專(zhuān)利名稱(chēng)：草泥生態(tài)復(fù)合墻板及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種建筑墻板，特別涉及一種利用農(nóng)作物秸稈(包括植物纖維)增強(qiáng)泥土、制作符合生態(tài)要求的節(jié)能房或太陽(yáng)能房的墻板，以及它的制備方法。
背景技術(shù)：
二十一世紀(jì)將是太陽(yáng)能生態(tài)房大發(fā)展的時(shí)期，一批批節(jié)能房，低能耗房和零能耗房相繼在世界上和我國(guó)不斷出現(xiàn)，太陽(yáng)能房或各種節(jié)能房成功的條件之一就是要有一個(gè)有效的絕熱殼體，傳統(tǒng)的建材無(wú)法滿(mǎn)足絕熱殼體的要求，因而人們把目光投向保溫隔熱性能優(yōu)良的化學(xué)建材和聚苯發(fā)泡板或聚氨酯發(fā)泡板，僅從節(jié)能上看，確實(shí)能使建筑能耗降低，但制作聚苯發(fā)泡板和聚氨酯發(fā)泡板的原料是石油，其需要量很大。幾乎2噸石油才能制成1噸聚苯板，因此這類(lèi)板材除價(jià)格昂貴外，單叢終端能耗來(lái)說(shuō)，這種節(jié)能并不合理，且總節(jié)能量很少。為此世界各國(guó)的專(zhuān)家又把眼光轉(zhuǎn)向已經(jīng)利用了幾千年的最好的材料“泥土”，它價(jià)格便宜，工藝簡(jiǎn)單，原材料易得，可以反復(fù)使用，沒(méi)有建筑垃圾，保溫隔熱中等，屬于循環(huán)經(jīng)濟(jì)型、可逆性利用材料，但苦于沒(méi)有方法，因此所建房屋的墻體粗糙，戶(hù)型簡(jiǎn)陋，使用壽命短，無(wú)法利用現(xiàn)代科技為人們提供舒適的環(huán)境。現(xiàn)已建造的泥土墻體房已經(jīng)很多，如北京長(zhǎng)城腳下的公社是干打壘土房12棟，并獲威尼斯雙年獎(jiǎng)。墻體內(nèi)加入鋼筋(歐美)、土墻外部種植草或掛植物簾子及其它自然裝飾物(歐美)。但始終難以找到與框架結(jié)構(gòu)相配合的現(xiàn)代化高水平的墻體結(jié)構(gòu)，也不能在高層建筑上應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明為了克服以上技術(shù)的不足，提供了一種全面利用以農(nóng)作物秸稈為代表的植物纖維和泥土作為基材制成的草泥生態(tài)復(fù)合墻板，具有保溫隔熱，節(jié)能環(huán)保，造價(jià)便宜，無(wú)任何污染。
本發(fā)明的另一目的，在于提供上述墻板的制備方法，具有設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，成品率高的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明是通過(guò)以下措施來(lái)實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的草泥生態(tài)復(fù)合墻板，是由以下重量百分比的原料制成，①植物纖維，20％～35％，寬度為1～2mm、厚度為0.5mm～1mm；
②中等塑性的粘土50％～60％，W塑＝7～15；③添加劑甲，CaO或Ca(OH)2，10％～20％；④添加劑乙，CaCl2或MgCl2，0～3％。
上述本發(fā)明的草泥生態(tài)復(fù)合墻板，所述的植物纖維最好為農(nóng)作物秸稈。如麥草、玉米秸、棉稈。
上述本發(fā)明的草泥生態(tài)復(fù)合墻板，所述的添加劑乙的重量百分比最好為1～3％。
上述本發(fā)明的草泥生態(tài)復(fù)合墻板，其密度為0.7g/cm3～0.75g/cm3。
