免燒型秸稈-泥渣複合自保溫材料及其製備方法
2023-05-28 18:14:21 3
專利名稱：免燒型秸稈-泥渣複合自保溫材料及其製備方法
技術領域：
本發明涉及的是利用淤泥、工業廢渣、農田秸杆等廢棄物製備的一種免燒型建築自保溫材料。具體的講，用農村江湖河塘壩清淤所得淤泥廢棄物，秸杆纖維、粉煤灰和礦渣等工業廢渣通過石灰的鹼性激發作用所製備的一種新型免燒自保溫材料，涉及用於建築圍護結構。主要用於建築節能領域。
背景技術：
我國廣大農村地區，擁有江湖河塘壩面積約9000km2。近年來，隨著我國城鄉水環境治理程度不斷加大，每年江湖河塘壩清淤量十分巨大，淤泥的處理和資源化是水環境治理的關鍵環節。與此同時，我國農村地區也堆積了幾十億噸的尾砂、粉煤灰、礦渣等固體廢棄物，佔據了大量的土地資源，嚴重汙染了周邊的環境。另外，我國是一個農業大國，農作物秸稈資源十分豐富，年產秸稈約7億噸，居世界首位，近幾年，隨著我國經濟快速發展，農村能源結構已發生了明顯變化，傳統的將秸杆作為生活燃料的需求逐年減少，導致絕大部分秸杆剩餘堆積，人們往往將之一燒了之，嚴重汙染了空氣環境，也浪費了大量可再生資源。 因此，對農村廢棄物資源化利用對於解決農村勞動力、發展農村經濟，構建和諧農村具有十分重要的現實意義。建築業是我國的支柱產業，建築業消耗全球大約40%的能源。目前，我國建築物的保溫隔熱性能普遍較差，單位面積採暖能耗相當於國際上氣候條件相近國家的2-3倍，我國建築取暖一般以煤為主，每年採暖消耗燃煤約1. 0億t，排放二氧化碳約1. 9億t，排放二氧化硫約300萬t，嚴重汙染環境。據住建部統計，當前中國有420多億平方米既有建築， 而且每年我國城鄉新增建築面積約20億平方米。如果不採用節能改造或節能措施，這些高耗能建築將消耗大量我國寶貴而稀缺的能源，同時嚴重汙染環境。因此，開發新型建築節能材料與製品，對於我國經濟持續快速發展具有十分重要的意義。我國作為農業大國、建築大國、資源和能源消耗大國，開發利用來源廣泛的江湖河塘壩淤泥、工業廢渣、農田秸杆等廢棄物製備建築自保溫材料與製品，具有利廢、環保、再生、節能等突出特性，是變廢為寶的有效處理途徑，對於發展循環經濟、環保節能、社會主義新農村建設，推進我國建築節能工作、改善城鄉水環境都具有十分重要的現實意義，應用開發前景十分廣闊。
發明內容
技術問題本發明的目的在於提供一種免燒型秸杆_泥渣複合自保溫材料及其製備方法，本發明的泥渣自保溫材料的原材料來源廣泛、製備加工方便、價格低廉、可就地取材、合成勿需高溫，蒸氣養護即可固結，因此施工方面、操作簡單，方便在我國廣大農村推廣應用。技術方案本發明針對現有技術中存在的不足和缺陷，在蒸養條件下用石灰激發泥渣中具有潛在活性的SiO2和Al2O3，產生具有較高力性能和優異耐久性能的膠凝材料。在此基礎上，在泥渣基體中通過摻加大量的秸杆纖維提高強度和韌性，降低導熱係數，提高保溫隔熱性能；最終得到具有保溫隔熱性能優良的輕質高強的免燒型建築自保溫材料與製品。本發明的免燒型秸杆-泥渣複合自保溫材料本運用鹼激發原理，將少量石灰摻入到淤泥和廢渣中，通過模壓成型和蒸養工藝，同時摻加大量的秸杆纖維，將承受載荷的基體材料與起增強增韌保溫作用的秸杆纖維有機結合起來，研發出輕質、高強、低成本的免燒型建築自保溫材料與製品，可為我國的淤泥、廢渣、農田秸杆廢棄物的資源化提供新材料和新技術，並可促進我國建築節能技術的發展。具有重要的理論意義和顯著的工程應用價值，市場前景十分廣闊。該材料各組分的質量百分比為
淤泥8. 2 57. 1%工業廢渣0. 5 61. 5%農田秸杆0. 1 4. 1 %
石灰4. 1 22. 4 %
