CN115095074A - 基于绿色建筑所用的生态秸秆复合砌块 - Google Patents
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Abstract
基于绿色建筑所用的生态秸秆复合砌块，涉及环保墙体材料技术领域。本发明的目的是为了解决矿渣在目前建筑基体中利用率低、秸秆焚烧污染环境，传统的混凝土砌块力学性能、保温隔热性能差及其在温度大于400℃时抗压性能下降明显的问题。方法：本发明在基体中掺入导电碳纤维，使新型秸秆复合砌块具有压敏性、温敏性和磁敏性，除具有高导电性能之外，其还具有耐腐蚀、耐磨、耐高温、强度高及质轻等特点，应用非常广泛。由于导电碳纤维的高导电性，其在基体中的添加量非常小，但掺入碳纤维，可根据电阻率的可逆变化对应于可逆的弹性变形，进而判断砌块的非弹性变化和断裂状态。本发明可获得基于绿色建筑所用的生态秸秆复合砌块。
Description
技术领域
本发明涉及环保墙体材料技术领域，具体涉及基于绿色建筑所用的生态秸秆复合砌块。
背景技术
目前，矿渣作为高炉炼铁的副产品，仅部分用于铺路、替代水泥以及作为充填建筑基体等，致使其水硬活性没有得到充分发挥。2009年以来，我国粒化高炉矿渣的年产量高达2.4亿吨以上，其在水泥基混凝土中的利用率约为 30％～40％左右。相比于碱矿渣水泥基混凝土，秸秆纤维增强碱矿渣胶凝材料(AASCM) 采用碱激发剂(氢氧化钙、氢氧化钠、硫酸钠、硫酸钙、碳酸钠、水玻璃等)激发工业副产物(粒化高炉矿渣、粉煤灰、炉渣、磷渣、钢渣等)，资源丰富，价格低廉，充分利用矿渣的水硬活性，是实现绿色建筑节能低碳环保的首选材料。由于AASCM的制造工艺十分简单，无需高温煅烧熟料，其煤耗降低66％～86％，电耗降低50％，其原材料中可不含水泥，省去了水泥“两磨一烧”的繁琐工艺，并节省由于生产水泥而消耗的大量燃料、电能和矿物资源(石灰石、粘土等)，避免排放大量温室气体(CO2)和有毒气体(SO2、NOX)污染环境。而通过掺加偏高岭土、石英砂、减水剂，以及石膏、氧化镁等膨胀剂得到的AASCM 具有凝结时间快、脱膜时间短、早强高强等优点，大大加快了预制构件工业化生产进度，缩短工期，实现了新型砌块快硬早强的目的，是一种低能耗绿色环保型建筑材料。
秸秆作为一种可再生的建筑材料，将其应用于建筑墙体可达到降低成本、就地取材以及改善农民居住环境的目的，并有助于提高建筑物的保温隔热效果。建筑物隔热保温是节约能源、改善居住环境和使用功能的一个重要方面。建筑能耗在人类整个能源消耗中所占比例一般在30％～40％，绝大部分是采暖和空调的能耗，故建筑节能意义重大。此外，通过对农作物秸秆复合砌块的制作工艺、基本力学性能和热工性能等的研究，具有广泛的开发和应用前景。每年夏收和秋冬之际，大量的小麦、玉米等秸秆在田间焚烧，既产生了大量浓重的烟雾，造成严重的大气污染，造成空气能见度下降，可见范围降低，直接影响民航、铁路、高速公路的正常运营，容易引发交通事故，影响人身安全，又浪费了宝贵的可再生资源。显然，焚烧这种处理方法在众多地方成为一种公害。因此，改革传统落后的秸秆利用方式，发展秸秆循环经济势在必行，如何解决秸秆的合理去向及有效利用问题显得尤为紧迫。
发明内容
本发明的目的是为了解决矿渣在目前建筑基体中利用率低、秸秆焚烧污染环境，传统的混凝土砌块力学性能、保温隔热性能差及其在温度大于400℃时抗压性能下降明显的问题，而提供基于绿色建筑所用的生态秸秆复合砌块。
