CN1903776A - 草泥生态复合墙板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种建筑墙板，特别涉及一种利用农作物秸秆(包括植物纤维)增强泥土、制作符合生态要求的节能房或太阳能房的墙板，以及它的制备方法。本发明的草泥生态复合墙板，是由植物纤维，20％～35％；中等塑性的粘土50％～60％；CaO或Ca(OH)₂，10％～20％；CaCl₂或MgCl₂，0～3％等材料制备而成。本发明的草泥生态复合墙板的制备方法，采用粉碎；搅拌混合；成模，脱模，阴干等工序。采用本发明的草泥生态复合墙板制成的墙体，具有保温隔热，节能环保，造价便宜，无任何污染。其制备方法，具有设备简单，操作方便，成品率高的优点。

Description

草泥生态复合墙板及其制备方法

(一)所属技术领域

本发明涉及一种建筑墙板，特别涉及一种利用农作物秸秆(包括植物纤维)增强泥土、制作符合生态要求的节能房或太阳能房的墙板，以及它的制备方法。

(二)背景技术

二十一世纪将是太阳能生态房大发展的时期，一批批节能房，低能耗房和零能耗房相继在世界上和我国不断出现，太阳能房或各种节能房成功的条件之一就是要有一个有效的绝热壳体，传统的建材无法满足绝热壳体的要求，因而人们把目光投向保温隔热性能优良的化学建材和聚苯发泡板或聚氨酯发泡板，仅从节能上看，确实能使建筑能耗降低，但制作聚苯发泡板和聚氨酯发泡板的原料是石油，其需要量很大。几乎2吨石油才能制成1吨聚苯板，因此这类板材除价格昂贵外，单丛终端能耗来说，这种节能并不合理，且总节能量很少。为此世界各国的专家又把眼光转向已经利用了几千年的最好的材料“泥土”，它价格便宜，工艺简单，原材料易得，可以反复使用，没有建筑垃圾，保温隔热中等，属于循环经济型、可逆性利用材料，但苦于没有方法，因此所建房屋的墙体粗糙，户型简陋，使用寿命短，无法利用现代科技为人们提供舒适的环境。现已建造的泥土墙体房已经很多，如北京长城脚下的公社是干打垒土房12栋，并获威尼斯双年奖。墙体内加入钢筋(欧美)、土墙外部种植草或挂植物帘子及其它自然装饰物(欧美)。但始终难以找到与框架结构相配合的现代化高水平的墙体结构，也不能在高层建筑上应用。

(三)发明内容

本发明为了克服以上技术的不足，提供了一种全面利用以农作物秸秆为代表的植物纤维和泥土作为基材制成的草泥生态复合墙板，具有保温隔热，节能环保，造价便宜，无任何污染。

本发明的另一目的，在于提供上述墙板的制备方法，具有设备简单，操作方便，成品率高的优点。

本发明是通过以下措施来实现的：

本发明的草泥生态复合墙板，是由以下重量百分比的原料制成，

①植物纤维，20％～35％，宽度为1～2mm、厚度为0.5mm～1mm；

②中等塑性的粘土50％～60％，W_塑＝7～15；

③添加剂甲，CaO或Ca(OH)₂，10％～20％；

④添加剂乙，CaCl₂或MgCl₂，0～3％。

上述本发明的草泥生态复合墙板，所述的植物纤维最好为农作物秸秆。如麦草、玉米秸、棉秆。

上述本发明的草泥生态复合墙板，所述的添加剂乙的重量百分比最好为1～3％。

上述本发明的草泥生态复合墙板，其密度为0.7g/cm³～0.75g/cm³。

上述本发明的草泥生态复合墙板的制备方法，采用以下步骤：

①将植物纤维在切断机中切成10mm～14mm长的短料，最长不超过20mm，再经锤碎机将其锤成宽度为1～2mm，厚度为0.5mm～1mm的细料，堆放在遮雨棚内，自然风干；添加剂甲、添加剂乙和粘土，分别用粉碎机粉碎成40目～80目的细粉；