水17. 7 36. 0 %。所述淤泥是江湖河塘壩清淤所得廢棄物。所述工業廢渣是是粉煤灰、礦渣粉、爐渣、磨細煤矸石粉、礦山尾砂或矽灰。所述農田秸杆是稻稈、麥杆、玉米杆、高梁杆、谷杆、棉杆、豆杆或各種秸杆經過切割而成的秸杆纖維。所述石灰是經過充分熟化的熟石灰。本發明免燒型秸杆-泥渣複合自保溫材料的製備方法為首先按配方比例稱取所需的淤泥、工業廢渣、秸杆、石灰幹攪至均勻混合；然後按配方比例水緩慢加入到混合均勻的粉料中，攪拌至均勻的潮溼散粒狀態；將潮溼散狀物填滿模具，進行模壓成型；將成型好的試塊靜置24h後，放到溫度為85-110°C蒸氣養護箱中養護48小時。有益效果與國內外同類技術相比，該項成果具有以下特色採用來源豐富的淤泥、廢渣和農田秸杆等廢棄物，變廢為寶，化汙染源為可用資源，具有顯著的節能環保效益; 製備勿需高溫，在110°C以下蒸氣養護條件下合成，與高溫燒結磚(>iooo°c)相比，能耗低、 設備投資小，操作簡單方便；該自保溫材料將秸杆的增強保溫、淤泥和廢渣的化學反應活性二者有機結合。綜合運用上述技術製備的免燒型秸杆-泥渣複合自保溫材料，國內外尚無此類產品。
具體實施例方式該免燒型秸杆_泥渣複合自保溫材料由五大組分組成，其比例為
淤泥8. 2 57. 1%工業廢渣0. 5 61. 5%農田秸杆0. 1 4. 1 %
石灰4. 1 22. 4 %
水17. 7 36. 0 %
所述淤泥是江湖河塘壩清淤所得廢棄物，其含水量控制≤ 18%。
所述工業廢渣是是粉煤灰、礦渣粉、爐渣、磨細煤矸石粉、礦山尾砂或矽灰，比表面積彡 250m2/kgo所述農田秸杆是稻稈、麥杆、玉米杆、高梁杆、谷杆、棉杆、豆杆或各種秸杆經過切割而成的秸杆纖維，長度控制在5-25mm、寬度控制0. 2-1. 0mm、長徑比控制在10-50。所述石灰是經過充分熟化的熟石灰，CaO+MgO含量彡75%。結合本發明內容提供以下實施例本發明的製備方法是(1)按配方比例稱取所需的淤泥、工業廢渣、農田秸杆、石灰等幹狀物質，幹攪1分鐘，使它們均勻地混合在一起； (2)按配方比例水緩慢加入到混合均勻的粉料中，攪拌至均勻的溼散粒狀態；(3)將潮溼散狀物填滿模具，進行模壓成型；(4)將成型好的試塊靜置後，放到溫度為85-110°C蒸氣養護箱中養護48小時。
權利要求
1. 一種免燒型秸杆-泥渣複合自保溫材料，其特徵在於該材料各組分的質量百分比為
2.根據權利要求1所述的免燒型秸杆-泥渣複合自保溫材料，其特徵在於，所述淤泥是江湖河塘壩清淤所得廢棄物。
3.根據權利要求1所述的免燒型秸杆-泥渣複合自保溫材料，其特徵在於，所述工業廢渣是是粉煤灰、礦渣粉、爐渣、磨細煤矸石粉、礦山尾砂或矽灰。
4.根據權利要求1所述的免燒型秸杆-泥渣複合自保溫材料，其特徵在於，所述農田秸杆是稻稈、麥杆、玉米杆、高梁杆、谷杆、棉杆、豆杆或各種秸杆經過切割而成的秸杆纖維。
5.根據權利要求1所述的免燒型秸杆-泥渣複合自保溫材料，其特徵在於，所述石灰是經過充分熟化的熟石灰。
6.一種如權利要求1所述的免燒型秸杆-泥渣複合自保溫材料的製備方法，其特徵在於，首先按配方比例稱取所需的淤泥、工業廢渣、秸杆、石灰幹攪至均勻混合；然後按配方比例水緩慢加入到混合均勻的粉料中，攪拌至均勻的潮溼散粒狀態；將潮溼散狀物填滿模具， 進行模壓成型；將成型好的試塊靜置24h後，放到溫度為85-110°C蒸氣養護箱中養護48小時。淤泥工業廢渣農田秸杆8. 2 57. 1% 0. 5 61. 5% 0. 1 4. 1 % 4. 1 22. 4 %石灰水17. 7 36. 0 %。
全文摘要
免燒型秸稈-泥渣複合自保溫材料及其製備方法是利用江湖河塘壩淤泥、工業廢渣、農田秸稈、石灰和水，拌合後在蒸氣養護作用下通過鹼激發技術製備的一種新型輕質建築自保溫材料。各組分及其質量百分比為淤泥8.2~57.1%，工業廢渣0.5~61.5%，農田秸稈0.1~4.1%，石灰4.1~22.4%，水17.7~36.0%。本發明製備的免燒型秸稈-泥渣複合自保溫材料所使用的主要原材料淤泥、工業廢渣和農田秸稈均為廢棄物，來源廣泛、製備勿需高溫、成本低廉、製備加工方便，同時保溫隔熱性能優良、力學強度高。具有利廢、環保、再生、節能等突出特性，應用開發前景十分廣闊。
文檔編號C04B18/24GK102219463SQ20111008809
公開日2011年10月19日 申請日期2011年4月8日 優先權日2011年4月8日
發明者倪紫威, 張雲升, 陳薇 申請人:東南大學