一种环保型保温防火的建筑材料及其制备方法与流程

1.本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种环保型保温防火的建筑材料及其制备方法。


背景技术：

2.建筑材料是在建筑工程中所应用的各种材料。建筑材料种类繁多，大致分为：无机材料，它包括金属材料(包括黑色金属材料和有色金属材料)和非金属材料(如天然石材、烧土制品、水泥、混凝土及硅酸盐制品等)。有机材料，它包括植物质材料、合成高分子材料(包括塑料、涂料、粘胶剂)和沥青材料。复合材料，它包括沥青混凝土、聚合物混凝土等，一般由无机非金属材料与有机材料复合而成。建筑材料可分为结构材料、装饰材料和某些专用材料。结构材料包括木材、竹材、石材、水泥、混凝土、金属、砖瓦、陶瓷、玻璃、工程塑料、复合材料等；装饰材料包括各种涂料、油漆、镀层、贴面、各色瓷砖、具有特殊效果的玻璃等；专用材料指用于防水、防潮、防腐、防火、阻燃、隔音、隔热、保温、密封等。
3.建筑材料由于其应用广泛和需求量大，原材消耗量非常大，如果将工业废料和农业废料作为建筑材料中原料的一部分，很好地解决了建筑材料原材消耗量非常大的问题。但是现有技术的建筑材料，其保温和防火性能仍不能达到其要求，且其在环保节能方面有待提高，因此，需要对其配方及其制作工艺进行改进，虽然市面上存在部分的以工业废料和农业废料作的建筑材料，但是这些建筑材料在制备过程中，并未对相应工业废料和农业废料的材料性能进行探究，无法了解添加不同废料制备厚的建筑材料的强度和保温性能。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种环保型保温防火的建筑材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的现有技术的建筑材料性能差以及在制备方式无法了解添加不同废料制备厚的建筑材料的强度和保温性能的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种环保型保温防火的建筑材料，包括建筑材料主体、基料层、辅料层、防火层和保温层，所述建筑材料主体由基料层、辅料层、防火层和保温层组合而成，所述基料层外侧表面设置有保温层，所述基料层内侧表面设置有辅料层，所述辅料层内侧表面设置有保温层，所述基料层内部由碎卵石、天然中粗河砂、水泥、粉煤灰组合而成，所述辅料层由单一废弃聚氯乙烯塑料、锅炉废渣、废弃秸秆组成，所述防火层内部由陶瓷纤维、石棉、阻燃剂组合而成，所述保温层由石墨粉、聚氨酯组合而成。
6.一种环保型保温防火的建筑材料的制备方法，包括以下重量组成份数：15
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20份碎卵石、17
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25份天然中粗河砂、30
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40份水泥、18
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25份粉煤灰、10
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15份陶瓷纤维，5
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15份石棉、12
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15份石墨粉、15
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18份活性碳粉、12
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14份聚氨酯、5
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7份增稠剂、8
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10份缓凝剂、6
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9份发泡剂、4
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7份减水剂、5
