專利名稱：一種摻加稻殼的環(huán)保阻燃型保溫砂漿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種摻加稻殼的環(huán)保阻燃型保溫砂漿。
背景技術(shù)：
保溫砂漿是以各種輕質(zhì)材料為集料，以水泥為膠結(jié)料，摻加一些改性添加劑，經(jīng)生產(chǎn)企業(yè)攪拌混合而制成的一種預(yù)拌干粉砂漿。主要用于建筑外墻保溫，具有施工方便、耐久性好等優(yōu)點(diǎn)。目前市面上的保溫砂漿主要有兩種1)無(wú)機(jī)保溫砂漿(玻化微珠防火保溫砂漿，復(fù)合硅酸鋁保溫砂漿)；2)有機(jī)保溫砂漿(膠粉聚苯顆粒保溫砂漿)。膠粉聚苯顆粒保溫砂漿與無(wú)機(jī)?；⒅楸厣皾{的保溫性能都比較優(yōu)越，使用膠粉聚苯顆粒保溫砂漿的工程保溫層造價(jià)偏低，但是其不耐高溫、易燃，安全性能不高。無(wú)機(jī) 玻化微珠保溫砂漿由于以不燃燒的無(wú)機(jī)材料組成，相對(duì)來(lái)說(shuō)比較安全，但是其造價(jià)高，會(huì)導(dǎo)致工程總體成本上升。考慮到廣大農(nóng)村地區(qū)稻殼資源豐富，必須充分利用這一歷史任務(wù)，本發(fā)明考慮制備了一種摻加稻殼的保溫砂漿。稻殼是由外穎、內(nèi)穎、護(hù)穎與小穗軸等幾部分組成，外穎頂部之外長(zhǎng)有鬃毛狀的芒。稻殼呈薄殼狀，長(zhǎng)約5mm,寬約2. 5mm_5. Omm,厚不到O. 5mm,色澤呈金黃色,還有呈黃褐色、棕紅色等。稻殼真實(shí)密度為600-800kg/m3，自然堆積密度僅95-170kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù)O. 084-0. 209W/ (m · K)。稻殼是一種木質(zhì)纖維素原料，約含20%的木質(zhì)素，40%左右的纖維素，20%左右的五碳糖聚合物(主要為半纖維素)，另外，約含20%灰分及少量粗蛋白、粗脂肪等有機(jī)化合物。稻殼含有的二氧化硅以網(wǎng)絡(luò)狀分布其中，起著骨架作用，木質(zhì)素、纖維素等填充在網(wǎng)絡(luò)中。稻殼的灰分含量很高，其含量約為20%,主要是二氧化娃,從稻殼的外表皮到內(nèi)表層,二氧化硅以一定結(jié)構(gòu)排列，其含量逐漸遞減。二氧化硅使稻殼具有防潮、防蛀、阻燃及保溫隔熱性能，提供了工業(yè)利用價(jià)值。稻殼在加工稻谷時(shí)一般已自然集中，同時(shí)由于碾米的需要，稻殼本身已經(jīng)干燥(含水率約為9%)，這對(duì)稻殼的應(yīng)用是有利的。若稻殼的綜合利用企業(yè)就建在糧食加工廠附近，則能大幅度減少原料的集運(yùn)，降低儲(chǔ)存、干燥等方面的費(fèi)用和能耗，因此開展稻殼的綜合利用，將會(huì)取得很好的效益。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于充分利用自然資源一稻殼，提供一種低成本，高耐久性，環(huán)保，阻燃的摻加稻殼的環(huán)保阻燃型保溫砂漿。本發(fā)明提出的摻加稻殼的環(huán)保阻燃型保溫砂漿，該保溫砂漿以普通硅酸鹽水泥，粉煤灰，礦渣粉作為膠結(jié)材料，以稻殼和砂作為細(xì)集料，并加入減水劑，可再分散乳膠粉和羧甲基纖維素與甲基丙烯酸甲酯的接枝共聚物(CMC-g-PMMA)作為植物纖維表面處理劑等制備而成，它施工簡(jiǎn)單，成本低，自重小，具有防潮、防蛀、阻燃及保溫隔熱性能。各組分的重量比為
普通硅酸鹽水泥100
砂150-400
稻殼10-30
粉煤灰10-35
礦渣粉15-40
可再分散乳膠粉1-4
減水劑O. 05-2. 00
CMC-g-PMMAO. 5-5. O0各組份較佳的重量比為
普通硅酸鹽水泥100
砂150-300
