节能环保生态复合墙板及其制备方法 |
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| 申请号 | CN200810238416.1 | 申请日 | 2008-12-16 | 公开(公告)号 | CN101439956B | 公开(公告)日 | 2011-07-20 |
| 申请人 | 山东建筑大学; 山东三箭建设工程股份有限公司; | 发明人 | 孙恒军; 李长亨; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种建筑墙板，特别涉及一种利用 农作物 秸秆为主要原料制成的节能环保生态复合墙板，以及它的制备方法。本发明是通过以下措施来实现的：① 植物 纤维 ，20％～35％；②中等塑性的粘土15％～35％；③ 脱硫 石膏 15％～35％；④含钡硫 铝 酸盐 水 泥10％～20％；⑤ 固化 增强剂：CaO或Ca(OH)2，5％～10％；⑥添加剂：CaCl2或MgCl2，0～3％。上述本发明的节能环保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。采用本发明的节能环保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。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种节能环保生态复合墙板，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； |
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| 说明书全文 | 节能环保生态复合墙板及其制备方法技术领域背景技术[0002] 目前，我国的大部分建筑物能耗很大，达不到国家的节能降耗的要求，一个主要的原因在于墙体的节能保温达不到要求。为此很多专家又把眼光转向已经利用了几千年的材料——“泥土”，因为它不仅价格便宜，而且保温隔热中等，工艺简单，原材料易得，可以反复使用，没有建筑垃圾，属于循环经济型、可逆性利用材料，但苦于传统没有好的方法，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。 [0003] 我国的农作物秸秆的产量很高，其具有很好的节能保温效果，但由于其强度低，耐腐蚀性差，没有进行广泛的利用，有些被大量的燃烧，给环境造成了一定的污染。 [0004] 脱硫石膏是用石灰对含硫燃料燃烧后产生的烟气进行脱硫净化处理而产生的一种工业副产品，是一种工业废弃物，如不加以利用，不但需要资金和土地建造堆场，而且污染环境。脱硫石膏的主要成分是二水硫酸钙，纯度高、成分稳定、无放射性，经过煅烧处理后的脱硫石膏具有胶凝性能，水化硬化体结晶结构比较紧密，具有一定的强度。 [0005] 中国专利(申请号为2006100696475)“草泥生态复合墙板及其制备方法”公开了一种主要由植物纤维和粘土制成的复合墙板。上述墙板具有环保节能保温的作用，但其强度太低，吸水率高，易变形，使用寿命短。 发明内容[0006] 本发明为了解决建筑墙体节能保温的目的，提供了一种利用以农作物秸秆、泥土、脱硫石膏为主要基材制成的节能环保生态复合墙板，具有保温隔热效果好，强度大，节能环保，造价便宜，无污染。 [0007] 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。 [0008] 本发明是通过以下措施来实现的： [0009] 本发明涉及一种节能环保生态复合墙板，是由以下重量百分比的原料制成，[0010] ①植物纤维(农作物秸秆)，20％～35％，宽度为1～2mm、厚度为0.5mm～1mm； [0011] ②中等塑性的粘土 15％～35％，W塑＝7～15； [0012] ③脱硫石膏 15％～35％； [0014] ⑤固化增强剂：5％～10％； [0015] ⑥添加剂：CaCl2或MgCl2，0～3％； [0017] 上述本发明的节能环保生态复合墙板，所述粘土、固化增强剂和添加剂的细度优选为40目～80目。 [0018] 上述本发明的节能环保生态复合墙板，所述的植物纤维优选为农作物秸秆，如麦草、玉米秸、棉秆等。 [0019] 上述本发明的节能环保生态复合墙板，所述的添加剂的重量百分比优选为1～3％。 [0020] 上述本发明的节能环保生态复合墙板的制备方法，采用以下步骤： [0021] 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；固化增强剂、添加剂和粘土，分别用粉碎机粉碎成40目～80目的细粉； [0022] ②按重量将粉碎后的植物纤维、添加剂后加入搅拌机中，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； [0023] ③取粉碎后的粘土、固化增强剂、脱硫石膏和含钡硫铝酸盐水泥加入搅拌机中，边加水边搅拌； [0024] ④搅拌均匀后，倒入成型模中，轻微捣实、刮平，静止5min脱模，然后阴干。 [0025] (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。 [0026] (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、向日葵壳等，3 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/m ；玉米 3 3 秸的密度为59kg/m ；棉秆密度为143kg/m 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的细料将锤碎后的植物纤维进行筛选，0.2mm以下的细料(灰尘)舍 3 3 去。调整植物纤维和泥土的比例使其符合密度(或容重)为0.7g/cm ～0.75g/cm，以保证保温隔热要求。 [0027] (3)本发明的第三个关键技术在于加入一定量的脱硫石膏。脱硫石膏是一种用石灰对含硫燃料燃烧后产生的烟气进行脱硫净化处理而得到的工业副产品，是一种工业废弃物，一般火力电厂都会大量产生。脱硫石膏的主要成分是二水硫酸钙，纯度高、成分稳定、无放射性，经过煅烧处理后的脱硫石膏具有胶凝性能，水化硬化体结晶结构比较紧密，具有一定的强度。利用脱硫石膏来代替部分泥土，既可以增强节能环保生态复合墙板的强度，又可以为电厂烟气脱硫后的废料处理开辟新路，保护了环境。 [0028] (4)本发明的第四个关键技术在于加入一定量的含钡硫铝酸盐水泥。本发明使用的含钡硫铝酸盐水泥为公开号为CN1035486A的中国专利“含钡硫铝酸盐水泥”，是以含钡硫铝酸钙为主要矿物成分制成的快硬早强型水泥。