CN104386978A - 一种植物纤维轻骨料生土保温砌块及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种植物纤维轻骨料生土保温砌块，其重量组成为：秸秆轻骨料40～75％，水泥10～30％，石灰0～10％，生土10～30％，膨胀剂0～10％以及水泥、石灰、生土、膨胀剂四者总重量0.5～2％的减水剂和0.2～1％的抗水剂；通过本发明公开的制备方法制得的植物纤维轻骨料生土保温砌块，具有轻质、高强、更加保温隔热、隔声、吸音、耐久性能优良、力学性能均一稳定等优点；本发明针对我国农村实际情况，对促进我国农村建筑节能技术的发展，具有重要的现实意义和显著的应用价值。

Description

一种植物纤维轻骨料生土保温砌块及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种植物纤维轻骨料生土保温墙体材料，属于建筑建材技术领域。 

背景技术

我国是一个农业大国，农作物秸秆资源十分丰富，年产秸秆约7亿吨，居世界首位。近几年，随着我国经济快速发展，农村能源结构已发生了明显变化，传统的将秸秆作为生活燃料的需求逐年减少，导致绝大部分秸秆剩余堆积，人们往往将之一烧了之，不仅严重污染环境，造成雾霾天气，也浪费了大量可再生资源。 

以生土为原料制备的建筑材料有其他建筑材料无法取代的优点。生土建材使用后，经过粉碎即可撒入土中随之进入自然界的生态循环***，以生土制备建筑材料可以减少资源及环境的负荷。 

生土改性技术是指通过一定的工艺，向生土中加入激发材料，利用生土材料内部发生的一系列物理化学反应让土粒胶结，从而改变生土材料的原有结构和性质，达到增强其物理力学性能的目的。国内外学者正在研究对生土进行无机改性、有机改性，但是这些研究的目标大多是为了将改性后的生土材料用于道路或路基等，强度均较低，这种改性材料无法作为墙体材料来使用。 

传统的夯实生土墙体材料自重大、用土多、导热系数高，而烧结砖等耗能高、污染重，特别是目前厚度小于300mm的墙体，不符合国家节能标准的第三步要求，因此急需发展更好的保温隔热性能墙体材料。农村作为我国人口、资源和能耗及建筑主要领域和区域，如能利用秸秆和生土等当地材料开发制备建筑材料，其具有的再生、节能和环保的特点，对于发展循环经济、促进我国农村经济持续快速发展具有十分重要的现实意义，且十分广阔的应用前景。 

在当前我国开展的新农村建设当中，如何能够因地制宜地充分利用当地现有的资源，制备新型节能环保的墙体材料是我国建材行业面临的一个刻不容缓、急需完成的任务。 

发明内容

本发明人根据中国农村的实际情况和新农村建设的要求，首次开发出了一种新型保温墙体建筑材料。 

本发明的目的在于提供一种植物纤维轻骨料生土保温砌块及其制备方法。 

本发明植物纤维轻骨料生土保温砌块的重量组成为：秸秆轻骨料40～75％，水泥10～ 30％，石灰0～10％，生土10～30％，膨胀剂0～10％以及水泥、石灰、生土、膨胀剂四者总重量0.5～2％的减水剂和0.2～1％的抗水剂。 

所述秸秆轻骨料是将稻秆、麦秆、玉米秆、高梁秆、烟草秸秆、谷秆、棉秆、豆秆或其它各种秸秆经切割而成。 

所述膨胀剂是石灰膨胀剂、硫铝酸盐膨胀剂中的一种或其混合物。 

所述水泥是32.5级、42.5级、52.5级的硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥，粉煤灰水泥，矿渣水泥，火山灰水泥中的一种或其混合物。 