稻殼10-20
粉煤灰15-30
礦渣粉20-35
可再分散乳膠粉I. 5-3. O
減水劑O. 1-2. O
CMC-g-PMMA1-3。本發(fā)明中，所述普通硅酸鹽水泥為32. 5級(jí)或42. 5級(jí)普通硅酸鹽水泥中的一種。本發(fā)明中，所述砂為天然砂，最大粒徑為4. 75_。本發(fā)明中，所述稻殼為粉碎至3mm以下的稻殼，顆粒級(jí)配與天然砂相同，其中各粒徑范圍所占重量百分比2. 50mm-3. OOmm為8. 38% ；I. 25mm_2. 50mm為9. 50% ；O. 16mm-l. 25mm 為 78. 90% ；0mm-0. 16mm 為 3. 22%。稻殼真實(shí)密度為 600_800kg/m3，自然堆積密度 95-170kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù) O. 084-0. 209W/(m · K)。本發(fā)明中， 所述粉煤灰為I級(jí)高鈣粉煤灰，其游離氧化鈣含量彡3. 0%，燒失量彡5. 0%。本發(fā)明中，所述礦渣粉為S75礦渣粉或S95礦渣粉中的一種。本發(fā)明中，所述可再分散乳膠粉具有高粘結(jié)能力和獨(dú)特的性能，如抗水性，施工性及隔熱性等，具有極突出的粘結(jié)強(qiáng)度，提高砂漿的柔性，賦予砂漿優(yōu)良的耐堿性，改善砂漿的粘附性/粘合性、抗折強(qiáng)度、防水性、可塑性、耐磨性和施工性等。本發(fā)明中，所述羧甲基纖維素與甲基丙烯酸甲酯的接枝共聚物(CMC-g-PMMA)作為植物纖維表面處理劑用于水泥和稻殼之間的增強(qiáng)劑和偶聯(lián)劑，從而改善稻殼保溫砂漿的性能。本發(fā)明中，所述減水劑為奈系減水劑或聚竣Ife系減水劑中的一種。本發(fā)明提出的以稻殼和天然砂為集料的環(huán)保阻燃型保溫砂漿的制備方法，具體步驟如下
(I)將稻殼破碎至3mm以下，依次過(guò)2. 50mm, I. 25mm,O. 16mm的篩網(wǎng)，得到的粒徑范圍分別為 2. 50-3. 00mm，I. 25-2. 50mm，O. 16-1. 25mm，O. 00-0. 16mm 的四種稻殼。(2)按各粒徑范圍所占重量百分比配制稻殼，該粒徑范圍分布基本與天然砂一致2. 50mm-3. OOmm 為 8· 38% ;1· 25mm-2. 50mm 為 9· 50% ；0. 16mm-1. 25mm 為 78. 90% ；O. 00-0. 16mm 為 3. 22%。(3)按前述重量比例稱取已配制好的稻殼、天然砂、普通硅酸鹽水泥、粉煤灰、礦渣粉、可再分散乳膠粉、CMC-g-PMMA和減水劑，通過(guò)機(jī)械攪拌，混合至均勻狀態(tài)，即得所需產(chǎn)
品本發(fā)明中，水泥作為主要的膠凝組分，粉煤灰、礦渣粉作為摻合料，與水泥一起組成復(fù)合膠凝體系。高鈣粉煤灰是指火力發(fā)電廠采用褐煤、次煙煤作為燃料而排放出的一種CaO成分較高的粉煤灰，是一種既含有一定數(shù)量水硬性晶體礦物，又含有潛在活性物質(zhì)，同時(shí)能提高砂漿的抗?jié)B性的材料。礦渣粉成分與水泥熟料相似，其中SiO2, CaO和Al2O3總含量約達(dá)90%，活性較高，其水化生成的水化硅酸鈣凝膠和水化鋁酸鈣凝膠能夠促進(jìn)體系的強(qiáng)度發(fā)展，起到復(fù)合膠凝效應(yīng)和微集料效應(yīng)。采用高鈣粉煤灰和礦渣粉復(fù)合摻加，充分發(fā)揮兩者的活性，對(duì)整個(gè)體系的早期強(qiáng)度和后期強(qiáng)度都能起到很大的作用。稻殼是一種木質(zhì)纖維素原料，約含20%的木質(zhì)素，40%左右的纖維素、20%左右的五碳糖聚合物(主要為半纖維素)，另外，約含20%灰分及少量粗蛋白、粗脂肪等有機(jī)化合物。