一种玉米秸秆空心砖砌块及其制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种玉米秸秆空心砖砌块，包括以下组分的原料：50wt%～75wt%的玉米秸秆；0.5wt%～5wt%的改性剂；15wt%～35wt%的水泥；0.1wt%～3wt%的快干剂5wt%～20wt%的水。本发明以玉米秸秆作为制备砌块的原料，在改性剂的作用下，玉米秸秆与水泥之间具有良好的相互作用，易结构，从而提高了得到的空心砖砌块的抗压性能和卯水性能。本发明将得到的玉米秸秆空心砖砌块用于墙体建筑中，使得承重、保温、维护结构墙体一次完成，因保温结构与承重结构有机结合为一体，使得承重结构与保温结构的使用年限相等，兼顾了承重和保温的需要。
【专利说明】一种玉米秸秆空心砖砌块及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及建筑【技术领域】，尤其涉及一种玉米秸杆空心砖砌块及其制备方法。
【背景技术】
[0002]砌块是利用混凝土、工业废料(炉渣、粉煤灰等)或地方材料制成的人造块材，外形尺寸比砖大，具有设备简单，砌筑速度快的优点，符合了建筑工业化发展中墙体改革的要求。
[0003]砌块按外观形状可以分为实心砌块和空心砌块。空心砌块有单排方孔、单排圆孔和多排扁孔三种形式，其中多排扁孔对保温较有利。由空心砌块单独组成或配钢筋浇筑混凝土组成的墙体作为新型墙体，在目前的建筑行业中得到广泛的应用。目前建砌筑体材料有粘土砖、加气混凝土砖、炉渣空心砖、煤矸石空心砖、水泥空心砖等，其中煤矸石砖的生产成本较普通粘土砖低，利用煤矸石制砖不仅节约的土地，还消耗了矿山的废料，它是一项有利于环保的低碳建筑材料，得到了较广泛的应用。
[0004]煤矸石空心砖有承重型和非承重型两种，承重型的外墙需做保温层，承重墙的有效寿命50年，而保温层仅10年就被风化脱落，面目全非，承重墙与保温层不同寿；而且非承重墙保温隔音效果极差，只起到隔断作用。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种玉米秸杆空心砖砌块，本发明提供的玉米秸杆空心砖砌块具有较好的保温和维护结构的性质，采用本发明提供的玉米秸杆空心砖砌块能够一次性完成承重、保温和维护结构的墙体，保温和承重具有相等的寿命。
[0006]本发明提供了一种玉米秸杆空心砖砌块，包括以下组分的原料:
[0007]50wt%~75wt%的玉米稻杆；
[0008]0.5wt% ~5wt% 的改性剂；
[0009]15wt% ~35wt% 的水泥；
[0010]0.lwt% ~3wt% 的快干剂；
[0011 ] 5wt% ~20wt% 的水。
[0012]优选的，包括55wt%~70wt%的玉米稻杆。
[0013]优选的，所述玉米稻杆的长度为6mm~12mm。
[0014]优选的，所述玉米稻杆的宽度为3mm~6mm。
[0015]优选的于，所述玉米秸杆的含水率不大于20%。
[0016]优选的，所述改性剂包括以下重量份的组分:
[0017]20份~40份的硅溶胶；
[0018]30份~80份的苯乙烯-丙烯酸聚合乳液；
[0019] 0.4份~0.8份的螯合剂；
[0020]0.8份~1.6份的溶剂；[0021]84份~110份的填料。
[0022]优选的，所述硅溶胶的质量浓度为30%~50%。
[0023]本发明提供了一种玉米秸杆空心砖砌块的制备方法，包括以下步骤:
[0024]将玉米秸杆和改性剂混合反应，得到改性玉米秸杆；
[0025]将所述改性玉米秸杆与水泥、快干剂和水混合，得到砌块料；
[0026]将所述砌块料进行铸型、压制定型和脱模，得到玉米秸杆空心砖砌块。
[0027]优选的，所述铸型的温度在5°C以上。
[0028]优选的，所述压制定型的压力为50kg~70kg。
