一种现浇秸秆/灰渣氯氧镁水泥墙体及施工方法

一、技术领域

本发明涉及一种新型建筑材料，主要涉及一种以农作物秸秆、灰渣、氧化镁及卤片等为原材料，制备出的一种现浇秸秆氯氧镁水泥墙体材料及施工方法。

二、背景技术

随着建筑工业的发展，建筑材料的需求量越来越大，而许多年来传统建材在生产上却始终存在着严重的弊端，像以粘土烧结为主的传统墙体材料，不仅原材料大量消耗土壤和矿产资源，而且造成资源浪费和自然环境的破坏。从可持续发展的角度考虑，未来的建材工业必然要突破能源消耗高这一弊端。为此早在20世纪40、50年代发达国家就开始了墙体材料结构的改造，各种轻型复合板得到广泛发展，并在现代建筑中应用。我国的轻质建筑墙体材料发展起步较晚，20世纪80年代末期，新型轻质复合板有了一定程度的发展。目前，我国大部分建筑物，其墙体材料主要以水泥、砂、石子等按一定比例混合后加水搅拌制成混凝土在进行现浇混凝土墙体，其造价在70元/平方米。除此之外，市面上存在的墙体材料还包括：成品玻璃纤维增强石膏板材，价格可达到45元/m2，目前市场上保温板的最低价格为33-38元/m2，隔墙板的价格一般在38-60元/m2。

此外，我国秸秆产量每年高达约达7亿吨，每年约有2亿吨秸秆被露天焚烧，而且秸秆露天焚烧现象愈演愈烈，给生态环境、交通管理等带来一系列问题。我国工业固体废弃物大量堆存，燃煤热电厂灰渣排放量每年达3亿吨以上，累计堆放量约为40亿吨，占地4-5万公顷，而综合利用率不到40％，对环境造成了严重污染。中国菱镁矿菱苦土储量居世界第一，而菱苦土替代原料白云石，在我国分布广泛，储量丰富，材料基体属低碱性，采用稻草等增强，大大降低成本和造价。卤片则是盐厂的副产品，仅青海盐湖的储量就达19×108吨。

三、发明内容

为了解决现有的镁水泥制品耐水性差等问题，本发明提供了一种现浇秸秆/灰渣氯氧镁水泥墙体及施工方法，得到的现浇水泥墙体耐水性好、成本低、强度高。

本发明的技术方案为：一种现浇秸秆/灰渣氯氧镁水泥墙体的施工方法，步骤为：

第一步，将卤片配制成质量浓度为25％-30％的MgCl2水溶液；

第二步，以质量百分比计：MgO 45-60％、MgCl2溶液25-40％、秸秆2-20％、灰渣5-15％，改性剂0.5-2％的比例，先将改性剂加入MgCl2溶液中搅拌均匀，然后再与搅拌均匀的MgO粉和灰渣混合搅拌，得到氯氧镁水泥胶凝材料；然后，将秸秆纤维加入氯氧镁水泥胶凝材料中，根据秸秆吸水率加水搅拌均匀至根据GB/T 2419-2005水泥胶砂流动度测定方法测定混合物流动度达到110-140mm时，现场浇注墙体，一次成型。

所述的秸秆纤维采用稻草、麦草、玉米秆或棉秆加工而成，长度为5mm-20mm，直径为0.2mm-0.5mm。

所用改性剂为磷酸盐、硼酸或硼酸钠中的任意一种。

所用磷酸盐包括磷酸二氢钾、磷酸二氢铵、磷酸二氢钠、磷酸镁中的任意一种。

灰渣为粉煤灰、矿渣或硅灰中的任意一种或任意几种的混合。

所用的MgO为轻烧MgO，活性含量≥80％。

得到的墙体，墙体的原料配方以质量百分比计：MgO45-60％、MgCl2溶液25-40％、秸秆2-20％、灰渣5-15％，改性剂0.5-2％，其中MgCl2溶液为卤片配制得到的质量分数为25％-30％的水溶液。

