CN115432996B - 稻壳陶瓷材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种稻壳陶瓷材料，按照质量百分比由以下原料组分构成：工业废渣33％～80％，长度为3mm～10mm的稻壳5％～60％，熔剂5％～30％，以上各原料含量的总和为100％。本发明还公开了上述稻壳陶瓷材料的制备方法，称取上述原料以及粘结剂和水，经过球磨、混合、成型、干燥、烧结工序后，得到该稻壳陶瓷材料。本发明的稻壳陶瓷材料兼具吸声降噪、蓄水与调湿功能，可解决或缓解环境变化带来的蓄水与调湿、吸声降噪以及如何大批量利用稻壳的问题，该材料适用于地铁、高铁等铁路两侧和高速公路两侧等受风力、气流压迫的场所的吸声降噪和蓄水调湿。

Description

稻壳陶瓷材料及其制备方法
技术领域
本发明属于陶瓷材料制备技术领域，涉及一种稻壳陶瓷材料，本发明还涉及上述稻壳陶瓷材料的制备方法。
背景技术
随着全球气候的不断变暖，各种极端天气经常出现，有时局地突发大雨暴雨，过后却是连绵的干旱，这使得我国水资源分布不均，不同地区不同时段空气过分干燥或潮湿的困境时有发生。因此，如何充分节约水资源，雨水过多时把它蓄积起来，天气干燥时释放水汽，以平衡环境湿度，改善居住环境，这是一个重要的课题。
此外，工业化过程中产生的各种噪声污染，给人们的生活平添了许多烦恼，损害着人们的健康。如何消除或减少噪声污染，必须引起高度重视。
另外，我国作为世界上最大的稻谷生产国，每年产生巨量的稻壳。由于稻壳中碳含量高达36％，SiO2等无机盐含量接近20％，如何充分利用这些稻壳，不但是经济问题和能源利用问题，更是环境问题和能否可持续发展问题。根据国家统计局发布的《中华人民共和国2021年国民经济和社会发展统计公报》，2021年我国稻谷产量21284万吨。按照稻壳是稻谷产量的20％计，仅2021年产生的稻壳就达到4256.8万吨。这些稻壳，除了部分被用作饲料、燃料和某些工业生产的原料以外，其余的被作为废物白白扔掉，既浪费了资源，又破坏了环境。因此，如何提高稻壳的利用率就显得很迫切了。虽然现有技术中有将稻壳用于建筑陶瓷材料中，但稻壳用量不超过10％，利用比例太低，而且要将稻壳磨细。
再者，如何消纳工业化过程中产生的大量工业废渣，如煤矸石、粉煤灰和赤泥，也是一个亟待解决的难题。
发明内容
本发明的目的是提供一种稻壳陶瓷材料，该材料具有吸声降噪、蓄水与调湿功能。
本发明的另一个目的是提供上述稻壳陶瓷材料的制备方法。
本发明所采用的技术方案是，稻壳陶瓷材料，按照质量百分比由以下原料组成：工业废渣33％～80％，长度为3mm～10mm的稻壳5％～60％，熔剂5％～30％，以上各原料质量百分比的总和为100％。
稻壳陶瓷材料的结构形貌为大量陶瓷化的稻壳纵横交错堆积形成的堆积体，并形成无数的无序连通空间；在该材料的内部，稻壳的形状得以保持，有舟状结构，梭状结构。
本发明的特点还在于：
稻壳为稻谷脱壳后得到的原生态稻壳。
工业废渣是煤矸石、粉煤灰、赤泥中的任意一种或几种按照任意比例的混合物；
煤矸石中各组分的质量百分比如下：35％～45％的SiO2、25％～30％的Al2O3、2％～7％的Fe2O3、0.5％～1.5％的TiO2、1％～2％的CaO、0.5％～1.5％的MgO、0.5％～1.5％的K2O、0.1％～0.5％的Na2O，15％～25％的灰分与杂质，所有组分的质量百分比之和为100％；
粉煤灰中各组分的质量百分比如下：45％～55％的SiO2、15％～25％的Al2O3、5％～10％的Fe2O3、0.5％～1.5％的TiO2、5％～10％的CaO、2.5％～3.5％的MgO、0.5％～1.5％的K2O、0.5％～1.5％的Na2O，5％～10％的灰分与杂质，所有组分的质量百分比之和为100％；