所述抗水剂是硬脂酸类表面活性剂。 

所述减水剂是木质素磺酸盐、萘系、聚羧酸类、脂肪类减水剂中的一种或其混合物。 

根据砌块的使用目的不同，可以用石灰、石膏等胶结材料代替水泥。 

本发明植物纤维轻骨料生土保温砌块可以通过以下方法制备，步骤包括： 

1)按所述重量比取秸秆轻骨料、生土、水泥、石灰、膨胀剂及减水剂和抗水剂；并按水料重量比0.2～0.3取水，备用。 

2)将减水剂放入容器中，加水搅拌至完全溶解。 

3)将生土、水泥、秸秆轻骨料、膨胀剂、石灰及抗水剂放入搅拌机中，倒入步骤2)制得的减水剂溶液，搅拌均匀；将剩余的水全部加入，搅拌均匀。 

4)将步骤3)所得拌和物倒入事前准备好的模具中；将模具放入振动台振动3～5分钟，进行密实成型；之后静置24小时，脱模。 

5)将步骤4)所得砌块，经自然干燥养护28天或人工干燥养护8-12小时后，即得成品。 

本发明的优点和特点： 

1.针对我国农村实际情况，为充分利用大量的秸秆和生土提供了创新技术，对促进我国农村建筑节能技术的发展，具有重要的现实意义和显著的应用价值，市场前景十分广阔。 

2.与现有生土材料相比，优点明显，更加符合现代建材的需要，更加符合建设现代化新农村的需要： 

a)更加保温隔热。传统夯土墙和土坯传热系数约为1.0W/(m*K)，隔热和保温能力差；而本发明产品传热系数不大于0.25W/(m*K)，隔热和保温能力好，能改善建筑热环境。 

b)轻质。本发明产品干密度仅为800～1200kg/m³,传统生土夯土墙和土坯墙自重约1800kg/m3，烧结砖墙自重约1600-1800kg/m³。墙体自重较轻可减轻建筑自重，减小构件尺寸，缩小基础尺寸，节约材料，提高结构抗震性能。 

c)高强、抗水和抗裂性好。抗压强度值达到3MPa以上。烧结砖虽然强度较高，但传统 生土夯土墙和土坯抗压强度仅为0.5-1MPa；本发明产品外观致密，无裂缝产生。 

d)隔声、吸音、耐久性能优良。 

e)力学性能均一稳定。因为采用了同一配比，制作出来的生土砌块的抗压强度值离散性小，工程质量更有保证。 

f)制作原料易得，能够就地取材；制作工艺简单，符合绿色建筑材料基本准则。 

3.原料来源广泛、可就地取材、制备工艺简单、设备投资小、成本低廉、养护方便，便于在我国广大农村地区推广应用。 

附图说明

图1：是本发明植物纤维轻骨料 

图2：是本发明的植物纤维轻骨料生土保温砌块的电子扫描图 

其中：1.植物纤维轻骨料，2.生土改性材料 

具体实施方式

为了理解本发明，下面结合实施例对本发明做进一步说明，但不限制本发明。 

实施例1:制备植物纤维轻骨料生土保温砌块 

1)将石灰磨细，过0.075mm筛；按重量取秸秆轻骨料60％、生土20％、普通硅酸盐水泥14％、石灰2％、硫铝酸盐膨胀剂4％及生土、水泥、石灰、膨胀剂四项总重0.8％的萘系减水剂和0.2％的硬脂酸类表面活性剂抗水剂；所取组分均为干料；并按水料重量比为0.3取水，备用。 

2)将减水剂放入容器中，加水搅拌至完全溶解制成减水剂溶液。 

3)将生土、水泥、秸秆轻骨料、膨胀剂、石灰及抗水剂放入搅拌机中，倒入步骤2)制得的减水剂溶液，搅拌均匀；再加入剩余部分的水，搅拌均匀。将拌和物倒入事前准备好的模具中；将模具放入振动台振动3～5分钟，进行密实成型；之后静置24小时，脱模。所得砌块经自然干燥养护28天或人工干燥养护8-12小时后，即得植物纤维轻骨料生土保温砌块成品。 

