專利名稱：承重保溫抗裂型棉花秸稈水泥基砌塊及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及新型墻體材料技術(shù)領(lǐng)域，是一種承重保溫抗裂型棉花秸桿水泥基砌塊及其制備方法。
背景技術(shù)：
混凝土類材料的破壞主要是由于荷載和環(huán)境影響產(chǎn)生隱微裂縫及微裂縫的發(fā)展而造成的?；炷恋牟幻軐?shí)使水和其它可溶物質(zhì)的滲透加速了破壞的進(jìn)程。改善混凝土的質(zhì)量，阻止裂縫的發(fā)展變化尤為值得關(guān)注。自1963年研究鋼纖維增強(qiáng)混凝土的受力機(jī)理開(kāi)始，人們發(fā)現(xiàn)纖維大大增強(qiáng)了膠凝材料之間的密切關(guān)系，從而提高了混凝土類材料的抗拉 強(qiáng)度和抗裂能力，纖維增強(qiáng)混凝土的研究蓬勃開(kāi)展起來(lái)，鋼纖維、玻璃纖維、聚丙烯纖維等增強(qiáng)混凝土的技術(shù)已應(yīng)用得比較成熟，然而鋼筋的銹蝕是影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的主要原因，鋼纖維在裂縫處容易發(fā)生銹蝕問(wèn)題，特別是在被污染的地方，已經(jīng)成為一個(gè)棘手的老問(wèn)題，并且這些纖維的價(jià)格也相對(duì)昂貴，增加了混凝土的造價(jià)。近年來(lái)在發(fā)展中國(guó)家和地區(qū)，利用價(jià)格相對(duì)低廉的植物纖維來(lái)增強(qiáng)混凝土的興趣與日俱增。植物纖維是自然界最為豐富的天然高分子材料，植物纖維的纖維形態(tài)具有長(zhǎng)徑比大，比強(qiáng)度高，比表面積大等優(yōu)點(diǎn)。研究開(kāi)發(fā)植物纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料不僅能夠降低混凝土的造價(jià)，而且有利于環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展，具有深遠(yuǎn)的意義。新疆作為我國(guó)棉花生產(chǎn)主要基地，每年產(chǎn)生大量棉花秸桿。2010年，新疆棉花種植面積2500萬(wàn)畝，棉花秸桿產(chǎn)量為1000余萬(wàn)噸。合理有效地將這些棉花秸桿開(kāi)發(fā)利用成可再生能源，對(duì)發(fā)展新疆農(nóng)村經(jīng)濟(jì)，促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展，加快新疆社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)將起到積極的推動(dòng)作用。目前，新疆處理棉花秸桿的方法主要有2種一是直接焚燒，熱效率低且污染環(huán)境。二是用棉花打桿機(jī)打碎后就地掩埋，由于棉桿密實(shí)且產(chǎn)棉區(qū)氣候干燥，難以腐蝕，棉花秸桿較粗不能及時(shí)變?yōu)榉柿希啻窝诼裨黾恿送寥赖呢?fù)擔(dān)，使土壤的肥力下降。如何有效地開(kāi)發(fā)利用新疆的棉花秸桿資源，促進(jìn)新疆農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展，成為當(dāng)前亟待解決的重要問(wèn)題?，F(xiàn)有砌塊砌體結(jié)構(gòu)的墻體材料主要功能是起承重作用，墻材熱工性能差，導(dǎo)熱系數(shù)高，若要達(dá)到國(guó)家現(xiàn)階段節(jié)能要求，墻體還需做外保溫，這樣不但增加了整體造價(jià)，而且還延長(zhǎng)了施工周期?，F(xiàn)有的加氣混凝土砌塊、爐渣混凝土塊、陶?；炷翂K等保溫隔熱砌塊，熱工性能好，但強(qiáng)度都較低，只能做圍護(hù)墻體材料使用，且這類砌塊質(zhì)地較脆，容易破碎破壞，抗裂性
