一种竹骨-秸秆复合墙体材料组合物及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种竹骨-秸秆复合墙体材料组合物，按重量份数，该组合物包括以下组分：复合快硬硫铝酸盐水泥30～60份、植物秸秆20～50份、竹编网格骨架17份、胶粉3份、碳酸锂0.1～0.3份、水40～50份；所述复合快硬硫铝酸盐水泥的碱度pH值为10～12，初凝时间≤10min。本发明墙体材料的质量轻、强度高，抗折性能、防腐和防火性能、保温隔热好，握钉力和吊挂力强，通过调节各组分的配比可制得不同强度的板材；其制备方法简便，脱模时间短，能耗小、成本低，适合工业化生产。
【专利说明】一种竹骨-秸秆复合墙体材料组合物及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于新型墙体材料领域，具体涉及一种竹骨-秸杆复合墙体材料组合物及 其制备方法。
【背景技术】
[0002] 新型墙体材料（沈铮，肖力光，赵壮.新型墙体材料发展现状[J].吉林建筑工程 学院学报.2010年6月，第27卷，第3期）泛指传统使用实心粘土砖以外的各类墙体材料， 是一种新型节能墙体材料，通过先进的加工方法，制成具有轻质、高强、多功能等适合现代 化建筑要求的建筑材料，其最大的特点是能够节省能源和资源。
[0003] 秸杆墙体材料是新型墙体材料中的一种，其具有以下优点：（1)原材料可以再生； (2)节能利废、改善环境；（3)节约土地；（4)可实行清洁化生产；（5)可再生利用等（李峥， 郝翠丽.秸杆墙体材料的发展现状以及前景展望[J].河南建材，2011年第1期）。
[0004] 然而，秸杆墙体材料的强度低，防腐和阻燃性能也差，需要加入水泥、改性陶土等 添加剂来提高秸杆墙体材料的强度。例如，中国专利CN102887691A公开了一种植物秸杆新 型轻质墙体材料，其由下列重量份的原料制成：粉煤灰40?50、改性植物秸杆粉20?30、 硫铝酸盐水泥20?30、膨胀珍珠岩10?20、硅砂粉10?15、改性陶土 10?15、玻璃纤维 10?20、发泡剂2?4、减水剂3?6 ;该墙体材料的组分多、稻杆用量小，抗折性能差，且需 要对秸杆进行特殊处理，其制备方法繁琐，能耗大、成本高，难以实现工业化生产。中国专利 CN 102745962A公开了一种稻杆灰墙体保温材料，是以下列材料组成：稻杆灰50?60%、灰 钙10?15%、水泥25?35%、羟丙基甲基纤维素0.8?1%、憎水粉沫0.3?0.5%、混凝 土抗震纤维〇. 3?0. 5%、乳胶粉0. 5?1%;该秸杆灰墙体保温材料也存在上述诸多问题。
[0005] 竹子是一种纤维韧性强、力学性能良好的植物，生长迅速，广泛用于人们的日常生 活中，如竹编工艺品、装饰品等，经过处理后，也可以作为某些建筑型材使用，如：中国专利 CN 94229849. 7公开了一种竹骨填充热压型材，将竹子经裁切成条后进行横、纵向排列，并 在其间隙处加入混有特制粘合剂的填充料后，对其进行高温加热加压成型即可。该型材也 存在强度低、防腐和阻燃性能差等缺点，其制备过程中要用到特制的粘合剂，并且需要高温 加热加压成型，制备方法繁琐，能耗大、成本高。
[0006] 目前，还未见有用竹子加工制备的高性能复合墙体材料。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于提供一种竹骨-秸杆复合墙体材料组合物。
[0008] 本发明的另一个目的在于提供一种上述组合物的制备方法。
[0009] 本发明提供的一种竹骨-秸杆复合墙体材料组合物，按重量份数，该组合物包括 以下组分：复合快硬硫铝酸盐水泥30?60份、植物秸杆20?50份、竹编网格骨架17份、 胶粉3份、碳酸锂0. 1?0. 3份、水40?50份；所述复合快硬硫铝酸盐水泥的碱度pH值为 10?12,初凝时间彡lOmin。
