本發(fā)明屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種新型墻體建筑材料。
背景技術(shù):
建筑材料可分為結(jié)構(gòu)材料、裝飾材料和某些專用材料。結(jié)構(gòu)材料包括木材、竹材、石材、水泥、混凝土、金屬、磚瓦、陶瓷、玻璃、工程塑料、復(fù)合材料等;裝飾材料包括各種涂料、油漆、鍍層、貼面、各色瓷磚、具有特殊效果的玻璃等;專用材料指用于防水、防潮、防腐、防火、阻燃、隔音、隔熱、保溫、密封等。
近現(xiàn)代,建筑保溫材料的研制與應(yīng)用越來越受到世界各國的普遍重視。20世紀(jì)70年代后,國外普遍重視保溫材料的生產(chǎn)和在建筑中的應(yīng)用,力求大幅度減少能源的消耗量,從而減少環(huán)境污染和溫室效應(yīng)。而1980年以前,中國保溫材料的發(fā)展十分緩慢,但從2000年以后,不少產(chǎn)品從無到有,從單一到多樣化,但目前使用較多的保溫材料主要是聚氨酯泡沫、聚丙烯泡沫以及它們的復(fù)合板。這類保溫材料若遇到高溫或者明火就會燃燒,燃燒過程中產(chǎn)生的大量濃煙里含有氰化氫,危害人體健康。而聚苯板除了不防火、用久后會收縮外保溫性能也很差,嚴(yán)重影響建筑工程質(zhì)量和防火安全,目前正受到消防部門的限制使用。巖棉、玻璃棉等無機(jī)礦物棉材料雖然能達(dá)到防火保溫要求,但是施工過程中漂浮的棉絮對人體有害,同時容易滋生細(xì)菌、吸水率高、絕熱效果較差,并且強(qiáng)度也不夠好,使用壽命較短。因此,研究生態(tài)環(huán)保、物理性能好的保溫材料迫在眉睫。自古以來,我國就有利用農(nóng)作物秸稈來制作保溫墻體記載。
水稻是我國總產(chǎn)量位居第三的糧食作物,每年產(chǎn)生的水稻秸稈就有2億噸左右。稻草秸稈營養(yǎng)豐富,纖維素、半纖維素以及木質(zhì)素的含量達(dá)到了60%-95%、粗蛋白為1.8%、粗脂肪1.5%。目前,水稻秸稈主要被用于編織業(yè)、食用菌、飼料、肥料、還田等方面。發(fā)明專利(cn102120775a)公開一種稻草秸稈乙?;療崴苄愿牧挤椒?,將粉碎的稻草秸稈用一定量的冰醋酸預(yù)處理0.5h,然后再加入一定量的乙酸酐和催化劑濃硫酸反應(yīng)生成秸稈乙?;a(chǎn)物,得到的產(chǎn)物可以熱壓成板,該制備方法繁瑣,不利于工廠化生產(chǎn),產(chǎn)品的保溫性能差,且各種化學(xué)試劑的使用,也不利于人體的健康;發(fā)明專利(cn104827545a)公開稻草秸稈磚的制備方法及其產(chǎn)品和應(yīng)用,將氫氧化鈉處理后的稻草秸稈,在壓力的作用下制成稻草秸稈磚,雖然方法簡單,制作出來的產(chǎn)品具有一定的保溫隔熱性能,但是產(chǎn)品吸水率高、易滋生霉菌,使用受到限制。因此,研究、開發(fā)一種新型的稻草秸稈保溫材料的意義重大。
自然界的許多真菌原料利用范圍廣,生長迅速,已廣泛應(yīng)用于工業(yè)發(fā)酵和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。我國具有豐富的真菌資源,已知的可食用真菌資源約占全世界總量的50%左右,同時一些真菌菌絲體發(fā)達(dá)、菌絲體扭結(jié)能力強(qiáng),因此可篩選高效利用纖維素和木質(zhì)素轉(zhuǎn)化能力強(qiáng)的特定真菌用于開發(fā)新型的環(huán)境友好型生物質(zhì)材料,將我國的豐富的稻草秸稈資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為新型環(huán)保產(chǎn)品優(yōu)勢,從而實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)高效利用。