倉(cāng)泛壟I。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種承重保溫抗裂型棉花秸桿水泥基砌塊及其制備方法，克服了上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，其能有效解決現(xiàn)有的鋼纖維、玻璃纖維、聚丙烯纖維等水泥基砌塊成本高且因鋼筋易腐蝕造成鋼纖維水泥基砌塊影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的問(wèn)題；能有效解決承重墻體材料熱工性能差還需做二次保溫從而影響整體造價(jià)的問(wèn)題；能有效解決現(xiàn)有保溫隔熱砌塊抗裂性能差、強(qiáng)度低只能做圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻體材料使用的問(wèn)題。本發(fā)明的技術(shù)方案之一是通過(guò)以下措施來(lái)實(shí)現(xiàn)的一種承重保溫抗裂型棉花秸桿水泥基砌塊，按下述步驟得到第一步首先將棉花稻桿破碎成長(zhǎng)度為IOmm至50mm的棉花秸桿碎料，將棉花秸桿碎料用質(zhì)量濃度為1%至2%的NaOH溶液浸泡24小時(shí)至36小時(shí)，然后將浸泡過(guò)的棉花秸桿碎料用清水進(jìn)行沖洗洗去堿液，沖洗完成后將棉花秸桿碎料浙水晾干作為棉花秸桿干料備用；第二步按重量份數(shù)計(jì)，分別稱取棉花秸桿干料80份至120份、水泥400份至500份、砂1000份至1500份、鋁粉2份至3. 5份、減水劑4份至6份和水240份至320份；第三步將稱量好的鋁粉、水泥與砂混合，干拌均勻成水泥砂混合物，再將稱量好的棉花秸桿干料倒入水泥砂混合物中攪拌均勻，攪拌均勻后得到初成品混合物；第四步將稱量好的減水劑倒入稱量好的水中攪拌均勻成減水劑水溶液，將減水劑水溶液倒入初成品混合物中攪拌混合得到拌合物；第五步將拌合物入模振搗，振搗操作完成后得到型模，在型模表面覆膜，靜置24小時(shí)后拆模即成承重保溫抗裂型棉花秸桿水泥基砌塊。 本發(fā)明的技術(shù)方案之二是通過(guò)以下措施來(lái)實(shí)現(xiàn)的一種承重保溫抗裂型棉花秸桿水泥基砌塊的制備方法按下述步驟進(jìn)行第一步首先將棉花秸桿破碎成長(zhǎng)度為IOmm至50mm的棉花秸桿碎料，將棉花秸桿碎料用質(zhì)量濃度為1%至2%的NaOH溶液浸泡24小時(shí)至36小時(shí)，然后將浸泡過(guò)的棉花秸桿碎料用清水進(jìn)行沖洗洗去堿液，沖洗完成后將棉花秸桿碎料浙水晾干作為棉花秸桿干料備用；第二步按重量份數(shù)計(jì)，分別稱取棉花秸桿干料80份至120份、水泥400份至500份、砂1000份至1500份、鋁粉2份至3. 5份、減水劑4份至6份和水240份至320份；第三步將稱量好的鋁粉、水泥與砂混合，干拌均勻成水泥砂混合物，再將稱量好的棉花秸桿干料倒入水泥砂混合物中攪拌均勻，攪拌均勻后得到初成品混合物；第四步將稱量好的減水劑倒入稱量好的水中攪拌均勻成減水劑水溶液，將減水劑水溶液倒入初成品混合物中攪拌混合得到拌合物；第五步將拌合物入模振搗，振搗操作完成后得到型模，在型模表面覆膜，靜置24小時(shí)后拆模即成承重保溫抗裂型棉花秸桿水泥基砌塊。下面是對(duì)上述發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化或/和改進(jìn)
