉、纳米镍、碳化钽、碳化钒、碳化钨份、玻璃微珠、混合溶液一、占混合溶液一质量2‑3wt％的添加剂一和占混合溶液一质量0.015‑0.025wt％的添加剂二；其中混合溶液一中，包括丙烯酸、聚乙烯醇、改性小麦秸秆和水。本发明的有益效果是：原材料为黄河胶泥、小麦秸秆，变废为宝，资源综合利用，砌筑的墙体不需再做外墙保温，强度显著增加，早期强度高，大大缩短砌块的出厂周期；制得的保温砌块热工性能优良，质量轻，强度高，产品吸水率低。

Description

一种高强度轻质自保温砌块的制备方法
本案为分案申请，原申请的发明名称为：一种轻质自保温砌块，原申请的申请日为：2016-11-14，原申请的申请号为：201610999162.X。
技术领域
本发明涉及材料技术领域，特别涉及一种高强度轻质自保温砌块的制备方法。
背景技术
外墙自保温砌块优点是伴随主题施工，项目整体施工时效性高，砌筑方便，免去二次做保温的繁琐工序，降低了建筑成本，价格相对较低。利用江河湖泊淤泥烧结新型墙材及利用粉煤灰、矿渣、煤矸石等材料生产的复合砌块在我国已得到充分的利用。标砖用于承重墙、多孔砖用于框架结构填充墙。存在的问题为墙体达不到国家规定的公建50%，居建65%的节能保温效果。需在外墙做保温，费工费料、工期长、防火性能低、隔音效果差、外墙保温还存在着使用寿命短、易渗水、脱落等质量问题。
自重轻的建筑地震力就小，对抗震有利，和砖混建筑相比，同样的建筑，同样的地震条件下，震害程度相差一个地震设计设防级别，如砖混建筑在达7度设防，它会受破坏，而此时加气混凝土建筑只达6度设防，就不会破坏。1975年海城地震时，30余幢多孔混凝土建筑展害轻微，而邻近的砖混建筑则震害严重;1976年唐山地震时，北京市白家庄的一栋五层加气混凝土承重楼，自重仅700kg/m2，当时处于地震烈度为6度强的情况下，震后没有出现新的裂缝，而在50m处的四层混合结构的住宅，下部却产生大斜裂缝。在相同地基条件下，自重轻的建筑的层数可以增多，经济上有利。
另外我国是农业大国,每年农作物秸秆的产量高达8.42亿吨,且还在以1.3%的速度增加,是自然界中数量庞大的可再生资源,且具有来源广泛、价格低廉的优点。但是,这一资源并未得到充分利用,每年有95%以上秸秆资源通过不同的利用途径转化成其他形式而被耗散,资源浪费严重。中国农作物秸秆资源量大面广,现阶段其用途大致可分为4个方面:作为工业原料,主要用于工业造纸;作为畜牧饲料;作为肥料,造肥还田;作为燃料,农村生活能源虽然如此,资源仍然长期未得到合理的开发,大部分都被焚烧,这是对天然资源的浪费,同时还造成了严重的环境污染随着世界各国对环境污染问题的关注和反思,秸秆的应用益受到人们的重视。
因此合理利用现有资源开发符合国家节能保温标准的自重轻，强度高的墙体材料是目前研发的方向。
发明内容
为了满足国家公建50%居建65%的节能保温标准需求，充分利用现有资源，节能降耗，降低自保温砌块自重，同时解决砌体材料强度和导热系数不能同时保证的巨大矛盾，本发明实施例提供了一种轻质自保温砌块。利用我国江河湖泊大量的淤泥资源及小麦秸秆为原料，资源综合利用，生产能耗低，保温效果好，防火阻燃抗老化，耐久性高，寿命长，性能稳定，质量轻抗震能力好，安全稳固性好的产品，外墙不再做保温，即可达到国家公建50%居建65%的节能保温标准。因外墙不需再做外墙保温，建设成本与传统的做法相比较每平方米造价可降低20%以上，工期可提前30%以上，一项技术同时支持国家禁实、节地、环保、防火、资源综合利用多项基本国策。
为了实现上述发明目的，本发明提供了一种高强度轻质自保温砌块的制备方法，所述轻质自保温砌块包括以下原料：黄河胶泥52-55质量份、尼山石35-42质量份、聚酰亚胺粉2-4质量份、纳米镍0.5-0.9质量份、碳化钽TaC0.7-1.1质量份、碳化钒VC0.4-0.9质量份、碳化钨WC0.9-1.1质量份、玻璃微珠1.6-1.8质量份、混合溶液一30-45质量份、占混合溶液一质量2-3wt％的添加剂一和占混合溶液一质量0.015-0.025wt％的添加剂二；所述混合溶液一中，包括丙烯酸、聚乙烯醇PVA、改性小麦秸秆和水。
所述混合溶液一，其中丙烯酸为部分中和丙烯酸，丙烯酸的中和度为60-70%。
所述混合溶液一中，其中丙烯酸以未中和的丙烯酸计，丙烯酸：聚乙烯醇PVA：改性小麦秸秆：水质量比为20-30：4-5:6-8：60-70。
所述尼山石为粉碎后过40目筛的尼山石。
所述添加剂一为碳酸氢铵；
所述添加剂二包括过硫酸钾和N-羟甲基丙烯酰胺，其中过硫酸钾：N-羟甲基丙烯酰胺质量比为9-11:1。
所述改性小麦秸秆的制备方法为：将小麦秸秆晾干,用粉碎机粉碎,取过120目筛的小麦秸秆粉,加入相对于小麦秸秆粉质量15-20倍的氢氧化钠溶液一，静置浸泡18-20小时,抽滤，舍去滤液，剩余固体用水洗涤至中性后，在50-60℃下烘干，（所述氢氧化钠溶液一质量浓度为6-10wt%）,得预处理小麦秸秆粉，加入相对于预处理小麦秸秆粉40-45质量倍的N,N-二亚甲基甲酰胺DMF，搅拌30-40min后,继续搅拌并加入马来酸酐MA，所述马来酸酐MA：预处理小麦秸秆粉质量比为0.75-0.8:1，然后升温至 100-110℃进行反应，反应过程保持搅拌，反应 2-6 小时后，将产物冷却至室温，过滤去除滤液，取过滤后剩余固体，用水洗涤3-4 次后，放入烘箱 60℃下烘干，便得到改性小麦秸秆。