上述本發(fā)明的草泥生態(tài)復(fù)合墻板的制備方法，采用以下步驟①將植物纖維在切斷機(jī)中切成10mm～14mm長(zhǎng)的短料，最長(zhǎng)不超過(guò)20mm，再經(jīng)錘碎機(jī)將其錘成寬度為1～2mm，厚度為0.5mm～1mm的細(xì)料，堆放在遮雨棚內(nèi)，自然風(fēng)干；添加劑甲、添加劑乙和粘土，分別用粉碎機(jī)粉碎成40目～80目的細(xì)粉；②按重量將粉碎后的植物纖維、添加劑甲、添加劑乙加入攪拌機(jī)中，開(kāi)動(dòng)雙軸攪拌機(jī)將干料攪拌1～1.5min，再加入全部需水量20～30％的水，攪拌均勻；③取粉碎后的粘土，加入攪拌機(jī)中，邊加水邊攪拌；④粘土加完后，再攪拌1-2min使其均勻，再倒入成型模中，輕微搗實(shí)、刮平，靜止5min脫模，然后陰干。
(1)本發(fā)明的第一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)是泥土的選擇。泥土選擇具有中等塑性，一般粘土可分為高塑性粘土W塑＞15，低塑性粘土W塑＝1～7和中塑性粘土W塑＝7～15。高塑性粘土，在干燥過(guò)程中收縮大，易產(chǎn)生裂紋，選擇低塑性粘土，芯層又難以成型，本發(fā)明選擇中塑性，由于各地粘土中含有的雜質(zhì)不同，可塑性范圍較大，如可塑性不符合要求，可利用高塑性粘土和脊料進(jìn)行調(diào)劑。
(2)本發(fā)明的第二個(gè)關(guān)鍵技術(shù)是對(duì)植物纖維的處理。植物纖維分布廣，性能各異，包括一年生植物和多年生植物，如麥草、玉米秸、棉稈、果殼類(lèi)如花生殼、豆莢、向日葵殼、木材或竹材的廢棄物利用刨片機(jī)和打磨機(jī)制成的纖維等。例如麥草的密度為82kg/m3；玉米秸的密度為59kg/m3；棉稈密度為143kg/m3等等，竹子和木材密度更大。植物纖維的預(yù)處理是經(jīng)切斷機(jī)將植物切斷成10mm～14mm，最長(zhǎng)不超過(guò)20mm，再送入錘碎機(jī)將一年生植物錘碎成1～2mm×0.5～1mm的細(xì)料(如系木材或竹材的廢棄物則利用刨片機(jī)和打磨機(jī)來(lái)制纖維)。將錘碎后的植物纖維進(jìn)行篩選，0.2mm以下的細(xì)料(灰塵)舍去。調(diào)整草泥生態(tài)符合墻體的草和泥土的比例使其符合密度(或容重)為0.7g/cm3～0.75g/cm3，以保證保溫隔熱要求。
(3)本發(fā)明的第三個(gè)關(guān)鍵技術(shù)是加入防腐劑。由于粘土的成分復(fù)雜，一旦泥土有水分存在，將使植物纖維腐爛。此處利用CaO或Ca(OH)2，將植物纖維包裹，可以防止植物纖維腐爛。添加劑甲用量為10％～20％，細(xì)度為篩網(wǎng)40目～80日。當(dāng)然，防腐劑也可以用其他堿性防腐添加劑代替。
(4)本發(fā)明的第四個(gè)關(guān)鍵技術(shù)是加入添加劑乙為防止嚴(yán)寒地區(qū)，芯層坯料中水分結(jié)冰，故添加CaCl2或MgCl2等氯化物，以防止結(jié)冰。加入量為0～3％，細(xì)度為80目～100目，在寒冷地區(qū)一般不需添加。
(5)本發(fā)明的第五個(gè)關(guān)鍵技術(shù)是在外墻的外表面蒙一層鍍鋅鐵絲網(wǎng)。
本發(fā)明制作的墻板，一般作為內(nèi)層的芯板，芯板外為一層強(qiáng)度較大的面板。在外墻外表面據(jù)表面約3mm～4mm處安裝鍍鋅鐵絲網(wǎng)，使鐵絲網(wǎng)與墻體表面有間隙。蒙一層鍍鋅鐵絲網(wǎng)的目的有三第一，夾層是泥土復(fù)合芯層，盡管已采取措施水不會(huì)進(jìn)入也不會(huì)受潮，但是一旦受潮，墻板、面板將受側(cè)向力，造成墻板鼓包墻面破壞，為此加上一層鍍鋅鐵絲網(wǎng)將萬(wàn)無(wú)一失。第二，所有人造板包括木板或水泥板等都會(huì)有收縮或膨脹變形，反映到墻體表面將會(huì)有裂紋產(chǎn)生，利用鐵絲網(wǎng)加粉煤灰水泥將會(huì)使裂紋減少甚至不產(chǎn)生裂紋，通過(guò)墻面裝修，將消除墻體表面裂紋。第三，墻體應(yīng)能防偷盜，特別是在農(nóng)房上，也是安全需要。