②按重量将粉碎后的植物纤维、添加剂甲、添加剂乙加入搅拌机中，开动双轴搅拌机将干料搅拌1～1.5min，再加入全部需水量20～30％的水，搅拌均匀；

③取粉碎后的粘土，加入搅拌机中，边加水边搅拌；

④粘土加完后，再搅拌1-2min使其均匀，再倒入成型模中，轻微捣实、刮平，静止5min脱模，然后阴干。

(1)本发明的第一个关键技术是泥土的选择。泥土选择具有中等塑性，一般粘土可分为高塑性粘土W_塑＞15，低塑性粘土W_塑＝1～7和中塑性粘土W_塑＝7～15。高塑性粘土，在干燥过程中收缩大，易产生裂纹，选择低塑性粘土，芯层又难以成型，本发明选择中塑性，由于各地粘土中含有的杂质不同，可塑性范围较大，如可塑性不符合要求，可利用高塑性粘土和脊料进行调剂。

(2)本发明的第二个关键技术是对植物纤维的处理。植物纤维分布广，性能各异，包括一年生植物和多年生植物，如麦草、玉米秸、棉秆、果壳类如花生壳、豆荚、向日葵壳、木材或竹材的废弃物利用刨片机和打磨机制成的纤维等。例如麦草的密度为82kg/m³；玉米秸的密度为59kg/m³；棉秆密度为143kg/m³等等，竹子和木材密度更大。植物纤维的预处理是经切断机将植物切断成10mm～14mm，最长不超过20mm，再送入锤碎机将一年生植物锤碎成1～2mm×0.5～1mm的细料(如系木材或竹材的废弃物则利用刨片机和打磨机来制纤维)。将锤碎后的植物纤维进行筛选，0.2mm以下的细料(灰尘)舍去。调整草泥生态符合墙体的草和泥土的比例使其符合密度(或容重)为0.7g/cm³～0.75g/cm³，以保证保温隔热要求。

(3)本发明的第三个关键技术是加入防腐剂。由于粘土的成分复杂，一旦泥土有水分存在，将使植物纤维腐烂。此处利用CaO或Ca(OH)₂，将植物纤维包裹，可以防止植物纤维腐烂。添加剂甲用量为10％～20％，细度为筛网40目～80日。当然，防腐剂也可以用其他碱性防腐添加剂代替。

(4)本发明的第四个关键技术是加入添加剂乙：为防止严寒地区，芯层坯料中水分结冰，故添加CaCl₂或MgCl₂等氯化物，以防止结冰。加入量为0～3％，细度为80目～100目，在寒冷地区一般不需添加。

(5)本发明的第五个关键技术是在外墙的外表面蒙一层镀锌铁丝网。

本发明制作的墙板，一般作为内层的芯板，芯板外为一层强度较大的面板。在外墙外表面据表面约3mm～4mm处安装镀锌铁丝网，使铁丝网与墙体表面有间隙。蒙一层镀锌铁丝网的目的有三：第一，夹层是泥土复合芯层，尽管已采取措施水不会进入也不会受潮，但是一旦受潮，墙板、面板将受侧向力，造成墙板鼓包墙面破坏，为此加上一层镀锌铁丝网将万无一失。第二，所有人造板包括木板或水泥板等都会有收缩或膨胀变形，反映到墙体表面将会有裂纹产生，利用铁丝网加粉煤灰水泥将会使裂纹减少甚至不产生裂纹，通过墙面装修，将消除墙体表面裂纹。第三，墙体应能防偷盗，特别是在农房上，也是安全需要。

镀锌铁丝网，网孔为六角型，孔径40mm左右，铁丝直径0.8～1.2mm，利用大头金属螺丝或大头木螺丝，并垫以3～4mm纸垫圈，拧入面板上，纸垫圈厚度将保证镀锌铁丝网不随墙体变形，在铁丝网和面板之间抹上粉煤灰水泥，镀锌铁丝网埋入粉煤灰水泥中，抹平、待干燥后用涂料装饰。