[0029]本发明提供了一种玉米稻杆空心砖砌块，包括以下组分的原料:50wt%~75wt%的玉米稻杆；0.5wt%~5wt%的改性剂；15wt%~35wt%的水泥；0.lwt%~3wt%的快干剂5wt%~20wt%的水。本发明以玉米秸杆作为制备砌块的原料，在改性剂的作用下，玉米秸杆与水泥之间具有良好的相互作用，易结构，从而提高了得到的空心砖砌块的抗压性能和卯水性能。本发明将得到的玉米秸杆空心砖砌块用于墙体建筑中，使得承重、保温、维护结构墙体一次完成，承重部分的钢筋混凝土网式结构其承载轴向、纵向横向载荷以及整体性优于现墙体结构，且具有较低的保温热传递系数，因保温结构与承重结构有机结合为一体，使得承重结构与保温结构的使用年限相等，兼顾了承重和保温的需要。另外，本发明以生物质能源做骨料，使得玉米秸杆废料重复利用，具有较高的环保节能价值。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]图1为本发明提供的类型I的玉米空心砖砌块的结构示意图；
[0031]图2为本发明提供的类型2的玉米空心砖砌块的结构示意图；
[0032]图3为本发明提供的类型3的玉米空心砖砌块的结构示意图；
[0033]图4为本发明提供的类型4的玉米空心砖砌块的结构示意图；
[0034]图5为本发明提供的类型5的玉米空心砖砌块的结构示意图；
[0035]图6为本发明提供的类型6的玉米空心砖砌块的结构示意图；
[0036]图7为本发明提供的类型7的玉米空心砖砌块的结构示意图；
[0037]图8为本发明提供的类型8的玉米空心砖砌块的结构示意图；
[0038]图9为本发明提供的类型9的玉米空心砖砌块的结构示意图；
[0039]图10为本发明提供的类型10的玉米空心砖砌块的结构示意图；
[0040]图11为本发明提供的头形式为一侧头凸形和一侧头凸形的空心砌砖的结构示意图；
[0041]图12为本发明提供的玉米空心砖砲块在墙体中的分布系统图；
[0042]图13为本发明实施例中配筋截面几何尺寸示意图；
[0043]图14为本发明提供的玉米秸杆空心砖砌块砌筑框架外墙(非承重墙)的示意图；
[0044]图15为本发明提供的玉米空心砖砌块砌筑砖混内墙(非承重墙)和框架内墙(填充墙)的不意图；
[0045]图16为本发明提供的玉米空心砖砌块砌筑砖混承重墙过梁底到结合梁底的简图；
[0046]图17为本发明提供的玉米空心砖砌块与钢筋混凝土分布系统图。【具体实施方式】
[0047]本发明提供了一种玉米秸杆空心砖砌块，包括以下组分:
[0048]50wt%~75wt%的玉米稻杆；
[0049]0.5wt% ~5wt% 的改性剂；
[0050]15wt% ~35wt% 的水泥；
[0051]0.lwt% ~3wt% 的快干剂
[0052]5wt% ~20wt% 的水。[0053]本发明以玉米秸杆为原料，制备得到玉米秸杆空心砖砌块。本发明提供的玉米秸杆空心砖砌块包括玉米秸杆、改性剂、水泥、快干剂和水，在改性剂的作用下，玉米秸杆与水泥结构，有利于玉米秸杆与水泥之间的相互作用，从而提高了得到的玉米秸杆空心砖砌块的整体抗压性能和卯水性能。本发明提供的玉米秸杆空心砖砌块在用于墙体时，得到的墙体中砌块孔芯纵横相通，形成孔(160mm)中心间距400mm，净间距240mm的空间网络模板，在孔芯中按设计配筋，浇筑混凝土，使砌块与混凝土网有机结合，形成承重、保温、维护结构一次完成，使用年限一致，相对于现有技术中采用的煤矸石空心砖得到的墙体来说，本发明提供的玉米秸杆空心砖砌块得到的墙体具有较长、且承重和保温相一致的有效寿命。
[0054]本发明提供的玉米稻杆空心砖砌块的原料包括50wt%~75wt%的玉米稻杆,优选为55wt%~70wt%,更优选为60wt%~65wt%。本发明米用玉米稻杆作为原料制备玉米稻杆空心砖砌块，利用了再生能源，不但解决了原料问题，也解决了秸杆焚烧污染环境的问题，而且生产过程也无污染，环保节能。本发明对所述玉米秸杆的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的玉米秸杆即可；在本发明中，所述玉米秸杆的含水率优选不大于20%，更优选为不大于15%,最优选为不大于10% ；