一种基于绿色建筑所用的生态秸秆复合砌块，所述的生态秸秆复合砌块包括保温隔声层3、防水层2和内层结构，所述的内层结构由秸秆纤维增强碱矿渣胶凝材料1和秸秆板绝热保温材料4组成；
所述的秸秆纤维增强碱矿渣胶凝材料1的内壁上固接有“π”型结构的肋5，秸秆纤维增强碱矿渣胶凝材料1的内部填充有秸秆板绝热保温材料4；所述的秸秆纤维增强碱矿渣胶凝材料1的外表面设置有防水层2，所述的防水层2的外表面设置有保温隔声层3。
另一种基于绿色建筑所用的生态秸秆复合砌块，所述的生态秸秆复合砌块包括保温隔声层3、防水层2和内层结构，所述的内层结构由两层秸秆纤维增强碱矿渣胶凝材料1和一层秸秆板绝热保温材料4组成，所述的秸秆板绝热保温材料4设置在两层秸秆纤维增强碱矿渣胶凝材料1之间；内层结构的外表面设置有防水层2，所述的防水层2的外表面设置有保温隔声层3。
本发明的生态秸秆复合砌块采用秸秆板为主要保温隔热材料，制成一种适用于混凝土框架结构、木结构、钢结构和混合结构的秸杆复合砌块，是一种新型墙体材料，具有轻质、保温、节能环保、成本低廉、防火、防水、防渗和防虫鼠害等优点，在农村建设领域中具有广泛的应用前景。我国丰富的秸秆资源，为新型墙体材料的应用和推广提供了重要的可能。如能将这些新型的墙体材料与当地自然资源和工业废弃物相结合，不仅能够节约大量的资源，且有利于环境保护和人体健康。本发明生态秸秆复合砌块具有优异的力学性能，与传统混凝土砌块相比，保温性能更好，如在隔热性能方面，传统混凝土砌块在温度大于 400℃时，其抗压性能将下降40％，而新型秸秆复合砌块将不受到明显的影响。
本发明所使用的碱矿渣胶凝材料(秸秆增强)是以工业副产品——粒化高炉矿渣为原料，使用恰当的碱激发剂激发，经搅拌而成的胶凝材料。其胶砂件抗压强度不低于C50混凝土，其黏结性能与环氧类有机胶基本持平，且在历经最高温度不高于600℃时，其高温后抗压强度不会降低；且此种胶凝材料生产工艺简单，无需高温煅烧熟料，其煤耗降低60％～80％，电耗降低40％～50％，是值得推广的一种新型绿色胶凝材料。此外，利用矿渣等工业废料生产碱矿渣胶凝材料，对减少废渣占用场地、保护自然生态环境、降低环境污染及综合利用资源等均具有深远意义。
本发明使用秸秆纤维，秸秆纤维来源丰富，属于可再生资源，显著降低了墙材成本，达到资源化利用的目的。此外利用了秸杆等农业废弃资源，实现了农民增收，节能环保的目的，开创了材料高附加值利用的先河；同时有利于提高建筑抗震能力和材料回收再利用，且成本低，与同类产品相比具有明显的技术优势和经济优势。本发明研发了秸秆增强碱矿渣胶凝材料，在一定程度上提高基体的韧性和抗拉强度，已成为建筑领域的研究热点。
本发明在基体中掺入导电碳纤维，使新型秸秆复合砌块具有压敏性、温敏性和磁敏性。碳纤维综合性能非常优异，具有很多其它材料无可比拟的优点，除具有高导电性能之外，其还具有耐腐蚀、耐磨、耐高温、强度高及质轻等特点，应用非常广泛。由于导电碳纤维的高导电性，其在基体中的添加量非常小，但掺入碳纤维，可根据电阻率的可逆变化对应于可逆的弹性变形，进而判断砌块的非弹性变化和断裂状态。据此，可通过电阻率的变化来确定其处于安全、损伤或破坏的哪一阶段。同时其体积电导率会随疲劳次数增多而发生不可逆的降低，因此进行疲劳损伤监测。
本发明的有益效果：