上述棉花稻桿干料的含水量可小于O. 3%,砂的含水量小于O. 5%,砂的含泥量小于I. 0%。上述第一步中，可將棉花稻桿破碎成長(zhǎng)度為IOmm至50mm的棉花稻桿碎料。上述第一步中，在清洗棉花秸桿碎料中的堿液后，可保證清洗后棉花秸桿碎料中堿液的質(zhì)量濃度在O. 2%以下。上述第四步中，將減水劑水溶液分三次倒入初成品混合物中，每次倒入減水劑水溶液后都對(duì)初成品混合物進(jìn)行攪拌混合，最后一次攪拌混合后得到拌合物；從初成品混合物開(kāi)始加減水劑水溶液開(kāi)始到拌合物入模振搗完畢的操作時(shí)間為10分鐘到15分鐘。本發(fā)明利用棉花秸桿制作成承重保溫抗裂型棉花秸桿水泥基砌塊，一方面充分利用了棉花秸桿廢料，保護(hù)環(huán)境、節(jié)約土地、降低成本，另一方面含有棉桿纖維的承重保溫抗裂型棉花秸桿水泥基砌塊具有抗裂性能好、強(qiáng)度高、質(zhì)量較輕、耐久性好、熱工性能較好、隔音效果好等特點(diǎn)，將其應(yīng)用于低層村鎮(zhèn)建筑的承重墻，不需做二次保溫，能夠降低成本，并且節(jié)能保溫，是一種綠色環(huán)保的墻體材料。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明不受下述實(shí)施例的限制，可根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案與實(shí)際情況來(lái)確定具體的實(shí)施方式。本發(fā)明中的百分?jǐn)?shù)均為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述
實(shí)施例I，該承重保溫抗裂型棉花秸桿水泥基砌塊的制備第一步首先將棉花秸桿破碎成長(zhǎng)度為IOmm至50mm的棉花秸桿碎料，將棉花秸桿碎料用質(zhì)量濃度為1%至2%的NaOH溶液浸泡24小時(shí)至36小時(shí)，然后將浸泡過(guò)的棉花秸桿碎料用清水進(jìn)行沖洗洗去堿液，沖洗完成后將棉花秸桿碎料浙水晾干作為棉花秸桿干料備用；第二步按重量份數(shù)計(jì)，分別稱取棉花秸桿干料80份至120份、水泥400份至500份、砂1000份至1500份、鋁粉2份至
3.5份、減水劑4份至6份和水240份至320份；第三步將稱量好的鋁粉、水泥與砂混合，干拌均勻成水泥砂混合物，再將稱量好的棉花秸桿干料倒入水泥砂混合物中攪拌均勻，攪拌均勻后得到初成品混合物；第四步將稱量好的減水劑倒入稱量好的水中攪拌均勻成減水劑水溶液，將減水劑水溶液倒入初成品混合物中攪拌混合得到拌合物；第五步將拌合物入模振搗，振搗操作完成后得到型模，在型模表面覆膜防止水分蒸發(fā)，靜置24小時(shí)后拆模即成承重保溫抗裂型棉花秸桿水泥基砌塊。結(jié)合新疆農(nóng)村地區(qū)具有豐富的棉花秸桿農(nóng)作物剩余物的狀況，若要開(kāi)發(fā)出承重保溫抗裂型棉花秸桿水泥基砌塊，應(yīng)用于低層村鎮(zhèn)建筑的承重墻，將對(duì)新疆地區(qū)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用節(jié)能保溫、利用農(nóng)作物廢料、保護(hù)環(huán)境、節(jié)約土地、降低成本、并具有一定建筑生產(chǎn)工業(yè)化水平的新型農(nóng)居建材有重要的理論意義和應(yīng)用前景。