赤泥中各组分的质量百分比如下：20％～40％的SiO2、20％～30％的Al2O3、4％～10％的Fe2O3、10％～15％的CaO、10％～15％的Na2O，5％～15％的灰分与杂质，所有组分的质量百分比之和为100％。
熔剂为废玻璃粉。
本发明所采用的另一种技术方案是：
稻壳陶瓷材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1、按照以下质量百分比称取原料：工业废渣33％～80％，长度为3mm～10mm的稻壳5％～60％，熔剂5％～30％，各原料质量百分比之和为100％；
步骤2、将步骤1中称取的工业废渣中的块状原料破碎至粒径≤3mm；
步骤3、称取粘结剂和水，其中粘结剂的质量为步骤1中原料总质量的2％～10％，水的质量为步骤1中原料总质量的15％～30％，然后将步骤2得到的破碎后的工业废渣与熔剂、粘结剂、水混合后球磨，球磨至混合物可过200目筛，得到浆料；
步骤4、将步骤1称取的稻壳加入到步骤3得到的浆料中，混合均匀，得到粘附浆料的稻壳；
步骤5、将粘附浆料的稻壳注入模具中，轻压成型，脱模得到坯体；
步骤6、将步骤5制得的坯体在85℃～105℃的温度下干燥；
步骤7、将干燥好的坯体入窑炉烧结，自然冷却得到稻壳陶瓷材料。
本发明另一技术方案的特点还在于：
稻壳为稻谷脱壳后得到的原生态稻壳；工业废渣是煤矸石、粉煤灰、赤泥中的任意一种或几种按照任意比例的混合物；熔剂为废玻璃粉。
步骤3中粘结剂为羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇、淀粉或黄原胶中的一种或多种的混合物。
步骤5中轻压成型时的压强为：10KPa～2MPa。
步骤7中的烧结工艺条件为：于900℃～1150℃烧结10min～40min。
本发明的有益效果是：
(1)本发明稻壳陶瓷材料中稻壳用量多，最高可达60％，且由于稻壳中碳含量高达36％，SiO2等无机盐含量接近20％。因此，大批量利用稻壳不但可大量利用稻壳中的热值，减碳作用非常明显，还可减少无机原料的开采，节能环保意义大；
(2)本发明稻壳陶瓷材料充分利用了稻壳舟状、梭状的空腔结构，使之可在消耗噪声、储存水体方面发挥独特的优势。根据吸声原理，声音在空腔中来回反射，可消耗噪声能量，从而达到吸声的效果。因此，该材料中每个瓷化的稻壳的空腔和由许多瓷化了的稻壳堆积形成的空腔可有效吸声降噪。同时，这些空腔是储存水体的天然小水库。下雨时，这些空腔可以蓄水，环境干燥时，空腔中的水通过蒸发可调节环境湿度；
(3)本发明稻壳陶瓷材料由无数瓷化的稻壳犬牙交错般紧密堆积而成，瓷化稻壳的纤长外形和弧形结构为该材料的强度提供了可靠保障；
(4)本发明稻壳陶瓷材料不使用发泡剂，且稻壳无需磨细，减少了工序，降低了成本；
(5)本发明稻壳陶瓷材料使用的原料绝大多数为废弃物，为稻壳、煤矸石、粉煤灰和赤泥的再利用提供了一条新的途径；
(6)本发明提供了一种高比例、大批量使用稻壳制造的新型环保稻壳陶瓷材料，该材料兼具吸声降噪、蓄水与调湿功能，可解决或缓解环境变化带来的蓄水与调湿，吸声降噪以及如何大批量利用稻壳的问题；
(7)本发明的稻壳陶瓷材料具有较大的强度和较好的抗热震性，因此，其更适用于地铁、高铁等铁路两侧和高速公路两侧等受风力、气流压迫的场所的吸声降噪和蓄水调湿。
附图说明
图1是本发明稻壳陶瓷材料的制备流程图；
图2是本发明稻壳陶瓷材料的结构形貌图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明的稻壳陶瓷材料，按照质量百分比由以下原料组分构成：工业废渣33％～80％，长度为3mm～10mm的稻壳5％～60％，熔剂5％～30％，以上各原料含量的总和为100％。