稻殼含有的二氧化硅以網(wǎng)絡(luò)狀分布其中，起著骨架作用，木質(zhì)素、纖維素等填充在網(wǎng)絡(luò)中。稻殼的灰分含量很高，其含量約為20%,主要是二氧化娃,從稻殼的外表皮到內(nèi)表層,二氧化硅以一定結(jié)構(gòu)排列，其含量逐漸遞減。二氧化硅使稻殼具有防潮、防蛀、阻燃及保溫隔熱性能，提供了工業(yè)利用價(jià)值。將農(nóng)作物秸桿纖維用于建筑的各種復(fù)合材料能夠大大提高農(nóng)作物秸桿的利用價(jià)值，既節(jié)約了資源，又保護(hù)了環(huán)境，具有顯著的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。可再分散乳膠粉具有高粘結(jié)能力和獨(dú)特的性能，如抗水性，施工性及隔熱性等，具有極突出的粘結(jié)強(qiáng)度，提高砂漿的柔性，賦予砂漿優(yōu)良的耐堿性，改善砂漿的粘附性/粘合性、抗折強(qiáng)度、防水性、可塑性、耐磨性能和施工性等。羧甲基纖維素與甲基丙烯酸甲酯的接枝共聚物(CMC-g-PMMA)作為植物纖維表面處理劑用于水泥和稻殼之間的增強(qiáng)劑和偶聯(lián)劑，從而改善稻殼保溫砂漿的性能。本發(fā)明提出的以稻殼和天然砂為集料的環(huán)保阻燃型保溫砂漿的使用方法為，加入占砂漿干混料總質(zhì)量35%-60%的拌合水，機(jī)械攪拌均勻后即可進(jìn)行施工。本發(fā)明為一種摻加稻殼的環(huán)保阻燃型保溫砂漿，適用于墻體材料的砌筑和抹灰施
工。本發(fā)明產(chǎn)品大量采用農(nóng)業(yè)廢棄物為原材料，材料成本低，具有很高的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效.、
Mo本發(fā)明制備的保溫砂漿是由普通硅酸鹽水泥，粉煤灰，礦渣粉作為膠結(jié)材料，以稻殼和砂作為細(xì)集料并加入減水劑、可再分散乳膠粉、纖維素醚和羧甲基纖維素與甲基丙烯酸甲酯的接枝共聚物(CMC-g-PMMA)作為植物纖維表面處理劑等制備而成，它施工簡(jiǎn)單，成本低，自重小，具有防潮、防蛀、阻燃及保溫隔熱性能。全封閉、無(wú)接縫、無(wú)空腔，沒(méi)有冷熱橋產(chǎn)生。并且不但可以做外墻外保溫還可以做外墻內(nèi)保溫，外墻中保溫，外墻外保溫，或者外墻內(nèi)外組合保溫，及屋頂?shù)谋睾偷責(zé)岬母魺釋樱瑸楣?jié)能體系的設(shè)計(jì)提供一定的靈活性。
圖I為本發(fā)明摻加稻殼的環(huán)保阻燃型保溫砂漿用在外墻外保溫的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明摻加稻殼的環(huán)保阻燃型保溫砂漿用在外墻內(nèi)保溫的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明摻加稻殼的環(huán)保阻燃型保溫砂漿用在外墻中保溫的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明摻加稻殼的環(huán)保阻燃型保溫砂漿用在外墻內(nèi)外組合保溫的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)號(hào)1為基層墻體，2為界面層，3為稻殼保溫砂漿層，4為抹面層，5為防水層，6為外墻飾面層,7為找平層,8為耐堿網(wǎng)格布,9為內(nèi)墻飾面層，10為抗裂砂衆(zhòng)。