玻璃微珠是近年來發(fā)展起來的一種用途廣泛、性能特殊的一種新型材料。該產(chǎn)品由硼硅酸鹽原料經(jīng)高科技加工而成,粒度為10—250微米,壁厚1-2微米。該產(chǎn)品具有質(zhì)輕、低導(dǎo)熱、較高的強(qiáng)度、良好的化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn),其表面經(jīng)過特殊處理具有親油憎水性能,非常容易分散于有機(jī)材料體系中。
綜上所述,現(xiàn)有技術(shù)存在的問題是:目前的建筑材料存在抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度較差;稻草秸稈被焚燒掉,不僅浪費(fèi)資源,同時也造成環(huán)境污染;建筑上普遍應(yīng)用的保溫墻體有多種,但由于配方不合理,長時間在強(qiáng)太陽光照射下容易與面層砂漿出現(xiàn)分層現(xiàn)象,使型材接縫處產(chǎn)生冷橋熱損,導(dǎo)致保溫效果差,使用壽命短,延展性差,易斷層,且在高溫下易產(chǎn)生有毒氣體,其功能單一,不具有防水、防腐、防火的功效;現(xiàn)有技術(shù)中的保溫墻體沒有結(jié)合玻璃微珠進(jìn)行保溫材料的制取。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題,本發(fā)明提供了一種新型墻體建筑材料。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的,一種新型墻體建筑材料,所述新型墻體建筑材料按照重量份由碳酸鎂鈣10份~20份、高爐礦渣15份~18份、黏土20份~30份、長石粉3份~6份、硼酸鈣12份~16份、羥丙基甲基纖維素13份~19份、聚苯乙烯磺酸4份~7份、丁基橡膠12份~16份、碳分子篩8份~12份、稻草秸稈10份~15份、空心玻璃微珠10份~20份組成。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種所述新型墻體建筑材料的制備方法,所述新型墻體建筑材料的制備方法包括以下步驟:
步驟一,分別取碳酸鎂鈣10份~20份、高爐礦渣15份~18份、黏土20份~30份、長石粉3份~6份、硼酸鈣12份~16份分別在球磨機(jī)中球磨;
步驟二,按重量分別取球磨后的碳酸鎂鈣、高爐礦渣、黏土、長石粉、硼酸鈣攪拌均勻后為固體粉末;
步驟三,按重量分別取羥丙基甲基纖維素13份~19份、聚苯乙烯磺酸4份~7份、丁基橡膠12份~16份、碳分子篩8份~12份、稻草秸稈10份~15份、空心玻璃微珠10份~20份,加熱后將其攪拌均勻;
步驟四,將步驟s102制備的固體粉末投入至步驟s103的混合物中,再加熱攪拌均勻,將混合物再加壓進(jìn)行成型,冷卻后放置20h,得到復(fù)合墻體建筑材料。
進(jìn)一步,所述步驟一中球磨機(jī)中球料比為26:1,球磨時間均為5h~8h。
進(jìn)一步,所述步驟四中加壓壓力為26mpa,加壓時間為9h。
進(jìn)一步,稻草秸稈的制備包括:
稻草秸稈經(jīng)過鍘刀切成長度為5mm~20mm的稻草節(jié),其中,長度為5mm~15mm、15mm~20mm的稻草節(jié)所占的比例分別為35%~55%、45%~65%。
進(jìn)一步,稻草秸稈的制備還包括:
培養(yǎng)料的準(zhǔn)備:向不同長度的稻草節(jié)中添加自來水,混勻;調(diào)控含水量,同時調(diào)節(jié)ph,進(jìn)行培養(yǎng)料的準(zhǔn)備。
進(jìn)一步,稻草秸稈的制備還包括:
滅菌處理:將培養(yǎng)料裝入滅菌袋,于隧道式微波滅菌設(shè)備上滅菌20分鐘~25分鐘;
接種培養(yǎng):待滅菌處理后的培養(yǎng)原料冷卻至室溫,于無菌接種室內(nèi)將生產(chǎn)用固體真菌菌種按質(zhì)量比10%~20%接種于培養(yǎng)原料中,攪拌均勻;然后將接種后的培養(yǎng)原料裝入專用模具內(nèi),于黑暗無菌室內(nèi)培養(yǎng)7天~18天;
樣品干燥:待模具中的材料上長滿厚厚一層菌絲后,將樣品從模具內(nèi)取出,干燥,即得新型墻體建筑材料的制備中添加的稻草秸稈。
進(jìn)一步,向不同長度的稻草節(jié)物料干重中添加0.8倍~1.2倍自來水;