上述稻壳陶瓷材料的原料中：
稻壳为稻谷脱壳后得到的原生态稻壳，未经进一步粉碎，其长度为3mm～10mm。
工业废渣是煤矸石、粉煤灰、赤泥中的任意一种或几种按照任意比例的混合物；
煤矸石中各组分的质量百分比如下：35％～45％的SiO2、25％～30％的Al2O3、2％～7％的Fe2O3、0.5％～1.5％的TiO2、1％～2％的CaO、0.5％～1.5％的MgO、0.5％～1.5％的K2O、0.1％～0.5％的Na2O，15％～25％的灰分与杂质，所有组分的质量百分比之和为100％；
粉煤灰中各组分的质量百分比如下：45％～55％的SiO2、15％～25％的Al2O3、5％～10％的Fe2O3、0.5％～1.5％的TiO2、5％～10％的CaO、2.5％～3.5％的MgO、0.5％～1.5％的K2O、0.5％～1.5％的Na2O，5％～10％的灰分与杂质，所有组分的质量百分比之和为100％；
赤泥中各组分的质量百分比如下：20％～40％的SiO2、20％～30％的Al2O3、4％～10％的Fe2O3、10％～15％的CaO、10％～15％的Na2O，5％～15％的灰分与杂质，所有组分的质量百分比之和为100％。
熔剂为废玻璃粉。
本发明稻壳陶瓷材料的制备方法，如图1所示，具体按照以下步骤实施：
步骤1、按照以下质量百分比称取原料：工业废渣33％～80％，长度为3mm～10mm的稻壳5％～60％，熔剂5％～30％；
步骤2、将步骤1中称取的工业废渣中的煤矸石经破碎机粗碎至粒径≤3mm；
步骤3、称取粘结剂和水，其中粘结剂的质量为步骤1中原料总质量的2％～10％，水的质量为步骤1中原料总质量的15％～30％，然后将步骤2得到的破碎后的工业废渣、熔剂与粘结剂、水混合后放入球磨机研磨至可过200目筛，得到浆料；粘结剂为羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇、淀粉或黄原胶中的一种或多种的混合物；
步骤4、将步骤1称取的稻壳加入到步骤3得到的浆料中，混合均匀，得到粘附浆料的稻壳；
步骤5、将粘附浆料的稻壳注入模具中，在10KPa～2MPa压强下轻压成型，使模具中相邻的粘浆稻谷壳之间紧密接触，且使稻谷壳不破坏，成型后脱模得到坯体；
步骤6、将步骤5制得的坯体在85℃～105℃的温度下干燥；
步骤7、将干燥好的坯体入窑炉烧结，于900℃～1150℃烧结10min～40min，自然冷却得到稻壳陶瓷材料。
本发明的稻壳陶瓷材料与常见的吸声材料、蓄水材料制作过程中需要加入发泡剂和/或造孔剂进行成孔不同，本发明仅需利用稻壳的微孔结构、瓷化的稻壳的舟状、梭状外形以及其相互堆积形成的空腔结构，就可以有效地对进入的噪声进行吸收。另外，这些瓷化的稻壳的舟状、梭状外形以及其相互堆积形成的空腔结构是储存水体的天然小水库，为蓄水、调湿提供了条件。在大量利用稻壳的同时，提高了材料的性能，降低了成本。此外，稻壳的短柱状结构，为增强材料的力学性能，提供了有力保障。
实施例1
本实施例稻壳陶瓷材料的制备包括如下步骤：
步骤1、按照如下质量百分比称取原料：煤矸石10％，粉煤灰35％，赤泥10％，玻璃粉10％，长度3mm～10mm的稻壳35％；
本实施例中煤矸石、粉煤灰和赤泥中各组分的质量百分比如下：
煤矸石：SiO240％、Al2O325％、Fe2O35％、TiO21％、CaO1.4％、MgO0.9％、K2O1.2％、Na2O0.5％，灰分与杂质25％，所有组分的质量百分比之和为100％；
粉煤灰：SiO245％、Al2O321％、Fe2O310％、TiO21％、CaO8％、MgO3％、K2O1.5％、Na2O0.5％，灰分与杂质10％，所有组分的质量百分比之和为100％；
