專利名稱：秸稈/灰渣氯氧鎂水泥空心條板或空心砌塊及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明主要涉及一種建筑用材料制備方法，特別涉及一種使所秸稈、灰渣、氧化鎂 及鹵片等為原料制備一種秸稈/灰渣鎂水泥空心條板/空心砌塊的方法。
背景技術：
我國農業(yè)生產歷史悠久、規(guī)模龐大，但目前國內對這些秸稈的開發(fā)利用率還很低， 大部分農村地區(qū)一直將秸稈作為生活燃料和牲畜飼料，但自上世紀70年代以來，隨著農作 物單產提高、秸稈總量迅速增加。陳洪章等研究顯示，全世界每年產農作物秸稈1000億 噸 2000億噸，我國每年高達約達7億噸，大量農作物秸稈被廢棄焚燒，而且秸稈露天焚燒 現(xiàn)象愈演愈烈，給生態(tài)環(huán)境、交通管理等帶來一系列問題。我國每年約有2億噸秸稈被露天 焚燒，這焚燒的2億噸秸稈約占全年秸稈產量的30%左右，其中，玉米秸稈占35%，小麥秸 稈占21%，水稻秸稈占19%。我國工業(yè)固體廢棄物大量堆存，燃煤熱電廠灰渣排放量每年 達3億噸以上，累計堆放量約為40億噸，占地4-5萬公頃，而綜合利用率不到40%，對環(huán)境 造成了嚴重污染。中國菱鎂礦菱苦土儲量居世界第一，而菱苦土替代原料白云石，在我國分 布廣泛，儲量豐富，材料基體屬低堿性，采用稻草等增強，大大降低成本和造價。菱鎂礦和白 云石中我國已探明的菱鎂礦儲量就達26X IO8噸，約占世界總儲量的1/3，中國菱鎂礦儲量 主要分布在河北、遼寧、安徽、山東、四川、西藏、甘肅、青海、新疆等9個省(區(qū))，其中以遼寧 為儲量最大，占全國總儲量的85. 62%，其次是山東，占全國總儲量的9. 54%。鹵片則是鹽 廠的副產品，僅青海鹽湖的儲量就達19X IO8噸。但是基本沒有得到有效利用。目前，未改性的鎂水泥制品主要存在三大問題，包括耐水性差、表面易返鹵泛白及 易發(fā)生翹曲變形。所以如何解決此問題就成為新的研究方向。專利申請?zhí)枮?4110592. X，名稱為植物纖維氯氧鎂水泥復合板的發(fā)明專利申請中 公開了一種植物纖維氯氧鎂水泥復合板，但是由于當中添加的植物纖維的量比較的大，達 到40 64% wt，所以強度不是很高，應用范圍受到限制，只能制成厚度6 40mm的裝飾板 材。

發(fā)明內容
為了解決現(xiàn)有鎂水泥制品存在的耐水性差的問題，本發(fā)明提供了一種秸稈/灰渣 氯氧鎂水泥空心條板或空心砌塊及其制備方法，耐水性好、強度高。技術方案一種秸稈/灰渣氯氧鎂水泥空心條板或空心砌塊的制備方法，步驟為第一步，將鹵片配制成質量濃度為25% -30%的MgC12水溶液；第二步，MgO和MgCl2的質量比為5 1-6 1，灰渣占MgO質量的10%-30%，改 性劑占MgO質量的0. 5 % -2 %的比例，先將改性劑加入MgCl2溶液中攪拌均勻，然后再與攪 拌均勻的MgO粉和灰渣混合攪拌，得到氯氧鎂水泥膠凝材料；第三步，按照秸稈纖維占總體積的10% -40%的比例將秸稈纖維加入氯氧鎂水泥 膠凝材料中，根據秸稈吸水率加水攪拌均勻至混合物流動性達到110-140mm時裝模，得到秸稈/灰渣氯氧鎂水泥空心條板或空心砌塊。所述的秸稈纖維采用稻草、麥草、玉米稈或棉稈加工而成，長度為5mm-20mm，直徑為 0. 2mm-0. 5mm。所述的改性劑為磷酸鹽、硼酸或硼酸鈉中的任意一種。