(1)本发明基于绿色建筑所用的生态秸秆复合砌块，主要将保温隔热性能良好的秸秆板作为保温芯料，外侧辅以秸秆碱矿渣胶凝材料(AASCM)作为热桥阻断材料，砌块表面布置防水层、保温层、隔声层等形成一体化生态秸秆复合砌块，并在基体中添加碳纤维作为健康检测的导电载体。本发明生态秸秆复合砌块作为量大面广的墙体材料，构成绿色建筑的宜居生态系统，可有效利用矿渣、秸秆等工农业废弃物，使废弃资源得以循环再利用，减少环境污染，显著降低建筑能耗，改善室内环境。对生态秸秆复合砌块的研发，将有效缓解我国能源紧缺局面，推动低碳经济和建筑行业的可持续发展，在以农业为主要产业，具有极为广阔的市场和产业化前景。
与传统砌体材料相比，本发明的生态秸秆复合砌块具有很好的隔热、保温性能，建筑材料的导热系数越低，隔热效果越好。研究表明利用控温热箱法测定秸秆混凝土砌块的平均传热系数为1.00W/(m2·K)，纤维混凝土空心砌块平均传热系数为1.48W/(m2·K)。对比可知秸秆混凝土砌块的传热系数减小了32.5％，具有很好的保温隔热性能。
(2)本发明的生态秸秆复合砌块具有轻质、隔热、保温和隔音等特点，而且取材容易、制作简单、施工方便及成本低廉，是一种新型的建筑材料，为秸秆资源化利用提供了一种新的途径。本发明的生态秸秆复合砌块作为一种新型的建筑材料，传热系数较小，具有很好的保温隔热性能。该生态秸秆复合砌块保温隔热性能远远高于普通墙体，其经过高密度压实，在其室内一面进行泥土抹灰，室外一面进行石灰抹灰之后其防火等级可达到 A1级，属于防火性能良好的建筑墙体材料。
(3)由于植物纤维在强度刚度上与混凝土的巨大差距，通常意义上讲，随着秸秆掺量的增加，秸秆纤维砌块的抗压抗弯强度会不断碱小。但由于植物纤维由不同的分生组织发育形成，微观结构是丝状、絮状物，具有很好的连接和充填作用，因此本发明在混凝土砌块中加入适量秸秆，可以提高材料的力学性能、增强抗震性能，更可以减少墙体开裂。同时秸秆混凝土砌块由秸秆压缩块插孔纤维混凝土空心砌块制成，可改善纤维混凝土空心砌块的受力特性，达到承重墙结构和框架结构的受力承载的要求。
(4)本发明采用复合土壤胶结料、秸秆与建筑垃圾的技术制成绿色秸秆砌块砖，以及将碱矿渣混凝土与秸秆块两种新型建筑材料的结合，将有助于解决目前秸秆能源化、饲料化、基料化和肥料化转化不足进而存在的50％左右秸秆垃圾和我国占城市垃圾总量40％的建筑垃圾的现实问题，探索出全新的秸秆应用和建筑垃圾处理运维新模式，丰富我国的新型建筑墙体材料品种。此外，由于秸秆混凝土砌块工艺简单、价格低廉、材料易得、质量较轻，必将成为建筑领域的研究热点。
本发明可获得基于绿色建筑所用的生态秸秆复合砌块。
附图说明
图1为实施例1基于绿色建筑所用的生态秸秆复合砌块的结构示意图，1为秸秆纤维增强碱矿渣胶凝材料，2为防水层，3为保温隔声层，4为秸秆板绝热保温材料，5为肋。
图2为实施例2基于绿色建筑所用的生态秸秆复合砌块的结构示意图，1为秸秆纤维增强碱矿渣胶凝材料，2为防水层，3为保温隔声层，4为秸秆板绝热保温材料，6为通孔。
图3为20℃～800℃温度下秸秆纤维增强碱矿渣胶凝材料的抗压破坏形态。
图4为高温下秸秆纤维增强碱矿渣胶凝材料的抗压强度随温度的变化趋势图，■表示 W35，●表示W42。
图5为高温后与常温下秸秆纤维增强碱矿渣胶凝材料的抗压强度的比值随温度变化趋势图，□表示W35，△表示W42；图中横线代表秸秆纤维增强碱矿渣胶凝材料(AASCM) 拟合曲线，虚线代表水泥石(OPC)。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式基于绿色建筑所用的生态秸秆复合砌块，所述的生态秸秆复合砌块包括保温隔声层3、防水层2和内层结构，所述的内层结构由秸秆纤维增强碱矿渣胶凝材料1和秸秆板绝热保温材料4组成；
