一種農作物秸稈再生保溫磚及其制備方法
【專利摘要】一種農作物秸稈再生保溫磚及其制備方法,所述農作物秸稈再生保溫磚由以下重量份數的原料制成,小麥秸稈20~25份,化學添加劑0.2~0.5份,骨料90~180份,水60~80份,以及水泥,其中,水灰比0.6~0.8。還包括農作物秸稈再生保溫磚的制備方法。本發明之農作物秸稈再生保溫磚具有良好的早強性、磚體密實性,導熱系數、保溫隔熱;同時,利用農作物秸稈秸稈制備保溫建筑材料,不但成本低廉、性能好,而且減少了環境污染,可減少粘土磚的使用,節約土地,增加收入農民,產生良好的社會效益和經濟利益。
【專利說明】
-種農作物稻軒再生保溫磚及其制備方法
技術領域
[0001] 本發明設及一種再生保溫磚及其制備方法,具體設及一種農作物賴桿再生保溫磚 及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 農作物賴桿是成熟農作物莖葉(穗)部分的總稱,通常指小麥、水稻、玉米、馨類、油 菜、棉花、甘薦和其它農作物(通常為粗糧)在收獲巧實后的剩余部分。它是由光合作用形成 的細胞壁物質,在形成過程中賴桿中的C、H、0組成了一系列的有機物質,包括纖維素、木質 素、半纖維素、脂肪、蛋白質等高分子聚合物W及些許水分。其中,纖維素類物質是植物細胞 壁的主要組成成分,它是由D-葡萄糖基通過β-( 1,4)巧鍵連接起來的線型高分子聚合物,起 骨架作用,是提供植物纖維力學性質的主要成分。它包括木質素、纖維素等,可使賴桿具有 纖維增強作用。賴桿中的無機鹽用灰分表示,由娃酸鹽和其他少許微量元素組成,含量大約 為6%左右。農作物成熟后,賴桿中的維生素差不多被全部破壞,因此,賴桿中所含的維生素 很少。當前,農作物賴桿利用主要W農民、農業和農村利用為主,利用率低,且W焚燒方式作 為主要處理手段的現象日益突出。同時,賴桿焚燒既產生了大量濃重的煙霧,造成嚴重的大 氣污染。因此,改革傳統落后的賴桿利用方式,如何解決賴桿的合理去向、有效利用問題顯 得尤為緊迫。
[0003] 現階段,我國資源的利用現狀表現為:一方面,城市化進程的推進促使各行各業加 大資源的開采力度,特別是非可再生資源的采掘,其中又W建筑行業為甚。近幾年,每年我 國城鄉建房不少于10億平方米,需要各種隔墻材料大約20億平方米。其中,實屯、粘±磚年使 用量為7000億塊左右,生產耗煤約占全國總能耗量的25%,生產企業占地約335501萬平方 米,毀田7337萬平方米。其次,我國社會總能耗的近50%是建筑領域的耗能,而建筑圍護外 墻及屋面的耗能又占建筑耗能的60%。建筑節能特別是外墻體的保溫節能,是節能減排的 重中之重。因此,需要優質新型墻體材料來替代黏±磚,從而解決黏±磚毀占耕地、能耗高 的難題。
[0004] 農作物賴桿作為一種可再生的新型建筑材料,若能將其制備成農作物賴桿再生保 溫磚應用于建筑墻體,不僅有助于提高建筑物的保溫隔熱效果,改善農民的居住環境,而且 取材方便、加工簡單,可節約大量磚、砂、石、灰等傳統建筑材料,緩和材料供需和材料運輸 的矛盾,在一定程度上緩解了我國森林資源、±地資源等問題,保護環境、節約能源、解決了 資源、經濟和環境的矛盾,必將具有顯著的社會價值和經濟價值。
【發明內容】
[0005] 本發明所要解決的技術問題是,提供一種農作物賴桿再生保溫磚及其制備方法。
[0006] 本發明解決其技術問題采用的技術方案是,一種農作物賴桿再生保溫磚,由W下 重量份數的原料制成,農作物賴桿20~25份(優選24份),化學添加劑0.2~0.5份(優選0.34 份),骨料90~180份(優選180份),水60~80份(優選80份),W及水泥,其中,水灰比0.6~ 0.8(優選 0.8)。