[0010] 快硬硫铝酸盐水泥是本领域的常用术语，根据中国国家标准GB20472-2006的定 义和解释，快硬硫铝酸盐水泥是指由适当成分的硫铝酸盐水泥熟料和少量石灰石、适量石 膏共同磨细制成的，具有早期强度高的水硬性凝胶材料，代号R · SAC。
[0011] 快硬硫铝酸盐水泥可以通过市场购买获得，例如：唐山六九水泥有限公司生产的 快硬硫铝酸盐水泥，符合国家标准GB 20472-2006的规定。
[0012] 本发明中，复合快硬硫铝酸盐水泥是按照以下方法制备得到：在快硬硫铝酸盐水 泥产品的基础上添加5?7%的不含碳酸钙的生石灰，均化，制备得到复合快硬硫铝酸盐水 泥，其碱度PH值为10?12,初凝时间彡lOmin，达到早期强度迅速提高的目的。通过在快 硬硫铝酸盐水泥中混合不含碳酸钙的生石灰，有效地避免了竹材、秸杆等析出的糖类对水 泥造成凝结、硬化的危害。
[0013] 本发明中，采用的是不含碳酸钙的生石灰，通常是指经烧制后的在密闭条件下保 存的生石灰。
[0014] 所述复合快硬硫铝酸盐水泥按照以下方法制备：在快硬硫铝酸盐水泥的基础上加 入5?7%的不含碳酸钙的生石灰，均化，即得。
[0015] 所述生石灰中，CaO > 50%，Si02< 3. 5% ;所述生石灰的粉磨细度比表面积> 350m2/kg〇
[0016] 所述植物秸杆，使用时将其粉粹成2?4cm的纤维。
[0017] 本发明中，优选的植物秸杆是指水稻、小麦、玉米、杂草、油菜等植物的秸杆，使用 时将其粉粹成2?4cm的纤维。
[0018] 所述竹编网格骨架是由宽度为2?3cm的竹片编织成间隔10?20cm的网格骨架 经自然晾干而成。
[0019] 本发明中，竹编网格骨架是指由一定宽度的竹片或竹条编织而成具有网格结构的 制品并作为墙体材料的骨架；本发明优选的实施例中，竹编网格骨架是由宽度为2?3cm的 竹片编织成间隔10?20cm的网格骨架经自然晾干而成。
[0020] 本发明中，胶粉是指常用的建筑胶粉，可以通过市场购买获得，例如：金路树脂厂 生产的建筑胶粉。
[0021] 所述组合物中，还包括硼酸作为缓凝剂。
[0022] 制备本发明的复合墙体材料组合物的方法，包括以下步骤：
[0023] a、将竹编网格骨架绑定穿线管及接线盒，放入立模成型机中，取模腔中心位置固 定；
[0024] b、将水、复合快硬硫铝酸盐水泥和胶粉加入到搅拌机中，搅拌均匀；
[0025] c、向步骤b的搅拌机中加入植物秸杆，搅拌均匀，加入碳酸锂，在拌和状态下出 料；
[0026] d、将步骤c所得物料加入到步骤a的立模成型机中，浇注竹编网格骨架成型，静置 养护3?5小时后，加湿一次，再过2小时后，脱模；
[0027] e、在常温环境下，保湿养护2?3天后，晾干水分，即得。
[0028] 步骤b中，所述搅拌机为共轴搅拌机。
[0029] 步骤b中，所述搅拌速度为：外框转速为120转/分，内搅拌器转速为400转/分；
[0030] 步骤C中，所述搅拌速度为：外框转速为200转/分，内搅拌器转速为1000转/分。
[0031] 所述复合墙体材料的规格为2950mmX600mmX90mm。按照本发明方法，也可以制备 得到其他规格大小的复合墙体材料。
[0032] 本发明具有以下有益效果：
[0033] (1)本发明复合墙体材料组合物的组分协同工作，其总的技术效果更优：
[0034] i、加入竹编网格骨架和复合快硬硫铝酸盐水泥，有效地提高了墙体材料的强度、 抗折性能、防腐和防火性能等；
[0035] ii、加入植物秸杆，不仅有效利用了植物秸杆材料，还降低了墙体材料的重量，同 时提高了保温效果；
[0036] 除植物秸杆外，还可以是粉煤灰、聚苯颗粒等其他轻质材料；