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10份阻燃剂、15
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20份废弃聚氯乙烯塑料、17
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22份锅炉废渣、18
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22份废弃秸秆。
7.一种环保型保温防火的建筑材料的制备方法，包括以下步骤：
8.步骤一：选取碎卵石、天然中粗河砂、水泥、粉煤灰、陶瓷纤维为基料，将上述材料按照相应配合比放置在搅拌机内，搅拌时间设置为1.5h，在搅拌过程中，根据砂浆混合状态定期向搅拌机内加水，获取建筑材料基料混合物；
9.步骤二：选取废弃聚氯乙烯塑料、锅炉废渣、废弃秸秆为添加辅料，将添加辅料分别放置在不同搅拌机内，分别对不同添加辅料进行搅拌，根据混合状态定期向搅拌机内加水，搅拌时间设置为1h，辅料搅拌时间在所述步骤一搅拌0.5h后进行，获取建筑材料添加辅料混合物；
10.步骤三：将所述步骤一、步骤二中搅拌后获取的基料混合物、辅料混合物分别取出，以基料混合物为底物，并将基料混合物按照相同重量份数分为三组(基料混合物a、基料混合物b、基料混合物c)；
11.步骤四：将所述步骤三中获取的基料混合物a、基料混合物b、基料混合物c放入不同搅拌机内，在搅拌前依次向基料混合物a、基料混合物b、基料混合物c加入所述步骤二中获取的废弃聚氯乙烯塑料、锅炉废渣、废弃秸秆添加辅料混合物，之后在基料混合物a、基料混合物b、基料混合物c加入相同重量份数的石棉、石墨粉、活性碳粉、聚氨酯、增稠剂、缓凝剂、发泡剂、减水剂、阻燃剂，再次搅拌0.5h，在搅拌过程中，根据砂浆混合状态定期向不同搅拌机内加水，获取不同环保材质的建筑材料；
12.步骤五：将所述步骤四中获取的建筑材料按照相同重量份数浇筑在成型模具中，将浇筑后的模具放置在阴凉条件12h，将脱模后的建筑材料放置在自然阴凉条件下养护5天，等待模具成型，模具成型后进行脱模；
13.步骤六：将所述步骤五中成型后的不同建筑材料模型取出，分别计算对应建筑材料密度、导热系数以及比热容，并记录相应的数据结果。
14.优选的，所述步骤一中，所选取的碎卵石、天然中粗河砂、水泥、粉煤灰、陶瓷纤维重量组成份数比例为1.3：4.5：2.7：1.2：0.7。
15.优选的，所述步骤二中，废弃聚氯乙烯塑料来源于塑料加工厂生产加工中废弃塑料，锅炉废渣来源于钢厂生产加工中锅炉焚烧废渣，废弃秸秆来源于现代农业中废弃秸秆废料。
16.优选的，所述步骤三中，基料混合物a为添加废弃聚氯乙烯塑料成分的建筑材料，基料混合物b为添加锅炉废渣成分的建筑材料，基料混合物c为添加废弃秸秆成分的建筑材料。
17.优选的，所述步骤四中，增稠剂为羧甲基纤维素醚(cmc)，缓凝剂为羟基化合物，发泡剂为亚硝基化合物，减水剂为萘磺酸盐甲醛聚合物，阻燃剂为水合氧化铝。
18.优选的，所述步骤五中，在模具浇筑过程中使用机械振捣设备对模具内建筑材料进行振捣，振捣时间设置为10min，振捣时间即将结束时，刮去表面多余的混凝土，并将表面抹平。
19.优选的，所述步骤五中，在建筑材料养护时，在建筑材料的上形成覆盖保护膜，减少表面建筑材料的暴露时间，暴露面保护层初凝前，用抹子挫压表面多次，使表面平整，直至建筑材料成型，基料混合物a为添加废弃聚氯乙烯塑料成分的建筑材料模型命名为ⅰ类材料，基料混合物b为添加锅炉废渣成分的建筑材料模型命名为ⅱ类材料，基料混合物c为添加废弃秸秆成分的建筑材料模型命名为ⅲ类材料。
20.优选的，所述步骤六中，分别对ⅰ类材料、ⅱ类材料、ⅲ类材料进行称重测量，计算影响材料密度，在稳定传热条件下，计算1m厚的材料两侧表面温度相差1℃在1s被通过1m3面积传递的热量，在相同时间温度升高时，计算不同建筑材料的比热容，并分别记录结果。
21.与现有技术相比，本发明提供了一种环保型保温防火的建筑材料及其制备方法，具备以下有益效果：
22.1、本发明通过设置的辅料层，辅料层内部由单一废弃废弃聚氯乙烯塑料、锅炉废渣、废弃秸秆组合而成，一方面能够实现废料循环利用，另一方面能够增加建筑材料的稳定性，通过设置的防火层，防火层由陶瓷纤维、石棉、阻燃剂组合而成，通过采用陶瓷纤维、石棉、阻燃剂为建筑材料内部组成成分，能够增加建筑材料的防火性能；