赤泥：SiO238％、Al2O323％、Fe2O37％、CaO15％、Na2O10％，灰分与杂质7％，所有组分的质量百分比之和为100％。
步骤2、将煤矸石经破碎机粗碎至粒径≤3mm；
步骤3、称取羧甲基纤维素钠和水，其中羧甲基纤维素钠的质量为步骤1中原料总质量的3％，水的质量为步骤1中原料总质量的20％，然后将破碎后的煤矸石与粉煤灰、赤泥、玻璃粉、羧甲基纤维素钠和水一起入球磨机球磨，磨至细度可过200目筛，得到浆料；
步骤4、将步骤1称取的稻壳加入到步骤3得到的浆料中，混合均匀，得到粘附浆料的稻壳；
步骤5、将粘附浆料的稻壳注入模具中，在200KPa压强下轻压成型，脱模得到坯体；
步骤6、将步骤5制得的坯体在85℃的温度下干燥；
步骤7、将干燥好的坯体放入窑炉中在1030℃的温度下保温30min，自然冷却降温得到具有吸声、蓄水与调湿功能的稻壳陶瓷。
图2为本实施例1制备的稻壳陶瓷材料的结构形貌图，对该陶瓷材料的结构形貌进行观察，可见该材料是由大量陶瓷化的稻壳纵横交错堆积形成的堆积体，并形成无数的无序连通空间。在该材料的内部，稻壳的形状得以保持，有舟状结构，梭状结构。这些稻壳的壳形结构和无序连通空间为吸声、蓄水提供了极佳空间结构。瓷化稻壳的纤长外形和弧形结构为该材料的强度提高提供了可靠保障。
经测试，本实施例制备的稻壳陶瓷材料的密度为537Kg/m3，气孔率76％，单位体积蓄水率为69％，抗压强度1.6MPa，降噪系数0.63，单位面积每日水的蒸发量0.35mm/d。
实施例2
本实施例稻壳陶瓷材料的制备包括如下步骤：
步骤1、按照如下质量百分比称取原料：粉煤灰30％，赤泥7％，玻璃粉8％，长度3mm～10mm的稻壳55％；
本实施例中粉煤灰和赤泥中各组分的质量百分比如下：
粉煤灰：SiO238％、Al2O325％、Fe2O37％、TiO21.5％、CaO5％、MgO3.5％、K2O0.8％、Na2O1.2％，灰分与杂质18％，所有组分的质量百分比之和为100％；
赤泥：SiO220％、Al2O330％、Fe2O310％、CaO15％、Na2O10％，灰分与杂质15％，所有组分的质量百分比之和为100％。
步骤2、称取聚乙烯醇和水，其中聚乙烯醇的质量为步骤1中原料总质量的4％，水的质量为步骤1中原料总质量的25％，将聚乙烯醇溶于水配制成聚乙烯醇溶液，然后将粉煤灰、赤泥、玻璃粉和聚乙烯醇溶液一起入球磨机球磨，磨至细度可过200目筛，得到浆料；
步骤3、将步骤1称取的稻壳加入到步骤2得到的浆料中，混合均匀，得到粘附浆料的稻壳；
步骤4、将粘附浆料的稻壳注入模具中，在500KPa压强下轻压成型，脱模得到坯体；
步骤5、将步骤4制得的坯体在105℃的温度下干燥；
步骤6、将干燥好的坯体放入窑炉中在1020℃的温度下保温30min，自然冷却降温得到具有吸声、蓄水与调湿功能的稻壳陶瓷。
经测试，本实施例制备的稻壳陶瓷材料的密度413Kg/m3，气孔率81％，单位体积蓄水率为61％，抗压强度0.6MPa，降噪系数0.71，单位面积每日水的蒸发量0.46mm/d。
实施例3
本实施例稻壳陶瓷材料的制备包括如下步骤：
步骤1、按照如下质量百分比称取原料：煤矸石10％，粉煤灰27％，赤泥9％，玻璃粉9％，长度3mm～10mm的稻壳45％；
本实施例中煤矸石、粉煤灰和赤泥中各组分的质量百分比如下：
煤矸石：SiO235％、Al2O330％、Fe2O37％、TiO21.5％、CaO2％、MgO1.5％、K2O1.5％、Na2O0.5％，灰分与杂质21％，所有组分的质量百分比之和为100％；
粉煤灰：SiO247％、Al2O322％、Fe2O35％、TiO21.5％、CaO10％、MgO3.5％、K2O0.5％、Na2O1.5％，灰分与杂质9％，所有组分的质量百分比之和为100％；
