一種利用玉米秸稈和氯氧鎂水泥復(fù)合制備建筑保溫材料的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于建筑保溫材料領(lǐng)域，最大限度地利用玉米秸桿等農(nóng)業(yè)剩余物，添加氯 氧鎂水泥、乳液及輔助添加劑，制備的建筑保溫材料，可用于城市化和新農(nóng)村建設(shè)需要。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，我國農(nóng)業(yè)剩余物年產(chǎn)量達8億噸，玉米秸桿是我國第二大農(nóng)作物秸桿，約占 總量的21. 67%，主要分布于黃淮海地區(qū)。隨著傳統(tǒng)取火和蓄牧使用量的減少，大量農(nóng)業(yè)剩 余物無法得到充分利用。
[0003] 近幾年，農(nóng)業(yè)剩余物資源已經(jīng)逐漸得到人們的重視，對其綜合的利用研究也取得 了一些進展。其主要用途為用做燃料、肥料、飼料、使用菌基料。但每年被利用的農(nóng)業(yè)剩余 物數(shù)量相對有限，大部分都被集中焚燒處理，進而造成嚴重的大氣污染和資源流失，此外國 家命令禁止農(nóng)業(yè)剩余物被焚燒處理，導(dǎo)致大量農(nóng)業(yè)剩余物堆放在田間地頭。
[0004] 隨著我國人民生活水平的提高，以及新農(nóng)村建設(shè)與發(fā)展，新能源在農(nóng)村的普及率 有了很大提高，農(nóng)業(yè)剩余物作為飼料及肥料的用量逐年減少，而工業(yè)加工利用率也在相對 降低，導(dǎo)致大量農(nóng)業(yè)剩余物沒有得到再生利用，面臨開發(fā)新的農(nóng)業(yè)剩余物再生利用方法。
[0005] 20世紀70年代，農(nóng)作物秸桿的綜合利用開始引起全世界范圍內(nèi)的關(guān)注，同時聯(lián)合 國糧農(nóng)組織已召開三次主題為利用農(nóng)作物秸桿制造人造板的會議。進入20世紀80年代，歐 洲的一些人造板設(shè)備廠，如德國的SIEMPELKAMP公司、瑞典的DAPR0MA公司、英國的CAMPAK 公司，專門研究了農(nóng)作物秸桿的制備技術(shù)與設(shè)備。在20世紀90年代初，美國、日本、歐洲等 發(fā)達國家就已經(jīng)開始了農(nóng)業(yè)剩余物在建筑材料中應(yīng)用，研究最多的原料為秸桿和蔗渣。
[0006] 在我國近10年來的城市化開發(fā)和新農(nóng)村建設(shè)工作，推動了各類建筑材料的廣泛 需求，因此，農(nóng)業(yè)剩余物用作建筑材料越來越受到人們的重視。我國20世紀80年代開始，也 投入了大量的人力物力，并取得一定的成果。農(nóng)業(yè)剩余物與有機材料（各類有機膠）復(fù)合 制備人造板的工藝技術(shù)已經(jīng)相對成熟，使用的各類膠黏劑包括：異氰酸酯、脲醛樹脂、聚氨 酯等，該類產(chǎn)品已在裝飾和建筑工程中得以應(yīng)用。農(nóng)業(yè)剩余物與有機樹脂所制得的保溫板 是純有機物，其防水、防霉、防火、耐久性相對較差，存在著較大的使用風險和安全隱患。另 外農(nóng)業(yè)剩余物與無機膠凝材料的復(fù)合因其成本低、環(huán)保、質(zhì)輕、防火、防腐等優(yōu)點開始引起 了人們的關(guān)注，可用于工程、房屋建筑中的非承重墻體及裝飾材料。