23.2、本发明通过采用废弃聚氯乙烯塑料、锅炉废渣、废弃秸秆为添加辅料，并在其余制备环境相同的条件下制备相应的建筑材料模型，通过对成型模型后的密度、导热系数、比热容分别进行计算，计算后的结果能够以数值的形式直观的展示采用废弃聚氯乙烯塑料、锅炉废渣、废弃秸秆原料制备后建筑材料的强度和保温性能，以便于适用于强度、保温性能要求不同的施工现场。
附图说明
24.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制，在附图中：
25.图1为本发明提出的环保型保温防火的建筑材料的结构示意图；
26.图2为本发明提出的环保型保温防火的建筑材料及其制备方法的系统流程图；
27.附图中：1、建筑材料主体；2、基料层；3、辅料层；4、防火层；5、保温层。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.请参阅图1
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2，本发明提供以下技术方案：一种环保型保温防火的建筑材料，包括建筑材料主体1、基料层2、辅料层3、防火层4和保温层5，建筑材料主体1由基料层2、辅料层3、防火层4和保温层5组合而成，基料层2外侧表面设置有保温层5，基料层2内侧表面设置有辅料层3，辅料层3内侧表面设置有保温层5，基料层2内部由碎卵石、天然中粗河砂、水泥、粉煤灰组合而成，辅料层3由单一废弃聚氯乙烯塑料、锅炉废渣、废弃秸秆组成，防火层4内部由陶瓷纤维、石棉、阻燃剂组合而成，保温层5由石墨粉、聚氨酯组合而成。
30.一种环保型保温防火的建筑材料的制备方法，包括以下重量组成份数：15
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20份碎卵石、17
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25份天然中粗河砂、30
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40份水泥、18
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25份粉煤灰、10
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15份陶瓷纤维，5
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15份石棉、12
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15份石墨粉、15
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18份活性碳粉、12
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14份聚氨酯、5
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7份增稠剂、8
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10份缓凝剂、6
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9份发泡剂、4
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7份减水剂、5
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10份阻燃剂、15
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20份废弃聚氯乙烯塑料、17
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22份锅炉废渣、18
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22份废弃秸秆。
31.一种环保型保温防火的建筑材料的制备方法，包括以下步骤：
32.步骤一：选取碎卵石、天然中粗河砂、水泥、粉煤灰、陶瓷纤维为基料，将上述材料按照相应配合比放置在搅拌机内，搅拌时间设置为1.5h，在搅拌过程中，根据砂浆混合状态定期向搅拌机内加水，获取建筑材料基料混合物；