为了更好地实现发明目的，本发明还提供一种轻质自保温砌块的制备方法，所述轻质自保温砌块的制备方法包括以下步骤：
（1）用质量浓度为30wt%的氢氧化钠溶液二中和丙烯酸至中和度60-70%，得中和后丙烯酸，备用;
将小麦秸秆晾干,用粉碎机粉碎,取过120目筛的小麦秸秆粉,加入相对于小麦秸秆粉质量15-20倍的氢氧化钠溶液一，静置浸泡18-20小时,抽滤，舍去滤液，剩余固体用水洗涤至中性后，在50-60℃下烘干，所述氢氧化钠溶液一质量浓度为6-10wt%,得预处理小麦秸秆粉，加入相对于预处理小麦秸秆粉40-45质量倍的N,N-二亚甲基甲酰胺DMF，搅拌30-40min后,继续搅拌并加入马来酸酐MA，所述马来酸酐MA：预处理小麦秸秆粉质量比为0.75-0.8:1，然后升温至 100-110℃进行反应，反应过程保持搅拌，反应 2-6 小时后，将产物冷却至室温，过滤去除滤液后的固体，用水洗涤 3-4 次后，放入烘箱 60℃下烘干，便得到改性小麦秸秆，备用；
向聚乙烯醇PVA中加入相对于聚乙烯醇质量6-7倍的蒸馏水，搅拌并加热至85- 90℃使聚乙烯醇PVA完全溶解后,停止加热,冷却至15℃-25℃, 得到聚乙烯醇PVA溶液备用；
（2）将中和后丙烯酸、聚乙烯醇PVA溶液、改性小麦秸秆和水,搅拌混合均匀得混合溶液一;混合溶液一中，以未中和的丙烯酸计，丙烯酸：聚乙烯醇PVA：改性小麦秸秆：水质量比为20-30：4-5:6-8：60-70；在模具中将黄河胶泥、尼山石、聚酰亚胺粉、纳米镍、碳化钽TaC、碳化钒VC、碳化钨WC、玻璃微珠与所述混合溶液一按重量比52-55：35-42：2-4：0.5-0.9：0.7-1.1：0.4-0.9：0.9-1.1：1.6-1.8：35～40充分混合后，制成浆料混合物二；向浆料混合物二中冲入氮气同时剧烈搅拌置换其中的氧气，随后将浆料混合物二升温至60-80℃，充分搅拌后向浆料混合物二中依次加入添加量占混合溶液一质量2-3wt％的添加剂一，添加量占混合溶液一质量0.015-0.025wt％的添加剂二，然后继续搅拌3-5分钟后停止搅拌，在60-80℃下保温8-10小时固化成型，然后脱模坯体在60℃干燥24-30h;
（3）将干燥后的坯体煅烧，第一阶段煅烧温度为220-250℃，煅烧3-4h ,随后在30min内升温至1300℃～1350℃后，进行第二阶段煅烧，煅烧时间5～8min；而后在30min内降温至300-340℃，第三阶段煅烧，煅烧时间3-5h;最后在30min内升温至850-880℃，第四阶段煅烧，煅烧24-30h烧结完毕, 冷却24-48小时，得到轻质自保温砌块。
所述轻质自保温砌块的制备方法中所述添加剂一为碳酸氢铵；
所述添加剂二包括过硫酸钾和N-羟甲基丙烯酰胺，其中过硫酸钾：N-羟甲基丙烯酰胺质量比为9-11:1。
所述添加剂一的添加量为占混合溶液一质量的2-3wt％，所述添加剂二的添加量为占混合溶液一质量的0.015-0.025wt％。
本发明的有益效果是：原材料为黄河胶泥、小麦秸秆，变废为宝，资源综合利用，节地效果明显，保温效果可达到国家规定公建50%居建65%以上节能要求，砌筑的墙体不需再做外墙保温，与传统空心砖砌筑体相比较强度显著增加，重量降低50%以上，复合墙体热阻增大，显著降低能耗，自保温效果优异，外墙不需要另外做保温，工期可提前1/3，与建筑物同寿命达70年以上。砌块不需要晾干，节约时间，利用焙烧余热即可干燥，而且相对于目前进行干燥的其他轻质自保温砌块，焙烧的耗能低。该轻质自保温砌块早期强度高，经自然条件养护7d强度高，大大缩短砌块的出厂周期；制得的保温砌块热工性能优良，质量轻，强度高，产品吸水率低，该保温砌块不产生二次副产品，利废环保。
具体实施方式
针对现有技术的问题，本发明提供一种高强度轻质自保温砌块的制备方法，其中原材料有黄河胶泥、小麦秸秆，变废为宝，资源综合利用，禁实、节地效果明显，保温效果可达到国家规定公建50%居建65%以上节能要求，砌筑的墙体不需再做外墙保温，与传统空心砖砌筑体相比较，抗压强度高，但是密度小质量轻，抗震能力好，隔音保温效果极好，产品达到国家A1级防火标准，与建筑物同寿命达70年以上。
黄河中上游以山地为主，中段流经中国黄土高原，每年夹带大量泥沙流向下游，具黄河河务部门数据显示，每年会产生16亿吨泥沙，最多年份可达39亿吨。带有粘性的细颗粒粒径小于0.01mm时沉积较慢，形成黄河胶泥层。主要成分有；水合硅酸盐、氧化铝、并含有石英、长石、云母、及硫酸盐等。黄河胶泥具有粘性大、塑性好的特点，与尼山石、聚酰亚胺粉、玻璃微珠等其他材料结合可以提高制品的综合性能。尼山石：为山东曲阜尼山石。
