[发明专利]一种棉花秸秆超轻粗集料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑用环保新型材料的研发与制造技术领域。特别是涉及一种棉花秸秆超轻粗集料的制备方法。

背景技术

绿色骨料是一种以绿色原材料生产开发出的优质骨料。而轻骨料混凝土所用的骨料不同于普通骨料，轻骨料是一种人造骨料，其堆积密度小于1200kg/m³，且内部具有多孔结构。超轻粗骨料是一种粒径大于4.75mm以上堆积密度小于500 kg/m³的保温用或者结构保温用的粗骨料。骨料的使用量很大，是制作普通混凝土重要原材料，超轻粗骨料可以替代普通砂、石制作轻质混凝土。目前全世界每年耗用数十亿立方米的砂石，不少地区的骨料已经面临资源枯竭。因此，开发各种新的天然轻骨料资源，研制各种人造骨料和寻找合适的代用材料，已成为目前混凝土骨料发展的重要任务。

当前，国内外的配制轻骨料混凝土采用的都是经过人工处理或生产的轻骨料。这些不同品牌和等级的轻骨料采用了不同的原材料，性能存在一定的差异。在原材料的选取上，国内外主要利用粉煤灰、页岩和膨胀粘土等生产人造轻骨料。人工制作粘土陶粒和页岩陶粒，必须大量使用粘土和页岩，这必然会破坏自然资源，违背了“保护耕地、还地于民”的基本国策，因此粘土陶粒和页岩陶粒均不可能长期成为我国人造轻骨料的主导产品。利用粉煤灰焙烧或养护生产的轻骨料，尤其是采用三级以下的劣质粉煤灰，具有较好的经济与技术优势。另外，淤(底)泥添加少量外加剂，制粒经烧胀而成的人造轻骨料，近些年也有所应用。但不同流域，不同时间段形成的淤泥，它的有机成份和含量都有所不同，所需的外加剂和烧结温度时间等都也有所不同。淤泥的这些特点造成不同区域制成的轻骨料质量不易稳定、参差不齐，作为地方局部区域的应用较为适宜。

植物有机材料作为轻骨料的研究目前比较少，究其原因主要在于目前常用的植物有机材料木质成份含量较低，不易成形，强度较低，且吸水率高。但棉花秸秆木质成份含量较高，力学性能较好。单个棉花秸秆颗粒竖向抗压可达18Mpa以上，横向剪切强度在可达1.8Mpa。因此把棉花秸秆颗粒作为轻骨料具有可行性。棉花秸秆剩余物是一种可广泛利用的材料，且将棉花秸秆纤维与胶凝材料混合起来制作的复合砌块保温性能将大大提高。但棉花秸秆纤维添加量始终有限（质量比为5%），通过实验最终发现采用棉花秸秆颗粒可大幅提高棉花秸秆这种农业废弃物的添加量（实验结果质量比可达13%），并且所制作的砌块抗压强度和密度得到了进一步改进。但将棉花秸秆颗粒直接添加到建筑材料中时，研究表明，表面未处理的棉花秸秆颗粒在拌和过程中具有较高的吸水率，会提高胶凝材料拌和的用水量，影响强度，而且过高的含水量会提高棉花秸秆的霉变速度导致秸秆强度降低，所以必须对其进行裹灰处理降低吸水量。在后续裹灰处理过程中发现棉花秸秆颗粒是一种具有一定弹性形变的颗粒，而常用的裹灰材料（比如水泥）又是一种脆性的硬质材料，二者结合后表面的裹灰层特别容易脱落。通过研究观察后发现二者的黏结能力有限，必须对棉花秸秆颗粒表面进行进一步处理提高棉花秸秆与表面裹灰层的黏结能力，才能实现裹灰材料与棉花秸秆颗粒的可靠黏结。

丙烯酸酯防水涂料是一种防水性能优异、具有高技术含量的新型建筑防水涂料，它是以进口改性丙烯酸酯多元共聚物为基料，添加多种进口助剂、填充料，经严禁科学工序加工而成的一种高性能单组分防水涂料。涂膜高弹性、高强度、高粘结力, 延伸率大，对基层收缩和变形开裂适应性较强。

水性聚氨酯防水涂料是一种单组份高分子液态反应固化型弹性防水涂膜材料。该产品不含溶剂、冷施工、无毒无味，具有良好的粘结和不透水性，对水泥及混凝土基面、石材、金属制品都有很强的粘附力，产品的化学性质稳定，能长期经受日光的照射，强度高、延伸率大、弹性好、防水效果好，涂膜固化后可在基层面形成一层致密、坚固、柔韧的防水涂膜，拉伸强度大、延伸性优异，对基面变形适应能力强，低温性能好，且水性聚氨酯防水涂料施工极为简便，无任何污染，具有高性能、用途广、多功能的优点。