專利名稱：樹脂改性脫硫石膏-礦(鋼)渣-秸稈基墻材及制備方法
技術領域：
本發明屬于環保型新型建筑材料領域。涉及一種用聚合物改性脫硫石膏-礦(鋼)渣-秸桿碎料制備的有實用價值的高性能輕質墻體材料。
背景技術：
現有輕質墻材主要有建筑石膏多孔板、硫鋁酸鹽水泥多孔板和硅酸鹽基加氣板，建筑石膏需要低溫煅燒，且制備的多孔板強度低，抗水性差，質量不穩定，價格高，在建筑材料市場競爭中逐漸處于劣勢；硫鋁酸鹽水泥需高溫煅燒，且制備的多孔板抗碳化性能差，價格高，也逐漸被市場所淘汰。硅酸鹽加氣板材是目前市場上應用較多的材料，雖然其不需煅燒，但也要蒸壓養護，消耗很多的能源，同時存在強度偏低，易碳化，且難于粉刷等缺點。因此，發明一種非煅燒、非蒸養的節能環保型且具有抗碳化、良好水硬性、易于施工、成本低的墻材是非常必要的。我國有非常豐富的秸桿資源，年產量達7億多噸，大多棄之無用或者焚燒，給環境帶來嚴重污染。將其作為建筑材料，不但可以減少焚燒造成的環境污染，也可減少不可再生礦物資源的開采，從而保護了自然環境。已經公布申請的用秸桿、石膏制備墻材的相關專利有CN101733832B的“一種秸桿石膏輕型板材及其制備方法”所公布的原材料中，膠凝材料為經煅燒的熟石膏；申請號 為201210083559.6的“一種以棉花秸桿碎料及石膏為基體的復合材料”所使用的膠凝材料也為經煅燒的熟石膏；申請號為201110312342的“一種棉桿皮增強石膏的復合材料及其制備方法”所使用的膠凝材料也為經煅燒的熟石膏，增強材料為棉桿皮；申請號為201110223667. 4的“煙氣脫硫石膏環保砌塊”所使用的膠凝材料雖為脫硫二水石膏與粉煤灰的復合物，但其所使用的秸桿為粉狀，且摻量僅有3-5%，其防水劑為有憎水作用的硬脂酸鈣；申請號為200910223525. O的“一種秸桿纖維增強脫硫石膏基輕質保溫墻體材料”所使用的膠凝材料為脫硫二水石膏和礦渣的復合物，雖然這種復合膠凝材料具有一定的水硬性，且生產工藝簡單，成本較低，但該專利未考慮秸桿添加后溶解的木質素對石膏與礦渣反應的緩凝作用，以及在潮濕環境中后期可能會產生膨脹開裂的危險現象和石膏與礦渣生成的水化產物易在空氣中碳化成粉的現象，另外在南方潮濕環境中秸桿在生產和使用過程中可能產生發霉現象也未考慮。
發明內容
本發明所要解決的技術問題及本發明的目的是為了解決非煅燒、非蒸養含秸桿墻材中由于秸桿引起的膠凝材料硬化慢和易發霉的問題，以及這種水硬性膠凝材料易表面泌水及碳化起粉的問題，提供了一種通過聚合物改性脫硫石膏-礦(鋼)渣膠凝材料和添加預處理秸桿低成本制備節能環保墻材的方法。本發明的技術問題通過采取如下技術方案解決
一種聚合物改性鋼渣-脫硫石膏-秸桿為基體的復合材料制備的輕質墻材及其制備方法。其特征在于其按質量份數由下列材料組成原狀脫硫石膏25-48份，礦(鋼)渣18-25份，復合激發劑1-3. 8份，預處理劑(含防霉劑)處理的秸桿10-20份，聚合物乳液O. 2-6份，水18-26份。所述的輕質墻材采用下列步驟制備
a.將秸桿破碎成O. 5-2cm長的碎料后，在O. 1%_5%濃度亞硝酸鈉溶液中浸潰處理并干燥，再經1-10%濃度的水玻璃浸潰處理并干燥,備用。b.將脫硫石膏、礦(鋼)渣粉、激發劑、聚合物乳液、水稱量后加入至攪拌機中拌和30秒，加入步驟a制備的預處理秸桿，再拌和30-90秒。c.將拌和的漿體倒入成組立模中，在振幅O. 1-0. 3mm、振動頻率為3000-5000次/
分振動成型。·d.在20-40°C下養護1-2天后脫模，然后自然養護15-26天即可。本發明的技術問題進一步還可以通過采取如下技術方案解決
本發明所述的秸桿為棉花秸桿、玉米秸桿、麥秸桿、稻草和大豆秸桿，秸桿粉碎成