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。實(shí)施例1，一種摻加稻殼的環(huán)保阻燃型保溫砂漿，按42. 5級(jí)普通硅酸鹽水泥100，砂150，稻殼10，粉煤灰10，礦渣粉15，可再分散乳膠粉1，聚羧酸系減水劑O. 05, CMC-g-PMMAO. 5的重量比配制而成。按砂漿總干重量的60%加水?dāng)嚢杈鶆颍吹盟璁a(chǎn)品。性能測(cè)試結(jié)果見表I。實(shí)施例2，一種摻加稻殼的環(huán)保阻燃型保溫砂漿，按42. 5級(jí)普通硅酸鹽水泥100，砂400，稻殼30，粉煤灰35，礦渣粉40，可再分散乳膠粉4，萘系減水劑2. O, CMC-g-PMMA 5的重量比配制而成。按砂漿總干重量的35%加水?dāng)嚢杈鶆?，即得所需產(chǎn)品。性能測(cè)試結(jié)果見表I。實(shí)施例3，一種摻加稻殼的環(huán)保阻燃型保溫砂漿，按32. 5級(jí)普通硅酸鹽水泥100，砂200，稻殼15，粉煤灰30，礦渣粉20，可再分散乳膠粉3，萘系減水劑I. O, CMC-g-PMMA I的重量比配制而成。按砂漿總干重量的40%加水?dāng)嚢杈鶆?，即得所需產(chǎn)品。性能測(cè)試結(jié)果見表I。實(shí)施例4，一種摻加稻殼的環(huán)保阻燃型保溫砂漿，按42. 5級(jí)普通硅酸鹽水泥100，砂250，稻殼20，粉煤灰20，礦渣粉30，可再分散乳膠粉2，聚羧酸減水劑O. I, CMC-g-PMMA 3的重量比配制而成。按砂漿總干重量的50%加水?dāng)嚢杈鶆?，即得所需產(chǎn)品。性能測(cè)試結(jié)果見表I。圖I為本發(fā)明摻加稻殼的環(huán)保阻燃型保溫砂漿用在外墻外保溫的結(jié)構(gòu)示意圖。即使用上屬任意一個(gè)實(shí)施例的環(huán)保阻燃型保溫砂漿做成建筑物外墻外保溫層的示意圖。I為基層墻體；2為界面層；3為稻殼保溫砂漿層；4為抹面層；5為防水層；6為外墻飾面層。圖2為本發(fā)明摻加稻殼的環(huán)保阻燃型保溫砂漿用在外墻內(nèi)保溫的結(jié)構(gòu)示意圖，即使用上屬任意一個(gè)實(shí)施例的環(huán)保阻燃型保溫砂漿做成建筑物外墻內(nèi)保溫層的示意圖。I為基層墻體；2為界面層；3為稻殼保溫砂漿層；4為抹面層；7為找平層；8為耐堿網(wǎng)格布；9為內(nèi)墻飾面層。圖3為本發(fā)明摻加稻殼的環(huán)保阻燃型保溫砂漿用在外墻中保溫的結(jié)構(gòu)示意圖，即使用上屬任意一個(gè)實(shí)施例的環(huán)保阻燃型保溫砂漿做成建筑物外墻中保溫層的示意圖。I為基層墻體；2為界面層；3為稻殼保溫砂漿層；4為抹面層；5為防水層；6為外墻飾面層；8為耐堿網(wǎng)格布。圖4為本發(fā)明摻加稻殼的環(huán)保阻燃型保溫砂漿用在外墻內(nèi)外組合保溫的結(jié)構(gòu)示意圖，即使用上屬任意一個(gè)實(shí)施例的環(huán)保阻燃型保溫砂漿做成建筑物外墻內(nèi)外組合保溫層的示意圖。I為基層墻體；2為界面層；3為稻殼保溫砂漿層；6為外墻飾面層；8為耐堿網(wǎng)格布；9為內(nèi)墻飾面層；10為抗裂砂漿。
通過(guò)對(duì)做成的砂漿保溫層進(jìn)行評(píng)價(jià)，該砂漿做成的保溫層不僅具有優(yōu)異的保溫性能，還具有一定的阻燃性能，且綠色環(huán)保。表I實(shí)施例性能測(cè)試結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種摻加稻殼的環(huán)保阻燃型保溫砂漿，其特征在于由普通硅酸鹽水泥、粉煤灰、礦渣粉作為膠結(jié)材料，以稻殼和砂作為細(xì)集料，并加入減水劑、可再分散乳膠粉和CMC-g-PMMA作為植物纖維表面處理劑制備而成，各組分的重量比為 普通硅酸鹽水泥100 砂150-400 稻殼10-30 粉煤灰10-35 礦渣粉15-40 可再分散乳膠粉1-4 減水劑O. 05-2. 00 CMC-g-PMMAO. 5-5. O0