實(shí)施例2，該承重保溫抗裂型棉花秸桿水泥基砌塊的制備第一步首先將棉花秸桿破碎成長(zhǎng)度為IOmm或50mm的棉花秸桿碎料，將棉花秸桿碎料用質(zhì)量濃度為1%或2%的NaOH溶液浸泡24小時(shí)或36小時(shí)，然后將浸泡過(guò)的棉花秸桿碎料用清水進(jìn)行沖洗洗去堿液，沖洗完成后將棉花秸桿碎料浙水晾干作為棉花秸桿干料備用；第二步按重量份數(shù)計(jì)，分別稱取棉花秸桿干料80份或120份、水泥400份或500份、砂1000份或1500份、鋁粉2份或3. 5份、減水劑4份或6份和水240份或320份；第三步將稱量好的鋁粉、水泥與砂混合，干拌均勻成水泥砂混合物，再將稱量好的棉花秸桿干料倒入水泥砂混合物中攪拌均勻，攪拌均勻后得到初成品混合物；第四步將稱量好的減水劑倒入稱量好的水中攪拌均勻成減水劑水溶液，將減水劑水溶液倒入初成品混合物中得到拌合物；第五步將拌合物入模振搗，振搗操作完成后得到型模，在型模表面覆膜防止水分蒸發(fā)，靜置24小時(shí)后拆模即成承重保溫抗裂型棉花秸桿水泥基砌塊。可根據(jù)實(shí)際需要，對(duì)上述承重保溫抗裂型棉花秸桿水泥基砌塊的制備作進(jìn)一步優(yōu)化或/和改進(jìn)
實(shí)施例3,作為上述實(shí)施例的優(yōu)選,棉花稻桿干料的含水量小于O. 3%,砂的含水量小于
O.5%,砂的含泥量小于I. 0%。實(shí)施例4，作為上述實(shí)施例的優(yōu)選，第一步中，將棉花秸桿破碎成長(zhǎng)度為IOmm至50mm的棉花稻桿碎料。實(shí)施例5，作為上述實(shí)施例的優(yōu)選，第一步中，在清洗棉花秸桿碎料中的堿液后，保證清洗后棉花秸桿碎料中堿液的質(zhì)量濃度在O. 2%以下。一般情況下清水沖洗3遍或3遍以上即可滿足要求。
實(shí)施例6，作為上述實(shí)施例的優(yōu)選，第四步中，將減水劑水溶液分三次倒入初成品混合物中，每次倒入減水劑水溶液后都對(duì)初成品混合物進(jìn)行攪拌混合，最后一次攪拌混合后得到拌合物；從初成品混合物開(kāi)始加減水劑水溶液開(kāi)始到拌合物入模振搗完畢的操作時(shí)間為10分鐘到15分鐘。分三次倒入減水劑水溶液是產(chǎn)生預(yù)期效果所必須的，第一次倒入減水劑水溶液，讓棉花秸桿碎料表面浸水潤(rùn)濕，第二次倒入減水劑水溶液后，使水泥開(kāi)始發(fā)生水化反應(yīng)，第三次倒入減水劑水溶液，鋁粉與水泥發(fā)生反應(yīng)而放出氣體從而在拌合物中產(chǎn)生大量氣孔，最終達(dá)到棉花秸桿與水泥砂子混合物的界面粘結(jié)性能強(qiáng)、混合物和易性好等特點(diǎn)。取上述實(shí)施例所得承重保溫抗裂型棉花秸桿水泥基砌塊進(jìn)行效果評(píng)價(jià)，結(jié)論如下
I、拆模后的承重保溫抗裂型棉花秸桿水泥基砌塊在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下養(yǎng)護(hù)28天后砌塊抗壓強(qiáng)度可達(dá)5. O MPa至8. OMPa，劈裂抗拉強(qiáng)度可達(dá)O. 8 MPa至I. 2MPa，材料拉壓比達(dá)