O.5-2cm長的碎料后，用O. 1%_5%濃度亞硝酸鈉溶液中浸潰處理以防霉，用1_10%濃度的水玻璃浸潰處理以防低分子量的木質纖維素從秸桿中溶出產生的緩凝作用，克服或減輕了秸桿在墻材生產與應用時的負作用。本發明的所述的聚合物乳液是含有95-98%乙烯-醋酸乙烯酯共聚物乳液、I. 5-3%丁苯乳液、O. 5-2%環氧乳液的多種有機聚合物的混合物。該混合物不僅與有機秸桿有良好的粘附力，而且其中的環氧基團與無機材料(石膏和礦渣水化產物)也有良好的粘結力；該混合物能增加漿體液相的粘度，減少成型時泌水性，減少成型后制品的表面起粉和碳化起粉現象，降低吸水率，提高耐水性和抗折強度。本發明的所述的復合激發劑的為氧化鈣、氫氧化鈣、氫氧化鈉、硫酸鈉、碳酸鈉、明礬石的一種或多種混合物。這種激發劑主要在早期促進礦渣結構的解體，參與形成鈣礬石或促進鈣礬石的形成，在3-7天后消耗完畢，防止后期參與膨脹作用導致的墻材強度的降低。本發明的所述的墻體材料成型時，漿體的塌落度為l_3cm，振動器的振動頻率5000 次 / 分，振幅 O. 1-0. 3mm。本發明的環保生態墻材，具有如下優點
(1)生產原料是工業廢料和農作物廢棄料；
(2)生產過程不需要煅燒或加熱，是一種節能環保的產品和生產方法。(3)由于石膏是過量的，大多數石膏未參加反應，從而成為填料，而水化產物又是水硬性的，因此，這種墻材不僅具有石膏制品的優點，而且有較強的防潮能力。(4)實心墻板表觀密度不大于1100kg/m3，空心墻板表觀密度不大于800kg/m3。(5)生產工藝簡單，生產過程易于控制，生成成本低。
具體實施例方式 下面結合具體實例對本發明作進一步的說明。實施例I
本實施例中采用如下配比
礦洛130kg脫硫石膏380 kg激發劑10 kg預處理大豆秸桿78 kg
聚合物乳液2 kg 水250 kg 米用如下步驟制備
將大豆秸桿破碎成O. 5-2cm長的碎料后，在O. 1%-5%濃度亞硝酸鈉溶液中浸潰處理并干燥，再經1-10%濃度的水玻璃浸潰處理并干燥，備用。將脫硫石膏、礦渣粉、激發劑、聚合物乳液、水等稱量后加入至攪拌機中拌和30秒，在加入預處理大豆秸桿，再拌和30-90秒。將拌和均勻的漿體倒入成組立模中[單個模型尺寸為650mmX500mmX80mm (具有7個Φ50πιπι孔洞)]，在振幅O. 1-0. 3mm、振動頻率為3000-5000次/分振動器振動成型。在20-40°C下養護1-2天后脫模，然后自然養護28天。產品的質量吸水率為12. 1%，表觀密度743 kg/m3,斷裂荷載2035N，軟化系數為O. 65。
實施例2
本實施例中采用如下配比
礦洛130kg 脫硫石膏380 kg 激發劑10 kg 預處理棉花稻桿78kg 聚合物2 kg 水210 kg 米用如下步驟制備
將棉花秸桿破碎成O. 5-2cm長的碎料后，在O. 1%-5%濃度亞硝酸鈉溶液中浸潰處理并干燥，再經1-10%濃度的水玻璃浸潰處理并干燥，備用。將脫硫石膏、礦渣粉、激發劑、聚合物乳液、水等稱量后加入至攪拌機中拌和30秒，在加入預處理棉花秸桿，再拌和30-90秒。將拌和均勻的漿體倒入成組立模中[單個模型尺寸為650mmX500mmX80mm(具有7個Φ50 孔洞)]，在振幅O. 1-0. 3mm、振動頻率為3000-5000次/分振動臺上振動成型。在20-40°C下養護1-2天后脫模，然后自然養護28天。產品的質量吸水率為9. 8%，表觀密度763 kg/m3,斷裂荷載2320N，軟化系數為O. 71。實例3
礦洛180kg 脫硫石膏330 kg 激發劑10 kg 預處理棉花稻桿120kg 聚合物2 kg 水280 kg