[0007]進一步,農作物賴桿選自長度為10~20mm的小麥賴桿。
[000引進一步,所述化學添加劑是由棚酪、混合棚砂和五氯酪鋼按照質量比為1:1.5配制 而成,無味,對人體無害功能,且防霉變、防蟲、防腐,主要是建筑材料的防腐劑。
[0009]進一步,所述骨料選自河砂或河砂和石粉的混合物。
[0010] 進一步,所述河沙選自平均粒徑為0.25mmW下的細砂,平均粒徑為0.25~0.35mm 的中砂或平均粒徑為0.5mm W上的粗砂。
[0011] 進一步,所述水泥為復合娃酸鹽水泥。
[0012] 本發明進一步解決其技術問題采用的技術方案是,一種農作物賴桿再生保溫磚的 制備方法,其特征在于,包括W下步驟:
[0013] (1)粉碎:將驚曬后的小麥賴桿粉碎成長度為10~20mm;
[0014] (2)和料:先將粉碎的小麥賴桿、化學添加劑和水按順序和劑量加入攬拌機,攬拌5 ~8min,再加入水泥、骨料攬拌10~15min;
[001引(3)成型、養護:將步驟(2)中攬拌均勻的料漿加入到制磚模具中振動成型,待成型 8~lOh后拆模,在自然條件下養護25~28天,即成。
[0016] 本發明之農作物賴桿再生保溫磚具有良好的早強性、磚體密實性,導熱系數、保溫 隔熱;同時,利用農作物賴桿賴桿制備保溫建筑材料,不但成本低廉、性能好,而且減少了環 境污染,可減少粘上磚的使用,節約上地,增加收入農民,產生良好的社會效益和經濟利益。
【附圖說明】
[0017] 圖1為Z Π 早期強度與28天的關系。
[001引圖2為ΖΠ 回歸分析關系式。
[0019] 圖3為Z虹早期強度與28天的關系。
[0020] 圖4為Z虹回歸分析關系式。
【具體實施方式】
[0021 ]下面結合實施例對本發明進一步加 W說明。
[0022] 1、原料
[0023] 小麥賴桿選用周口市郊區的小麥賴桿;農作物賴桿的纖維素分子有結晶區和非結 晶區,分子在結晶區內排列有序,很緊密;而在非結晶區內,分子排列無序,嬌松散,稱為無 定形區。纖維的強度視結晶部分的比例而定;纖維的膨潤能力等視無結晶部分的含量而定。 小麥賴桿主要由纖維素、木素和聚戊糖組成,無機成分僅占18%,它們主要由巧、鐘、侶、鐵、 鋼、和二氧化娃等化合物組成,其中二氧化娃為主要成分。可見,小麥賴桿的無定形部分含 量較少,具有較強的抗拉性。麥賴桿外表面組織致密,積聚著大量的Si化和栓質細胞,纖維 素、半纖維素較少,對細菌侵入有一定的防護作用,且很平滑,表面一層蠟狀物的主要成分 為飽和控族化合物及其衍生物、高級脂肪酸等,麥賴桿內表面組織疏松、翅皮較多,其主要 半纖維素、木質素及果膠等成分組成。小麥賴桿的橫斷面呈蜂窩狀,中層和內層主要是木 素、纖維素和半纖維素,組織較為疏松,細胞排列不夠緊密,利于膠液的濕潤、擴散和滲透。 小麥賴桿在潮濕狀態下易受到霉菌、細菌等微生物的侵蝕,破壞小麥賴桿結構,導致腐爛, 使小麥賴桿喪失強度。因此,小麥賴桿使用前須將其驚曬,w手斑其桿易斷為準。
[0024] 水泥選用周口水泥廠生產的P . C復合娃酸鹽水泥,水泥的抗壓強度、抗折強度、體 積安定性、標準稠度用水量、細度、密度等有關指標均符合《通用娃酸鹽水泥KGB175-2007) 標準;
[0025] 化學添加劑是由棚酪、混合棚砂和五氯酪鋼按照質量比為1:1.5配制而成;
[0026] 河砂:細砂(細度模數1.6~2.2 ),平均粒徑0.25mm W下;中砂(細度模數2.3~ 3.0),平均粒徑為0.25~0.35mm;粗砂(細度模數3.1~3.7),平均粒徑為0.5mm W上;