这种水泥的主要矿物是以含钡硫铝酸盐为主，比例为40-80％。含钡硫铝酸盐水泥具有强度大，吸水率低，既可以使节能环保生态复合墙板具有较高的强度，同时可以降低节能环保生态复合墙板的吸水率。 [0029] (5)本发明的第五个关键技术是加入固化增强剂。由于植物纤维和石膏吸水率较高，易吸水变形，影响了墙板的强度，同时植物纤维容易腐烂。因此，本发明的原料中加入一定量的固化增强剂，可以降低墙板的吸水率，有效提高墙板的强度，避免植物纤维腐烂。固化增强剂用量为5％～10％，细度为筛网40目～80目。 [0030] (6)本发明的第六个关键技术是加入添加剂：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。 [0032] 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以防万一。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。 [0033] 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。 [0034] 采用本发明的节能环保生态复合墙板，具有以优点： [0036] 2.本发明的节能环保生态复合墙板，具有强度大，不吸水，不变形，使用寿命长。 [0037] 3.具有保温隔热，节能环保，造价便宜，无污染。 [0038] 4.本发明的制备方法，具有设备简单，操作方便，成品率高的优点。 具体实施方式[0039] 实施例1： [0040] 1.本实施例的节能环保生态复合墙板，是由以下重量百分比的原料制成，[0041] ①麦草(植物纤维)，35％，宽度为1～2mm、厚度为0.5mm～1mm； [0042] ②中等塑性的粘土 15％，W塑＝10； [0043] ③脱硫石膏25％； [0044] ④含钡硫铝酸盐水泥 15％； [0045] ⑤固化增强剂：8％； [0046] ⑥添加剂：CaCl2或MgCl2，2％。 [0047] 所述的固化增强剂是由以下配比的原料制成：CaO：40％，硬脂酸钙：20％，MgSO415％，MgO 10％，丙烯酸树脂25％。 [0048] 2.采用以下步骤进行制备： [0049] 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；固化增强剂、添加剂和粘土，分别用粉碎机粉碎成80目～100目的细粉； [0050] ②按重量将粉碎后的麦草、添加剂加入双轴搅拌机中，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； [0051] ③取粉碎后的粘土、固化增强剂、脱硫石膏、含钡硫铝酸盐水泥，加入搅拌机中，边加水边搅拌； [0052] 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，得本发明的节能环保生态复合墙板。 [0053] 3.由本发明的生态复合墙板先制作大板构件，再制作墙体 [0054] ①制作大板构件 [0055] 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。 [0056] ②装配大板成墙体 [0057] 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。 [0058] 4.由本发明的墙板在框架结构上直接制作墙体 [0059] 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。 [0060] 在框架结构中的上梁下梁上，每隔30cm预埋垫片，与竖向龙骨或焊或螺固定，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。 [0061] 5.在外墙的外表面蒙一层镀锌铁丝网 [0062] 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。 [0063] 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。 [0064] 本发明的墙板制成的复合墙体的性能： [0065] 面板为植纤水泥复合板，厚度为14mm； [0066] 本发明的墙板芯材为麦草泥土复合墙板，厚度为160mm，外墙体总厚：188mm；抗弯破坏载荷：2.88倍(板自重的倍数，1.5倍即合格)；其干湿变形率为0.86％，吸水率为8％左右； [0068] 房屋寿命约为30年～50年，后者指中间装修。 [0069] 实施例2： [0070] 1.本实施例的节能环保生态复合墙板，是由以下重量百分比的原料制成，[0071] ①棉秆(植物纤维)，20％，宽度为1～2mm、厚度为0.5mm～1mm； [0072] ②中等塑性的粘土24％，W塑＝8； [0073] ③脱硫石膏35％； [0074] ④含钡硫铝酸盐水泥10％； [0075] ⑤固化增强剂：10％； [0076] ⑥添加剂：CaCl2或MgCl2，1％。 [0077] 所述的固化增强剂是由以下配比的原料制成：CaO：20％，硬脂酸钙：30％，MgSO425％，MgO 15％，丙烯酸树脂10％。 [0078] 2.制备方法和使用方法与实施例1基本相同。 [0079] 3.本发明的墙板芯材制成的复合墙体的性能： [0080] 面板为植纤水泥复合板，厚度为14mm； [0081] 本发明的墙板为棉秆泥土复合墙板，厚度为160mm，外墙体总厚：188mm；抗弯破坏载荷：2.65倍(板自重的倍数，1.5倍即合格)；其干湿变形率为0.95％，吸水率为8％左右； [0082] 外墙体的传热系数为：0.75W/(m2k)； [0083] 房屋寿命约为30年～50年，后者指中间装修。 [0084] 实施例3： [0085] 1.本实施例的节能环保生态复合墙板，是由以下重量百分比的原料制成，[0086] ①废木屑(植物纤维)25％，宽度为1～2mm、厚度为0.5mm～1mm； [0087] ②中等塑性的粘土30％，W塑＝7～15； [0088] ③脱硫石膏20％； [0089] ④含钡硫铝酸盐水泥20％； [0090] ⑤固化增强剂：5％。 [0091] 所述的固化增强剂是由以下配比的原料制成：CaO：20％，硬脂酸钙：25％，MgSO420％，MgO 20％，丙烯酸树脂15％。 [0092] 2.制备方法和使用方法与实施例1基本相同。 [0093] 3.本发明的墙板芯材制成的复合墙体的性能： |
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