調(diào)控含水量為45%~65%,調(diào)節(jié)ph至7-8。
進(jìn)一步,將樣品從模具內(nèi)取出,于80℃~115℃條件下干燥,直至樣品的含水量干燥到小于10%。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及積極效果為:本發(fā)明的復(fù)合墻體建筑材料具有抗折強(qiáng)度高、抗壓強(qiáng)度高的性能,通過對墻體建筑材料的工藝及成分進(jìn)行改進(jìn),有效的改善了其強(qiáng)度,進(jìn)而解決了常規(guī)的墻體建筑材料強(qiáng)度低、具有一定的安全隱患的問題。本發(fā)明的新型墻體建筑材料的抗折強(qiáng)度為9.2mpa,抗壓強(qiáng)度為23.8mpa,與現(xiàn)有的建筑材料抗折強(qiáng)度提高了20%,抗壓強(qiáng)度提高了10%。
本發(fā)明稻草秸稈制作過程只需將處理后的材料進(jìn)行滅菌、接種培養(yǎng)、干燥,整個過程能耗較低,利用稻草秸稈的自身優(yōu)勢,在真菌菌絲的作用下將秸稈制成密度小、吸水率低、保溫性能好的生物質(zhì)材料,可以用于建筑的外墻保溫,也可以用于彩鋼板的夾層的保溫;同時,實(shí)現(xiàn)秸稈資源的綜合利用,變廢為寶,減少環(huán)境污染,促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。該生物質(zhì)保溫材料制備方法簡單、生產(chǎn)成本低、保溫性能優(yōu)良、強(qiáng)度大,是一種極具市場前景與潛力的環(huán)境友好型生物質(zhì)保溫材料。
本發(fā)明中利用空心玻璃微珠在墻體中的作用為:空心微珠性狀:空心微珠為空心厚壁微珠。微珠99.5%是硅酸鋁陶瓷。它是一種高強(qiáng)度,高硬度,惰性的厚壁空心微珠。
空心玻璃微珠能降低成本,增加固體含量和增進(jìn)產(chǎn)品性能,具體包括:樹脂用量少/加量的潛力大:因?yàn)樵谌魏涡螤钪?,球形具有最小的表面積/體積比,空心微珠對樹脂的需求量也最少。顆粒的堆積情況也被改進(jìn)??招奈⒅榈膶挼牧椒植际沟眯〉奈⒅槟軌蛱畛涞酱蟮奈⑶蛑g的空隙中,形成一個密實(shí)的整體。其結(jié)果是,整體加入量高,高固體含量,較低的有機(jī)揮發(fā)物和減少其他成分的用量;
硬度/耐磨性:通常的涂料或填充料或多或少在表面留下一些軟和硬的顆粒,顆粒破損或磨損掉后影響美觀。然而,空心微珠是一種強(qiáng)度高,耐磨且堅硬的微珠,它能增強(qiáng)硬度,耐磨和耐涮洗性;
光澤控制:作為一種填充材料,空心微珠可以起到降低光澤的作用,甚至是在加入量要求較高的情況下,他也能消除普通消光劑造成粘度大幅度增加的弊病。而且相比較成本也低;
惰性:空心微珠由惰性成分構(gòu)成,因而具有優(yōu)良的經(jīng)久耐用性;
不透明:空心微珠的球體使光線漫射和散射,其結(jié)果是它增加了墻體的遮蓋性;
本發(fā)明的空心玻璃微珠材料性能指標(biāo)有:導(dǎo)熱系數(shù)0.07w/mk;抗壓強(qiáng)度0.6mpa,符合國家標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明的空心玻璃微珠材料緊密排列上下重疊的空心玻璃微珠內(nèi)部含有稀薄12%的氣體,其導(dǎo)熱系數(shù)極低,所以具有非常好的隔熱保溫效果。
附圖說明
圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的新型墻體建筑材料的制備方法流程圖。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白,以下結(jié)合實(shí)施例,對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明,并不用于限定本發(fā)明。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的應(yīng)用原理作詳細(xì)的描述。