赤泥：SiO240％、Al2O320％、Fe2O38％、CaO10％、Na2O15％，灰分与杂质7％，所有组分的质量百分比之和为100％。
步骤2、将煤矸石经破碎机粗碎至粒径≤3mm；
步骤3、称取聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠和水，其中聚乙烯醇的质量为步骤1中原料总质量的3％，羧甲基纤维素钠的质量为步骤1中原料总质量的2％，水的质量为步骤1中原料总质量的20％，将聚乙烯醇溶于水配制成聚乙烯醇溶液，然后将破碎后的煤矸石与粉煤灰、赤泥、玻璃粉、羧甲基纤维素钠和聚乙烯醇溶液一起入球磨机球磨，磨至细度可过200目筛，得到浆料；
步骤4、将步骤1称取的稻壳加入到步骤3得到的浆料中，混合均匀，得到粘附浆料的稻壳；
步骤5、将粘附浆料的稻壳注入模具中，在350KPa压强下轻压成型，脱模得到坯体；
步骤6、将步骤5制得的坯体在95℃的温度下干燥；
步骤7、将干燥好的坯体放入窑炉中在1020℃的温度下保温30min，自然冷却降温得到具有吸声、蓄水与调湿功能的稻壳陶瓷。
经测试，本实施例制备的稻壳陶瓷材料的密度为475Kg/m3，气孔率79％，单位体积蓄水率为57％，抗压强度0.8MPa，降噪系数0.70，单位面积每日水的蒸发量0.45mm/d。
实施例4
本实施例稻壳陶瓷材料的制备包括如下步骤：
步骤1、按照如下质量百分比称取原料：煤矸石10％，粉煤灰30％，赤泥5％，玻璃粉30％，长度3mm～10mm的稻谷壳25％；
本实施例中煤矸石、粉煤灰和赤泥中各组分的质量百分比如下：
煤矸石：SiO245％、Al2O330％、Fe2O32％、TiO21.5％、CaO1％、MgO0.5％、K2O0.9％、Na2O0.1％，灰分与杂质19％，所有组分的质量百分比之和为100％；
粉煤灰：SiO247％、Al2O322％、Fe2O35％、TiO21.5％、CaO10％、MgO3.5％、K2O0.5％、Na2O1.5％，灰分与杂质9％，所有组分的质量百分比之和为100％；
赤泥：SiO240％、Al2O320％、Fe2O38％、CaO10％、Na2O15％，灰分与杂质7％，所有组分的质量百分比之和为100％。
步骤2、将煤矸石经破碎机粗碎至粒径≤3mm；
步骤3、称取羧甲基纤维素钠、黄原胶和水，其中羧甲基纤维素钠的质量为步骤1中原料总质量的2％，黄原胶的质量为步骤1中原料总质量的1％，水的质量为步骤1中原料总质量的25％，然后将破碎后的煤矸石与粉煤灰、赤泥、玻璃粉、羧甲基纤维素钠、黄原胶和水一起入球磨机球磨，磨至细度可过200目筛，得到浆料；
步骤4、将步骤1称取的稻壳加入到步骤3得到的浆料中，混合均匀，得到粘附浆料的稻壳；
步骤5、将粘附浆料的稻壳注入模具中，在1MPa压强下轻压成型，脱模得到坯体；
步骤6、将步骤5制得的坯体在105℃的温度下干燥；
步骤7、将干燥好的坯体放入窑炉中在1040℃的温度下保温30min，自然冷却降温得到具有吸声、蓄水与调湿功能的稻壳陶瓷。
经测试，本实施例制备的稻壳陶瓷材料的密度为530Kg/m3，气孔率77％，单位体积蓄水率为71％，抗压强度1.6MPa，降噪系数0.64，单位面积每日水的蒸发量0.39mm/d。
实施例5
本实施例稻壳陶瓷材料的制备包括如下步骤：
步骤1、按照如下质量百分比称取原料：煤矸石25％，粉煤灰40％，赤泥4％，玻璃粉16％，长度3mm～10mm的稻谷壳15％；
本实施例中煤矸石、粉煤灰和赤泥中各组分的质量百分比如下：
煤矸石：SiO242％、Al2O328％、Fe2O35％、TiO20.5％、CaO1.5％、MgO1％、K2O0.5％、Na2O0.5％，灰分与杂质21％，所有组分的质量百分比之和为100％；