所述的磷酸鹽為磷酸二氫鉀、磷酸二氫銨、磷酸二氫鈉、磷酸鎂中的任意一種。灰渣為粉煤灰、礦渣、硅灰中的任意一種或任意幾種的混合。按照秸稈/灰渣氯氧鎂水泥空心條板或空心砌塊的制備方法得到的秸稈/灰渣氯 氧鎂水泥空心條板或空心砌塊，原材料組成為MgO和MgCl2的質量比為5 1-6 1，灰渣 占MgO質量的10% -30%，改性劑占MgO質量的0. 5% -2%。制備得到的空心條板規(guī)格為長(L) :2400-3900mm，寬(B) :590-595mm，厚(H) 60/90mm ；制備得到的空心砌塊規(guī)格為長(L) =IOO-IOOOmm, % (B) :100-250mm，高(H) 150-900mm，壁 / 肋厚度 25mm-30mm。有益效果1.所用輕燒氧化鎂由中國儲量巨大的菱鎂礦煅燒得到，煅燒溫度在800°C左右， 而普通硅酸鹽水泥的煅燒溫度在1450°C左右，能耗低，節(jié)約能源，來源廣泛，易于采購；2.氯氧鎂水泥基體機械強度高，28d抗壓強度達lOOMPa，而抗折強度達20MPa，當 加入適當?shù)母男詣┖?，強度可達200MPa ；3.具有弱堿性和低腐蝕性。氯氧鎂水泥漿體濾液的PH值在8. 5-9. 5之間，比硅酸 鹽水泥的堿度低很多，一般只對金屬有腐蝕作用；4.粘結性好。與一些有機或無機骨料如鋸木屑、木粉、礦石粉末和砂石等有很強的 粘結力；5.阻燃性優(yōu)良。MgO、MgCl2都是不可燃的，且制品水化物中大量結晶水都能阻止 ，6.常溫空氣中養(yǎng)護。與硅酸鹽水泥混凝土相比，降低了對養(yǎng)護濕度的要求。7.將秸稈加工成纖維用于氯氧鎂水泥灰渣膠凝材料，減小了制品的表觀密度及容 重，提高了制品的保溫隔熱性能；8.利用大量的廢料灰渣及秸稈等，節(jié)約資源、能源和原材料成本；解決灰渣大量 廢棄堆存，不僅占有土地，還會對土壤、地下水和環(huán)境造成二次污染的問題；解決農作物的 副產秸稈掩埋或焚燒后造成資源浪費，由于焚燒產生大量煙霧，對空氣造成嚴重污染的問 題。有效減輕環(huán)境負擔，并降低成本。9.制備工藝簡單，節(jié)省人力。
具體實施例方式一種秸稈/灰渣鎂水泥空心條板/空心砌塊及其制備方法，步驟如下(1)將鹵片配制成質量分數(shù)25% -30%的氯化鎂溶液；(2)選取灰渣(如粉煤灰、礦渣、硅灰中的任意一種或任意幾種的混合)與改性劑 磷酸鹽(包括磷酸二氫鉀、磷酸二氫銨、磷酸為氫鈉、磷酸鎂等任意一種)、硼酸或硼酸鈉改 性劑等；(3)按MgO和MgCl2W質量比5 1_6 1 (按照MgCl2溶液中MgCl2的質量和氧化鎂的質量之比計算)，灰渣占MgO質量的10 % -30 %，磷酸鹽改性劑占MgO質量的0. 5 % -2 % 的比例將MgO、MgCl2、灰渣及改性劑混合均勻，制備出氯氧鎂水泥膠凝材料；(4)選取長度為5mm-20mm，直徑為0. 2mm-0. 5mm的稻草、麥草、玉米稈或棉稈加工 而成的秸稈纖維；(5)將體積摻量為10% -40% (也就是占秸稈纖維和氯氧鎂水泥膠凝材料總體積 的百分數(shù))的秸稈纖維加入氯氧鎂水泥膠凝材料中，根據秸稈的吸水率加入一定量的水， 混合攪拌直至根據GB/T 2419-2005水泥膠砂流動度測定方法測定流動度達到110-140時， 漿體呈現(xiàn)較好的流動性，拌勻后立即裝模振動成型或是降低水膠比加壓成型，得到秸稈/ 灰渣氯氧鎂水泥空心條板或空心砌塊。