采用本发明的草泥生态复合墙板制成的墙体，具有保温隔热，节能环保，造价便宜，无任何污染。

其制备方法，具有设备简单，操作方便，成品率高的优点。

(四)具体实施方式

实施例1：

1.本实施例的草泥生态复合墙板，是由以下重量百分比的原料制成，

①麦草，25％，宽度为1～2mm、厚度为0.5mm～1mm；

②中等塑性的粘土55％，W_塑＝10，细度为40目～80目；

③添加剂甲为Ca(OH)₂，18％，细度为40目～80目；

④添加剂乙为CaCl₂，2％，。

2.采用以下步骤进行制备：

①将麦草在切断机中切成10mm～14mm长的短料，最长不超过20mm，再经锤碎机将其锤成宽度为1～2mm，厚度为0.5mm～1mm的细料，堆放在遮雨棚内，自然风干；添加剂甲、添加剂乙和粘土，分别用粉碎机粉碎成80目～100目的细粉；

②按重量将粉碎后的麦草、添加剂甲、添加剂乙加入双轴搅拌机中，开动双轴搅拌机将干料搅拌1～1.5min，再加入全部需水量25％的水，搅拌均匀；

③取粉碎后的粘土，加入搅拌机中，边加水边搅拌；

④粘土加完后，再搅拌1-2min使其均匀，倒入成型模中，轻微捣实、刮平，静止5min脱模，然后阴干。

3.由本发明的生态复合墙板先制作大板构件，再制作墙体

①制作大板构件

大板构件的龙骨可以是：轻钢、木材、薄板组合而成或铝板弯折等，根据图纸将符合尺寸的龙骨利用螺、焊或钉等组合成龙骨骨架，一般大板尺寸为120cm×300cm或根据图纸要求排列成二竖三(四)横骨架，在龙骨外表面涂上107胶(或水玻璃)和水泥配置的腻子涂于龙骨外表面，再在一个面盖上专利产品88106416.5、ZL92104363.5和ZL991000196.6所制作的下盖板，利用金属螺丝固定在龙骨上，有一个面板和龙骨组成的空腔内部涂上75％泥土、25％CaO调成的泥浆料后，将本发明的墙板芯材装入到空腔内，芯材间用浆料灌实，并在墙板芯材的坯料上再涂一层泥浆，而在龙骨上涂107胶(或水玻璃)与水泥调配的腻子，再将上盖板盖上，钻孔、固定，静置2h～3h，再堆放。

②装配大板成墙体

一般在低层别墅型、连体别墅型、低层建筑或农村太阳能房上常采用由大板装配成墙体。在框架结构的上下圈梁上，预埋已钻孔的角片，再将大板构件靠上，共同钻孔。装配时，利用接头垫片使大板处于同一平面上，再拧紧螺帽。

4.由本发明的墙板在框架结构上直接制作墙体

对于高层建筑，大板较重，运输不易，此时可采取现场装配墙体的办法。

在上下圈梁的规定位置，间距30cm预埋垫片，与竖龙骨或焊或螺固定，再将竖龙骨与横龙骨相连，一般70cm～80cm加一道横龙骨，再按第三个关键技术将龙骨上涂上腻子，盖紧一侧的面板。在空腔上涂泥土和CaO混合的泥浆，干燥前将本发明的墙板芯材装上，缝隙用泥浆灌实，再在墙板芯材的坯料上涂一层泥浆。再在龙骨上涂一层腻子，盖上另一侧面板，钻孔固定。

5.在外墙的外表面蒙一层镀锌铁丝网

本发明在外墙外表面据表面约3mm～4mm处安装镀锌铁丝网，使铁丝网与墙体表面有间隙。蒙一层镀锌铁丝网的目的有三：第一，夹层是泥土复合芯层，尽管已采取措施水不会进入也不会受潮，但是一旦受潮，墙体、面板将受侧向力，造成墙体鼓包墙面破坏，为此加上一层镀锌铁丝网将万无一失。第二，所有人造板包括木板或水泥板等都会有收缩或膨胀变形，反映到墙体表面将会有裂纹产生，利用铁丝网加粉煤灰水泥将会使裂纹减少甚至不产生裂纹，通过墙面装修，将消除墙体表面裂纹。第三，墙体应能防偷盗，特别是在农房上，也是安全需要。