粉煤灰：SiO255％、Al2O315％、Fe2O310％、TiO20.5％、CaO10％、MgO2.5％、K2O0.5％、Na2O1.5％，灰分与杂质5％，所有组分的质量百分比之和为100％；
赤泥：SiO239％、Al2O327％、Fe2O34％、CaO12％、Na2O13％，灰分与杂质5％，所有组分的质量百分比之和为100％。
步骤2、将煤矸石经破碎机粗碎至粒径≤3mm；
步骤3、称取黄原胶和水，其中黄原胶的质量为步骤1中原料总质量的2.5％，水的质量为步骤1中原料总质量的25％，然后将破碎后的煤矸石与粉煤灰、赤泥、玻璃粉、黄原胶和水一起入球磨机球磨，磨至细度可过200目筛，得到浆料；
步骤4、将步骤1称取的稻壳加入到步骤3得到的浆料中，混合均匀，得到粘附浆料的稻壳；
步骤5、将粘附浆料的稻壳注入模具中，在100KPa压强下轻压成型，脱模得到坯体；
步骤6、将步骤5制得的坯体在95℃的温度下干燥；
步骤7、将干燥好的坯体放入窑炉中在1050℃的温度下保温30min，自然冷却降温得到具有吸声、蓄水与调湿功能的稻壳陶瓷。
经测试，本实施例制备的稻壳陶瓷材料的密度为869Kg/m3，气孔率70％，单位体积蓄水率为48％，抗压强度4.5MPa，降噪系数0.53，单位面积每日水的蒸发量0.55mm/d。
实施例6
本实施例稻壳陶瓷材料的制备包括如下步骤：
步骤1、按照如下质量百分比称取原料：煤矸石30％，粉煤灰50％，玻璃粉15％，长度3mm～10mm的稻壳5％；
本实施例中煤矸石、粉煤灰中各组分的质量百分比如下：
煤矸石：SiO245％、Al2O330％、Fe2O34％、TiO20.5％、Ca2％、MgO1.5％、K2O1.5％、Na2O0.5％，灰分与杂质15％，所有组分的质量百分比之和为100％；
粉煤灰：SiO250％、Al2O318％、Fe2O38％、TiO21.5％、CaO10％、MgO3.5％、K2O0.5％、Na2O1.5％，灰分与杂质7％，所有组分的质量百分比之和为100％。
步骤2、将煤矸石经破碎机粗碎至粒径≤3mm；
步骤3、称取淀粉和水，其中淀粉的质量为步骤1中原料总质量的2％，水的质量为步骤1中原料总质量的30％，然后将破碎后的煤矸石与粉煤灰、玻璃粉、淀粉和水一起入球磨机球磨，磨至细度可过200目筛，得到浆料；
步骤4、将步骤1称取的稻壳加入到步骤3得到的浆料中，混合均匀，得到粘附浆料的稻壳；
步骤5、将粘附浆料的稻壳注入模具中，在2MPa压强下轻压成型，脱模得到坯体；
步骤6、将步骤5制得的坯体在105℃的温度下干燥；
步骤7、将干燥好的坯体放入窑炉中在1060℃的温度下保温30min，自然冷却降温得到具有吸声、蓄水与调湿功能的稻壳陶瓷。
经测试，本实施例制备的稻壳陶瓷材料的密度为1255Kg/m3，气孔率37％，单位体积蓄水率为28％，抗压强度8MPa，降噪系数0.41，单位面积每日水的蒸发量0.62mm/d。
实施例7
本实施例稻壳陶瓷材料的制备包括如下步骤：
步骤1、按照如下质量百分比称取原料：煤矸石5％，粉煤灰24％，赤泥4％，玻璃粉7％，长度3mm～10mm的稻谷壳60％；
本实施例中煤矸石、粉煤灰和赤泥中各组分的质量百分比如下：
煤矸石：SiO242％、Al2O330％、Fe2O34％、TiO20.5％、CaO2％、MgO1.5％、K2O1.5％、Na2O0.5％，灰分与杂质18％，所有组分的质量百分比之和为100％；
粉煤灰：SiO252％、Al2O318％、Fe2O38％、TiO20.5％、CaO8％、MgO2.5％、K2O0.5％、Na2O1.5％，灰分与杂质9％，所有组分的质量百分比之和为100％；
赤泥：SiO229％、Al2O329％、Fe2O34％、CaO10％、Na2O13％，灰分与杂质15％，所有组分的质量百分比之和为100％。