所述的秸秆纤维增强碱矿渣胶凝材料1的内壁上固接有“π”型结构的肋5，秸秆纤维增强碱矿渣胶凝材料1的内部填充有秸秆板绝热保温材料4；所述的秸秆纤维增强碱矿渣胶凝材料1的外表面设置有防水层2，所述的防水层2的外表面设置有保温隔声层3。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同点是：所述的秸秆纤维增强碱矿渣胶凝材料1按照以下步骤制备：
将氢氧化钠加入到水玻璃中，搅拌至无明显絮状物，静置1.5～2h，得到混合物a，所述的氢氧化钠与水玻璃的质量比为0.04582：0.1914；将水玻璃加入到矿渣中，搅拌1～2min 后，加入自来水，继续搅拌6～8min，得到混合物b，所述的水玻璃、矿渣与自来水的质量比为6：1.423：1.82；将混合物a与混合物b加入到模具中，然后加入增强纤维，振动成型，再振捣至表面平整，在19～21℃的温度条件、不低于50％的湿度条件下养护24～48 h后脱模，得到秸秆纤维增强碱矿渣胶凝材料1，所述的混合物a与混合物b的质量比为 1.2394：9.243。所述的肋5是通过模具与秸秆纤维增强碱矿渣胶凝材料1一体浇筑成型的。
其他步骤与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同点是：所述的水玻璃为氢氧化钠、硅酸钠、硅酸钾或碳酸钠，其掺杂量为矿渣质量的8％、10％、12％或14％；所述的矿渣含有的元素及质量分数：SiO2为33.63％～35％、Al2O3为7.57％～8％、Fe2O3为 3.14％～3.5％、CaO为42.53％～45％、MgO为10.18％～10.5％、MnO为0.16％～0.25％、S 为1.21％～1.5％和TiO2为0.36％～0.5％，余量为杂质；所述的增强纤维为植物纤维、聚丙烯纤维或微细钢纤维，其掺杂量为矿渣质量的1％、2％、3％或5％，所述的植物纤维为稻草纤维、麦秸纤维或玉米秸纤维。
其他步骤与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同点是：所述的所述的秸秆板绝热保温材料4为秸秆板。
其他步骤与具体实施方式一至三相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同点是：所述的防水层2 为SBS改性沥青防水涂料；所述的保温隔声层3为苯板。
其他步骤与具体实施方式一至四相同。
具体实施方式六：本实施方式基于绿色建筑所用的生态秸秆复合砌块，所述的生态秸秆复合砌块包括保温隔声层3、防水层2和内层结构，所述的内层结构由两层秸秆纤维增强碱矿渣胶凝材料1和一层秸秆板绝热保温材料4组成，所述的秸秆板绝热保温材料4 设置在两层秸秆纤维增强碱矿渣胶凝材料1之间；内层结构的外表面设置有防水层2，所述的防水层2的外表面设置有保温隔声层3。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式六不同点是：所述的秸秆纤维增强碱矿渣胶凝材料1按照以下步骤制备：