33.步骤二：选取废弃聚氯乙烯塑料、锅炉废渣、废弃秸秆为添加辅料，将添加辅料分别放置在不同搅拌机内，分别对不同添加辅料进行搅拌，根据混合状态定期向搅拌机内加水，搅拌时间设置为1h，辅料搅拌时间在步骤一搅拌0.5h后进行，获取建筑材料添加辅料混合物；
34.步骤三：将步骤一、步骤二中搅拌后获取的基料混合物、辅料混合物分别取出，以基料混合物为底物，并将基料混合物按照相同重量份数分为三组(基料混合物a、基料混合物b、基料混合物c)；
35.步骤四：将步骤三中获取的基料混合物a、基料混合物b、基料混合物c放入不同搅拌机内，在搅拌前依次向基料混合物a、基料混合物b、基料混合物c加入步骤二中获取的废弃聚氯乙烯塑料、锅炉废渣、废弃秸秆添加辅料混合物，之后在基料混合物a、基料混合物b、基料混合物c加入相同重量份数的石棉、石墨粉、活性碳粉、聚氨酯、增稠剂、缓凝剂、发泡剂、减水剂、阻燃剂，再次搅拌0.5h，在搅拌过程中，根据砂浆混合状态定期向不同搅拌机内加水，获取不同环保材质的建筑材料；
36.步骤五：将步骤四中获取的建筑材料按照相同重量份数浇筑在成型模具中，将浇筑后的模具放置在阴凉条件12h，将脱模后的建筑材料放置在自然阴凉条件下养护5天，等待模具成型，模具成型后进行脱模；
37.步骤六：将步骤五中成型后的不同建筑材料模型取出，分别计算对应建筑材料密度、导热系数以及比热容，并记录相应的数据结果。
38.本发明中，优选的，步骤一中，所选取的碎卵石、天然中粗河砂、水泥、粉煤灰、陶瓷纤维重量组成份数比例为1.3：4.5：2.7：1.2：0.7。
39.本发明中，优选的，步骤二中，废弃聚氯乙烯塑料来源于塑料加工厂生产加工中废弃塑料，锅炉废渣来源于钢厂生产加工中锅炉焚烧废渣，废弃秸秆来源于现代农业中废弃秸秆废料。
40.本发明中，优选的，步骤三中，基料混合物a为添加废弃聚氯乙烯塑料成分的建筑材料，基料混合物b为添加锅炉废渣成分的建筑材料，基料混合物c为添加废弃秸秆成分的建筑材料。
41.本发明中，优选的，步骤四中，增稠剂为羧甲基纤维素醚(cmc)，缓凝剂为羟基化合物，发泡剂为亚硝基化合物，减水剂为萘磺酸盐甲醛聚合物，阻燃剂为水合氧化铝。
42.本发明中，优选的，步骤五中，在模具浇筑过程中使用机械振捣设备对模具内建筑材料进行振捣，振捣时间设置为10min，振捣时间即将结束时，刮去表面多余的混凝土，并将表面抹平。
43.本发明中，优选的，步骤五中，在建筑材料养护时，在建筑材料的上形成覆盖保护膜，减少表面建筑材料的暴露时间，暴露面保护层初凝前，用抹子挫压表面多次，使表面平整，直至建筑材料成型，基料混合物a为添加废弃聚氯乙烯塑料成分的建筑材料模型命名为ⅰ类材料，基料混合物b为添加锅炉废渣成分的建筑材料模型命名为ⅱ类材料，基料混合物c为添加废弃秸秆成分的建筑材料模型命名为ⅲ类材料。
44.本发明中，优选的，步骤六中，分别对ⅰ类材料、ⅱ类材料、ⅲ类材料进行称重测量，计算影响材料密度，在稳定传热条件下，计算1m厚的材料两侧表面温度相差1℃在1s被通过1m3面积传递的热量，在相同时间温度升高时，计算不同建筑材料的比热容，并分别记录结果。
45.实施例一：
46.一种环保型保温防火的建筑材料及其制备方法，包括以下重量组成份数：15
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20份碎卵石、17
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25份天然中粗河砂、30
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40份水泥、18
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25份粉煤灰、10
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15份陶瓷纤维，5
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15份石棉、12
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15份石墨粉、15
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18份活性碳粉、12
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14份聚氨酯、5