[0027] 石粉為石頭的粉末。
[0028] 實施例1
[0029] 1、農作物賴桿再生保溫磚的試驗配比
[0030] 采用Ξ種不同組成成分的農作物賴桿再生保溫磚配合比,將Ξ種不同配合比的農 作物賴桿再生保溫磚,分別編號ζι、ζπ、zm,組成成分含量和水灰比如表1所示,其中,小麥 賴桿、添加劑、粗砂、中砂、細砂、石粉、水的百分含量均是W水泥的質量為基準,組成成分中 骨料和水是變量,小麥賴桿、添加劑和水泥添加量不變。
[0031 ]表1-農作物賴桿再生保溫磚配合比
[0032]
[0034] 2、農作物賴桿再生保溫磚的制備:
[0035] (1)粉碎:將驚曬后的小麥賴桿放入LG-450型多功能粉草機,粉草機主軸轉速 2800V/min,測草效率300~600kg/h,將其粉碎成長度為10~20mm。
[0036] (2)和料:先將粉碎的小麥賴桿、化學添加劑和水按順序和劑量加入攬拌機,攬拌5 分鐘后,再加入水泥、河砂或石粉攬拌15分鐘,運種加料方式可W攬拌均勻。試驗表明,若所 有材料同時倒入攬拌機攬拌,水和添加劑遇到水泥、小麥賴桿等極易形成賴桿塊或小泥團 等,很難攬拌均勻。
[0037] (3)振動成型:振動成型采用化T5-20型混凝±擱塊成型機,料倉下料口可根據磚 型調節大小并且倉口口可控制開合避免漏料,當下料口填充完畢后,需要對上表面抹平,同 時撒上少量的粉碎的小麥賴桿,防止成型后振動器抬起會粘料,對磚造成破壞;強制布料機 與主機一體提高穩定性,布料平臺升降調節方便,采用旋轉強制下料具有攬拌功能布料均 勻;料車采用卡軌結構,在布料時料車不易抬起避免漏料保證彩磚面層的外觀質量;采用擱 塊機專用振動電機可長期頻繁起動經久耐用;采用獨特振動連接方式和同步振動箱把激振 力完全傳遞在振動臺上激振動強大縮短成型周期,可比現有技術中的成型周期縮短近一 半,從而使制品密實效果更好。
[0038] (4)養護:農作物賴桿再生保溫磚成型后,直接運往場地驚曬,成型化后直接碼煤, 在自然條件下養護28天。
[0039] 3、結果分析
[0040] (1)農作物賴桿再生保溫磚抗壓強度分析
[0041 ]表1-農作物賴桿再生保溫磚自然養護28天抗壓強度
[0042]
[0043] 根據《燒結保溫磚和保溫擱塊》GB 26538-2011抗壓強度要求,將表1的計算結果 進行強度指標評定,可判斷Zn、Zm為MU3.5級標準磚。因此,賴桿用于磚在工程中應用結構 上完全符合要求。
[0044] (2)農作物賴桿再生保溫磚早期強度與自然養護28天強度關系式
[0045] 調整農作物賴桿再生保溫磚的配合比時,需要知道其早期強度與28天強度的關 系。因此,若能建立農作物賴桿再生保溫磚早期強度與自然養護28天強度的關系方程式,就 可通過早期強度推定其28天強度。農作物賴桿再生保溫磚zn、zm的早期強度與自然養護 28天的強度值見表2。
[0046] 表2-農作物賴桿再生保溫磚早期強度與自然養護28天強度
[0047]
[0048] 首先分析農作物賴桿再生保溫磚ΖΠ 早期強度(7天)與自然養護28天強度的關系, 圖1為ΖΠ 早期強度(7天)與自然養護28天強度關系的散點圖,通過回歸分析有指數,對數、 移動平均等不同的關系式,經過比較,用多項式表示其相關性最好,即縱坐標為自然養護28 天的抗壓強度,橫坐標為早期抗壓強度,相關性系數為0.908,其回歸分析關系式如圖2所 示。通過此關系式可由農作物賴桿再生保溫磚ΖΠ 早期強度推算其自然養護28天的強度值。