本发明提供一种轻质自保温砌块，其特征在于，所述轻质自保温砌块包括以下原料：黄河胶泥52-55质量份、尼山石35-42质量份、聚酰亚胺粉2-4质量份、纳米镍0.5-0.9质量份、碳化钽TaC0.7-1.1质量份、碳化钒VC0.4-0.9质量份、碳化钨WC0.9-1.1质量份、玻璃微珠1.6-1.8份、混合溶液一30-45质量份、占混合溶液一质量2-3wt％的添加剂一和占混合溶液一质量0.015-0.025wt％的添加剂二；所述混合溶液一中，包括丙烯酸、聚乙烯醇PVA、改性小麦秸秆和水。
所述混合溶液一，其中丙烯酸为部分中和丙烯酸，丙烯酸的中和度为60-70%。
所述混合溶液一中，以未中和的丙烯酸计，丙烯酸：聚乙烯醇PVA：改性小麦秸秆：水质量比为20-30：4-5:6-8：60-70。
所述尼山石为粉碎后过40目筛的尼山石。
所述添加剂一为碳酸氢铵；
所述添加剂二包括过硫酸钾和N-羟甲基丙烯酰胺，其中过硫酸钾：N-羟甲基丙烯酰胺质量比为9-11:1。
所述改性小麦秸秆的制备方法为：将小麦秸秆晾干,用粉碎机粉碎,取过120目筛的小麦秸秆粉,加入相对于小麦秸秆粉质量15-20倍的氢氧化钠溶液一，静置浸泡18-20小时,抽滤，舍去滤液，剩余固体用水洗涤至中性后，在50-60℃下烘干，所述氢氧化钠溶液一质量浓度为6-10wt%,得预处理小麦秸秆粉，加入相对于预处理小麦秸秆粉40-45质量倍的N,N-二亚甲基甲酰胺DMF，搅拌30-40min后,继续搅拌并加入马来酸酐MA，所述马来酸酐MA：预处理小麦秸秆粉质量比为0.75-0.8:1，然后升温至 100-110℃进行反应，反应过程保持搅拌，反应 2-6 小时后，将产物冷却至室温，过滤去除滤液，取过滤后剩余固体，用水洗涤3-4 次后，放入烘箱 60℃下烘干，便得到改性小麦秸秆。
轻质自保温砌块的制备方法包括以下步骤：
（1）用质量浓度为30wt%的氢氧化钠溶液二中和丙烯酸至中和度60-70%，得中和后丙烯酸，备用;
将小麦秸秆晾干,用粉碎机粉碎,取过120目筛的小麦秸秆粉,加入相对于小麦秸秆粉质量15-20倍的氢氧化钠溶液一，静置浸泡18-20小时,抽滤，舍去滤液，剩余固体用水洗涤至中性后，在50-60℃下烘干，所述氢氧化钠溶液一质量浓度为6-10wt%,得预处理小麦秸秆粉，加入相对于预处理小麦秸秆粉40-45质量倍的N,N-二亚甲基甲酰胺DMF，搅拌30-40min后,继续搅拌并加入马来酸酐MA，所述马来酸酐MA：预处理小麦秸秆粉质量比为0.75-0.8:1，然后升温至 100-110℃进行反应，反应过程保持搅拌，反应 2-6 小时后，将产物冷却至室温，过滤去除滤液后的固体，用水洗涤 3-4 次后，放入烘箱 60℃下烘干，便得到改性小麦秸秆，备用；
向聚乙烯醇PVA中加入相对于聚乙烯醇质量6-7倍的蒸馏水，搅拌并加热至85- 90℃使聚乙烯醇PVA完全溶解后,停止加热,冷却至15℃-25℃, 得到聚乙烯醇PVA溶液备用；
（2）将中和后丙烯酸、聚乙烯醇PVA溶液、改性小麦秸秆和水,搅拌混合均匀得混合溶液一;混合溶液一中，以未中和的丙烯酸计，丙烯酸：聚乙烯醇PVA：改性小麦秸秆：水质量比为20-30：4-5:6-8：60-70；在模具中将黄河胶泥、尼山石、聚酰亚胺粉、纳米镍、碳化钽TaC、碳化钒VC、碳化钨WC、玻璃微珠与所述混合溶液一按重量比52-55：35-42：2-4：0.5-0.9：0.7-1.1：0.4-0.9：0.9-1.1：1.6-1.8：35～40充分混合后，制成浆料混合物二；向浆料混合物二中冲入氮气同时剧烈搅拌置换其中的氧气，随后将浆料混合物二升温至60-80℃，充分搅拌后向浆料混合物二中依次加入添加量占混合溶液一质量2-3wt％的添加剂一，添加量占混合溶液一质量0.015-0.025wt％的添加剂二，然后继续搅拌3-5分钟后停止搅拌，在60-80℃下保温8-10小时固化成型，然后脱模坯体在60℃干燥24-30h;
（3）将干燥后的坯体煅烧，第一阶段煅烧温度为220-250℃，煅烧3-4h ,随后在30min内升温至1300℃～1350℃，第二阶段煅烧，煅烧时间5～8min；而后在30min内降温至300-340℃，第三阶段煅烧，煅烧时间3-5h;最后在30min内升温至850-880℃，第四阶段煅烧24-30h烧结完毕, 冷却24-48小时，得到轻质自保温砌块。
实施例中温度均为摄氏度。未指明的百分含量均为质量百分含量。
实施例1 本发明轻质自保温砌块
一种轻质自保温砌块，包括以下原料：黄河胶泥52质量份、尼山石41质量份，聚酰亚胺粉（上海野禾工贸有限公司）3质量份、纳米镍0.5质量份（苏州康朋化学有限公司）、碳化钽TaC 1.1质量份（CAS No.12070-06-3，株洲广源硬质材料有限公司）、碳化钒VC 0.8质量份（CAS No.12070-10-9，武汉兴众诚科技有限公司）、碳化钨WC 1.0质量份（CAS No.12070-12-1，上海新平精细化学品有限公司）、玻璃微珠1.6质量份(永清县海宇玻璃微珠有限公司)、混合溶液一35质量份、占混合溶液一质量2.6wt％的添加剂一和占混合溶液一质量0.025wt％的添加剂二；混合溶液一中，包括丙烯酸、聚乙烯醇PVA(CAS No.9002-89-5，型号1799)、改性小麦秸秆和水。其中丙烯酸为部分中和丙烯酸，丙烯酸的中和度为70%。
