一种复合秸秆板材及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种复合秸秆板材的制备方法，用增加常用硫铝酸盐水泥的熟料含量，添加水硬性氧化钙为激发剂，经共混构成复合硫铝酸盐水泥。用这种水泥胶结农作物秸秆制成板材，可克服秸秆对水泥凝结，硬化的副作用。在这种方法中，没有用碱水侵泡秸秆，不用含氯材料对秸秆改性处理，没有废水排放，不加热，无烟尘，废气排放。低能耗无污染利用农作物秸秆轻质、多纤维优点，制备复合秸秆板材。

【技术实现步骤摘要】
一种复合秸秆板材及其制备方法
本专利技术属于建筑材料
，特别涉及一种以复合硫铝酸盐水泥为胶凝剂，在常温常压环境内，用该水泥胶结农作物秸秆制备的复合秸秆水泥板材。
技术介绍
针对已知农作物秸秆中可溶碳水化合物，特别是糖类等对“水硬性”水泥的凝结，硬化是致命危害，也是至今未能解决的难题，所以一直局限用“气硬性”镁质水泥加氯盐固化胶结限量秸秆做墙板。其制品变形，怕水，强度倒退，吸潮，返卤腐蚀金属物件，对环境不利。另在中国专利公告号为CN102887691A，公告日为2013.1.13，公开了一种植物秸秆新型轻质墙体材料，其由下列重量份的原料制成：粉煤灰40-50、改性植物秸秆粉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。这种用含量只有20～30%改性秸秆制秸秆墙体材料的方法。所述对秸秆改性，是将秸秆切段，制粉，进入强碱水侵泡数小时捞出，加热脱饱和水，再加热烘干，外加氯化石蜡，羟甲基纤维素等混合，造粒，再重复加热烘干。与改性陶土（所述改性陶土是将陶土，硅藻土，硅烷，纳米二氧化硅加热60℃搅拌混合），重复加热烘干制粉。再与50%粉煤灰，20～30%硫铝酸盐水泥，其余膨胀珍珠岩，硅砂粉，玻纤，发泡剂，减水剂，适量自来水，拌和加入模成型。初坯加热80℃蒸汽养护3小时，升温到180℃高压养护4小时，即为植物秸秆墙体材料。不难看出上述专利存在的问题是：除河沙外，氯化石蜡、甲基纤维素，高岭土、硅藻土、纳米二氧化硅（即使是超微粉成本也较高），硅烷等，均是较贵的原料，增加了秸秆的制作成本。所述改性秸秆粉（实际是矿化处理）用苛性碱水侵泡，这种用强碱水处理，其废水内既含有烧碱物质，又有秸秆内抽出的废物，若排放，需净化处理。设备投资等，综合成本居高不下，如直接排放，对环境再污染；秸秆捞出后，经40—45℃加热烘干达含水率2～3%的高干燥度，烧煤加热，烟尘排放问题；用油、气、电加热其能耗，造粒后再度烘干。用陶土等改性加热50～60℃搅拌，将初坯用蒸汽60～80℃，最后加热至170～180℃，且在高热，高压条件下养护2～4小时，涉及180℃蒸汽，必用高压锅炉、涉及安全、高能耗、和废气排放问题。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺陷，本专利技术旨在提供一种复合秸秆板材及其制备方法，其目的是为了实现胶结过量不经任何处理的农作物秸秆，提高水泥的胶结能力，进而克服有机物内可溶碳水化合物对水泥水化，凝结，硬化的危害；所制成的复合秸秆板材常温成型，自重减轻，韧性增强。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种复合秸秆板材的制备方法，其特征在于：用增加常用硫铝酸盐水泥的熟料含量，并添加水硬性氧化钙为激发剂，然后将其混合为复合硫铝酸盐水泥做为胶凝剂，胶结农作物秸秆制成。所述复合硫铝酸盐水泥的粉磨细度比表面积为400㎡/kg以上。所述复合硫铝酸盐水泥的原料重量百分比为：成品常用硫铝酸盐水泥为60%，增加的常用硫铝酸盐水泥的熟料为30%，水硬性氧化钙为10%。所述的胶结方式是：（1）先将计量用水加入搅拌机中，开动搅拌，再加入计量复合硫铝酸盐水泥，搅拌；（2）加入计量农作物秸秆，继续搅拌，得板材浆料；（3）将板材浆料加入模具中成型，脱模、保湿养护，制得复合秸秆板材。一种复合秸秆板材，其特征在于：所述秸秆板材的原料是复合硫铝酸盐水泥和农作物秸秆；所述的复合硫铝酸盐水泥是在常用硫铝酸盐水泥中，增加硫铝酸盐水泥熟料的含量，并添加水硬性氧化钙为激发剂混合制成。所述秸秆板材的各原料的重量百分比为：复合硫铝酸盐水泥60%--70%，农作物秸秆为30%--40%，水为干基（复合硫铝酸盐水泥与农作物秸秆的总称）配料总量的40～50%(扣除批次抽测含水值)计量加入；所述复合硫铝酸盐水泥各原料的重量百分比为：常用成品硫铝酸盐水泥60%，增加的硫铝酸盐水泥熟料30%，水硬性氧化钙激发剂10%。