将氢氧化钠加入到水玻璃中，搅拌至无明显絮状物，静置1.5～2h，得到混合物a，所述的氢氧化钠与水玻璃的质量比为0.04582：0.1914；将水玻璃加入到矿渣中，搅拌1～2min 后，加入自来水，继续搅拌6～8min，得到混合物b，所述的水玻璃、矿渣与自来水的质量比为6：1.423：1.82；将混合物a与混合物b加入到模具中，然后加入增强纤维，振动成型，再振捣至表面平整，在19～21℃的温度条件、不低于50％的湿度条件下养护24～48 h后脱模，得到秸秆纤维增强碱矿渣胶凝材料1，所述的混合物a与混合物b的质量比为 1.2394：9.243。
其他步骤与具体实施方式六相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式六或七不同点是：所述的水玻璃为氢氧化钠、硅酸钠、硅酸钾或碳酸钠，其掺杂量为矿渣质量的8％、10％、12％或14％；所述的矿渣含有的元素及质量分数：SiO2为33.63％～35％、Al2O3为7.57％～8％、Fe2O3为 3.14％～3.5％、CaO为42.53％～45％、MgO为10.18％～10.5％、MnO为0.16％～0.25％、S 为1.21％～1.5％和TiO2为0.36％～0.5％，余量为杂质；所述的增强纤维为植物纤维、聚丙烯纤维或微细钢纤维，其掺杂量为矿渣质量的1％、2％、3％或5％，所述的植物纤维为稻草纤维、麦秸纤维或玉米秸纤维。
其他步骤与具体实施方式六或七相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式六至八之一不同点是：所述的所述的秸秆板绝热保温材料4为秸秆板；所述的防水层2为SBS改性沥青防水涂料；所述的保温隔声层3为苯板。
其他步骤与具体实施方式六至八相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式六至九之一不同点是：所述的秸秆纤维增强碱矿渣胶凝材料1上设有若干个通孔6。
其他步骤与具体实施方式六至九相同。
采用以下实施例验证本发明的有益效果：
实施例1：基于绿色建筑所用的生态秸秆复合砌块，所述的生态秸秆复合砌块包括保温隔声层3、防水层2和内层结构，所述的内层结构由秸秆纤维增强碱矿渣胶凝材料1和秸秆板绝热保温材料4组成；
所述的秸秆纤维增强碱矿渣胶凝材料1的内壁上固接有“π”型结构的肋5，秸秆纤维增强碱矿渣胶凝材料1的内部填充有秸秆板绝热保温材料4；所述的秸秆纤维增强碱矿渣胶凝材料1的外表面设置有防水层2，所述的防水层2的外表面设置有保温隔声层3。
所述的秸秆纤维增强碱矿渣胶凝材料1按照以下步骤制备：首先调节水玻璃模数为 1.0，将氢氧化钠加入到水玻璃中，搅拌至无明显絮状物，静置1.5h，直至混合物完全放热，得到混合物a，所述的氢氧化钠与水玻璃的质量比为0.04582：0.1914；将调整好模数的水玻璃加入到矿渣中，搅拌1min后，加入自来水，继续搅拌6min，制备不同纤维增强AASCM试件时，将增强纤维(植物纤维、聚丙烯纤维或微细钢纤维)倒入搅拌机中，低速慢搅1min左右后出料，得到混合物b，所述的水玻璃、矿渣与自来水的质量比为6： 1.423：1.82；将混合物a与混合物b加入到不同尺寸(40mm×40mm×160mm、 100mm×100mm×100mm或哑铃型试件等)钢模中，再于混凝土振动台上经高频振动成型，再振捣至表面平整，无气泡逸出，放置于恒温恒湿标准养护箱中，并在19～21℃的温度条件、不低于50％的湿度条件下养护24h后脱模，并经养护3d、7d和28d之后，用YAW-300 型全自动压折试验机测试其抗折强度和抗压强度，得到秸秆纤维增强碱矿渣胶凝材料1，所述的混合物a与混合物b的质量比为1.2394：9.243。