到O. 15至O. 2，承重保溫抗裂型棉花秸桿水泥基砌塊中的棉花秸桿植物纖維起到了增強(qiáng)作用，抗拉性能比加氣混凝土砌塊、陶?；炷翂K等砌塊材料提高了 50%至100%。2、每生產(chǎn)I立方米承重保溫抗裂型棉花秸桿水泥基砌塊，消耗棉花秸桿100千克左右(相當(dāng)于O. 2至O. 3畝棉花秸桿農(nóng)作物剩余物)，減少了因焚燒秸桿而產(chǎn)生的大氣污染。3、承重保溫抗裂型棉花秸桿水泥基砌塊材料的導(dǎo)熱系數(shù)達(dá)0.30w/(m.k)至
O.45w/ (m. k),用承重保溫抗裂型棉花稻桿水泥基砌塊所砌成的200mm至250mm厚墻體的保溫隔熱性能相當(dāng)于用實(shí)心粘土磚砌成的370mm至490mm厚墻體的保溫隔熱性能，提高了住宅的居住舒適性。4、水泥基棉花秸桿砌塊由于纖維增強(qiáng)作用，切割時(shí)不易出現(xiàn)裂縫或破碎現(xiàn)象，可根據(jù)使用要求切割成不同尺寸規(guī)格，加工方便。5、棉桿纖維比麥桿、玉米、稻草等秸桿纖維的抗拉、剪切強(qiáng)度更高，混合在水泥、砂子中能起到更強(qiáng)的纖維增強(qiáng)作用，且在新疆地區(qū)，棉桿纖維比其他纖維來(lái)源非常廣泛。
權(quán)利要求
1.一種承重保溫抗裂型棉花秸桿水泥基砌塊，其特征在于按下述步驟得到第一步首先將棉花稻桿破碎成長(zhǎng)度為IOmm至50mm的棉花稻桿碎料,將棉花稻桿碎料用質(zhì)量濃度為1%至2%的NaOH溶液浸泡24小時(shí)至36小時(shí)，然后將浸泡過(guò)的棉花秸桿碎料用清水進(jìn)行沖洗洗去堿液，沖洗完成后將棉花秸桿碎料浙水晾干作為棉花秸桿干料備用；第二步按重量份數(shù)計(jì)，分別稱取棉花秸桿干料80份至120份、水泥400份至500份、砂1000份至1500份、鋁粉2份至3. 5份、減水劑4份至6份和水240份至320份；第三步將稱量好的鋁粉、水泥與砂混合，干拌均勻成水泥砂混合物，再將稱量好的棉花秸桿干料倒入水泥砂混合物中攪拌均勻，攪拌均勻后得到初成品混合物；第四步將稱量好的減水劑倒入稱量好的水中攪拌均勻成減水劑水溶液，將減水劑水溶液倒入初成品混合物中攪拌混合得到拌合物；第五步將拌合物入模振搗，振搗操作完成后得到型模，在型模表面覆膜，靜置24小時(shí)后拆模即成承重保溫抗裂型棉花秸桿水泥基砌塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的承重保溫抗裂型棉花秸桿水泥基砌塊，其特征在于棉花秸桿干料的含水量小于0. 5%，砂的含水量小于0. 5%，砂的含泥量小于I. 0%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的承重保溫抗裂型棉花秸桿水泥基砌塊，其特征在于第一步中，將棉花稻桿破碎成長(zhǎng)度為IOmm至50mm的棉花稻桿碎料。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的承重保溫抗裂型棉花秸桿水泥基砌塊，其特征在于第一步中，在清洗棉花秸桿碎料中的堿液后，保證清洗后棉花秸桿碎料中堿液的質(zhì)量濃度在0. 2%以下。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3或4所述的承重保溫抗裂型棉花秸桿水泥基砌塊，其特征在于第四步中，將減水劑水溶液分三次倒入初成品混合物中，每次倒入減水劑水溶液后都對(duì)初成品混合物進(jìn)行攪拌混合，最后一次攪拌混合后得到拌合物；從初成品混合物開(kāi)始加減水劑水溶液開(kāi)始到拌合物入模振搗完畢的操作時(shí)間為10分鐘到15分鐘。