[0049] 其次分析農作物賴桿再生保溫磚Zm早期強度(14天)與自然養護28天強度的關 系,圖3為Zm早期強度(14天)與自然養護28天強度關系的散點圖,通過回歸分析有指數,對 數、移動平均等不同的關系式,經過比較,幾種表示的相關性相差不大,運里選擇W幕的形 式為例表示其關系式,即縱坐標為自然養護28天的抗壓強度,橫坐標為早期抗壓強度,相關 性系數為0.895,其回歸分析關系式如圖4所示。通過此關系式可由農作物賴桿再生保溫磚Z m早期強度推算其自然養護28天的強度值。
[0050] (3)農作物賴桿再生保溫磚抗折強度分析
[0051] 表3-農作物賴桿再生保溫磚水中浸泡24天的抗折強度及折壓比
[0化2]
[0054] 科學折壓比可W防止擱體過早的產生裂縫,建議折壓比是試件的抗折強度均值與 其相應的抗壓強度的比值,參照《墻體材料應用統一技術規范KGB50574-2010)關于承重磚 折壓比的規定。由表3可知,Ξ種配合比的農作物賴桿再生保溫磚的折壓比都略高,對增強 作用的本質來說,可提高農作物賴桿再生保溫磚的初性、抗裂性和抗沖擊強度,而賴桿不但 起到了保溫作用,而且還起到了纖維增強作用。若將此磚用于2~3層建筑,擱墻磚不承受或 承受很小的荷載,磚的抗折性能不會對擱體應用產生不利影響。
[0055] (4)農作物賴桿再生保溫磚凍融性能分析
[0056] 磚在吸水飽和后,當溫度降至冰點,材料內部的水分就會結冰,且體積增大9%,內 部會產生膨脹力,在其內部應力作用下,材料表面就會出現剝落、裂紋等破壞現象。當溫度 上升時,運種應力會消失,如此反復凍融循環,材料內部結構遭到破壞,最終導致材料質量 的損失和強度的下降。對于農作物賴桿再生保溫磚,它的抗凍性是衡量其耐久性的一個重 要參數,而反映凍融性能的指標為凍融后質量損失率和凍融后抗壓強度損失率,具體分析 如表4所示。
[0057]表4-農作物賴桿再生保溫磚凍融試驗結果 「0化引
[0059] 參照《燒結保溫磚和保溫擱塊KGB 26538-2011)、《燒結普通磚KGB 5101-2003) 中規定:凍融試驗后,每塊磚樣質量損失率最大不得超過2%,強度損失率《25%,且不允許 出現掉皮、分層、缺棱掉角等凍壞現象,凍后裂紋長度符合規定。由表4可知,Ξ種配合比農 作物賴桿再生保溫磚的抗凍性均能達到上述標準的規定。
[0060] (5)磚的含水率、吸水率、飽和系數
[0061] 磚的含水率可W改變磚的體積,擱體使用過程中所處的環境和磚上墻時的含水率 等因素對擱體的干燥收縮影響較大。磚在擱體中的初始含水率由磚上墻時的含水率決定, 磚的平衡含水率受擱體使用環境的濕度大小的影響,從而影響墻體的干縮。
[0062] 擱體的吸水率是影響擱體耐久性的主要因素,擱體吸入水分過多,會使擱體受到 嚴重的霜凍,也會導致可溶鹽滲出,浸蝕含有波蘭特水泥材料和砂漿。磚的含水率還影響墻 體的強度、保溫隔熱性能。
[0063] 測得Ξ種配合比的農作物賴桿再生保溫磚的含水率,吸水率、飽和系數如表5、6、7 所示。
[0064] 表5-ZI的含水率、吸水率、飽和系數
[00 化]
[0071]通過對比相關標準,判斷農作物賴桿再生保溫磚基本符合《燒結保溫磚和保溫擱 塊KGB 26538-2011)中的相關規定。其中農作物賴桿再生保溫磚的常溫水浸泡2地吸水率 基本符合粉煤灰保溫磚和保溫擱塊(FB)、渺泥保溫磚和保溫擱塊(YNB)、其他固體廢棄物保 溫磚和保溫擱塊(QGB)的要求,飽和系數全部滿足四種保溫磚和保溫擱塊的規定。