步骤2、将煤矸石经破碎机粗碎至粒径≤3mm；
步骤3、称取羧甲基纤维素钠和水，其中羧甲基纤维素钠的质量为步骤1中原料总质量的10％，水的质量为步骤1中原料总质量的15％，然后将破碎后的煤矸石与粉煤灰、赤泥、玻璃粉、羧甲基纤维素钠和水一起入球磨机球磨，磨至细度可过200目筛，得到浆料；
步骤4、将步骤1称取的稻壳加入到步骤3得到的浆料中，混合均匀，得到粘附浆料的稻壳；
步骤5、将粘附浆料的稻壳注入模具中，在10KPa压强下轻压成型，脱模得到坯体；
步骤6、将步骤5制得的坯体在85℃的温度下干燥；
步骤7、将干燥好的坯体放入窑炉中在900℃的温度下保温40min，自然冷却降温得到具有吸声、蓄水与调湿功能的稻壳陶瓷。
经测试，本实施例制备的稻壳陶瓷材料的密度为424Kg/m3，气孔率83％，单位体积蓄水率为58％，抗压强度0.5MPa，降噪系数0.7，单位面积每日水的蒸发量0.50mm/d。
实施例8
本实施例稻壳陶瓷材料的制备包括如下步骤：
步骤1、按照如下质量百分比称取原料：煤矸石15％，粉煤灰45％，玻璃粉15％，长度3mm～10mm的稻谷壳25％；
本实施例中煤矸石、粉煤灰和赤泥中各组分的质量百分比如下：
煤矸石：SiO240％、Al2O327％、Fe2O34％、TiO20.5％、CaO1％、MgO1.5％、K2O1.5％、Na2O0.5％，灰分与杂质24％，所有组分的质量百分比之和为100％；
粉煤灰：SiO247％、Al2O322％、Fe2O38％、TiO20.5％、CaO9％、MgO2.5％、K2O0.5％、Na2O1.5％，灰分与杂质9％，所有组分的质量百分比之和为100％。
步骤2、将煤矸石经破碎机粗碎至粒径≤3mm；
步骤3、称取羧甲基纤维素钠和水，其中羧甲基纤维素钠的质量为步骤1中原料总质量的7％，水的质量为步骤1中原料总质量的25％，然后将破碎后的煤矸石与粉煤灰、玻璃粉、羧甲基纤维素钠和水一起入球磨机球磨，磨至细度可过200目筛，得到浆料；
步骤4、将步骤1称取的稻壳加入到步骤3得到的浆料中，混合均匀，得到粘附浆料的稻壳；
步骤5、将粘附浆料的稻壳注入模具中，在200KPa压强下轻压成型，脱模得到坯体；
步骤6、将步骤5制得的坯体在95℃的温度下干燥；
步骤7、将干燥好的坯体放入窑炉中在1150℃的温度下保温10min，自然冷却降温得到具有吸声、蓄水与调湿功能的稻壳陶瓷。
经测试，本实施例制备的稻壳陶瓷材料的密度为754Kg/m3，气孔率62％，单位体积蓄水率为54％，抗压强度3.5MPa，降噪系数0.62，单位面积每日水的蒸发量0.53mm/d。
实施例9
本实施例稻壳陶瓷材料的制备包括如下步骤：
步骤1、按照如下质量百分比称取原料：粉煤灰40％，赤泥10％，玻璃粉5％，长度3mm～10mm的稻谷壳45％；
本实施例中煤矸石、粉煤灰和赤泥中各组分的质量百分比如下：
粉煤灰：SiO248％、Al2O323％、Fe2O37％、TiO20.5％、CaO7％、MgO2.5％、K2O0.5％、Na2O1.5％，灰分与杂质10％，所有组分的质量百分比之和为100％；
赤泥：SiO225％、Al2O330％、Fe2O310％、CaO12％、Na2O13％，灰分与杂质10％，所有组分的质量百分比之和为100％。
步骤2、称取黄原胶和水，其中黄原胶的质量为步骤1中原料总质量的6％，水的质量为步骤1中原料总质量的25％，然后将粉煤灰、赤泥、玻璃粉、黄原胶和水一起入球磨机球磨，磨至细度可过200目筛，得到浆料；
步骤3、将步骤1称取的稻壳加入到步骤2得到的浆料中，混合均匀，得到粘附浆料的稻壳；
步骤4、将粘附浆料的稻壳注入模具中，在900KPa压强下轻压成型，脱模得到坯体；
步骤5、将步骤4制得的坯体在95℃的温度下干燥；