小麦秸秆为山东聊城小麦秸秆。
混合溶液一中，丙烯酸：聚乙烯醇PVA：改性小麦秸秆：水质量比为26：5:6：65（其中部分中和的丙烯酸换算成等摩尔的未中和的丙烯酸后，按照未中和丙烯酸质量计，）；其中聚乙烯醇PVA的量为聚乙烯醇的净含量，不是聚乙烯醇PVA溶液的含量；
尼山石为粉碎后过40目筛的尼山石，
添加剂一为碳酸氢铵；
添加剂二为过硫酸钾和N-羟甲基丙烯酰胺，其中过硫酸钾：N-羟甲基丙烯酰胺质量比为9:1。(N-羟甲基丙烯酰胺CAS No. 924-42-5)
制备方法包括以下步骤：
（1）用质量浓度为30wt%的氢氧化钠溶液二中和丙烯酸至中和度70%，得中和后丙烯酸，备用;
将小麦秸秆晾干,用粉碎机粉碎,取过120目筛的小麦秸秆粉,加入相对于小麦秸秆粉质量20倍的氢氧化钠溶液一，静置浸泡20小时,抽滤，舍去滤液，剩余固体用水洗涤至中性后，在60℃下烘干，所述氢氧化钠溶液一质量浓度为6wt%,得预处理小麦秸秆粉，加入相对于预处理小麦秸秆粉40质量倍的N,N-二亚甲基甲酰胺DMF(CAS No.68-12-2)，搅拌40min后,继续搅拌并加入马来酸酐MA(CAS No.108-31-6)，所述马来酸酐MA：预处理小麦秸秆粉质量比为0.75:1，然后升温至110℃进行反应，反应过程保持搅拌，反应6小时后，将产物冷却至室温，过滤去除滤液，取过滤后剩余固体，用水洗涤 3次后，放入烘箱 60℃下烘干，便得到改性小麦秸秆，备用；
向聚乙烯醇PVA中加入相对于聚乙烯醇质量7倍的蒸馏水，搅拌并加热至85℃使聚乙烯醇PVA完全溶解后,停止加热,冷却至20℃, 得到聚乙烯醇PVA溶液备用；
（2）将中和后丙烯酸、聚乙烯醇PVA溶液、改性小麦秸秆和水,搅拌混合均匀得混合溶液一;混合溶液一中，以未中和的丙烯酸计，丙烯酸：聚乙烯醇PVA：改性小麦秸秆：水质量比为26：5：6：65；在模具中将黄河胶泥、尼山石、聚酰亚胺粉、纳米镍（苏州恒球石墨烯科技有限公司）、碳化钽TaC（CAS No.12070-06-3，株洲广源硬质材料有限公司）、碳化钒VC（CASNo.12070-10-9 ， 武汉兴众诚科技有限公司）、碳化钨WC（CAS No.12070-12-1， 上海新平精细化学品有限公司）、玻璃微珠与所述混合溶液一按质量比充分混合后，制成浆料混合物二；向浆料混合物二中冲入氮气同时剧烈搅拌置换其中的氧气，随后将浆料混合物二升温至70℃，充分搅拌后向浆料混合物二中依次加入添加量占混合溶液一质量2.6wt％的添加剂一，添加量占混合溶液一质量0.025wt％的添加剂二，然后继续搅拌5分钟后停止搅拌，在80℃下保温8小时固化成型，然后脱模坯体在60℃干燥24h;
（3）将干燥后的坯体煅烧，第一阶段煅烧温度为220℃，煅烧4h ,随后在30min内升温至1350℃后，进行第二阶段煅烧，煅烧时间5min；而后在30min内降温至340℃后，进行第三阶段煅烧，煅烧时间4h;最后在30min内升温至880℃后，进行第四阶段煅烧，煅烧24h烧结完毕, 自然冷却24小时，得到轻质自保温砌块。
实施例2
一种轻质自保温砌块，轻质自保温砌块包括以下原料：黄河胶泥55质量份、尼山石42质量份，聚酰亚胺粉2质量份、纳米镍0.7质量份、碳化钽TaC 0.8质量份、碳化钒VC 0.9质量份、碳化钨WC 0.9质量份、玻璃微珠1.8质量份、混合溶液一45质量份、占混合溶液一质量2.8wt％的添加剂一和占混合溶液一质量0.022wt％的添加剂二；所述混合溶液一中，包括丙烯酸、聚乙烯醇PVA、改性小麦秸秆和水。
混合溶液一，其中丙烯酸为部分中和丙烯酸，丙烯酸的中和度为60%。
混合溶液一中，以未中和的丙烯酸计，丙烯酸：聚乙烯醇PVA：改性小麦秸秆：水质量比为22：4.3:7：68。
尼山石为粉碎后过40目筛的尼山石。
添加剂一为碳酸氢铵；
添加剂二包括过硫酸钾和N-羟甲基丙烯酰胺，其中过硫酸钾：N-羟甲基丙烯酰胺质量比为10:1。
轻质自保温砌块的制备方法包括以下步骤：
（1）用质量浓度为30wt%的氢氧化钠溶液二中和丙烯酸至中和度60%，得中和后丙烯酸，备用;
将小麦秸秆晾干,用粉碎机粉碎,取过120目筛的小麦秸秆粉,加入相对于小麦秸秆粉质量15倍的氢氧化钠溶液一，静置浸泡18小时,抽滤，舍去滤液，剩余固体用水洗涤至中性后，在50℃下烘干，所述氢氧化钠溶液一质量浓度为10wt%,得预处理小麦秸秆粉，加入相对于预处理小麦秸秆粉45质量倍的N,N-二亚甲基甲酰胺DMF，搅拌30min后,继续搅拌并加入马来酸酐MA，所述马来酸酐MA：预处理小麦秸秆粉质量比为0.8:1，然后升温至 100℃进行反应，反应过程保持搅拌，反应 2小时后，将产物冷却至室温，过滤去除滤液，取过滤后滤纸上层的剩余固体，用水洗涤4 次后，放入烘箱 60℃下烘干，便得到改性小麦秸秆，备用；
向聚乙烯醇PVA中加入相对于聚乙烯醇质量6倍的蒸馏水，搅拌并加热至85℃使聚乙烯醇PVA完全溶解后,停止加热,冷却至15℃, 得到聚乙烯醇PVA溶液备用；