[0055]本发明人研究表明，当玉米秸杆的尺寸较小时，会使得到的砌块内部结构拉力减少，达不到砌块的整体抗压要求，而且会使得玉米秸杆的数量加大，使其与水泥和改性剂的接触面积加大，会造成改性剂和水泥用量的增加，造成浪费。在本发明中，所述玉米秸杆的长度优选为6mm~12mm,更优选为8mm~IOmm ;所述玉米稻杆的宽度优选为3mm~6mm,更优选为4mm~5mmο
[0056]本发明对所述玉米秸杆的粉碎方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的粉碎的技术方案即可，如可以把待粉碎的玉米秸杆置于粉碎机中进行粉碎，得到上述技术方案所述尺寸的玉米秸杆颗粒。
[0057]本发明提供的玉米秸杆空心砖砌块的原料包括0.5wt%~5wt%的改性剂，优选为lwt%~4wt%,更优选为2wt%~3wt%。本发明采用改性剂对玉米稻杆进行改性，得到的改性玉米秸杆能够与水泥结构，改性玉米秸杆与水泥之间具有良好的相互作用，使得到的玉米秸杆空心砖砌块秸杆具有较优异的性能。在本发明中，所述改性剂优选包括以下重量份的组分:
[0058]20份~40份的硅溶胶；
[0059]30份~80份的苯乙烯-丙烯酸聚合乳液；
[0060]0.4份~0.8份的螯合剂；
[0061]0.8份~1.6份的溶剂；[0062]84份~110份的填料。
[0063]在本发明中，所述改性剂包括20份~40份的硅溶胶，更优选为25份~35份，最优选为28份~32份。所述硅溶胶为纳米级二氧化硅颗粒在水中形成的稳定分散体系，在本发明中，所述硅溶胶促进了玉米秸杆与水泥之间的粘结，所述硅溶胶的质量浓度优选为30%~50%，更优选为35%~45%，最优选为40%。本发明对所述硅溶胶的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的硅溶胶即可，如可以采用硅溶胶的市售商品，也可以采用本领域技术人员熟知的离子交换法、硅粉一步水解法或硅烷水解法自行制备得到硅溶胶；
[0064]在本发明中，所述改性剂包括30份~80份的苯乙烯-丙烯酸聚合乳液，优选为35份~75份,更优选为40份~70份,最优选为45份~65份，最最优选为50份~60份。在本发明中，所述聚乙烯-丙烯酸聚合乳液作为胶粘剂使用，进一步促使玉米秸杆与水泥之间的粘结。本发明对所述苯乙烯-丙烯酸聚合乳液的来源没有特殊的限制，可以采用本领域技术人员熟知的苯乙烯-丙烯酸聚合乳液的市售商品，也可以采用本领域技术人员熟知的技术方案自行制备得到苯乙烯-丙烯酸聚合乳液；
[0065]在本发明中，所述改性剂优选包括0.4份~0.8份的螯合剂，更优选为0.5份~0.7份，最优选为0.6份。在本发明中，所述螯合剂优选为硝酸铬；螯合剂能够改变玉米秸杆单个颗粒表面性质，使其与水泥和其他填充料更好的结构。
[0066]在本发明中，所述改性剂优选包括0.8份~1.6份溶剂,更优选为1.0份~1.5份，最优选为1.1份~1.4份。在本发明中，所述溶剂优选为1.1份-1.4份。在本发明中，所述溶剂优选为水溶性溶剂，本发明对所述水溶性溶剂的种类和来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的水溶性溶剂即可。
[0067]在本发明中，所述改性剂优选包括84份~110份的填料，更优选为90份~105份，最优选为95份~100份。在本发明中，所述填料优选为石英砂、石棉和碳酸钙中的一种或几种；用河沙、碳酸钙等，其他具有一定颗粒易于水泥结构的建筑废料。