步骤6、将干燥好的坯体放入窑炉中在1150℃的温度下保温20min，自然冷却降温得到具有吸声、蓄水与调湿功能的稻壳陶瓷。
经测试，本实施例制备的稻壳陶瓷材料的密度为569Kg/m3，气孔率68％，单位体积蓄水率为45％，抗压强度2.5MPa，降噪系数0.63，单位面积每日水的蒸发量0.52mm/d。
以上举例，不一而足，凡是采用长度为3mm～10mm且后期不再磨细的原生态稻壳为原料制作的陶瓷材料及其制备方法，都是本发明保护的范围。

Claims (5)

1.稻壳陶瓷材料，其特征在于，所述稻壳陶瓷材料的结构形貌为大量陶瓷化的稻壳纵横交错堆积形成的堆积体，并形成无数的无序连通空间；在该材料的内部，稻壳的形状得以保持，有舟状结构，梭状结构；
所述稻壳陶瓷材料按照质量百分比由以下原料组成：工业废渣33%~80%，长度为3mm~10mm的稻壳5%~60%，熔剂5%~30%，以上各原料质量百分比的总和为100%；
所述稻壳陶瓷材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1、按照以下质量百分比称取原料：工业废渣33%~80%，长度为3mm~10mm的稻壳5%~60%，熔剂5%~30%，各原料质量百分比之和为100%；
步骤2、将步骤1中称取的工业废渣中的块状原料破碎至粒径≤3mm；
步骤3、称取粘结剂和水，其中粘结剂的质量为步骤1中原料总质量的2%~10%，水的质量为步骤1中原料总质量的15%~30%，然后将步骤2得到的破碎后的工业废渣与熔剂、粘结剂、水混合后球磨，球磨至混合物可过200目筛，得到浆料；
步骤4、将步骤1称取的稻壳加入到步骤3得到的浆料中，混合均匀，得到粘附浆料的稻壳；
步骤5、将粘附浆料的稻壳注入模具中，轻压成型，脱模得到坯体；
步骤6、将步骤5制得的坯体在85℃~105℃的温度下干燥；
步骤7、将干燥好的坯体入窑炉烧结，自然冷却得到稻壳陶瓷材料；
所述稻壳为稻谷脱壳后得到的原生态稻壳；
所述工业废渣是煤矸石、粉煤灰、赤泥中的任意一种或几种按照任意比例的混合物；
所述煤矸石中各组分的质量百分比如下：35%～45%的SiO2、25%～30%的Al2O3、2%～7%的Fe2O3、0.5%～1.5%的TiO2、1%～2%的CaO、0.5%～1.5%的MgO、0.5%～1.5%的K2O、0.1%～0.5%的Na2O，15%～25%的灰分与杂质，所有组分的质量百分比之和为100%；
所述粉煤灰中各组分的质量百分比如下：45%～55%的SiO2、15%～25%的Al2O3、5%～10%的Fe2O3、0.5%～1.5%的TiO2、5%～10%的CaO、2.5%～3.5%的MgO、0.5%～1.5%的K2O、0.5%～1.5%的Na2O，5%～10%的灰分与杂质，所有组分的质量百分比之和为100%；
所述赤泥中各组分的质量百分比如下：20%～40%的SiO2、20%～30%的Al2O3、4%～10%的Fe2O3、10%～15%的CaO、10%～15%的Na2O，5%～15%的灰分与杂质，所有组分的质量百分比之和为100%。
2.根据权利要求1所述的稻壳陶瓷材料，其特征在于，所述熔剂为废玻璃粉。
3.根据权利要求1所述的稻壳陶瓷材料，其特征在于，步骤3中所述粘结剂为羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇、淀粉或黄原胶中的一种或多种的混合物。
4.根据权利要求1所述的稻壳陶瓷材料，其特征在于，步骤5中轻压成型时的压强为：10KPa~2MPa。
5.根据权利要求1所述的稻壳陶瓷材料，其特征在于，步骤7中的烧结工艺条件为：于900℃~1150℃烧结10min~40min。
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