[0072] 磚在浸水時,水分首先通過大量與相通的連通孔和半徑較大的空隙快速進入磚內 部,多為大毛細孔水和自由水,當運兩種孔被水充滿后,水會向較小的凝膠孔、封閉孔、毛細 孔轉移,而農作物賴桿再生保溫磚孔隙率較大再加上內部賴桿吸水性強。因此,吸水率較大 于其他類型磚。
[0073] (6)農作物賴桿再生保溫磚干燥收縮分析
[0074] 墻體的失水干燥收縮和外界環境的溫度變化引起的變形被普遍認為是造成墻體 開裂的主要原因,其中W墻體失水干燥和溫度降低的組合變形最為不利。美國擱體規范認 為,雖然墻體的干燥收縮是由砂漿和磚共同組成,但是擱墻磚占主要部分,因此墻體的收縮 可W用磚的干燥收縮值來評估。
[0075] 擱墻磚的干燥收縮機理在于:磚在干燥過程中,毛細孔水的蒸發使得毛細孔內部 水面下降,彎月面的曲率增大,進而導致毛細孔壁所受的表面張力增大,毛細孔內便形成毛 細管收縮應力,進而使磚不斷收縮,體積變小。通過干燥收縮試驗,農作物賴桿再生保溫磚 干燥收縮值如表8所示。
[0076] 表8-農作物賴桿再生保溫磚干燥收縮值
[0077]
[0078] 對比不同磚的干燥收縮范圍,參見表9.由表8可知,農作物賴桿再生保溫磚的干燥 收縮值相對較大。
[0079] 表9-不同磚對于干燥收縮值的要求
[0080]
[0081] 初步判斷干燥收縮值偏大的原因在于磚吸水膨脹較大。吸水膨脹機理在于:磚在 浸水飽和時,磚中的粗孔和大毛細孔迅速吸水,當磚吸水飽和后,內部顆粒間的拆開壓力增 大和水對孔壁的持續擠壓會造成孔徑幅度和顆粒間增加而容納更多的水,再加上賴桿在磚 內分布較為廣泛,同時賴桿纖維吸水能力較強,造成磚繼續吸水形成過飽和狀態,加劇膨 脹。
[0082] (7)農作物賴桿再生保溫磚導熱系數的分析
[0083] 通過CD-DR3030型導熱系數測定儀測得的ΖΙ、ΖΠ 兩種配合比的農作物賴桿再生 保溫試樣的導熱系數。ΖΙ、ΖΠ 兩種配合比的農作物賴桿再生保溫試樣平均導熱系數結果見 表10。
[0084] 表10-農作物賴桿再生保溫試樣平均導熱系數
[0085]
[0086] 由表10可知,ΖΙ、ΖΠ 兩種配合比的農作物賴桿再生保溫試樣的導熱系數均小于 0.12A,W/m · Κ,再則小麥賴桿是不連續、空屯、、質輕的多孔材料,W上特性使得小麥賴桿具 有良好的天然保溫性能。農作物賴桿再生保溫磚將賴桿粉碎成10~20mm長度,經過高壓后, 磚內的麥賴之間較密實,其空隙很小、狹長且均勻分布,不存在較大的空氣層,空隙間的對 流換熱很小,其影響可W忽略不計。在自然溫度下的農作物賴桿再生磚,雖然內外表面存在 溫差,但是內部溫差較小,福射導熱的影響也很小。由此可知,農作物賴桿再生磚的傳熱過 程主要是熱傳導模式。當熱量傳遞的時候,空隙間大量空氣流動性差,使得熱量難W通過空 氣傳遞,其傳熱W空氣導熱為主,具有良好的絕熱特性,因此農作物賴桿再生保溫磚的保溫 效果明顯。
[0087] 目前,常用的墻體材料基本導熱系數如表11所示。
[0088] 表11-常用墻體材料導熱系數
[0089]
[0090] 通過與表11比較分析得出,農作物賴桿再生保溫磚的導熱系數小于加氣混凝±、 鋼筋混凝±、蒸壓粉煤灰磚擱體等墻體材料,而普通混凝±和普通磚內部結構有孔隙且貫 通,空氣流動性大,熱量可W通過空氣傳遞出去,使得溫度迅速降低。因此,在磚中加入定量 的賴桿,能夠很好的提高磚的保溫隔熱效果。
[0091] (8)農作物賴桿再生保溫磚經濟性及社會效益分析
[0092] 表12-不同墻體材料熱阻(含保溫層)
[0093]
[0094]