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種摻加稻殼的環(huán)保阻燃型保溫砂漿，其特征在于各組份的重量比為 普通硅酸鹽水泥100 砂150-300 稻殼10-20 粉煤灰15-30 礦渣粉20-35 可再分散乳膠粉I. 5-3. O 減水劑O. 1-2. O CMC-g-PMMAト3。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種摻加稻殼的環(huán)保阻燃型保溫砂漿，其特征在于所述普通硅酸鹽水泥為32. 5級(jí)或42. 5級(jí)普通硅酸鹽水泥中的ー種。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種摻加稻殼的環(huán)保阻燃型保溫砂漿，其特征在于所述稻殼為粉碎至3mm以下的稻殼，顆粒級(jí)配與砂相同，其中各粒徑范圍所占重量百分比2.50mm-3. OOmm 為 8. 38% ； I. 25mm-2. 50mm 為 9. 50% ；0. 16mm-1. 25mm 為 78. 90% ；Omm-0. 16mm為3. 22%;稻殼真實(shí)密度為600-800kg/m3，自然堆積密度為95_170kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù)O.084-0. 209W/ (m · K)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種摻加稻殼的環(huán)保阻燃型保溫砂漿，其特征在于所述粉煤灰為I級(jí)高鈣粉煤灰，其游離氧化鈣含量彡3. 0%，燒失量彡5. 0%。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種摻加稻殼的環(huán)保阻燃型保溫砂漿，其特征在于所述礦渣粉為S75礦渣粉或S95礦渣粉中的ー種。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種摻加稻殼的環(huán)保阻燃型保溫砂漿，其特征在于所述減水劑為奈系減水劑或聚竣Ife系減水劑中的一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種摻加稻殼的環(huán)保阻燃型保溫砂漿，其特征在于所述CMC-g-PMMA為羧甲基纖維素與甲基丙烯酸甲酯接枝聚合而得的偶聯(lián)劑。
9.一種如權(quán)利要求I所述的ー種摻加稻殼的環(huán)保阻燃型保溫砂漿的使用方法，其特征在于，加入占砂漿干混料總質(zhì)量35%-60%的拌合水，機(jī)械攪拌均勻后，即可進(jìn)行施工。
全文摘要
本發(fā)明屬建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種摻加稻殼的環(huán)保阻燃型保溫砂漿。由普通硅酸鹽水泥、粉煤灰、礦渣粉作為膠結(jié)材料，以稻殼和砂作為細(xì)集料，并加入減水劑、可再分散乳膠粉和羧甲基纖維素與甲基丙烯酸甲酯的接枝共聚物(CMC-g-PMMA)作為植物纖維表面處理劑等制備而成，適用于墻體材料的砌筑和抹灰施工。它施工簡(jiǎn)單，成本低，自重小，具有防潮、防蛀、阻燃及保溫隔熱性能。本發(fā)明環(huán)保節(jié)能，充分利用農(nóng)作物廢棄物，生產(chǎn)成本低，便于施工，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
文檔編號(hào)C04B18/30GK102659362SQ201210128259
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月28日
發(fā)明者劉警, 孫振平, 張麗華, 陳明 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)