一种日光温室墙体及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种含有煤矸石材料的温室构件。
【背景技术】
[0002] 煤矸石是与煤共生的废石。随着中国经济的腾飞，带动了能源需求的急速增长。在 中国，煤炭消耗量占一次能源消耗的70%以上。在未来很长一段时间，煤炭将一直是中国 能源结构的主体。每年，大量的煤炭被开采，弃置的煤矸石堆积成山，成为一个亟待解决的 问题。在中国，煤矸石固体废弃物总量高达数十亿吨，并且增长率超过亿吨/年煤矸石弃置 量，因煤层条件、开采状况及洗选工艺的差异而有较大不同。弃置煤矸石的总量大约与当年 煤炭产量的10%~15%相当。世界各主要产煤国均面临着煤矸石堆放所造成的环境问题。 煤矸石的大量堆放，侵占着珍贵的可耕种土地，并使其有可能成为地质灾害的隐患地；矸石 山自燃引发火灾，或在雨季，大量雨水冲刷下崩塌，造成河流堵塞，引发灾害。在中国，矸石 综合利用技术化研宄工作始于70年代。但由于煤矸石基数巨大，增量迅速，区域差异显著， 以及经济条件的制约和技术设备的落后，其综合利用率还较低。
[0003] 内蒙古鄂尔多斯市煤矿密集，该市年煤炭产量约5亿吨左右，伴生煤矸石作为废 石弃置，多以堆存的方式处理。如何将煤矸石作为资源充分利用起来，成为一项亟待研宄的 课题。
[0004] 内蒙古为大陆性气候地区，温室种植是发展农业的有效途径，而且因当地寒冷多 风的气候条件，日光温室是主要的温室形式。现有技术中日光温室墙体以清水砖砌成（参 见图2)，墙体建成后，经基层处理、胶粘剂粘贴聚苯板、胀栓机械固定、挂钢网、抹抗裂砂浆 等工序才能完成，工期长、费用高，且易受外力破坏。
[0005] 内蒙古受西伯利亚冷气流和蒙古高原气旋活动影响，全区的大风和多风天气主要 分布在春冬秋三季，春季大风日多，风速强劲。因此本发明将日光温室围护墙迎风面一侧按 照顺风方向进行一定倾斜，有利于降低建筑物受风力的影响。
【发明内容】
[0006] 针对本领域的不足之处，本发明的目的是提出一种利用内蒙古鄂尔多斯粘土岩质 煤矸石为主要原料制成日光温室墙体墙体，并采用特定墙体结构保证其保温、隔热和蓄能 的功能。
[0007] 本发明的第二个目的是提出所述日光温室墙体的制备方法。
[0008] 实现本发明上述目的技术方案为：
[0009] -种日光温室墙体，为内侧竖直、外侧与铅垂面有2~4°夹角的墙体，墙体厚度 为1500~2000mm，墙体内有竖直设置的聚苯保温板，聚苯保温板与墙体内侧距离为1000~ 1400mm〇
[0010] 其中，所述墙体的底端位于地面下150~200mm处，墙体底端下水平设置有厚度 150~250mm的混凝土层（垫层），从底端向上2000~2400mm高度处水平设置有厚度100~ 200mm的混凝土层（防潮层）。墙体顶端水平设置有厚度150~230mm的混凝土层为压顶 层，压顶层内设置有聚苯保温板。
[0011] 墙体内聚苯保温板起到断绝冷桥作用。进一步地，压顶层内的聚苯保温板比墙体 内竖直设置的聚苯保温板更向内100~300mm( "内"是指温室室内）。
[0012] 进一步地，所述墙体的材质为碎煤矸石、电石渣和水泥中的一种或多种；所述聚苯 保温板两侧布置有定位杆，所述定位杆为竹竿、木条、铁棍、钢管中的一种或多种，定位杆的 直径为10~20mm ;在在墙体长度方向上的定位杆间距为400-800mm。
[0013] 作为本发明优选技术方案之一，所述墙体的原料按照质量配比的组成为
[0014] 颗粒粒径4.75 mm-9.5mm的粗煤矸石 30%~40%; 颗粒粒径小于4.75 mm的细煤矸石 15%~20%; 电石渣 16%~20%; 强度等级为32.5MPa的复合硅酸盐水泥 8%~12%;
[0015] 余量为水。
[0016] 具体地，可选用内蒙古自治区鄂尔多斯地区煤矸石。内蒙古自治区鄂尔多斯市煤 矿排矸的主要矿物成分是石英（占28~38%，质量含量，下同）和斜长石（占10~20%) 等。其中石英、斜长石、微斜长石、绿泥石及云母主要提供制备地质聚合物所需的活性硅；斜 长石、微斜长石、绿泥石和云母提供活性铝。
[0017] 电石渣的主要矿物成分是氢氧钙石（质量含量85~98% )，为以煤矸石为主的混 合料提供碱性环境。煤矸石中的活性二氧化硅和活性三氧化二铝等物质在碱性激发条件下 发生水化反应，形成的水硬性胶凝物质：水化硅酸钙（CSH)，水化铝酸钙（CAH)等，从而不断 提高墙体材料的强度，墙体强度后期增长的主要来源。
[0018] 制备煤矸石地质聚合物主要反应方程式：
[0019] xCa (OH) 2+Si02+mH20 _ xCaO · SiO2 · ηΗ20 (水化硅酸钙 CSH) (I)