所述的水玻璃为氢氧化钠、硅酸钠、硅酸钾或碳酸钠，均为市场销售产品，其掺杂量为矿渣质量的8％、10％、12％或14％；所述的矿渣中SiO2含量为36.90％，活性指标为：质量系数为1.69，碱性系数为0.97，活度系数为0.42。钾水玻璃，K2O含量为15.98％。钠水玻璃，Na2O含量为10.2％。氢氧化钠，质量分数≥96.0％。采用三种植物纤维(简称 Z)，分别为稻秆、麦秆以及玉米秆，主要采集茎秆部分，将其铡至2cm～3cm左右长度，并分别将其进行碱处理、酸处理以及未处理，处理后的植物纤维含水率控制在15％左右。矿渣级别采用S75、S95或S105；水胶比分别为0.1、0.2、0.3或0.4。所述的增强纤维为植物纤维、聚丙烯纤维或微细钢纤维，其掺杂量为矿渣质量的1％、2％、3％或5％，所述的植物纤维为稻草纤维、麦秸纤维或玉米秸纤维。养护制度采取标准养护、恒温恒湿养护、覆膜自然养护或水中养护。
所述的所述的秸秆板绝热保温材料4为秸秆板；所述的防水层2为SBS改性沥青防水涂料，购买自山东鹏盛建筑材料有限公司；所述的保温隔声层3为苯板。
实施例2：基于绿色建筑所用的生态秸秆复合砌块，所述的生态秸秆复合砌块包括保温隔声层3、防水层2和内层结构，所述的内层结构由两层秸秆纤维增强碱矿渣胶凝材料1和一层秸秆板绝热保温材料4组成，所述的秸秆板绝热保温材料4设置在两层秸秆纤维增强碱矿渣胶凝材料1之间；内层结构的外表面设置有防水层2，所述的防水层2的外表面设置有保温隔声层3。
所述的秸秆纤维增强碱矿渣胶凝材料1按照以下步骤制备：首先调节水玻璃模数为 1.0，将氢氧化钠加入到水玻璃中，搅拌至无明显絮状物，静置1.5h，直至混合物完全放热，得到混合物a，所述的氢氧化钠与水玻璃的质量比为0.04582：0.1914；将调整好模数的水玻璃加入到矿渣中，搅拌1min后，加入自来水，继续搅拌6min，制备不同纤维增强AASCM试件时，将增强纤维(植物纤维、聚丙烯纤维或微细钢纤维)倒入搅拌机中，低速慢搅1min左右后出料，得到混合物b，所述的水玻璃、矿渣与自来水的质量比为6： 1.423：1.82；将混合物a与混合物b加入到不同尺寸(40mm×40mm×160mm、 100mm×100mm×100mm或哑铃型试件等)钢模中，再于混凝土振动台上经高频振动成型，再振捣至表面平整，无气泡逸出，放置于恒温恒湿标准养护箱中，并在19～21℃的温度条件、不低于50％的湿度条件下养护24h后脱模，并经养护3d、7d和28d之后，用YAW-300 型全自动压折试验机测试其抗折强度和抗压强度，得到秸秆纤维增强碱矿渣胶凝材料1，所述的混合物a与混合物b的质量比为1.2394：9.243。
所述的水玻璃为氢氧化钠、硅酸钠、硅酸钾或碳酸钠，均为市场销售产品，其掺杂量为矿渣质量的8％、10％、12％或14％；所述的矿渣中SiO2含量为36.90％，活性指标为：质量系数为1.69，碱性系数为0.97，活度系数为0.42。钾水玻璃，K2O含量为15.98％。钠水玻璃，Na2O含量为10.2％。氢氧化钠，质量分数≥96.0％。采用三种植物纤维(简称 Z)，分别为稻秆、麦秆以及玉米秆，主要采集茎秆部分，将其铡至2cm～3cm左右长度，并分别将其进行碱处理、酸处理以及未处理，处理后的植物纤维含水率控制在15％左右。矿渣级别采用S75、S95或S105；水胶比分别为0.1、0.2、0.3或0.4。所述的增强纤维为植物纤维、聚丙烯纤维或微细钢纤维，其掺杂量为矿渣质量的1％、2％、3％或5％，所述的植物纤维为稻草纤维、麦秸纤维或玉米秸纤维。养护制度采取标准养护、恒温恒湿养护、覆膜自然养护或水中养护。