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7份增稠剂、8
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10份缓凝剂、6
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9份发泡剂、4
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7份减水剂、5
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10份阻燃剂、15
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20份废弃聚氯乙烯塑料、17
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22份锅炉废渣、18
‑
22份废弃秸秆。
47.实施例二：
48.一种环保型保温防火的建筑材料及其制备方法，包括以下重量组成份数：15
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20份碎卵石、17
‑
25份天然中粗河砂、30
‑
40份水泥、18
‑
25份粉煤灰、10
‑
15份陶瓷纤维，5
‑
15份石棉、12
‑
15份石墨粉、15
‑
18份活性碳粉、12
‑
14份聚氨酯、5
‑
7份增稠剂、8
‑
10份缓凝剂、6
‑
9份发泡剂、4
‑
7份减水剂、5
‑
10份阻燃剂、15
‑
20份废弃聚氯乙烯塑料、17
‑
22份锅炉废渣、18
‑
22份废弃秸秆。
49.本发明中，优选的，一种环保型保温防火的建筑材料及其制备方法，包括以下步骤：
50.步骤一：选取碎卵石、天然中粗河砂、水泥、粉煤灰、陶瓷纤维为基料，将上述材料按照相应配合比放置在搅拌机内，搅拌时间设置为1.5h，在搅拌过程中，根据砂浆混合状态定期向搅拌机内加水，获取建筑材料基料混合物；
51.步骤二：选取废弃聚氯乙烯塑料、锅炉废渣、废弃秸秆为添加辅料，将添加辅料分别放置在不同搅拌机内，分别对不同添加辅料进行搅拌，根据混合状态定期向搅拌机内加水，搅拌时间设置为1h，辅料搅拌时间在步骤一搅拌0.5h后进行，获取建筑材料添加辅料混合物；
52.步骤三：将步骤一、步骤二中搅拌后获取的基料混合物、辅料混合物分别取出，以基料混合物为底物，并将基料混合物按照相同重量份数分为三组(基料混合物a、基料混合物b、基料混合物c)；
53.步骤四：将步骤三中获取的基料混合物a、基料混合物b、基料混合物c放入不同搅拌机内，在搅拌前依次向基料混合物a、基料混合物b、基料混合物c加入步骤二中获取的废弃聚氯乙烯塑料、锅炉废渣、废弃秸秆添加辅料混合物，之后在基料混合物a、基料混合物b、基料混合物c加入相同重量份数的石棉、石墨粉、活性碳粉、聚氨酯、增稠剂、缓凝剂、发泡剂、减水剂、阻燃剂，再次搅拌0.5h，在搅拌过程中，根据砂浆混合状态定期向不同搅拌机内加水，获取不同环保材质的建筑材料；
54.步骤五：将步骤四中获取的建筑材料按照相同重量份数浇筑在成型模具中，将浇筑后的模具放置在阴凉条件12h，将脱模后的建筑材料放置在自然阴凉条件下养护5天，等待模具成型，模具成型后进行脱模；
55.步骤六：将步骤五中成型后的不同建筑材料模型取出，分别计算对应建筑材料密度、导热系数以及比热容，并记录相应的数据结果。
56.实施例三：
57.一种环保型保温防火的建筑材料及其制备方法，包括以下重量组成份数：15
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20份碎卵石、17
‑
25份天然中粗河砂、30
‑
40份水泥、18
‑
25份粉煤灰、10
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15份陶瓷纤维，5
‑
15份石棉、12
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15份石墨粉、15
‑
18份活性碳粉、12
‑
14份聚氨酯、5
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7份增稠剂、8
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10份缓凝剂、6
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9份发泡剂、4