[0007]目前，農(nóng)業(yè)剩余物與無機膠凝材料復(fù)合生產(chǎn)的無機類建筑材料頁逐漸發(fā)展起來， 其農(nóng)機膠凝材料主要以普通硅酸鹽水泥和石膏為主。此類產(chǎn)品可廣泛使用的農(nóng)業(yè)剩余物包 括玉米秸桿、高粱秸桿、麥秸桿、稻草、棉花桿等，將農(nóng)業(yè)剩余物破碎成一定尺寸的植物纖維 作為填充體，形式為板塊產(chǎn)品。
[0008] 然而，農(nóng)業(yè)剩余物與普通硅酸鹽水泥與石膏復(fù)合尚存在以下問題：（1)農(nóng)業(yè)剩余 物中含有大量的木質(zhì)素、纖維素及糖類，親水性很強，農(nóng)業(yè)剩余物吸水后發(fā)生膨脹，使農(nóng)業(yè) 剩余物與無機凝膠材料間尚未形成穩(wěn)固粘結(jié)就發(fā)生破壞，從而影響建筑材料制品的整體強 度；（2)農(nóng)業(yè)剩余物遇水后，木質(zhì)素、聚戊糖等有機物導(dǎo)致有機膠凝材料在凝結(jié)過程中產(chǎn)生 緩凝作用。如果針對上述問題采取除糖脫脂工作，必將增加工藝、裝備和成本，對于建筑材 料而言，很難具有經(jīng)濟可行性，最終還是無法形成規(guī)?；瘧?yīng)用與推廣；（3)無機類復(fù)合的建 筑材料的農(nóng)業(yè)剩余物體積添加量一般在10% -30%之間，不能解決農(nóng)業(yè)剩余物的大量消 納；(4)無機復(fù)合的農(nóng)業(yè)剩余物建筑材料在防腐防霉方面尚有不足，沒有引起足夠重視，導(dǎo) 致在濕潮環(huán)境應(yīng)用受到了限制，主要是對農(nóng)業(yè)剩余物防腐防霉技術(shù)手段不佳所導(dǎo)致的。
[0009] 我國鎂礦資源豐富，其氯氧鎂水泥的生產(chǎn)工藝簡便，無需窯爐、干燥器等熱工設(shè) 備，生產(chǎn)能耗大大降低，且氯氧鎂水泥不含對人體有害的物質(zhì)；其次，由于氯氧鎂水泥具有 極高的強度，在大量摻入秸桿等農(nóng)業(yè)固體廢棄物后，它仍能滿足強度的使用要求。同時，氯 氧鎂水泥對農(nóng)業(yè)剩余物有防腐防霉的的作用，防止其制備過程中緩凝嚴重的現(xiàn)象，提高了 產(chǎn)品的使用壽命。
[0010] 我國十一五期間（2006-2010年）開始進行新農(nóng)村建設(shè)，逐步改善農(nóng)村生活居住條 件和住宅抗震要求，農(nóng)村傳統(tǒng)住宅面臨維修和重建，將消耗大量建材產(chǎn)品，隨著我國限制是 實心粘土磚的使用，急需大量新農(nóng)村建設(shè)用建筑材料，因此，利用農(nóng)業(yè)剩余物-玉米秸桿， 結(jié)合氯氧鎂水泥及一些輔助添加劑，開發(fā)適用新農(nóng)村建設(shè)用的氯氧鎂水泥復(fù)合玉米秸桿的 無機保溫建筑材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明利用典型的農(nóng)業(yè)剩余物-玉米秸桿，使用氯氧鎂水泥作為無機膠凝材料和 一些輔助添加劑，開發(fā)一種適用農(nóng)村和城市建設(shè)建筑保溫材料，解決了玉米秸桿的規(guī)?；?利用。該建筑材料成型制備工藝采用澆注成型工藝，進行適當養(yǎng)護，形成復(fù)合建筑保溫材 料。
[0012] 本發(fā)明使用氯氧鎂水泥作為玉米秸桿的無機膠凝材料，氯氧鎂水泥由氧化鎂和鹵 水構(gòu)成，氧化鎂為輕燒氧化鎂，活性氧化鎂含量大于50%，氯化鎂與水按質(zhì)量比為2. 3:5配 制鹵水。