6.一種承重保溫抗裂型棉花秸桿水泥基砌塊的制備方法，其特征在于按下述步驟進(jìn)行第一步首先將棉花稻桿破碎成長(zhǎng)度為IOmm至50mm的棉花稻桿碎料,將棉花稻桿碎料用質(zhì)量濃度為1%至2%的NaOH溶液浸泡24小時(shí)至36小時(shí)，然后將浸泡過(guò)的棉花秸桿碎料用清水進(jìn)行沖洗洗去堿液，沖洗完成后將棉花秸桿碎料浙水晾干作為棉花秸桿干料備用；第二步按重量份數(shù)計(jì)，分別稱取棉花秸桿干料80份至120份、水泥400份至500份、砂1000份至1500份、鋁粉2份至3. 5份、減水劑4份至6份和水240份至320份；第三步將稱量好的鋁粉、水泥與砂混合，干拌均勻成水泥砂混合物，再將稱量好的棉花秸桿干料倒入水泥砂混合物中攪拌均勻，攪拌均勻后得到初成品混合物；第四步將稱量好的減水劑倒入稱量好的水中攪拌均勻成減水劑水溶液，將減水劑水溶液倒入初成品混合物中攪拌混合得到拌合物；第五步將拌合物入模振搗，振搗操作完成后得到型模，在型模表面覆膜，靜置24小時(shí)后拆模即成承重保溫抗裂型棉花秸桿水泥基砌塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的承重保溫抗裂型棉花秸桿水泥基砌塊的制備方法，其特征在于棉花稻桿干料的含水量小于0. 3%,砂的含水量小于0. 5%,砂的含泥量小于I. 0%。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的承重保溫抗裂型棉花秸桿水泥基砌塊的制備方法，其特征在于第一步中，將棉花稻桿破碎成長(zhǎng)度為IOmm至50mm的棉花稻桿碎料。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7或8所述的承重保溫抗裂型棉花秸桿水泥基砌塊的制備方法，其特征在于第一步中，在清洗棉花秸桿碎料中的堿液后，保證清洗后棉花秸桿碎料中堿液的質(zhì)量濃度在0. 2%以下。
10.根據(jù)權(quán)利要求6或7或8或9所述的承重保溫抗裂型棉花秸桿水泥基砌塊的制備方法，其特征在于第四步中，將減水劑水溶液分三次倒入初成品混合物中，每次倒入減水劑水溶液后都對(duì)初成品混合物進(jìn)行攪拌混合，最后一次攪拌混合后得到拌合物；從初成品混合物開(kāi)始加減水劑水溶液開(kāi)始到拌合物入模振搗完畢的操作時(shí)間為10分鐘到15分鐘。
全文摘要
本發(fā)明涉及新型墻體材料技術(shù)領(lǐng)域，是一種承重保溫抗裂型棉花秸稈水泥基砌塊及其制備方法，按下述步驟得到第一步首先將棉花秸稈破碎成長(zhǎng)度為10mm至50mm的棉花秸稈碎料。本發(fā)明利用棉花秸稈制作成承重保溫抗裂型棉花秸稈水泥基砌塊，一方面充分利用了棉花秸稈廢料，保護(hù)環(huán)境、節(jié)約土地、降低成本，另一方面含有植物纖維的承重保溫抗裂型棉花秸稈水泥基砌塊具有抗裂性能好、強(qiáng)度高、質(zhì)量較輕、耐久性好、熱工性能較好、隔音效果好，將其應(yīng)用于低層村鎮(zhèn)建筑的承重墻，不需做二次保溫，能夠降低成本，并且節(jié)能保溫，是一種綠色環(huán)保的墻體材料。
文檔編號(hào)C04B28/00GK102976684SQ201210531139
公開(kāi)日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月11日
發(fā)明者陳國(guó)新, 唐新軍, 陳英杰, 劉健, 慈軍 申請(qǐng)人:新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)