所述的所述的秸秆板绝热保温材料4为秸秆板；所述的防水层2为SBS改性沥青防水涂料，购买自山东鹏盛建筑材料有限公司；所述的保温隔声层3为苯板；所述的秸秆纤维增强碱矿渣胶凝材料1上设有若干个通孔6。
试验部分：
图3为20℃～800℃温度下秸秆纤维增强碱矿渣胶凝材料的抗压破坏形态；如图3所示，AASCM在常温下为深墨绿色外表，有光泽，表面光滑平整；随着温度的升高，其颜色逐渐变浅，温度达到200℃时其颜色变为灰绿色，温度达到400℃时试件表面出现少量细纹，温度达到600℃时逐渐出现掉皮现象，并且观察表面发现变粗糙，表面也失去光泽，随着温度的升高可以看到试件变疏松，在温度达到800℃时颜色变成灰白色，出现较多的裂纹，部分裂纹长且宽。
图4为高温下秸秆纤维增强碱矿渣胶凝材料的抗压强度随温度的变化趋势图，如图4 所示，通过对高温下抗折与抗拉强度的试验数据分析，可知抗折与抗拉强度均是随温度的升高而逐渐降低。温度在200℃以内，AASCM抗拉强度曲线下降速率较大；温度达到 200～800℃时，与抗折强度相比，抗拉强度曲线的斜率更大，说明抗拉强度对温度作用更为敏感，退化比抗折强度快。
图5为高温后与常温下秸秆纤维增强碱矿渣胶凝材料的抗压强度的比值随温度变化趋势图，如图5所示，温度在200℃之前，AASCM的抗压强度均随温度升高而增加，相当于经历了“高温养护”作用，结构均更加密实。温度达到200～400℃后，AASCM胶砂件抗压强度随温度升高逐渐增大；温度达到400℃后，AASCM的胶砂件抗压强度较常温时提高13％左右；温度达到400～600℃后，AASCM胶砂件抗压强度不断减小，但仍高于常温时的强度；可见AASCM高温后抗压强度随着温度的升高，经历了一个先增加后减小的过程，其临界温度为400℃；AASCM物相组成发生变化的温度段为600～800℃；温度达到800℃高温后，AASCM的高温后抗压强度约为峰值强度40％～50％。可见AASCM 的耐高温性能良好。
表1为本发明生态秸秆复合砌块不同的配合比设计；
表1
Claims (10)
1.基于绿色建筑所用的生态秸秆复合砌块，其特征在于所述的生态秸秆复合砌块包括保温隔声层(3)、防水层(2)和内层结构，所述的内层结构由秸秆纤维增强碱矿渣胶凝材料(1)和秸秆板绝热保温材料(4)组成；
所述的秸秆纤维增强碱矿渣胶凝材料(1)的内壁上固接有“π”型结构的肋(5)，秸秆纤维增强碱矿渣胶凝材料(1)的内部填充有秸秆板绝热保温材料(4)；所述的秸秆纤维增强碱矿渣胶凝材料(1)的外表面设置有防水层(2)，所述的防水层(2)的外表面设置有保温隔声层(3)。
2.根据权利要求1所述的基于绿色建筑所用的生态秸秆复合砌块，其特征在于所述的秸秆纤维增强碱矿渣胶凝材料(1)按照以下步骤制备：
将氢氧化钠加入到水玻璃中，搅拌至无明显絮状物，静置1.5～2h，得到混合物a，所述的氢氧化钠与水玻璃的质量比为0.04582：0.1914；将水玻璃加入到矿渣中，搅拌1～2min后，加入自来水，继续搅拌6～8min，得到混合物b，所述的水玻璃、矿渣与自来水的质量比为6：1.423：1.82；将混合物a与混合物b加入到模具中，然后加入增强纤维，振动成型，再振捣至表面平整，在19～21℃的温度条件、不低于50％的湿度条件下养护24～48h后脱模，得到秸秆纤维增强碱矿渣胶凝材料(1)，所述的混合物a与混合物b的质量比为1.2394：9.243。