[0013] 玉米秸桿需要進行破碎與篩分處理，長度控制在5-20mm，其在建筑材料中的起到 填充物作用，利用其低導(dǎo)熱特性，質(zhì)量輕特點，實現(xiàn)建筑材料的保溫絕熱功能。
[0014] 乳液作為輔助添加劑，主要用于玉米秸桿的表面處理。由于玉米秸桿具有很強的 吸水性，在與氯氧鎂水泥混合攪拌過程中，會過度地吸收鎂水泥中的水分，將會破壞氯氧鎂 水泥的5 ? 1 ? 8相產(chǎn)生（即5Mg(0H)2 ? MgCl2 ? 8H20)，將造成鎂水泥反鹵、強度下降等現(xiàn)象。 利用乳液進行玉米秸桿的表面處理，不僅可改善其吸水性，還可提高玉米秸桿與鎂水泥間 的結(jié)合強度。乳液為市售的EVA乳液。
[0015] 粉煤灰、硅灰的主要成分為活性Si02、Al20 3，作為輔助添加劑能改善氯氧鎂水泥的 耐水性能，而且可以取代部分氧化鎂，降低生產(chǎn)成本，保護環(huán)境。所以，粉煤灰或硅灰是本發(fā) 明不可缺少的組成。
[0016] 通過上述基本原料，本發(fā)明形成玉米秸桿-氯氧鎂水泥膠-乳液-輔助添加劑等 復(fù)合的建筑材料，該復(fù)合建筑材料具有保溫功能、防水功能、防火功能。其防火功能是通過 用來粘結(jié)玉米秸桿的無機膠凝材料-氯氧鎂水泥來實現(xiàn)的，保溫功能是通過添加的玉米秸 桿來實現(xiàn)的，防水功能是通過添加EVA乳液來實現(xiàn)的。
[0017] 本發(fā)明的復(fù)合建筑材料，重點在于實現(xiàn)保溫隔熱功能，以及具有較好力學(xué)特性，兼 顧防火、防水、防腐功能。
[0018] 本發(fā)明是基于玉米秸桿農(nóng)業(yè)剩余物制備建筑保溫材料的目的，所以在本發(fā)明中使 用玉米秸桿體積百分比相對較高，為了結(jié)合制品的制備方法和生產(chǎn)控制需要，在本發(fā)明中 使用配比按質(zhì)量百分比。
[0019] 本發(fā)明的配比和制備工藝如下：
[0020] 玉米秸稈 12. 44-20. 18 今乂化鎂 36. 00 -15. 00 以水 25. 39-29. 81 乳液 5. 00--6. 00 粉煤灰 1.00-3.00 硅灰 0-1.24
[0021] 其余為水；
[0022] 制備工藝如下：
[0023] 將氯化鎂與水按質(zhì)量比2. 3:5進行稱量并混合在一起形成混合溶液，攪勻并靜 置，濾去雜質(zhì)取其上清液，形成鹵水；利用秸桿破碎機對干燥的玉米秸桿進行破碎，破碎后 進行過篩處理，目的為除去雜質(zhì)與細小的秸桿碎末，把處理后的各級配的玉米秸桿置于干 燥處放置，儲存?zhèn)溆谩?br>[0024] 玉米秸桿表面噴灑EVA乳液處理，EVA乳液是醋酸乙烯一乙烯共聚乳液的簡稱， 是以醋酸乙烯和乙烯單體為基本原料，與其它輔料通過乳液聚合方法共聚而成的高分子乳 液。本發(fā)明所用EVA乳液是市售商品，生產(chǎn)企業(yè)為北京有機化工廠，商品牌號為EVA28-150， 其中乙酸乙烯酯含量為27-29 %。
[0025] 將玉米秸桿置于攪拌機中進行攪拌，攪拌機為水泥砂漿攪拌機和混凝土攪拌機兩 種機械形式之一；將乳液均勻的灑在玉米秸桿的表面，攪拌均勻，其乳液在玉米秸桿表面形 成一層乳液薄膜，來阻隔玉米秸桿的吸水性。然后，將按一定比例配置的氧化鎂、粉煤灰或 硅灰的混合粉料，攪拌機的滾筒中，不斷攪動。待充分混合均勻后，加入鹵水及一定比例