镀锌铁丝网，网孔为六角型，孔径40mm左右，铁丝直径0.8～1.2mm，利用大头金属螺丝或大头木螺丝，并垫以3～4mm纸垫圈，拧入面板上，纸垫圈厚度将保证镀锌铁丝网不随墙体变形，在铁丝网和面板之间抹上粉煤灰水泥，镀锌铁丝网埋入粉煤灰水泥中，抹平、待干燥后用涂料装饰。

本发明的墙板制成的复合墙体的性能：

面板为植纤水泥复合板，厚度为14mm；

本发明的墙板芯材为泥土麦草，厚度为160mm，外墙体总厚：188mm；

外墙体的传热系数为：0.74～0.75W/(m²k)；

房屋寿命约为30年～50年，后者指中间装修。

实施例2：

1.本实施例的草泥生态复合墙板，是由以下重量百分比的原料制成，

①棉秆，32％，宽度为1～2mm、厚度为0.5mm～1mm；

②中等塑性的粘土55％，W_塑＝13，细度为20目～60目；

③添加剂甲为CaO，12％，细度为20目～60目；

④添加剂乙为MgCl₂，1％，。

2.制备方法和使用方法与实施例1基本相同。

3.本发明的墙板芯材制成的复合墙体的性能：

面板为植纤水泥复合板，厚度为14mm；

本发明的墙板为泥土麦草复合墙体，厚度为160mm，外墙体总厚：188mm；

外墙体的传热系数为：0.81-0.86W/(m²k)；

房屋寿命约为30年～50年，后者指中间装修。

实施例3：

1.本实施例的草泥生态复合墙板，是由以下重量百分比的原料制成，

①废木屑，20％，宽度为1～2mm、厚度为0.5mm～1mm；

②中等塑性的粘土60％，W_塑＝8，细度为40目～80目；

③添加剂甲为CaO，20％，细度为40目～80目。

2.制备方法和使用方法与实施例1基本相同。

3.本发明的墙板芯材制成的复合墙体的性能：

面板为植纤水泥复合板，厚度为14mm；

本发明的墙板芯材为泥土玉米秆，厚度为160mm，外墙体总厚：188mm；

外墙体的传热系数为：0.79-0.83W/(m²k)；

房屋寿命约为30年～50年，后者指中间装修。

Claims (6)

1.一种草泥生态复合墙板，其特征在于：是由以下重量百分比的原料制成，

①植物纤维，20％～35％，宽度为1～2mm、厚度为0.5mm～1mm；

②中等塑性的粘土50％～60％，W_塑＝7～15；

③添加剂甲：CaO或Ca(OH)₂，10％～20％；

④添加剂乙：CaCl₂或MgCl₂，0～3％。

2.根据权利要求1所述的草泥生态复合墙板，其特征在于：所述粘土和添加剂甲的细度为细度为40目～80目。

3.根据权利要求1所述的草泥生态复合墙板，其特征在于：所述的植物纤维为农作物秸秆。

4.根据权利要求1所述的草泥生态复合墙板，其特征在于：所述的添加剂乙的重量百分比为1～3％。

5.根据权利要求1所述的草泥生态复合墙板，其特征在于：所述的墙板的密度为0.7g/cm³～0.75g/cm³。

6.一种权利要求1所述的草泥生态复合墙板的制备方法，其特征在于：采用以下步骤，

①将植物纤维在切断机中切成10mm～14mm长的短料，最长不超过20mm，再经锤碎机将其锤成宽度为1～2mm，厚度为0.5mm～1mm的细料，堆放在遮雨棚内，自然风干；添加剂甲、添加剂乙和粘土，分别用粉碎机粉碎成40目～80目的细粉；

②按重量将粉碎后的植物纤维、添加剂甲、添加剂乙加入搅拌机中，开动双轴搅拌机将干料搅拌1～1.5min，再加入全部需水量20～30％的水，搅拌均匀；

③取粉碎后的粘土，加入搅拌机中，边加水边搅拌；

④粘土加完后，再搅拌1-2min使其均匀，再倒入成型模中，轻微捣实、刮平，静止5min脱模，然后阴干。