[0020] xCa (OH) 2+Al203+mH20 _ xCaO · Al2O3 · ηΗ20 (水化硅酸铝 CAH) (2)
[0021] 另外，Ca(OH)2可以吸收空气中的CO 2生成稳定CaC0#B体结构，即：
[0022] Ca (OH) 2+C02= CaCO 3+H20 (3)
[0023] 硅酸三钙和硅酸二钙是复合硅酸盐水泥中的主要矿物成分。复合硅酸盐水泥中的 硅酸三钙和硅酸二钙在水存在的条件下形成水化硅酸钙凝胶，其水化速度较快，是煤矸石 为主的墙体混合料早期强度的主要来源。
[0024] 本发明所述日光温室墙体的制备方法，包括步骤：
[0025] 1)将煤矸石用粉碎机破碎后过筛孔尺寸为4. 75mm和9. 5mm的筛，将筛分后粒径大 于4. 75mm且小于9. 5mm的煤矸石作为粗骨料，粒径小于4. 75mm的煤矸石作为细骨料；
[0026] 2)经计量的煤矸石粗细料、电石渣与强度等级为32. 5MPa的复合硅酸盐水泥倒入 搅拌机的搅拌料仓内，搅拌均匀后，徐徐加水，再搅拌均匀，配制成墙体混合料；
[0027] 3)将基坑深度挖至冻土层以下200~300mm，敷设混凝土垫层，在混凝土垫层上垂 直放置保温聚苯板；
[0028] 4)墙体内外侧支立模板：墙体内侧的一面垂直支立模板，围护墙体外侧的一面用 向内倾斜2~4°支立模板，模板以钢管支撑以保证角度与稳定。
[0029] 5).向模板内分步填充步骤2)制得的墙体混合料，在模板内填充以内蒙古鄂尔多 斯粘土岩质煤矸石为主要的墙体混合料200~400mm，用平板振捣器振捣密实；然后再填 200~400_墙体混合料，再振捣密实；如此重复分层振捣密实。
[0030] 其中，所述步骤2)中，搅拌90~IOOs后，徐徐加水，30s~40s加完，自开动机器 起搅拌250 ± 5s停车。
[0031] 进一步地，所述步骤3)中，内蒙古鄂尔多斯地区的冻土层厚度约为1700mm左右） 以下200mm，敷设200mm厚ClO混凝土垫层，在拟安装保温聚苯板（100mm厚）处插入直径为 18mm左右直竹竿，沿墙体长度方向每隔500mm插1根竹竿，将聚苯板固定在立着的竹竿上。
[0032] 本发明技术方案中，模板采用竹胶板模板，而不能采用钢制组合模板，因为混合料 易与钢模板粘黏住，拆模困难，易使混合料墙面受到不同程度的损坏。围护墙室外一面为背 风面，内倾斜2~4°有利于减少冬季寒风对温室的负面影响。
[0033] 所述步骤4)中，模板采用竹胶板模板，支立模板用60X IOOmm方木作背楞，横竖方 向间距600 mm，用螺栓套加固，并以钢管支撑系统。
[0034] 围护墙室内一面采用垂直支立竹胶板模板方法，用60 X IOOmm方木作背楞，横竖 方向间距600 mm，用Φ 14对拉螺栓套加固，并以钢管支撑系统，保证模板的垂直与稳定。
[0035] 防潮层和压顶混凝土层按常规混凝土操作方法。
[0036] 养护20-30小时取下竹胶板模板。
[0037] 本发明的有益效果在于：
[0038] 本发明提出的墙体利用内蒙鄂尔多斯地区煤矸石废弃物为建筑材料，基于内蒙当 地物候条件构筑日光温室，固体废弃物当地利用，温室墙体的结构适于高原半高原地带的 大陆性气候，是解决环境和农业问题的极佳途径。
[0039] 本发明提出的墙体结构，将保温聚苯板固化在墙体中，贯穿整个围护墙体直至低 于冻土深度的混凝土垫层，同时压顶混凝土室内一侧用保温聚苯板断绝其冷桥作用。彻底 断绝室外冷热空气流动对日光温室内部的影响。墙体建筑与永久保温同时形成，施工方便， 节约成本和时间。
[0040] 墙体的蓄热能力一般随墙体材料的表观密度增加而增加。普通日光温室所用烧结 普通砖的表观密度为1500-1800kg/m 3;有的日光温室采用土墙外包烧结普通砖墙，其土墙 为土料夯实所成，土料夯实后的表观密度一般为1500-1650kg/m 3。用内蒙古鄂尔多斯粘土 岩质煤矸石为主要的墙体混合料制作日光温室围护墙体的表观密度约为2050kg/m 3,保温 层内侧的墙体厚度超过lm，具有较强的蓄热能力。
【附图说明】
[0041] 图1为本发明用利用内蒙古鄂尔多斯粘土岩质煤矸石制作日光温室质墙体结构 的流程图。
[0042] 图2为传统日光温室结构简图。
[0043] 图3为传统日光温室墙体的截面图。
[0044] 图4为本发明实施例1日光温室墙体截面图。
[0045] 图5为本发明实施例1日光温室结构简图。
[0046] 图中，1为墙体，2为压顶层，3为聚苯保温板，4为混凝土垫层，5为防潮层，6为室 内地坪，7为室外地坪。
【具体实施方式】
[0047] 下面结合