本专利技术关键是在常用成品硫铝酸盐水泥中增加硫铝酸盐水泥熟料和水硬性氧化钙，提高粉磨细度比表总面积大于400㎡/kg。这种水泥熟料中主要矿物，无水硫铝酸钙，在石膏减少时，受外加石灰激发，可在较短时间内将秸秆胶结硬化形成人工石坚硬骨架。同时析出的铝胶C-S-H与Ca（OH）2作用，进一步促进β硅酸二钙的水化反应。获得早强效果，制品在常温下10-15小时可脱模，三天为商品墙板。上述的复合硫铝酸盐水泥是，在60%硫铝酸盐水泥中，增加30%该水泥纯熟料，外添加10%激发水泥硬化活性的矿物激发剂，构成复合硫铝酸盐水泥：所述复合硫铝酸盐水泥中水泥熟料63%，激发剂（水硬性氧化钙）为10%。生料含量为27%（生石膏6%和生石粉21%）。说明：生料是常用硫铝酸盐水泥带入的，其中生石粉是石灰石或杂石等。复合水泥的激发剂，水硬性氧化钙内含烧成矿物是：氧化钙，β·硅酸二钙，铝酸一钙，铁酸二钙，氧化镁等。综上所述复合硫铝酸盐水泥的矿物含量如下：3（CaO·Al2O3）·CaSO4为53%，β·C2S为12%,CaCO3为21%，CaSO4为6%，Ca0为5.5%，CA为1.5%，C2F为0.5%，MgO为0.5%。注：本专利技术均以重量百分比计算。复合硫铝酸盐水泥中，水硬性氧化钙的重要作用是激发该水泥中过量熟料的水化、硬化活性，快速形成稳定水化“凝胶膜”将秸秆分散体牢固包覆，并具一定厚度和抗张力强度。有效及时阻止秸秆内含危害水泥正常硬化的糖类等溶解和抽出。在激发剂的继续作用下又促进了钙矾石快速形成，使过饱和状态交织细长针状晶体，受内聚力驱使迅速析出。促进晶体层面产生较大粘结力，将秸秆牢固胶结硬化，并具稳定的初始强度。在常温下10～15小时可获脱模强度，保湿养护3～4天为商品墙板。本专利技术对原材料的要求：要求：成品常用硫铝酸盐水泥中，熟料矿物含量不小于55%,生料矿物不大于45%（注：生料中含生石膏为10%，生石粉35%），粉磨细度比表总面积为400㎡/kg。要求：常用硫铝酸盐水泥熟料中,“主要矿物”，无水硫钙含量为75%，β·硅酸二钙为20%，其余5%是氧化镁和游离氧化钙等。要求：激发剂，为水硬性氧化钙，矿物含量：包括55%氧化钙，β·硅酸二钙20%，铝酸一钙为16%，铁酸二钙6%，其余3%左右是氧化镁等杂质。细度同上。要求：秸秆是农作物秸秆，麦草、稻草、油菜杆。来源于有破碎装置的联合收割机尾端，喷出、收集。规格按适合制板品种要求而定。不脱水，不除泥沙，无改性处理，直接与水泥共拌即可。要求：按批次抽测秸秆含水率，这很重要，是关系到用水量的准确计量不失误，一般按秸秆含水量大，则加水量减小，反之则大。拌和水关系拌和体系的可操作性和产品质量要求等。本专利技术具有以下优点：1、本专利技术用增加常用硫铝酸盐水泥的熟料含量，并添加水硬性氧化钙为激发剂，然后将其混合为复合硫铝酸盐水泥做为胶凝剂，胶结农作物秸秆，该方法阻止了农作物秸秆含木糖、单宁等抽出物危害水泥硬化和强度发展（严重时可永不硬化），进而克服有机物内可溶碳水化合物对水泥的水化，凝结，硬化的危害。在水泥中添加水硬性氧化钙，促进了熟料水化活性的激发，农作物秸秆不用碱水侵泡处理，无废水排放。2、本专利技术的制备方法中提高了复合硫铝酸盐水泥的粉磨细度，目的是满足水泥水化速度，和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合秸秆板材的制备方法，其特征在于：用增加常用硫铝酸盐水泥的熟料含量，并添加水硬性氧化钙为激发剂，然后将其混合为复合硫铝酸盐水泥做为胶凝剂，胶结农作物秸秆制成。

【技术特征摘要】
1.一种复合秸秆板材的制备方法，其特征在于：用增加硫铝酸盐水泥的熟料，并添加水硬性氧化钙激发剂，然后将其混合为复合硫铝酸盐水泥做为胶凝剂，胶结农作物秸秆制成，所述复合硫铝酸盐水泥的原料重量百分比为：成品硫铝酸盐水泥为60%，增加的硫铝酸盐水泥的熟料为30%，水硬性氧化钙激发剂为10%。2.根据权利要求1所述的复合秸秆板材的制备方法，其特征在于：所述复合硫铝酸盐水泥的粉磨细度比表面积为400㎡/kg以上。3.根据权利要求1所述的复合秸秆板材的制备方法，其特征在于：所述的胶结方式是：（1）先将计量用水加入搅拌机中，开动搅拌，再加入计量复合硫铝酸盐水泥，搅拌；（2）加...

【专利技术属性】
技术研发人员：张凤阳，
申请(专利权)人：张凤阳，
类型：发明
国别省市：四川;51