[发明专利]秸秆水泥基复合多孔自保温材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是利用农田秸杆和工业废渣废弃物制备的一种新型轻质、高强、多孔的建筑自保温材料。具体的讲，用农田秸杆废弃物与粉煤灰、矿渣粉、炉渣、磨细煤矸石粉、矿山尾砂、硅灰等工业废渣在水泥基体中通过发泡技术而制备的一种新型多孔自保温材料。主要用于建筑节能领域。

背景技术

我国是一个农业大国，农作物秸秆资源十分丰富，年产秸秆约7亿吨，居世界首位。近几年，随着我国经济快速发展，农村能源结构已发生了明显变化，传统的将秸杆作为生活燃料的需求逐年减少，导致绝大部分秸杆剩余堆积，人们往往将之一烧了之，严重污染了环境，也浪费了大量可再生资源。与此同时，我国农村地区也堆积了几十亿吨的尾砂、粉煤灰、炉渣等固体废弃物，占据了大量的土地资源，严重污染了周边的环境。因此，对农村废弃物资源化利用对于解决农村劳动力、发展农村经济，构建和谐农村具有十分重要的现实意义。

建筑业是我国支柱产业，建筑业消耗全球大约1/3的能源。目前，在中国绝大部分建筑属于高能耗的，单位面积采暖能耗相当于国际上气候条件相近国家的2-3倍，这些高耗能建筑消耗了我国大量宝贵而稀缺的能源，同时严重污染环境。因此，开发新型建筑节能材料与制品，对于我国经济持续快速发展具有十分重要的意义。

我国作为农村人口大国、资源和能源消耗大国、建筑大国，开发利用来源的农田秸杆和尾砂、粉煤灰、炉渣等废弃物通过发泡技术制备建筑自保温材料与制品，具有利废、环保、再生、节能等突出特性，是变废为宝的有效处理途径，对于发展循环经济、环保节能、社会主义新农村建设，推进我国建筑节能工作具有十分重要的现实意义，应用开发前景十分广阔。

发明内容

技术问题：本发明的目的在于提供一种秸杆水泥基复合多孔自保温材料(干密度150-1200kg/m³，导热系数在0.06-0.28W/(m.K))，本发明的秸杆-水泥基复合自保温材料的原材料来源广泛、可就地取材、制备简单、设备投资小、成本低廉、勿需高温、自然养护即可。因此，操作简单、便于在我国广大农村推广应用。

技术方案：本发明针对现有技术中存在的不足和缺陷，在水泥基体中通过掺加大量的秸杆纤维提高泡沫混凝土的强度和韧性，降低泡沫混凝土的导热系数，提高基体的保温隔热性能；在此基础上，通过选择合适类型和数量的泡沫剂、基体材料、工业废渣种类及掺量、组成配比和制备参数设计制备出具有轻质高强多孔的新型秸杆-水泥基自保温材料。根据传热理论，设计与加工不同孔洞类型与横竖布置、孔洞排数以及块型与尺寸，将保温材料与阻热结构有机结合起来，最终得到具有保温隔热性能优良的轻质高强的秸杆-水泥基自保温材料制品。可为我国大量的农田秸杆、工业废渣的资源化提供新材料和新技术，并可促进我国建筑节能技术的发展，具有重要的理论意义和显著的工程应用价值，市场前景十分广阔。

本发明的秸杆水泥基复合多孔自保温材料各组分的质量百分比为：

农田秸杆                  0.12～14.83％

水泥                      28.70～72.08％

工业废渣                  0.400～43.52％

发泡剂                    0.04～0.40％

防水剂                    0.06～0.89％

促凝剂                    0.11～1.45％

减水剂                    0.06～0.13％

其余是水

所述农田秸杆是稻秆、麦杆、玉米杆、高梁杆、谷杆、棉杆、豆杆或各种秸杆经过切割而成的秸杆纤维。

所述秸杆纤维经过氯化钙、溶融的脱水氯化钙溶液矿化处理。

所述水泥是32.5级、42.5级、52.5级硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、粉煤灰水泥、矿渣水泥、火山灰水泥、硫铝酸盐水泥、高铝水泥或铁铝酸盐水泥。

所述工业废渣是粉煤灰、矿渣粉、炉渣、磨细煤矸石粉、矿山尾砂或硅灰。

所述发泡剂是蛋白类发泡剂。

所述的防水剂是硬脂酸类表面活性剂。

所述促凝剂是硅酸钠或硅酸钾溶液。

所述减水剂是萘系、三聚腈胺类、聚羧酸类或脂肪类的混凝土高效减水剂。