[0037] iii、加入胶粉，增加了胶结能力，防止复合墙体材料在凝固成型过程中产生裂 缝；
[0038] iv、加入碳酸锂作为基础速凝调节剂，可以缩短脱模时间，有利于墙体材料的工业 化生产；
[0039] (2)本发明墙体材料的握钉力强，便于墙板与墙板之间的连接以及固定水电安装 管材及线盒的预先埋设；本发明墙体材料的吊挂力强，便于空调等设备的安装；
[0040] (3)本发明通过调节各组分的配比可制得不同强度的板材，适用于建筑物、构筑物 不同部位对板材强度的要求：
[0041] 增加复合快硬硫铝酸盐水泥的配比，板材的密实度和抗压能力得到提高，适用于 楼板和外墙板；增加植物秸杆的配比，板材轻质效果和自保温性能得到加强，适用于内隔墙 板；
[0042] (4)本发明制备墙体材料的方法简便，原材料易得，能耗小、成本低，适合工业化生 产。
[0043] 本发明墙体材料的质量轻、强度高，抗折性能、防腐和防火性能、保温隔热好，握钉 力和吊挂力强，通过调节各组分的配比可制得不同强度的板材；其制备方法简便，脱模时间 短，能耗小、成本低，适合工业化生产。
[0044] 显然，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离 本发明上述基本技术思想前提下，还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更。
[0045] 以下通过实施例形式的【具体实施方式】，对本发明的上述内容再作进一步的详细说 明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本发明上述内容 所实现的技术均属于本发明的范围。
【具体实施方式】
[0046] 本发明【具体实施方式】中使用的原料、设备均为已知产品，通过购买市售产品获得。
[0047] 竹编网格骨架按照下述方法制得：根据所制墙板的长度（本发明设计为3m)、宽度 (本发明设计为0. 6m)截取竹节，将竹节开为2?3cm的竹片，所得竹片编制成间隔10? 20cm的网格骨架，自然晾干即成。
[0048] 复合快硬硫铝酸盐水泥是按照以下方法制备得到：在快硬硫铝酸盐水泥产品的基 础上添加5?7%的不含碳酸钙的生石灰，均化，制备得到复合快硬硫铝酸盐水泥，其碱度 PH值为10?12,初凝时间彡lOmin，达到早期强度迅速提高的目的。通过在快硬硫铝酸盐 水泥中混合不含碳酸钙的生石灰，有效地避免了竹材、秸杆等析出的糖类对水泥造成凝结、 硬化的危害。
[0049] 本发明中，快硬硫铝酸盐水泥可以通过市场购买获得，例如：唐山六九水泥有限公 司生产的快硬硫铝酸盐水泥，符合国家标准GB 20472-2006的规定，满足本发明的要求。
[0050] 本发明中，采用的是不含碳酸钙的生石灰，通常是指经烧制后的在密闭条件下保 存的生石灰。
[0051 ] 本发明中，植物秸杆是指水稻、小麦、玉米、杂草、油菜等植物的秸杆，使用时将其 粉粹成2?4cm的纤维。
[0052] 实施例1
[0053] (1)将竹编网格骨架（重量份数：15份）绑定穿线管及接线盒，放入立模成型机 中，取墙板模腔中心位置固定；
[0054] (2)将水（重量份数：40份）加入共轴搅拌机中，启动搅拌机，加入复合快硬硫铝 酸盐水泥（重量份数：30份）、胶粉（重量份数：3份），在外框转速为120转/分、内搅拌器 转速为400转/分的搅拌速度下搅拌2?3分钟；
[0055] (3)在搅拌状态下加入秸杆（重量份数：52份）继续搅拌，搅拌速度为外框转速为 200转/分、内搅拌器转速为1000转/分，目测拌和体在均匀、柔和状态下加入碳酸锂（重 量份数：〇. 1份），并在拌和状态下出料；
[0056] (4)将步骤（3)所得物料加入到步骤⑴的立模成型机中，浇注竹编网格骨架成 型，利用水泥的水化热在立模成型机中静置养护3?5小时后，加湿一次，再过5小时后，即 可脱模；