（2）将中和后丙烯酸、聚乙烯醇PVA溶液、改性小麦秸秆和水,搅拌混合均匀得混合溶液一;混合溶液一中，以未中和的丙烯酸计，丙烯酸：聚乙烯醇PVA：改性小麦秸秆：水质量比为22：4.3:7：68；在模具中将黄河胶泥、尼山石、聚酰亚胺粉、纳米镍、碳化钽TaC、碳化钒VC、碳化钨WC、玻璃微珠与所述混合溶液一按质量比充分混合后，制成浆料混合物二；向浆料混合物二中冲入氮气同时剧烈搅拌置换其中的氧气，随后将浆料混合物二升温至80℃，充分搅拌后向浆料混合物二中依次加入添加量占混合溶液一质量2.8wt％的添加剂一，添加量占混合溶液一质量0.022wt％的添加剂二，然后继续搅拌3分钟后停止搅拌，在60℃下保温10小时固化成型，然后脱模坯体在60℃干燥24h;
（3）将干燥后的坯体煅烧，第一阶段煅烧温度为250℃，煅烧3h ,随后在30min内升温至1300℃，第二阶段煅烧，煅烧时间8min；而后在30min内降温至300℃，第三阶段煅烧，煅烧时间5h;最后在30min内升温至850℃，煅烧30h烧结完毕, 自然冷却24小时，得到轻质自保温砌块。其他同实施例1。
实施例3
一种轻质自保温砌块，轻质自保温砌块包括以下原料：黄河胶泥54质量份、尼山石38质量份，聚酰亚胺粉4质量份、纳米镍0.8质量份、碳化钽TaC0.9质量份、碳化钒VC0.4质量份、碳化钨WC1.1质量份、玻璃微珠1.7质量份、混合溶液一39质量份、占混合溶液一质量2.1wt％的添加剂一和占混合溶液一质量0.015wt％的添加剂二；所述混合溶液一中，包括丙烯酸、聚乙烯醇PVA、改性小麦秸秆和水。
混合溶液一，其中丙烯酸为部分中和丙烯酸，丙烯酸的中和度为65%。
混合溶液一中，以未中和的丙烯酸计，丙烯酸：聚乙烯醇PVA：改性小麦秸秆：水质量比为28：5:7：60。
尼山石为粉碎后过40目筛的尼山石。
添加剂一为碳酸氢铵；
添加剂二包括过硫酸钾和N-羟甲基丙烯酰胺，其中过硫酸钾：N-羟甲基丙烯酰胺质量比为11:1。
轻质自保温砌块的制备方法包括以下步骤：
（1）用质量浓度为30wt%的氢氧化钠溶液二中和丙烯酸至中和度60-70%，得中和后丙烯酸，备用;
将小麦秸秆晾干,用万能粉碎机粉碎,取过120目筛的小麦秸秆粉,加入相对于小麦秸秆粉质量18倍的质量浓度为8wt%的氢氧化钠溶液一，静置浸泡19小时,抽滤，舍去滤液，剩余固体用水洗涤至中性后，在55℃下烘干，得预处理小麦秸秆粉，加入相对于预处理小麦秸秆粉42质量倍的N,N-二亚甲基甲酰胺DMF，搅拌35min后,继续搅拌并加入马来酸酐MA，所述马来酸酐MA：预处理小麦秸秆粉质量比为0.78:1，然后升温至 100℃进行反应，反应过程保持搅拌，反应 4小时后，将产物冷却至室温，过滤去除滤液，取过滤后滤纸上层的剩余固体，用水洗涤 3 次后，放入烘箱 60℃下烘干，便得到改性小麦秸秆，备用；
向聚乙烯醇PVA中加入相对于聚乙烯醇质量6倍的蒸馏水，搅拌并加热至90℃使聚乙烯醇PVA完全溶解后,停止加热,冷却至25℃, 得到聚乙烯醇PVA溶液备用；
（2）将中和后丙烯酸、聚乙烯醇PVA溶液、改性小麦秸秆和水,搅拌混合均匀得混合溶液一;混合溶液一中，以未中和的丙烯酸计，丙烯酸：聚乙烯醇PVA：改性小麦秸秆：水质量比为28：5:7：60；在模具中将黄河胶泥、尼山石、聚酰亚胺粉、纳米镍、碳化钽TaC、碳化钒VC、碳化钨WC、玻璃微珠与所述混合溶液一按质量比充分混合后，制成浆料混合物二；向浆料混合物二中冲入氮气同时剧烈搅拌置换其中的氧气，随后将浆料混合物二升温至60℃，充分搅拌后向浆料混合物二中依次加入添加量占混合溶液一质量2.1wt％的添加剂一，添加量占混合溶液一质量0.015wt％的添加剂二，然后继续搅拌4分钟后停止搅拌，在60℃下保温9小时固化成型，然后脱模坯体在60℃干燥30h;
（3）将干燥后的坯体煅烧，第一阶段煅烧温度为230℃，煅烧4h ,随后在30min内升温至1320℃，第二阶段煅烧，煅烧时间7min；而后在30min内降温至320℃，第三阶段煅烧，煅烧时间3h;最后在30min内升温至860℃，煅烧26h烧结完毕, 自然冷却30小时，得到轻质自保温砌块。
实施例4
一种轻质自保温砌块，轻质自保温砌块包括以下原料：黄河胶泥52质量份、尼山石35质量份，聚酰亚胺粉3质量份、纳米镍0.9质量份、碳化钽TaC1.0质量份、碳化钒VC0.6质量份、碳化钨WC1.1质量份、玻璃微珠1.6质量份、混合溶液一30质量份、占混合溶液一质量2.5wt％的添加剂一和占混合溶液一质量0.018wt％的添加剂二；所述混合溶液一中，包括丙烯酸、聚乙烯醇PVA、改性小麦秸秆和水。
混合溶液一，其中丙烯酸为部分中和丙烯酸，丙烯酸的中和度为62%。
混合溶液一中，以未中和的丙烯酸计，丙烯酸：聚乙烯醇PVA：改性小麦秸秆：水质量比为20：5: 8：70。
尼山石为粉碎后过40目筛的尼山石。
添加剂一为碳酸氢铵；
添加剂二包括过硫酸钾和N-羟甲基丙烯酰胺，其中过硫酸钾：N-羟甲基丙烯酰胺质量比为11:1。
轻质自保温砌块的制备方法包括以下步骤：