3.根据权利要求2所述的基于绿色建筑所用的生态秸秆复合砌块，其特征在于所述的水玻璃为氢氧化钠、硅酸钠、硅酸钾或碳酸钠，其掺杂量为矿渣质量的8％、10％、12％或14％；所述的矿渣含有的元素及质量分数：SiO2为33.63％～35％、Al2O3为7.57％～8％、Fe2O3为3.14％～3.5％、CaO为42.53％～45％、MgO为10.18％～10.5％、MnO为0.16％～0.25％、S为1.21％～1.5％和TiO2为0.36％～0.5％，余量为杂质；所述的增强纤维为植物纤维、聚丙烯纤维或微细钢纤维，其掺杂量为矿渣质量的1％、2％、3％或5％，所述的植物纤维为稻草纤维、麦秸纤维或玉米秸纤维。
4.根据权利要求1所述的基于绿色建筑所用的生态秸秆复合砌块，其特征在于所述的所述的秸秆板绝热保温材料(4)为秸秆板。
5.根据权利要求1所述的基于绿色建筑所用的生态秸秆复合砌块，其特征在于所述的防水层(2)为SBS改性沥青防水涂料；所述的保温隔声层(3)为苯板。
6.基于绿色建筑所用的生态秸秆复合砌块，其特征在于所述的生态秸秆复合砌块包括保温隔声层(3)、防水层(2)和内层结构，所述的内层结构由两层秸秆纤维增强碱矿渣胶凝材料(1)和一层秸秆板绝热保温材料(4)组成，所述的秸秆板绝热保温材料(4)设置在两层秸秆纤维增强碱矿渣胶凝材料(1)之间；内层结构的外表面设置有防水层(2)，所述的防水层(2)的外表面设置有保温隔声层(3)。
7.根据权利要求6所述的基于绿色建筑所用的生态秸秆复合砌块，其特征在于所述的秸秆纤维增强碱矿渣胶凝材料(1)按照以下步骤制备：
将氢氧化钠加入到水玻璃中，搅拌至无明显絮状物，静置1.5～2h，得到混合物a，所述的氢氧化钠与水玻璃的质量比为0.04582：0.1914；将水玻璃加入到矿渣中，搅拌1～2min后，加入自来水，继续搅拌6～8min，得到混合物b，所述的水玻璃、矿渣与自来水的质量比为6：1.423：1.82；将混合物a与混合物b加入到模具中，然后加入增强纤维，振动成型，再振捣至表面平整，在19～21℃的温度条件、不低于50％的湿度条件下养护24～48h后脱模，得到秸秆纤维增强碱矿渣胶凝材料(1)，所述的混合物a与混合物b的质量比为1.2394：9.243。
8.根据权利要求7所述的基于绿色建筑所用的生态秸秆复合砌块，其特征在于所述的水玻璃为氢氧化钠、硅酸钠、硅酸钾或碳酸钠，其掺杂量为矿渣质量的8％、10％、12％或14％；所述的矿渣含有的元素及质量分数：SiO2为33.63％～35％、Al2O3为7.57％～8％、Fe2O3为3.14％～3.5％、CaO为42.53％～45％、MgO为10.18％～10.5％、MnO为0.16％～0.25％、S为1.21％～1.5％和TiO2为0.36％～0.5％，余量为杂质；所述的增强纤维为植物纤维、聚丙烯纤维或微细钢纤维，其掺杂量为矿渣质量的1％、2％、3％或5％，所述的植物纤维为稻草纤维、麦秸纤维或玉米秸纤维。
9.根据权利要求6所述的基于绿色建筑所用的生态秸秆复合砌块，其特征在于所述的所述的秸秆板绝热保温材料(4)为秸秆板；所述的防水层(2)为SBS改性沥青防水涂料；所述的保温隔声层(3)为苯板。
10.根据权利要求6所述的基于绿色建筑所用的生态秸秆复合砌块，其特征在于所述的秸秆纤维增强碱矿渣胶凝材料(1)上设有若干个通孔(6)。
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