本发明具有以下有益效果：

1.墙体的强度随秸秆的掺量而异，56d强度为1MPa-60MPa左右，根据设计要求，秸秆掺量可改变，既可用作承重墙又可用作非承重墙；

2.具有弱碱性和低腐蚀性。氯氧镁水泥浆体滤液的pH值在8.5-9.5之间，比硅酸盐水泥的碱度低很多，一般只对金属有腐蚀作用；

3.粘结性好，与一些有机或无机骨料如锯木屑、木粉、矿石粉末和砂石等有很强的粘结力，从而免去了现浇墙体与现有墙体材料的粘连工艺；

4.阻燃性优良。MgO、MgCl2都是不可燃的，且制品水化物中大量结晶水都能阻止点燃；

5.将秸秆加工成纤维用于氯氧镁水泥灰渣胶凝材料，减小了制品的表观密度及容重，提高了制品的保温隔热性能；

6.利用大量的废料灰渣及秸秆等，有效减轻环境负担，并降低成本；利用中国储量巨大的菱镁矿得到轻烧氧化镁，原料易于采集。

7.本发明的现浇秸秆灰渣氯氧镁水泥墙体材料，当秸秆体积掺量为40％时，成本价格为17元/平方米原低于市场平均价，其市场竞争力显而易见。

四、具体实施方式

一种现浇秸秆灰渣氯氧镁水泥墙体材料的施工方法，步骤如下：

(1)用卤片配制浓度为25％-30％的氯化镁溶液；

(2)选取灰渣如粉煤灰、矿渣、硅灰中的任意一种或任意几种的混合，与改性剂，改性剂为磷酸盐、硼酸或硼酸钠中的任意一种。磷酸盐为磷酸二氢钾、磷酸二氢铵、磷酸二氢钠、磷酸镁中的任意一种。

(3)选取长度为5mm-20mm，直径为0.2mm-0.5mm的稻草、麦草、玉米秆或棉秆加工而成的秸秆纤维；

(4)按照各种原材料质量百分比组成：氧化镁45％-60％，氯化镁溶液25％-40％，秸秆2％-20％，灰渣5％-15％，改性剂0.5％-2％，根据秸秆吸水率加入适量水，混合搅拌均匀，直到胶凝材料呈现较好的流动性也就是根据GB/T 2419-2005水泥胶砂流动度测定方法测定混合物流动度达到110-140mm时，现浇墙体。所用的MgO为轻烧MgO，活性含量≥80％，可以利用中国储量巨大的菱镁矿煅烧得到。

以下所用原料的百分比皆为质量百分比。

实施例1：按照上述特征步骤选取原材料，轻烧MgO掺量为55.8％，质量百分比浓度为25％的MgCl2溶液掺量为35.23％，灰渣(粉煤灰)掺量为5.58％，秸秆掺量为2.83％，改性剂磷酸二氢钾掺量为0.56％。按照上述特征步骤进行秸秆灰渣氯氧镁水泥胶凝材料的配制、制备，根据秸秆吸水率加水搅拌(控制流动性110-140mm)，现浇墙体，一次性成型。

墙体干容重为1780kg/m3，56d抗折强度达10-16MPa，56d抗压强度达40-60MPa，导热系数为0.3w/(m·k)。

实施例2：按照上述特征步骤选取原材料，MgO掺量为54.88％，MgCl2溶液掺量为32.96％，灰渣(矿渣)掺量为5.48％，秸秆掺量为6.14％，改性剂磷酸二氢铵掺量为0.54％。按照上述特征步骤进行秸秆灰渣氯氧镁水泥胶凝材料的配制、制备，根据秸秆吸水率加水搅拌(控制流动性)，现浇墙体，一次性成型。