（1）用质量浓度30wt%的氢氧化钠溶液二中和丙烯酸至中和度62%，得中和后丙烯酸，备用;
将小麦秸秆晾干,用粉碎机粉碎,取过120目筛的小麦秸秆粉,加入相对于小麦秸秆粉质量15倍的质量浓度为7wt%的氢氧化钠溶液一，静置浸泡18小时,抽滤，舍去滤液，剩余固体用水洗涤至中性后，在60℃下烘干，得预处理小麦秸秆粉，加入相对于预处理小麦秸秆粉45质量倍的N,N-二亚甲基甲酰胺DMF，搅拌40min后,继续搅拌并加入马来酸酐MA，所述马来酸酐MA：预处理小麦秸秆粉质量比为0.75:1，然后升温至110℃进行反应，反应过程保持搅拌，反应 2-6 小时后，将产物冷却至室温，过滤去除滤液，取滤纸上层的剩余固体，用水洗涤 4 次后，放入烘箱 60℃下烘干，便得到改性小麦秸秆，备用；
向聚乙烯醇PVA中加入相对于聚乙烯醇质量6.5倍的蒸馏水，搅拌并加热至88℃使聚乙烯醇PVA完全溶解后,停止加热,冷却至20℃, 得到聚乙烯醇PVA溶液备用；
（2）将中和后丙烯酸、聚乙烯醇PVA溶液、改性小麦秸秆和水,搅拌混合均匀得混合溶液一;混合溶液一中，以未中和的丙烯酸计，丙烯酸：聚乙烯醇PVA：改性小麦秸秆：水质量比为20：5:8：70；在模具中将黄河胶泥、尼山石、聚酰亚胺粉、纳米镍、碳化钽TaC、碳化钒VC、碳化钨WC、玻璃微珠与所述混合溶液一按质量比充分混合后，制成浆料混合物二；向浆料混合物二中冲入氮气同时剧烈搅拌置换其中的氧气，随后将浆料混合物二升温至80℃，充分搅拌后向浆料混合物二中依次加入添加量占混合溶液一质量2.5wt％的添加剂一，添加量占混合溶液一质量0.018wt％的添加剂二，然后继续搅拌3分钟后停止搅拌，在60℃下保温8小时固化成型，然后脱模坯体在60℃干燥25h;
（3）将干燥后的坯体煅烧，第一阶段煅烧温度为240℃，煅烧3h ,随后在30min内升温至1330℃，第二阶段煅烧，煅烧时间6min；而后在30min内降温至310℃，第三阶段煅烧，煅烧时间4h;最后在30min内升温至870℃，煅烧24h烧结完毕, 自然冷却48小时，得到轻质自保温砌块。
实施例5
一种轻质自保温砌块，轻质自保温砌块包括以下原料：黄河胶泥53质量份、尼山石37质量份，聚酰亚胺粉4质量份、纳米镍0.6质量份、碳化钽TaC1.1质量份、碳化钒VC0.5质量份、碳化钨WC0.9质量份、玻璃微珠1.7份、混合溶液一38质量份、占混合溶液一质量3wt％的添加剂一和占混合溶液一质量0.024wt％的添加剂二；所述混合溶液一中，包括丙烯酸、聚乙烯醇PVA、改性小麦秸秆和水。
混合溶液一，其中丙烯酸为部分中和丙烯酸，丙烯酸的中和度为69%。
混合溶液一中，以未中和的丙烯酸计，丙烯酸：聚乙烯醇PVA：改性小麦秸秆：水质量比为30：4:6：70。尼山石为粉碎后过40目筛的尼山石。
添加剂一为碳酸氢铵；
添加剂二包括过硫酸钾和N-羟甲基丙烯酰胺，其中过硫酸钾：N-羟甲基丙烯酰胺质量比为10:1。
轻质自保温砌块的制备方法包括以下步骤：
（1）用质量浓度为30wt%的氢氧化钠溶液二中和丙烯酸至中和度69%，得中和后丙烯酸，备用;
将小麦秸秆晾干,用粉碎机粉碎,取过120目筛的小麦秸秆粉,加入相对于小麦秸秆粉质量15倍的质量浓度为10wt%的氢氧化钠溶液一，静置浸泡20小时,抽滤，舍去滤液，剩余固体用水洗涤至中性后，在50℃下烘干，得预处理小麦秸秆粉，加入相对于预处理小麦秸秆粉45质量倍的N,N-二亚甲基甲酰胺DMF，搅拌40min后,继续搅拌并加入马来酸酐MA，所述马来酸酐MA：预处理小麦秸秆粉质量比为0.8:1，然后升温至℃进行反应，反应过程保持搅拌，反应3小时后，将产物冷却至室温，过滤去除滤液，取过滤后的剩余固体，用水洗涤4次后，放入烘箱 60℃下烘干，便得到改性小麦秸秆，备用；
向聚乙烯醇PVA中加入相对于聚乙烯醇质量6倍的蒸馏水，搅拌并加热至85℃使聚乙烯醇PVA完全溶解后,停止加热,冷却至25℃, 得到聚乙烯醇PVA溶液备用；
（2）将中和后丙烯酸、聚乙烯醇PVA溶液、改性小麦秸秆和水,搅拌混合均匀得混合溶液一;混合溶液一中，以未中和的丙烯酸计，丙烯酸：聚乙烯醇PVA：改性小麦秸秆：水质量比为30：4:6：70；在模具中将黄河胶泥、尼山石、聚酰亚胺粉、纳米镍、碳化钽TaC、碳化钒VC、碳化钨WC、玻璃微珠与所述混合溶液一按质量比充分混合后，制成浆料混合物二；向浆料混合物二中冲入氮气同时剧烈搅拌置换其中的氧气，随后将浆料混合物二升温至60℃，充分搅拌后向浆料混合物二中依次加入添加量占混合溶液一质量3wt％的添加剂一，添加量占混合溶液一质量0.024wt％的添加剂二，然后继续搅拌5分钟后停止搅拌，在70℃下保温9小时固化成型，然后脱模坯体在60℃干燥28h;
（3）将干燥后的坯体煅烧，第一阶段煅烧温度为240℃，煅烧4h ,随后在30min内升温至1310℃，第二阶段煅烧，煅烧时间6min；而后在30min内降温至340℃，第三阶段煅烧，煅烧时间4h;最后在30min内升温至880℃，煅烧24h烧结完毕, 自然冷却36小时，得到轻质自保温砌块。
实施例6