本發(fā)明實(shí)施例提供的新型墻體建筑材料按照重量份由碳酸鎂鈣10份~20份、高爐礦渣15份~18份、黏土20份~30份、長石粉3份~6份、硼酸鈣12份~16份、羥丙基甲基纖維素13份~19份、聚苯乙烯磺酸4份~7份、丁基橡膠12份~16份、碳分子篩8份~12份、稻草秸稈10份~15份、空心玻璃微珠10份~20份組成。
如圖1所示,本發(fā)明實(shí)施例提供的新型墻體建筑材料的制備方法包括以下步驟:
s101:分別取碳酸鎂鈣10份~20份、高爐礦渣15份~18份、黏土20份~30份、長石粉3份~6份、硼酸鈣12份~16份分別在球磨機(jī)中球磨,球磨機(jī)中球料比為26:1,球磨時間均為5h~8h;
s102:按重量分別取球磨后的碳酸鎂鈣、高爐礦渣、黏土、長石粉、硼酸鈣攪拌均勻后為固體粉末;
s103:按重量分別取羥丙基甲基纖維素13份~19份、聚苯乙烯磺酸4份~7份、丁基橡膠12份~16份、碳分子篩8份~12份、稻草秸稈10份~15份、空心玻璃微珠10份~20份,加熱后將其攪拌均勻;
s104:將步驟s102制備的固體粉末投入至步驟s103的混合物中,再加熱攪拌均勻,將混合物再加壓進(jìn)行成型,加壓壓力為26mpa,加壓時間為9h,冷卻后放置20h,得到復(fù)合墻體建筑材料。
本發(fā)明實(shí)施例提供的新型墻體建筑材料的抗折強(qiáng)度為9.2mpa,抗壓強(qiáng)度為23.8mpa。
稻草秸稈的制備包括:
稻草秸稈經(jīng)過鍘刀切成長度為5mm~20mm的稻草節(jié),其中,長度為5mm~15mm、15mm~20mm的稻草節(jié)所占的比例分別為35%~55%、45%~65%。
稻草秸稈的制備還包括:
培養(yǎng)料的準(zhǔn)備:向不同長度的稻草節(jié)中添加自來水,混勻;調(diào)控含水量,同時調(diào)節(jié)ph,進(jìn)行培養(yǎng)料的準(zhǔn)備。
稻草秸稈的制備還包括:
滅菌處理:將培養(yǎng)料裝入滅菌袋,于隧道式微波滅菌設(shè)備上滅菌20分鐘~25分鐘;
接種培養(yǎng):待滅菌處理后的培養(yǎng)原料冷卻至室溫,于無菌接種室內(nèi)將生產(chǎn)用固體真菌菌種按質(zhì)量比10%~20%接種于培養(yǎng)原料中,攪拌均勻;然后將接種后的培養(yǎng)原料裝入專用模具內(nèi),于黑暗無菌室內(nèi)培養(yǎng)7天~18天;
樣品干燥:待模具中的材料上長滿厚厚一層菌絲后,將樣品從模具內(nèi)取出,干燥,即得新型墻體建筑材料的制備中添加的稻草秸稈。
向不同長度的稻草節(jié)物料干重中添加0.8倍~1.2倍自來水;
調(diào)控含水量為45%~65%,調(diào)節(jié)ph至7-8。
將樣品從模具內(nèi)取出,于80℃~115℃條件下干燥,直至樣品的含水量干燥到小于10%。
下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明的應(yīng)用原理作進(jìn)一步的描述。
實(shí)施例1:
本發(fā)明實(shí)施例提供的新型墻體建筑材料按照重量份由碳酸鎂鈣10份、高爐礦渣18份、黏土20份、長石粉5份、硼酸鈣13份、羥丙基甲基纖維素16份、聚苯乙烯磺酸5份、丁基橡膠12份和碳分子篩9份、稻草秸稈10份、空心玻璃微珠10份組成。
本發(fā)明實(shí)施例提供的新型墻體建筑材料的制備方法包括以下步驟:
步驟一,分別取碳酸鎂鈣10份、高爐礦渣18份、黏土20份、長石粉5份、硼酸鈣13份分別在球磨機(jī)中球磨,球磨機(jī)中球料比為26:1,球磨時間均為5h;
步驟二,按重量分別取球磨后的碳酸鎂鈣、高爐礦渣、黏土、長石粉、硼酸鈣攪拌均勻后為固體粉末;
步驟三,按重量分別取羥丙基甲基纖維素16份、聚苯乙烯磺酸5份、丁基橡膠12份、碳分子篩9份、稻草秸稈10份、空心玻璃微珠10份,加熱后將其攪拌均勻;
步驟四,將步驟二制備的固體粉末投入至步驟三的混合物中,再加熱攪拌均勻,將混合物再加壓進(jìn)行成型,加壓壓力為26mpa,加壓時間為9h,冷卻后放置20h,得到復(fù)合墻體建筑材料。