墙体干容重为1680kg/m3，56d抗折强度达8-11MPa，56d抗压强度达20-35MPa，导热系数为0.28w/(m·k)。

实施例3：按照上述特征步骤选取原材料，MgO掺量为52.57％，30％wt的MgCl2溶液掺量为31.57％，灰渣(硅灰)掺量为5.26％，秸秆掺量为10.08％，改性剂磷酸二氢钠掺量为0.52％。按照上述特征步骤进行秸秆灰渣氯氧镁水泥胶凝材料的配制、制备，根据秸秆吸水率加水搅拌(控制流动性)，现浇墙体，一次性成型。

墙体干容重为1300kg/m3，56d抗折强度达7-10MPa，56d抗压强度达13-20MPa，导热系数为0.21w/(m·k)。

实施例4：按照上述特征步骤选取原材料，MgO掺量为47.61％，28％wt的MgCl2溶液掺量为31.89％，灰渣(粉煤灰、矿渣的混合物)掺量为5％(不可以小于权利要求书的范围的)，秸秆掺量为15％，改性剂磷酸镁掺量为0.5％。按照上述特征步骤进行秸秆灰渣氯氧镁水泥胶凝材料的配制、制备，根据秸秆吸水率加水搅拌(控制流动性)，现浇墙体，一次性成型。

墙体干容重为830kg/m3，56d抗折强度达3-7MPa，56d抗压强度达6-9MPa，导热系数为0.15w/(m·k)。

实施例5：按照上述特征步骤选取原材料，MgO掺量为45％，MgCl2溶液掺量为28％，灰渣(粉煤灰、矿渣、硅灰的混合物)掺量为5％，秸秆掺量为20％，改性剂硼酸掺量为2％。按照上述特征步骤进行秸秆灰渣氯氧镁水泥胶凝材料的配制、制备，根据秸秆吸水率加水搅拌(控制流动性)，现浇墙体，一次性成型。

墙体干容重为540kg/m3，56d抗折强度达0.2-2MPa，56d抗压强度达1-2MPa，导热系数为0.11w/(m·k)。

实施例6：按照上述特征步骤选取原材料，MgO掺量为60％，26％wt的MgCl2溶液掺量为25％，灰渣(硅灰、矿渣的混合物)掺量为10.5％，秸秆掺量为4％，改性剂硼酸钠掺量为0.5％。按照上述特征步骤进行秸秆灰渣氯氧镁水泥胶凝材料的配制、制备，根据秸秆吸水率加水搅拌(控制流动性)，现浇墙体，一次性成型。

实施例7：按照上述特征步骤选取原材料，MgO掺量为45％，25％wt的MgCl2溶液掺量为40％，灰渣(硅灰)掺量为6％，秸秆掺量为8.5％，改性剂磷酸二氢钠掺量为0.5％。按照上述特征步骤进行秸秆灰渣氯氧镁水泥胶凝材料的配制、制备，根据秸秆吸水率加水搅拌(控制流动性)，现浇墙体，一次性成型。

实施例8：按照上述特征步骤选取原材料，MgO掺量为45％，30％wt的MgCl2溶液掺量为25％，灰渣(硅灰)掺量为15％，秸秆掺量为14.5％，改性剂磷酸二氢钠掺量为0.5％。按照上述特征步骤进行秸秆灰渣氯氧镁水泥胶凝材料的配制、制备，根据秸秆吸水率加水搅拌(控制流动性)，现浇墙体，一次性成型。

实施例9：按照上述特征步骤选取原材料，MgO掺量为45％，30％wt的MgCl2溶液掺量为25％，灰渣(硅灰)掺量为9.5％，秸秆掺量为20％，改性剂磷酸二氢钠掺量为0.5％。按照上述特征步骤进行秸秆灰渣氯氧镁水泥胶凝材料的配制、制备，根据秸秆吸水率加水搅拌(控制流动性)，现浇墙体，一次性成型。

由以上实施例可以看出强度随秸秆掺量增加而降低。