[0068]在本发明中，所述改性剂优选还包括0.15份~0.30份的防霉剂，更优选为0.2份~0.25份。在本发明中，所述防霉剂能够防止得到玉米秸杆空心砖砌块霉变。本发明对所述防霉剂的种类和来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的防霉剂即可；
[0069]在本发明中，所述改性剂优选还包括0.2份~0.4份的增稠剂，用于提高砌块料的粘度，有利于后续砌块的铸型和压制。在本发明中，所述改性剂中，所述增稠剂的重量分数更优选为0.25份~0.35份，最优选为0.30份。本发明对所述增稠剂的种类和来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的增稠剂即可，如可以为纤维素醚类增稠剂，可列举的有甲基纤维素、羟丙基甲基纤维、羟甲基纤维素钠或羟乙基纤维素；也可以为合成高分子，可列举的有聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯、卡波树脂、聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸酯共聚乳液、顺丁橡胶、丁苯橡胶、聚氨酯或改性聚脲。
[0070]本发明提供的玉米秸杆空心砖砌块的原料包括15wt%~35wt%的水泥，优选为20wt%~30wt%,更优选为22wt%~28wt%。在本发明中，所述水泥和玉米稻杆，在上述技术方案所述的改性剂的作用下相互作用，得到均一的混合物料，从而使得到的玉米秸杆空心砖砌块具有优异的性能。本发明对所述水泥的种类和来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的能够用于制备砌块的水泥即可。
[0071]本发明提供的玉米稻杆空心砖砌块的原料包括0.lwt%~3wt%的快干剂,优选为0.5wt%~2.5wt%，更优选为1.0wt%~2.0wt%。在本发明中，所述快干剂能够使砌块快速达到脱模和搬运的强度，提高了生产效率。本发明对所述快干剂的种类和来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的水泥快干剂的市售商品即可，如可以采用上海西亚化工工贸有限公司出售的水泥快干剂。
[0072]本发明提供的玉米秸杆空心砖砌块的原料包括5wt%~20wt%的水，优选为10wt%~ 15wt%。本发明对所述水的种类没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的水即可。
[0073]本发明对所述玉米秸杆空心砖砌块的制备方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的砌块制备的技术方案即可。
[0074]本发明提供了一种玉米秸杆空心砖砌块的制备方法，包括以下步骤:
[0075]将玉米秸杆和改性剂混合反应，得到改性玉米秸杆；
[0076]将所述改性玉米秸杆与水泥、快干剂和水混合，得到砌块料；
[0077]将所述砌块料进行铸型、压制定型和脱模，得到玉米秸杆空心砖砌块。
[0078]本发明首选玉米秸杆与改性剂混合反应，得到改性玉米秸杆。本发明采用上述技术方案所述的改性剂对玉米秸杆进行改性，促进玉米秸杆与水泥之间的相互作用。本发明对改性的条件没有特殊的限制，将所述玉米秸杆与改性剂在室温下混合即可，在本发明中，所述混合反应的时间优选不小于I分钟，更优选为5分钟~30分钟，最优选为10分钟~20分钟；
[0079]得到改性玉米秸杆后，本发明将所述改性玉米秸杆与水泥、快干剂和水混合，得到砌块料。本发明对所述改性玉米秸杆、水泥、快干剂和水混合的方式没有特殊的限制，本领域技术人员可采用任意的加料 顺序将所述改性玉米秸杆、水泥、快干剂和水混合。本发明优选将所述改性玉米秸杆、水泥、快干剂和水置于搅拌机中，混合搅拌，得到砌块料。本发明对所述搅拌的速率等参数没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的砌块制备过程中，物料混合搅拌的技术方案即可。在本发明中，所述混合搅拌的时间优选大于I分钟，更优选为5分钟~30分钟，最优选为10分钟~20分钟。