本發(fā)明實(shí)施例提供的新型墻體建筑材料的抗折強(qiáng)度為9.2mpa,抗壓強(qiáng)度為23.8mpa。
實(shí)施例2:
本發(fā)明實(shí)施例提供的新型墻體建筑材料按照重量份由碳酸鎂鈣20份、高爐礦渣15份、黏土30份、長石粉3份、硼酸鈣13份、羥丙基甲基纖維素13份、聚苯乙烯磺酸7份、丁基橡膠14份、碳分子篩10份、稻草秸稈15份、空心玻璃微珠20份組成。
本發(fā)明實(shí)施例提供的新型墻體建筑材料的制備方法包括以下步驟:
步驟一,分別取碳酸鎂鈣20份、高爐礦渣15份、黏土30份、長石粉3份、硼酸鈣13份分別在球磨機(jī)中球磨,球磨機(jī)中球料比為26:1,球磨時間均為8h;
步驟二,按重量分別取球磨后的碳酸鎂鈣、高爐礦渣、黏土、長石粉、硼酸鈣攪拌均勻后為固體粉末;
步驟三,按重量分別取羥丙基甲基纖維素13份、聚苯乙烯磺酸7份、丁基橡膠14份、碳分子篩10份、稻草秸稈15份、空心玻璃微珠20份,加熱后將其攪拌均勻;
步驟四,將步驟二制備的固體粉末投入至步驟三的混合物中,再加熱攪拌均勻,將混合物再加壓進(jìn)行成型,加壓壓力為26mpa,加壓時間為9h,冷卻后放置20h,得到復(fù)合墻體建筑材料。
本發(fā)明實(shí)施例提供的新型墻體建筑材料的抗折強(qiáng)度為9.2mpa,抗壓強(qiáng)度為23.8mpa。
實(shí)施例3:
本發(fā)明實(shí)施例提供的新型墻體建筑材料按照重量份由碳酸鎂鈣15份、高爐礦渣16份、黏土25份、長石粉6份、硼酸鈣15份、羥丙基甲基纖維素18份、聚苯乙烯磺酸6、丁基橡膠15份、碳分子篩9份、稻草秸稈12份、空心玻璃微珠12份組成。
本發(fā)明實(shí)施例提供的新型墻體建筑材料的制備方法包括以下步驟:
步驟一,分別取碳酸鎂鈣15份、高爐礦渣16份、黏土25份、長石粉6份、硼酸鈣15份分別在球磨機(jī)中球磨,球磨機(jī)中球料比為26:1,球磨時間均為7h;
步驟二,按重量分別取球磨后的碳酸鎂鈣、高爐礦渣、黏土、長石粉、硼酸鈣攪拌均勻后為固體粉末;
步驟三,按重量分別取羥丙基甲基纖維素18份、聚苯乙烯磺酸6、丁基橡膠15份、碳分子篩9份、稻草秸稈12份、空心玻璃微珠12份,加熱后將其攪拌均勻;
步驟四,將步驟二制備的固體粉末投入至步驟三的混合物中,再加熱攪拌均勻,將混合物再加壓進(jìn)行成型,加壓壓力為26mpa,加壓時間為9h,冷卻后放置20h,得到復(fù)合墻體建筑材料。
本發(fā)明實(shí)施例提供的新型墻體建筑材料的抗折強(qiáng)度為9.2mpa,抗壓強(qiáng)度為23.8mpa。
實(shí)施例4:
本發(fā)明實(shí)施例提供的新型墻體建筑材料按照重量份由碳酸鎂鈣12份、高爐礦渣16份、黏土23份、長石粉5份、硼酸鈣12份、羥丙基甲基纖維素13份、聚苯乙烯磺酸4份、丁基橡膠16份、碳分子篩12份、稻草秸稈13份、空心玻璃微珠18份組成。
本發(fā)明實(shí)施例提供的新型墻體建筑材料的制備方法包括以下步驟:
步驟一,分別取碳酸鎂鈣12份、高爐礦渣16份、黏土23份、長石粉5份、硼酸鈣12份分別在球磨機(jī)中球磨,球磨機(jī)中球料比為26:1,球磨時間均為8h;
步驟二,按重量分別取球磨后的碳酸鎂鈣、高爐礦渣、黏土、長石粉、硼酸鈣攪拌均勻后為固體粉末;
步驟三,按重量分別取羥丙基甲基纖維素13份、聚苯乙烯磺酸4份、丁基橡膠16份、碳分子篩12份、稻草秸稈13份、空心玻璃微珠18份,加熱后將其攪拌均勻;
步驟四,將步驟二制備的固體粉末投入至步驟三的混合物中,再加熱攪拌均勻,將混合物再加壓進(jìn)行成型,加壓壓力為26mpa,加壓時間為9h,冷卻后放置20h,得到復(fù)合墻體建筑材料。
本發(fā)明實(shí)施例提供的新型墻體建筑材料的抗折強(qiáng)度為9.2mpa,抗壓強(qiáng)度為23.8mpa。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已,并不用以限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。