所得砌块性能指标优良，经测试其传热系数小于0.25W/(m*K)，干密度为900kg/m³,抗压强度值为3MPa以上；结果表明本砌块质轻高强，隔热、保温能力好，抗水抗裂性能强。本砌块可用于非承重墙、承重墙的砌筑。 

将本实施例中的普通硅酸盐水泥水泥以32.5级、42.5级、52.5级的硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥，粉煤灰水泥，矿渣水泥，或火山灰水泥替换，制备出的保温砌块也同样具有传热系数小于0.25W/(m*K)，抗压强度值大于3MPa的特点。 

实施例2 

按重量比取秸秆轻骨料60％、生土15％、水泥20％、石灰1％、膨胀剂4％及生土、水泥、石灰、石灰膨胀剂重量之和0.6％的萘系减水剂和0.4％的硬脂酸类表面活性剂抗水剂。 

其余同实施例1并按实施例1操作，得植物纤维轻骨料生土保温砌块。测试结果为：传热系数小于0.25W/(m*K)，抗压强度值为3MPa以上。 

实施例3 

按重量比取秸秆轻骨料50％、生土25％、水泥15％、石灰5％、膨胀剂5％及生土、水泥、石灰、石灰膨胀剂四者总重0.8％的聚羧酸类减水剂和1％的硬脂酸类表面活性剂抗水剂。 

其余同实施例1并按实施例1操作，得植物纤维轻骨料生土保温砌块。测试结果为：传热系数小于0.25W/(m*K)，抗压强度值为3MPa以上。 

Claims (4)

1.一种植物纤维轻骨料生土保温砌块，其特征在于重量组成为：秸秆轻骨料40～75％，水泥10～30％，石灰0～10％，生土10～30％，膨胀剂0～10％以及水泥、石灰、生土、膨胀剂四者总重量0.5～2％的减水剂和0.2～1％的抗水剂。 

所述秸秆轻骨料是将稻秆、麦秆、玉米秆、高梁秆、烟草秸秆、谷秆、棉秆、豆秆或其它各种秸秆经切割而成； 

所述膨胀剂是石灰膨胀剂、硫铝酸盐膨胀剂中的一种或其混合物； 

所述水泥是32.5级、42.5级、52.5级的硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥，粉煤灰水泥，矿渣水泥，火山灰水泥中的一种或其混合物； 

所述抗水剂是硬脂酸类表面活性剂； 

所述减水剂是木质素磺酸盐、萘系、聚羧酸类、脂肪类减水剂中的一种或其混合物。 

2.如权利要求1所述的一种植物纤维轻骨料生土保温砌块，其特征在于重量组成为：秸秆轻骨料60％、生土15％、水泥20％、石灰1％、膨胀剂4％及生土、水泥、石灰、膨胀剂重量之和的0.6％减水剂和0.4％抗水剂。 

3.如权利要求1所述的一种植物纤维轻骨料生土保温砌块，其特征在于重量组成为：秸秆轻骨料50％、生土25％、水泥15％、石灰5％、膨胀剂5％及生土、水泥、石灰、膨胀剂重量之和的0.8％减水剂和1％抗水剂。 

4.如权利要求1所述的一种植物纤维轻骨料生土保温砌块的制备方法，其特征在于步骤包括： 

1)按所述重量比取秸秆轻骨料、生土、水泥、石灰、膨胀剂及减水剂和抗水剂；并按水料重量比0.2～0.3取水，备用； 

2)将减水剂放入容器中，加水搅拌至完全溶解； 

3)将生土、水泥、秸秆轻骨料、膨胀剂、石灰及抗水剂放入搅拌机中，倒入步骤2)制得的减水剂溶液，搅拌均匀；将剩余的水全部加入，搅拌均匀； 

4)将步骤3)所得拌和物倒入事前准备好的模具中；将模具放入振动台振动3～5分钟，进行密实成型；之后静置24小时，脱模； 

5)将步骤4)所得砌块，经自然干燥养护28天或人工干燥养护8-12小时后，即得成品。