一种轻质自保温砌块，轻质自保温砌块包括以下原料：黄河胶泥54质量份、尼山石39质量份，聚酰亚胺粉2质量份、纳米镍0.5质量份、碳化钽TaC0.7质量份、碳化钒VC0.7质量份、碳化钨WC1.0质量份、玻璃微珠1.8质量份、混合溶液一30质量份、占混合溶液一质量2wt％的添加剂一和占混合溶液一质量0.021wt％的添加剂二；所述混合溶液一中，包括丙烯酸、聚乙烯醇PVA、改性小麦秸秆和水。
混合溶液一，其中丙烯酸为部分中和丙烯酸，丙烯酸的中和度为65%。
混合溶液一中，以未中和的丙烯酸计，丙烯酸：聚乙烯醇PVA：改性小麦秸秆：水质量比为20：5:7：65。
尼山石为粉碎后过40目筛的尼山石。
添加剂一为碳酸氢铵；
添加剂二包括过硫酸钾和N-羟甲基丙烯酰胺，其中过硫酸钾：N-羟甲基丙烯酰胺质量比为9:1。
轻质自保温砌块的制备方法包括以下步骤：
（1）用质量浓度为30wt%的氢氧化钠溶液二中和丙烯酸至中和度65%，得中和后丙烯酸，备用;
将小麦秸秆晾干,用万能粉碎机粉碎,取过120目筛的小麦秸秆粉,加入相对于小麦秸秆粉质量17倍的氢氧化钠溶液一，静置浸泡19小时,抽滤，舍去滤液，剩余固体用水洗涤至中性后，在55℃下烘干，所述氢氧化钠溶液一浓度为6wt%,得预处理小麦秸秆粉，加入相对于预处理小麦秸秆粉43质量倍的N,N-二亚甲基甲酰胺DMF，搅拌36min后,继续搅拌并加入马来酸酐MA，所述马来酸酐MA：预处理小麦秸秆粉质量比为0.76:1，然后升温至 104℃进行反应，反应过程保持搅拌，反应 4 小时后，将产物冷却至室温，过滤去除滤液，取过滤后滤纸上层的剩余固体，洗涤3次后，放入烘箱 60℃下烘干，便得到改性小麦秸秆，备用；
向聚乙烯醇PVA中加入相对于聚乙烯醇质量7倍的蒸馏水，搅拌并加热至90℃使聚乙烯醇PVA完全溶解后,停止加热,冷却至15℃, 得到聚乙烯醇PVA溶液备用；
（2）将中和后丙烯酸、聚乙烯醇PVA溶液、改性小麦秸秆和水,搅拌混合均匀得混合溶液一;混合溶液一中，以未中和的丙烯酸计，丙烯酸：聚乙烯醇PVA：改性小麦秸秆：水质量比为20：5: 7：65；在模具中将黄河胶泥、尼山石、聚酰亚胺粉、纳米镍、碳化钽TaC、碳化钒VC、碳化钨WC、玻璃微珠与所述混合溶液一按质量比充分混合后，制成浆料混合物二；向浆料混合物二中冲入氮气同时剧烈搅拌置换其中的氧气，随后将浆料混合物二升温至80℃，充分搅拌后向浆料混合物二中依次加入添加量占混合溶液一质量2wt％的添加剂一，添加量占混合溶液一质量0.021wt％的添加剂二，然后继续搅拌5分钟后停止搅拌，在70℃下保温9小时固化成型，然后脱模坯体在60℃干燥24h;添加剂为碳酸氢铵：硝酸铈铵(NH4)2Ce(N03)6质量比为23:1。
（3）将干燥后的坯体煅烧，第一阶段煅烧温度为250℃，煅烧3h ,随后在30min内升温至1330℃，第二阶段煅烧，煅烧时间6min；而后在30min内降温至340℃，第三阶段煅烧，煅烧时间3h;最后在30min内升温至870℃，煅烧26h烧结完毕, 自然冷却26小时，得到轻质自保温砌块。
对比例
对比例1黄河胶泥标砖（多孔砖）
黄河淤泥标砖（多孔砖），黄河胶泥70%，煤矸石30%，单块重2.4㎏，抗压强度15MPa以上，用于建筑物承重墙，砌体必须做外墙保温，费工、成本高、工期长、保温效果差。
制备方法：混合料→搅拌→成型→干燥→烧结→出窑码垛。
对比例2混凝土砖
混凝土砖，240*115*53，单块重3.5㎏，主要原料水泥15%，石硝10%，石粉45%，粉煤灰30%，抗压强度大于15MPa，用于建筑物承重墙，本身自重大，墙体必须做外墙保温，工人劳动强度大，费工，成本高，保温效果差。
制备方法：布料→搅拌→输送→成型→落板→成品养护→成品。
对比例3
在实施例1基础上，将黄河胶泥和尼山石替换为普通硅酸盐水泥和沙子，其他条件不变。
密度为732kg/m³，抗压强度7.2Mpa，吸水率15%，抗风化性能0.68，需要做外保温。
对比例4
在实施例1基础上，不加聚酰亚胺粉和玻璃微珠其他条件不变。
密度为711kg/m³，抗压强度6.9Mpa，吸水率15%，抗风化性能0.67，需要做外保温。
对比例5
在实施例1基础上，不加混合溶液一和添加剂，仅保留混合溶液一中的水分，其他条件不变。
坯体煅烧是需要升温到950-1250℃，煅烧36-48h, 密度为834kg/m³，抗压强度7.2Mpa，吸水率13%，抗风化性能0.69。
对比例6
在实施例1基础上，混合溶液一中不加改性小麦秸秆，其他条件不变。
密度为747kg/m³，抗压强度7.0Mpa，吸水率16%，抗风化性能0.67。
对比例7
在实施例1基础上，混合溶液一中不加聚乙烯醇PVA，其他条件不变。
密度为764kg/m³，抗压强度7.8Mpa，吸水率16%，抗风化性能0.68，需要做外保温。
对比例8
在实施例1基础上，混合溶液一中不加纳米镍、碳化钽TaC、碳化钒VC、碳化钨WC，其他条件不变。
密度为595kg/m³，抗压强度7.7Mpa，吸水率9%，抗风化性能0.59。
表1 各实施例产品的性能指标