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7份减水剂、5
‑
10份阻燃剂、15
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20份废弃聚氯乙烯塑料、17
‑
22份锅炉废渣、18
‑
22份废弃秸秆。
58.本发明中，优选的，一种环保型保温防火的建筑材料及其制备方法，包括以下步骤：
59.步骤一：选取碎卵石、天然中粗河砂、水泥、粉煤灰、陶瓷纤维为基料，将上述材料按照相应配合比放置在搅拌机内，搅拌时间设置为1.5h，在搅拌过程中，根据砂浆混合状态定期向搅拌机内加水，获取建筑材料基料混合物；
60.步骤二：选取废弃聚氯乙烯塑料、锅炉废渣、废弃秸秆为添加辅料，将添加辅料分别放置在不同搅拌机内，分别对不同添加辅料进行搅拌，根据混合状态定期向搅拌机内加水，搅拌时间设置为1h，辅料搅拌时间在步骤一搅拌0.5h后进行，获取建筑材料添加辅料混合物；
61.步骤三：将步骤一、步骤二中搅拌后获取的基料混合物、辅料混合物分别取出，以基料混合物为底物，并将基料混合物按照相同重量份数分为三组(基料混合物a、基料混合物b、基料混合物c)；
62.步骤四：将步骤三中获取的基料混合物a、基料混合物b、基料混合物c放入不同搅拌机内，在搅拌前依次向基料混合物a、基料混合物b、基料混合物c加入步骤二中获取的废弃聚氯乙烯塑料、锅炉废渣、废弃秸秆添加辅料混合物，之后在基料混合物a、基料混合物b、基料混合物c加入相同重量份数的石棉、石墨粉、活性碳粉、聚氨酯、增稠剂、缓凝剂、发泡剂、减水剂、阻燃剂，再次搅拌0.5h，在搅拌过程中，根据砂浆混合状态定期向不同搅拌机内加水，获取不同环保材质的建筑材料；
63.步骤五：将步骤四中获取的建筑材料按照相同重量份数浇筑在成型模具中，将浇筑后的模具放置在阴凉条件12h，将脱模后的建筑材料放置在自然阴凉条件下养护5天，等待模具成型，模具成型后进行脱模；
64.步骤六：将步骤五中成型后的不同建筑材料模型取出，分别计算对应建筑材料密度、导热系数以及比热容，并记录相应的数据结果。
65.本发明中，优选的，步骤一中，所选取的碎卵石、天然中粗河砂、水泥、粉煤灰、陶瓷纤维重量组成份数比例为1.3：4.5：2.7：1.2：0.7。
66.本发明中，优选的，步骤二中，废弃聚氯乙烯塑料来源于塑料加工厂生产加工中废弃塑料，锅炉废渣来源于钢厂生产加工中锅炉焚烧废渣，废弃秸秆来源于现代农业中废弃秸秆废料。
67.本发明中，优选的，步骤三中，基料混合物a为添加废弃聚氯乙烯塑料成分的建筑材料，基料混合物b为添加锅炉废渣成分的建筑材料，基料混合物c为添加废弃秸秆成分的建筑材料。
68.本发明中，优选的，步骤四中，增稠剂为羧甲基纤维素醚(cmc)，缓凝剂为羟基化合物，发泡剂为亚硝基化合物，减水剂为萘磺酸盐甲醛聚合物，阻燃剂为水合氧化铝。
69.本发明中，优选的，步骤五中，在模具浇筑过程中使用机械振捣设备对模具内建筑材料进行振捣，振捣时间设置为10min，振捣时间即将结束时，刮去表面多余的混凝土，并将表面抹平。
70.本发明中，优选的，步骤五中，在建筑材料养护时，在建筑材料的上形成覆盖保护膜，减少表面建筑材料的暴露时间，暴露面保护层初凝前，用抹子挫压表面多次，使表面平整，直至建筑材料成型。
71.本发明中，优选的，步骤五中，基料混合物a为添加废弃聚氯乙烯塑料成分的建筑材料模型命名为ⅰ类材料，基料混合物b为添加锅炉废渣成分的建筑材料模型命名为ⅱ类材料，基料混合物c为添加废弃秸秆成分的建筑材料模型命名为ⅲ类材料。
72.本发明中，优选的，步骤六中，分别对ⅰ类材料、ⅱ类材料、ⅲ类材料进行称重测量，计算影响材料密度，在稳定传热条件下，计算1m厚的材料两侧表面温度相差1℃在1s被通过1m3面积传递的热量，在相同时间温度升高时，计算不同建筑材料的比热容，并分别记录结果。
[0073][0074]
综合上述实施例，在建筑材料中添加锅炉废渣所制备的材料模型密度、导热系数、比热容数值最高，因此更加适用于对强度、保温效果更高的施工现场，在建筑材料中添加废弃聚氯乙烯塑料所制备的材料模型，强度较弱，但是保温效果一般，因此适用于强度要求较低，保温效果要求低的施工现场，在建筑材料中添加废弃秸秆所制备的材料模型，强度较高，保温效果较高，因此适用于强度、保温要求较高的施工现场。
[0075]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。