[0057] (5)在常温环境下，保湿养护2?3天后，晾干水分，即为成品墙板。
[0058] 实施例2
[0059] 操作步骤同实施例1，按重量份数的组分配比：竹编网格骨架15份，复合快硬硫铝 酸盐水泥45份，胶粉3份，植物秸杆37份，碳酸锂0. 15份、水45份。
[0060] 实施例3
[0061] 操作步骤同实施例1，按重量份数的组分配比：竹编网格骨架15份，复合快硬硫铝 酸盐水泥55份，胶粉3份，植物秸杆27份，碳酸锂0. 2%份、
[0062] 水 50 份。
[0063] 对实施例1?3制得的成品墙板按照中国国家标准GB/T 23451?2009《建筑用 轻质隔墙条板》的方法进行以下各项性能检测，试验结果见表1。
[0064] 表1实施例1?3制得墙板的性能检测结果
[0065] (规格：2950mm X 600mm X 90mm)
[0066]
【权利要求】
1. 一种竹骨-秸杆复合墙体材料组合物，其特征在于：按重量份数，该组合物包括以下 组分：复合快硬硫铝酸盐水泥30?60份、植物秸杆20?50份、竹编网格骨架17份、胶粉3 份、碳酸锂0. 1?0. 3份、水40?50份；所述复合快硬硫铝酸盐水泥的碱度pH值为10? 12,初凝时间彡lOmin。
2. 根据权利要求1所述的组合物，其特征在于：所述复合快硬硫铝酸盐水泥按照以下 方法制备：在快硬硫铝酸盐水泥的基础上加入5?7%的不含碳酸钙的生石灰，均化，即得。
3. 根据权利要求2所述的组合物，其特征在于：所述生石灰中，CaO > 50 %，SiO 2< 3. 5% ;所述生石灰的粉磨细度比表面积> 350m2/kg。
4. 根据权利要求1所述的组合物，其特征在于：所述植物秸杆，使用时将其粉粹成2? 4cm的纤维。
5. 根据权利要求1所述的组合物，其特征在于：所述竹编网格骨架是由宽度为2?3cm 的竹片编织成间隔10?20cm的网格骨架经自然晾干而成。
6. 根据权利要求1所述的组合物，其特征在于：所述组合物中，还包括硼酸作为缓凝 剂。
7. 制备权利要求1?6任意一项所述复合墙体材料组合物的方法，其特征在于：包括 以下步骤： a、 将竹编网格骨架绑定穿线管及接线盒，放入立模成型机中，取模腔中心位置固定； b、 将水、复合快硬硫铝酸盐水泥和胶粉加入到搅拌机中，搅拌均匀； c、 向步骤b的搅拌机中加入植物秸杆，搅拌均匀，加入碳酸锂，在拌和状态下出料； d、 将步骤c所得物料加入到步骤a的立模成型机中，浇注竹编网格骨架成型，静置养护 3?5小时后，加湿一次，再过5小时后，脱模； e、 在常温环境下，保湿养护2?3天后，晾干水分，即得。
8. 根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：步骤b中，所述搅拌机为共轴搅拌 机。
9. 根据权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于：步骤b中，所述搅拌速度为：夕卜 框转速为120转/分，内搅拌器转速为400转/分； 步骤c中，所述搅拌速度为：外框转速为200转/分，内搅拌器转速为1000转/分。
10. 根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述复合墙体材料的规格为 2950mmX 600mmX 90mm。
【文档编号】C04B16/02GK104496361SQ201410690500
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年11月25日 优先权日:2014年11月25日
【发明者】杨思福 申请人:四川三阳钢结构有限公司