干密度kg/m³ 7天抗压强度Mpa 28抗压强度Mpa 吸水率% 抗风化性能 复合墙体热阻m²K/W 干湿收缩/(mm/m)
实施例1 523 7.3 8.3 9 0.56 3.4 0.21
实施例2 522 7.3 8.3 8 0.56 3.3 0.20
实施例3 526 7.4 8.4 9 0.55 3.5 0.22
实施例4 521 7.5 8.4 8 0.53 3.3 0.21
实施例5 525 7.4 8.4 8 0.56 3.5 0.20
实施例6 528 7.3 8.4 8 0.55 3.4 0.19
从表1可以看出利用我国黄河大量的淤泥资源及小麦秸秆固体废料为原料，资源综合利用，生产能耗低，保温效果好，安全稳固性好的产品，外墙不再做保温，即可达到国家公建50%居建65%的节能保温标准，节约工期30%以上。
自重轻的建筑地震力就小，对抗震有利，和砖混建筑相比，同样的建筑，同样的地震条件下，震害程度相差一个地震设计设防级别，在相同地基条件下，自重轻的建筑的层数可以增多，经济上有利。实施例中轻质自保温砌块密度为相同强度等级砌块的50%以下，稳定性高，综合性能好，综合降低施工成本20%以上。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种高强度轻质自保温砌块的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
（1）用质量浓度30wt%的氢氧化钠溶液二中和丙烯酸至中和度62%，得中和后丙烯酸，备用;
将小麦秸秆晾干,用粉碎机粉碎,取过120目筛的小麦秸秆粉,加入相对于小麦秸秆粉质量15倍的质量浓度为7wt%的氢氧化钠溶液一，静置浸泡18小时,抽滤，舍去滤液，剩余固体用水洗涤至中性后，在60℃下烘干，得预处理小麦秸秆粉，加入相对于预处理小麦秸秆粉45质量倍的N,N-二亚甲基甲酰胺DMF，搅拌40min后,继续搅拌并加入马来酸酐MA，然后升温至110℃进行反应，反应过程保持搅拌，反应 2-6 小时后，将产物冷却至室温，过滤去除滤液，取滤纸上层的剩余固体，用水洗涤 4 次后，放入烘箱 60℃下烘干，便得到改性小麦秸秆，备用；
向聚乙烯醇PVA中加入相对于聚乙烯醇质量6.5倍的蒸馏水，搅拌并加热至88℃使聚乙烯醇PVA完全溶解后,停止加热,冷却至20℃, 得到聚乙烯醇PVA溶液备用；
（2）将中和后丙烯酸、聚乙烯醇PVA溶液、改性小麦秸秆和水,搅拌混合均匀得混合溶液一;在模具中将黄河胶泥、尼山石、聚酰亚胺粉、纳米镍、碳化钽TaC、碳化钒VC、碳化钨WC、玻璃微珠与所述混合溶液一按质量比充分混合后，制成浆料混合物二；向浆料混合物二中冲入氮气同时剧烈搅拌置换其中的氧气，随后将浆料混合物二升温至80℃，充分搅拌后向浆料混合物二中依次加入添加量占混合溶液一质量2.5wt％的添加剂一，添加量占混合溶液一质量0.018wt％的添加剂二，然后继续搅拌3分钟后停止搅拌，在60℃下保温8小时固化成型，然后脱模坯体在60℃干燥25h;
（3）将干燥后的坯体煅烧，第一阶段煅烧温度为240℃，煅烧3h ,随后在30min内升温至1330℃，第二阶段煅烧，煅烧时间6min；而后在30min内降温至310℃，第三阶段煅烧，煅烧时间4h;最后在30min内升温至870℃，煅烧24h烧结完毕, 自然冷却48小时，得到轻质自保温砌块。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，所述马来酸酐MA的加入量与预处理小麦秸秆粉的质量比为0.75:1。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）的混合溶液一中，所述丙烯酸为部分中和丙烯酸，丙烯酸的中和度为62%；以未中和的丙烯酸计，丙烯酸：聚乙烯醇PVA：改性小麦秸秆：水质量比为20：5:8：70。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）的模具中浆料混合物二的原料份数比为：黄河胶泥52质量份、尼山石35质量份，聚酰亚胺粉3质量份、纳米镍0.9质量份、碳化钽TaC1.0质量份、碳化钒VC0.6质量份、碳化钨WC1.1质量份、玻璃微珠1.6质量份、混合溶液一30质量份。
5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中尼山石为粉碎后过40目筛的尼山石。
6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，所述添加剂一为碳酸氢铵，其添加量为混合溶液一质量的2.5wt％。
7.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，所述添加剂二包括过硫酸钾和N-羟甲基丙烯酰胺，其中过硫酸钾：N-羟甲基丙烯酰胺质量比为11:1；所述添加剂二的添加量为混合溶液一质量的0.018wt％。
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