[发明专利]一种农作物秸秆复合水泥基保温墙体材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种农作物秸秆复合水泥基保温墙体材料及其制备方法，该保温墙体材料由以下方法制备：1)取麦秸切断进行蒸汽爆破得爆破料；2)对爆破料进行水洗，将水洗料浸入NaOH溶液中，后经过滤分离、水洗并干燥得麦秸纤维；3)将所得麦秸纤维进行硅烷偶联剂改性后，再加入偏高岭土进行搅拌混合得纤维预混料；4)将纤维预混料与水泥、聚苯乙烯泡沫颗粒、减水剂和水搅拌混合，所得料浆经浇筑成型、静置脱模和养护即得。所得轻质保温墙体材料在保证良好力学性能和隔热保温性能的基础上，吸水率低、吸水软化系数高；经过50次冻融循环后，抗压强度损失率不超过10％，质量损失率不超过5％，具有良好的抗冻性能和耐久性。

技术领域

本发明属于水泥基保温墙体材料技术领域，具体涉及一种农作物秸秆复合水泥基保温墙体材料及其制备方法。

背景技术

水泥基材料是目前使用最广泛的建筑材料，为人类社会的进步和发展做出了极其突出的贡献。但是，由于水泥的先天缺陷，水泥基材料存在以下问题：抗拉强度低，远远低于其抗压强度；是典型的脆性材料，抵抗外界冲击的能力差；抗裂性能差，结构中存在大量温度裂缝和干缩裂缝，并随着使用时间的延长逐渐发展成大裂缝，从而严重影响结构的耐久性和安全性。

为解决上述问题，人们在水泥基材料中掺加纤维进行复合化，得到纤维增强水泥基材料。纤维在复合水泥基材料中的作用主要是提高其抗拉强度和变形能力、阻止裂缝的产生和发展。目前，石棉纤维、钢纤维、合成纤维、玻璃纤维等作为增强材料的技术已较为成熟，但是石棉有毒，纤维粉尘易对人体健康造成危害；钢纤维在裂缝中容易发生锈蚀，影响强度；合成纤维如聚丙烯纤维等需要额外加入抗氧化剂、抗紫外线的稳定剂及阻燃剂，成本高；玻璃纤维易受水泥中碱性腐蚀，且成本较高。因此，需要寻找新的低成本纤维来增强水泥基材料。

农作物秸秆是一种来源广泛、存储量大并且可再生的自然资源，其本身具有大长径比、较高强度、较大比表面积和较高韧性，是一种具有多孔细胞结构的天然复合材料。农作物秸秆纤维是一种低成本绿色纤维，其作为水泥基体的增强材料，一方面能提高水泥基材料的抗弯强度和断裂韧性，降低材料密度，改善其结构和力学性能，抑制干缩裂缝，保证基体的连续性；另一方面，由于农作物秸秆纤维所具有孔隙结构，使得复合材料具有良好的保温及吸声效果。因此，农作物秸秆复合水泥基材料越来越受到人们的重视。

但是，由于水泥水化过程中产生的氢氧化钙会溶于基体孔隙的多余水分中形成碱性溶液，溶液中氢氧化钙的存在及碱性环境会使纤维中的半纤维素和木质素降解，从而破坏纤维的结构、降低其强度和韧性，纤维结构破坏后形成空隙，氢氧化钙进入纤维内部在孔隙中沉积、结晶使得纤维矿化，从而失去柔性易断裂，最终导致复合材料的耐久性不佳，使得农作物秸秆复合水泥基材料的实际使用寿命远远低于建筑物的设计使用寿命。那么，采用农作物秸秆复合水泥基材料作为保温墙体材料使用时，就需要二次甚至更多次的维修和更换，不仅影响使用和保温效果，降低了工程质量；而且还增加了后续的维修和更换操作，提高了维修和维护成本，因此限制了其大规模推广使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种农作物秸秆复合水泥基保温墙体材料，在保证其使用性能的基础上，提高其耐久性和质量稳定性。

本发明的第二个目的是提供一种上述的农作物秸秆复合水泥基保温墙体材料的制备方法。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种农作物秸秆复合水泥基保温墙体材料，由包括以下步骤的方法制备而成：

1)取麦秸切断至长度为20-40mm，然后进行蒸汽爆破，蒸汽温度为185-190℃，蒸汽压力为2.8-3.0MPa，保压时间为2.5-3.0min，卸压出料得爆破料；

2)对步骤1)所得爆破料进行一次水洗后得水洗料，将所得水洗料浸入质量浓度为0.8％-1.2％的NaOH溶液中，在60-80℃保温1.5-2.5h，后经过滤分离、二次水洗并干燥，得麦秸纤维；