實施例1 按照上述特征步驟選取原材料，MgO和MgCl 2的質量比為5 1，灰渣(粉 煤灰)摻量為10% (占MgO質量的百分比)，秸稈體積摻量為10% (占總體積的百分比)， 改性劑磷酸二氫鉀摻量為(占MgO質量的百分比)。按照上述步驟進行氯氧鎂水泥膠 凝材料的配制、制備，加水攪拌，裝模。將成型的試件放在自然條件下，養(yǎng)護至28d，測定其強度，并進行耐水性試驗。結 果表明，試件的28d抗折強度達IOMPa以上，28d抗壓強度達50MPa，泡水28d的軟化系數(shù)達 0. 81以上。同時，本實施例中采用未摻加改性劑的氯氧鎂水泥膠凝材料進行對比，發(fā)現(xiàn)該材 料制備的試件耐水性能很差，泡水28d的軟化系數(shù)為0. 74。實施例2 按照上述特征步驟選取原材料，MgO和MgCl2的質量比為5 1，灰渣(粉 煤灰)摻量為10% (占MgO質量的百分比)，秸稈體積摻量為30% (占總配比體積的百分 比)，改性劑磷酸二氫鉀摻量為(占MgO質量的百分比)。按照上述步驟進行氯氧鎂水 泥膠凝材料的配制、制備，加水攪拌，裝模。將成型的試件放在自然條件下養(yǎng)護，測定其容重、強度、耐水性及導熱性能。結果 表明，試件干容重為1400kg/m3，試件的28d抗折強度達9MPa以上，28d抗壓強度達14MPa以 上，導熱系數(shù)為0. 22w/ (m · k)，泡水28d的軟化系數(shù)達0. 8以上。同時，按本實施例中的配比除了不加改性劑其余成分相同制備對照組，進行對比 試驗，發(fā)現(xiàn)未摻加改性劑的試件泡水28d的軟化系數(shù)為0. 6。與摻加改性劑的相比28d耐水 性有了極大提高。實施例3 —種秸稈/灰渣氯氧鎂水泥空心條板或空心砌塊的制備方法，步驟為第一步，將鹵片配制成質量濃度為25%的MgCl2水溶液；第二步，MgO和MgCl2的質量比為6 1，礦渣和硅灰的混合物占MgO質量的30%， 改性劑磷酸二氫銨占MgO質量的2 %的比例，先將改性劑加入MgCl2溶液中攪拌均勻，然 后再與攪拌均勻的MgO粉和灰渣混合攪拌，得到氯氧鎂水泥膠凝材料；所述的MgO為輕燒 MgO，活性含量彡80%。第三步，按照秸稈纖維占秸稈纖維和氯氧鎂水泥膠凝材料的總體積40%的比例 將秸稈纖維加入氯氧鎂水泥膠凝材料中，根據秸稈吸水率加水攪拌均勻至混合物流動性 達到110-140mm時漿體呈現(xiàn)較好的流動性拌勻后即可裝模振動成型或是降低水膠比加壓 成型，可以減少用水量提高制品的強度，得到秸稈/灰渣氯氧鎂水泥空心條板或空心砌 塊。所述的秸稈纖維采用稻草、麥草、玉米稈或棉稈加工而成，長度為5mm-20mm，直徑為0. 2mm-0. 5mm。實施例4 一種秸稈/灰渣氯氧鎂水泥空心條板或空心砌塊的制備方法，步驟為第一步，將鹵片配制成質量濃度為30%的MgCl2水溶液；第二步，MgO和MgCl2的質量比為5. 5 1，礦渣、硅灰和粉煤灰的混合物占MgO質量的20%，改性劑磷酸二氫鈉占MgO質量的0. 5%的比例，先將改性劑磷酸二氫鈉加入 MgCl2溶液中攪拌均勻，然后再與攪拌均勻的MgO粉和灰渣混合攪拌，得到氯氧鎂水泥膠凝 材料；所述的MgO為輕燒MgO，活性含量彡80%。第三步，按照秸稈纖維占秸稈纖維和氯氧鎂水泥膠凝材料的總體積的20%的比 例將秸稈纖維加入氯氧鎂水泥膠凝材料中，根據秸稈吸水率加水攪拌均勻至混合物流動 性達到110-140mm時漿體呈現(xiàn)較好的流動性拌勻后即可裝模振動成型或是降低水膠比加 壓成型，可以減少用水量提高制品的強度，得到秸稈/灰渣氯氧鎂水泥空心條板或空心砌 塊。所述的秸稈纖維采用稻草、麥草、玉米稈或棉稈加工而成，長度為5mm-20mm，直徑為 0. 2mm-0. 5mm。將改性劑換為磷酸鎂、硼酸或是硼酸鈉效果一樣好。