[0080]得到砌块料后，本发明将所述砌块料进行铸型、压制定型和脱模，得到玉米秸杆空心砖砌块。本发明对所述铸型和压制定型的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的铸型和压制定型的技术方案即可。本发明可以根据客户需要的玉米秸杆空心砖砌块的尺寸、形状等，选用不同的模子对所述砌块料进行铸型。本发明优选将所述砌块料通过输送布料机输送至自动铸型机内进行铸型和压制定型。在本发明中，所述铸型的温度优选在50C以上，更优选为5°C~40°C，最优选为10°C~35°C;所述压制定型的压力优选为50kg~70kg,更优选为55kg~65kg,最优选为60kg ;所述压制定型的温度优选在5°C以上,更优选为5°C~40°C，最优选为10°C~35°C ；
[0081]完成所述压制定型后，本发明将得到的产品脱模，得到玉米秸杆空心砖砌块。本发明优选解除压制定型时的压力，此时自动铸型机的上侧压板自动升起，两侧挡板分离，隔挡模侧翻后彻底脱落底板移位到平台，完成所述脱模过程中，得到玉米秸杆空心砖砌块。
[0082]本发明为了能够满足墙体不同部位的需求，得到的玉米秸杆空心砖块的长度优选为280mm~860mm,宽度优选为280mm,高度优选为400mm ;所述空心砖块中一侧为凹形、与所述凹形测相对一侧为凸形；所述凹形和所述凸形相互配合。本发明优选制备10种不同规格的砌块，如表1所示，表1为本发明【具体实施方式】中砌块的种类:
[0083]表1本发明【具体实施方式】提供的砌块的种类
[0084]
【权利要求】
1.一种玉米秸杆空心砖砌块，包括以下组分的原料: 50wt%~75wt%的玉米稻杆； 0.5wt%~5wt%的改性剂； 15wt%~35wt%的水泥； 0.lwt%~3wt%的快干剂； 5wt% ~20wt% 的水。
2.根据权利要求1所述的玉米稻杆空心砖砌块，其特征在于，包括55wt%~70wt%的玉米稻杆。
3.根据权利要求1所述的玉米秸杆空心砖砌块，其特征在于，所述玉米秸杆的长度为6mm ~12mm。
4.根据权利要求1所述的玉米秸杆空心砖砌块，其特征在于，所述玉米秸杆的宽度为3mm ~6mm。
5.根据权利要求1所述的 玉米秸杆空心砖砌块，其特征在于，所述玉米秸杆的含水率不大于20%。
6.根据权利要求1所述的玉米秸杆空心砖砌块，其特征在于，所述改性剂包括以下重量份的组分: ，20份~40份的硅溶胶； ，30份~80份的苯乙烯-丙烯酸聚合乳液； ，0.4份~0.8份的螯合剂； ，0.8份~1.6份的溶剂； ，84份~110份的填料。
7.根据权利要求6所述的玉米秸砌块，其特征在于，所述硅溶胶的质量浓度为30%~50%。
8.一种玉米秸杆空心砖砌块的制备方法，包括以下步骤: 将玉米秸杆和改性剂混合反应，得到改性玉米秸杆； 将所述改性玉米秸杆与水泥、快干剂和水混合，得到砌块料； 将所述砌块料进行铸型、压制定型和脱模，得到玉米秸杆空心砖砌块。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述铸型的温度在5°C以上。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述压制定型的压力为50kg~70kg。
【文档编号】E04C1/00GK103467029SQ201310428294
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月18日 优先权日:2013年9月18日
【发明者】姜建华, 丛蕊, 付会广, 姜志民, 于晓洲, 王春甫 申请人:长春市远洋塑胶制品有限公司