[OOM]由表12可知,農作物賴桿再生保溫磚傳熱阻比其他墻體材料熱阻大很多,其保溫 隔熱功能強。因此,其功能價格就相對較低,該墻體材料更經濟。
[0096] 若在農作物賴桿再生保溫磚上涂抹一層普通型的水泥基復合保溫砂漿,對比常用 的擠塑聚苯板(XPS)和聚氨醋等保溫材料,如表13所示。
[0097] 表13-不同保溫材料熱阻 「00981
[00991
[0100] 由表13可可知,在農作物賴桿再生保溫磚上涂抹一層普通型的水泥基復合保溫砂 漿,比常用的擠塑聚苯板(XPS)和聚氨醋等保溫材料的熱阻大,其保溫隔熱功能強,功能價 格就相對較低,該墻體材料更經濟。根據試驗調查,農作物賴桿再生保溫磚擱墻后抹一層保 溫砂漿,比聚苯板的保溫造價每平方低35元左右,同時XPS和聚氨醋的使用壽命為25年,保 溫砂漿的壽命可達70 W上與建筑物壽命同步。
[0101] 綜上,根據《擱墻磚試驗方法KGBT 2542-2012)分別測定了抗壓強度,抗折強度、 凍融性能、含水率、吸水率、飽和系數等物理力學性能,通過試驗分析可W得出:Ξ種配合比 農作物賴桿再生保溫磚基本滿足《燒結保溫磚和保溫擱塊KGB 26538-2011)的要求;通過 凍融試驗,Ξ種配合比農作物賴桿再生保溫磚的質量損失率和抗壓強度損失率均能符合標 準的規定;吸水率和飽和系數符合《燒結保溫磚和保溫擱塊KGB 26538-2011)的要求;干燥 收縮值雖然較高,但是《燒結保溫磚和保溫擱塊KGB 26538-2011)中并未對其有所規定。因 此,農作物賴桿再生保溫磚基本符合《燒結保溫磚和保溫擱塊KGB 26538-2011)中的各項 規定,應用于工程上是基本可行的。
【主權項】
1. 一種農作物秸桿再生保溫磚,其特征在于,由以下重量份數的原料制成,農作物秸桿 20~25份,化學添加劑O . 2~O . 5份,骨料90~180份,水60~80份,以及水泥,其中,水灰比 0 · 6~0·8〇2. 根據權利要求1所述的農作物秸桿再生保溫磚,其特征在于,由以下重量份數的原料 制成,小麥秸桿24份,化學添加劑0.34份,骨料180份,水80份,水灰比0.8。3. 根據權利要求1或2所述的農作物秸桿再生保溫磚,其特征在于,所述農作物秸桿選 自長度為10~20mm的小麥猜桿。4. 根據權利要求1或2所述的農作物秸桿再生保溫磚,其特征在于,所述化學添加劑是 由硼酚、混合硼砂和五氯酚鈉按照質量比為1:1.5配制而成。5. 根據權利要求1或2所述的農作物秸桿再生保溫磚,其特征在于,所述骨料選自河砂 或河砂和石粉的混合物。6. 根據權利要求5所述的農作物秸桿再生保溫磚,其特征在于,所述河沙選自平均粒徑 為0.25mm以下的細砂,平均粒徑為0.25~0.35mm的中砂或平均粒徑為0.5mm以上的粗砂。7. 根據權利要求1或2所述的農作物秸桿再生保溫磚,其特征在于,所述水泥為復合硅 酸鹽水泥。8. -種如權利要求1~7之一所述的農作物秸桿再生保溫磚的制備方法,其特征在于, 包括以下步驟: (1) 粉碎:將晾曬后的小麥秸桿粉碎成長度為10~20mm; (2) 和料:先將粉碎的小麥秸桿、化學添加劑和水按順序和劑量加入攪拌機,攪拌5~ 8min,再加入水泥、骨料攪拌10~15min; (3) 成型、養護:將步驟(2)中攪拌均勻的料漿加入到制磚模具中振動成型,待成型8~ IOh后拆模,在自然條件下養護25~28天,即成。
【文檔編號】C04B28/04GK105948657SQ201610349697
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月24日
【發明人】郝彤
【申請人】鄭州大學