權利要求
一種秸稈/灰渣氯氧鎂水泥空心條板或空心砌塊的制備方法，其特征在于，步驟為第一步，將鹵片配制成質量濃度為25％-30％的MgCl2水溶液；第二步，MgO和MgCl2的質量比為5∶1-6∶1，灰渣占MgO質量的10％-30％，改性劑占MgO質量的0.5％-2％的比例，先將改性劑加入MgCl2溶液中攪拌均勻，然后再與攪拌均勻的MgO粉和灰渣混合攪拌，得到氯氧鎂水泥膠凝材料；第三步，按照秸稈纖維占總體積的10％-40％的比例將秸稈纖維加入氯氧鎂水泥膠凝材料中，根據秸稈吸水率加水攪拌均勻至混合物流動性達到110-140mm時裝模，得到秸稈/灰渣氯氧鎂水泥空心條板或空心砌塊。
2.如權利要求1所述的秸稈/灰渣氯氧鎂水泥空心條板或空心砌塊的制備方法，其特 征在于，所述的秸稈纖維采用稻草、麥草、玉米稈或棉稈加工而成，長度為5mm-20mm，直徑為 0. 2mm-0. 5mm。
3.如權利要求1所述的秸稈/灰渣氯氧鎂水泥空心條板或空心砌塊的制備方法，其特 征在于，所述的改性劑為磷酸鹽、硼酸或硼酸鈉中的任意一種。
4.如權利要求3所述的秸稈/灰渣氯氧鎂水泥空心條板或空心砌塊的制備方法，其特 征在于，所述的磷酸鹽為磷酸二氫鉀、磷酸二氫銨、磷酸二氫鈉、磷酸鎂中 的任意一種。
5.如權利要求1所述的秸稈/灰渣氯氧鎂水泥空心條板或空心砌塊的制備方法，其特 征在于，灰渣為粉煤灰、礦渣、硅灰中的任意一種或任意幾種的混合。
6.如權利要求1所述的秸稈/灰渣氯氧鎂水泥空心條板或空心砌塊的制備方法，其特 征在于，所述的MgO為輕燒MgO，活性含量≥80%。
7.按照權利要求1所述的秸稈/灰渣氯氧鎂水泥空心條板或空心砌塊的制備方法得到 的秸稈/灰渣氯氧鎂水泥空心條板或空心砌塊，其特征在于，原材料組成為=MgC和nMgCl2的 質量比為5 1-6 1，灰渣占MgO質量的10% 30%，改性劑占MgO質量的0.5% 2%。
全文摘要
本發(fā)明公開一種秸稈/灰渣氯氧鎂水泥空心條板或空心砌塊及其制備方法，方法為MgO和MgCl2的質量比為5∶1-6∶1，灰渣占MgO質量的10％-30％，改性劑占MgO質量的0.5％-2％的比例，先將改性劑加入鹵片配制的MgCl2溶液中攪拌均勻，然后再與攪拌均勻的MgO粉和灰渣混合攪拌，得到氯氧鎂水泥膠凝材料；然后，按照秸稈纖維占秸稈纖維和氯氧鎂水泥膠凝材料的總體積的10％-40％的比例將秸稈纖維加入氯氧鎂水泥膠凝材料中，根據秸稈吸水率加水攪拌均勻至混合物流動性達到110-140mm時漿體呈現(xiàn)較好的流動性拌勻后即可裝模振動成型或是降低水膠比加壓成型，得到秸稈/灰渣氯氧鎂水泥空心條板或空心砌塊。耐水性好、強度高、保溫隔熱效果好、節(jié)約資源減輕環(huán)境負擔。
文檔編號C04B18/12GK101817670SQ20101017132
公開日2010年9月1日 申請日期2010年5月13日 優(yōu)先權日2010年5月13日
發(fā)明者孫偉, 張政濤, 李化建, 秦鴻根, 趙國堂, 陳惠蘇 申請人:東南大學