將棉花秸桿破碎成O. 5-2cm長的碎料后，在O. 1%-5%濃度亞硝酸鈉溶液中浸潰處理并干燥，再經1-10%濃度的水玻璃浸潰處理并干燥，備用。將脫硫石膏、礦渣粉、激發劑、聚合物乳液、水等稱量后加入至攪拌機中拌和30秒，在加入預處理棉花秸桿，再拌和30-90秒。將拌和均勻的漿體倒入成組立模中[單個模型尺寸為650mmX500mmX80mm(具有7個Φ50 孔洞)]，在振幅O. 1-0. 3mm、振動頻率為3000-5000次/分振動臺上振動成型。在20-40°C下養護1-2天后脫模，然后自然養護28天。產品的質量吸水率為9. 8%，表觀密度730 kg/m3,斷裂荷載2410N，軟化系數為O. 70。本發明并不限于以上實施例子所列舉的方案，只要是本說明書發明內容提及的方案均是可以實施的。
權利要求
1.一種聚合物改性脫硫石膏-礦(鋼)渣-秸桿碎料為基體的輕質墻材及其制備方法，其特征在于其按質量份數由下列材料組成原狀脫硫石膏25-48份，礦(鋼)渣18-25份，復合激發劑1-3. 8份，預處理劑(含防霉劑)處理的秸桿10-20份，聚合物乳液0. 2-6份，水18-26 份。
2.根據權利I所述的聚合物改性脫硫石膏-礦(鋼)渣-秸桿碎料為基體的輕質墻材及其制備方法，所述預處理劑(含防霉劑)處理的秸桿是棉花秸桿、玉米秸桿、麥秸桿、稻草和大豆秸桿粉碎成0. 5-2cm長的碎料后，在0. 1%_5%濃度亞硝酸鈉溶液中浸潰處理并干燥，再經1-10%濃度的水玻璃浸潰處理并干燥后的半成品。
3.根據權利I所述的聚合物改性脫硫石膏-礦(鋼)渣-秸桿碎料為基體的輕質墻材及其制備方法，其特征在于，所述聚合物為含有強極性基團且剛韌平衡的混合乳液，含有95-98%乙烯-醋酸乙烯酯共聚物乳液、I. 5-3% 丁苯乳液、0. 5-2%環氧乳液的多種有機聚合物的混合物。
4.根據權利I所述的聚合物改性脫硫石膏-礦(鋼)渣-秸桿碎料為基體的輕質墻材及其制備方法，所述脫硫石膏為火電廠原狀脫硫石膏，比表面積為300-500m2/kg。
5.根據權利I所述的聚合物改性脫硫石膏-礦(鋼)渣-秸桿碎料為基體的輕質墻材及其制備方法，所述礦(鋼)渣的比表面積為400-600m2/kg。
6.根據權利I所述的聚合物改性脫硫石膏-礦(鋼)渣-秸桿碎料為基體的輕質墻材及其制備方法，所述復合激發劑為氧化鈣、氫氧化鈣、氫氧化鈉、硫酸鈉、碳酸鈉、明礬石的一種或多種混合物。
7.根據權利I所述的輕質墻材，其特征在于其采用非煅燒、非蒸養工藝，即由下列制備方法制成 a.將秸桿破碎成0.5-2cm長的碎料后，在0. 1%_5%濃度亞硝酸鈉溶液中浸潰處理并干燥，再經1-10%濃度的水玻璃浸潰處理并干燥； b.將脫硫石膏、礦(鋼)渣粉、激發劑、聚合物乳液、水等稱量后加入至攪拌機中，拌和30秒，再加入步驟a制備的預處理秸桿，拌和30-90秒； c.將拌和的漿體倒入成組立模中，在振幅0.1-0. 3mm、振動頻率為3000-5000次/分振動器成型； d.在20-40°C下養護1-2天后脫模，然后自然養護15-26天。
全文摘要
本發明屬于環保建筑新材料領域。特別涉及一種聚合物改性脫硫石膏-廢渣礦(鋼)渣-農業廢棄物秸稈碎料為基體的非煅燒、非蒸養的制備輕質墻材方法。所述輕質墻材按質量份數由下列材料組成原狀脫硫石膏25-48份，礦(鋼)渣18-25份，復合激發劑1-3.8份，預處理劑(含防霉劑)處理的秸稈10-20份，聚合物乳液0.2-6份，水18-26份。采用原狀脫硫石膏與礦(鋼)渣為膠凝材料，成組立模成型，自然養護即得輕質墻材。采用本發明制備的輕質墻材，表面不起粉、不發霉，自重輕，成本低，可滿足各種建筑工程要求。
文檔編號C04B24/28GK102951889SQ20121044814
公開日2013年3月6日 申請日期2012年11月12日 優先權日2012年11月12日
發明者焦寶祥, 李玉壽, 代少俊, 徐鳳廣 申請人:鹽城工學院