鍍鋅鐵絲網(wǎng)，網(wǎng)孔為六角型，孔徑40mm左右，鐵絲直徑0.8～1.2mm，利用大頭金屬螺絲或大頭木螺絲，并墊以3～4mm紙墊圈，擰入面板上，紙墊圈厚度將保證鍍鋅鐵絲網(wǎng)不隨墻體變形，在鐵絲網(wǎng)和面板之間抹上粉煤灰水泥，鍍鋅鐵絲網(wǎng)埋入粉煤灰水泥中，抹平、待干燥后用涂料裝飾。
采用本發(fā)明的草泥生態(tài)復(fù)合墻板制成的墻體，具有保溫隔熱，節(jié)能環(huán)保，造價(jià)便宜，無(wú)任何污染。
其制備方法，具有設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，成品率高的優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例11.本實(shí)施例的草泥生態(tài)復(fù)合墻板，是由以下重量百分比的原料制成，①麥草，25％，寬度為1～2mm、厚度為0.5mm～1mm；②中等塑性的粘土55％，W塑＝10，細(xì)度為40目～80目；③添加劑甲為Ca(OH)2，18％，細(xì)度為40目～80目；④添加劑乙為CaCl2，2％，。
2.采用以下步驟進(jìn)行制備①將麥草在切斷機(jī)中切成10mm～14mm長(zhǎng)的短料，最長(zhǎng)不超過(guò)20mm，再經(jīng)錘碎機(jī)將其錘成寬度為1～2mm，厚度為0.5mm～1mm的細(xì)料，堆放在遮雨棚內(nèi)，自然風(fēng)干；添加劑甲、添加劑乙和粘土，分別用粉碎機(jī)粉碎成80目～100目的細(xì)粉；②按重量將粉碎后的麥草、添加劑甲、添加劑乙加入雙軸攪拌機(jī)中，開(kāi)動(dòng)雙軸攪拌機(jī)將干料攪拌1～1.5min，再加入全部需水量25％的水，攪拌均勻；③取粉碎后的粘土，加入攪拌機(jī)中，邊加水邊攪拌；④粘土加完后，再攪拌1-2min使其均勻，倒入成型模中，輕微搗實(shí)、刮平，靜止5min脫模，然后陰干。
3.由本發(fā)明的生態(tài)復(fù)合墻板先制作大板構(gòu)件，再制作墻體①制作大板構(gòu)件大板構(gòu)件的龍骨可以是輕鋼、木材、薄板組合而成或鋁板彎折等，根據(jù)圖紙將符合尺寸的龍骨利用螺、焊或釘?shù)冉M合成龍骨骨架，一般大板尺寸為120cm×300cm或根據(jù)圖紙要求排列成二豎三(四)橫骨架，在龍骨外表面涂上107膠(或水玻璃)和水泥配置的膩?zhàn)油坑邶埞峭獗砻妫僭谝粋€(gè)面蓋上專(zhuān)利產(chǎn)品88106416.5、ZL92104363.5和ZL991000196.6所制作的下蓋板，利用金屬螺絲固定在龍骨上，有一個(gè)面板和龍骨組成的空腔內(nèi)部涂上75％泥土、25％CaO調(diào)成的泥漿料后，將本發(fā)明的墻板芯材裝入到空腔內(nèi)，芯材間用漿料灌實(shí)，并在墻板芯材的坯料上再涂一層泥漿，而在龍骨上涂107膠(或水玻璃)與水泥調(diào)配的膩?zhàn)?，再將上蓋板蓋上，鉆孔、固定，靜置2h～3h，再堆放。
②裝配大板成墻體一般在低層別墅型、連體別墅型、低層建筑或農(nóng)村太陽(yáng)能房上常采用由大板裝配成墻體。在框架結(jié)構(gòu)的上下圈梁上，預(yù)埋已鉆孔的角片，再將大板構(gòu)件靠上，共同鉆孔。裝配時(shí)，利用接頭墊片使大板處于同一平面上，再擰緊螺帽。
4.由本發(fā)明的墻板在框架結(jié)構(gòu)上直接制作墻體對(duì)于高層建筑，大板較重，運(yùn)輸不易，此時(shí)可采取現(xiàn)場(chǎng)裝配墻體的辦法。
在上下圈梁的規(guī)定位置，間距30cm預(yù)埋墊片，與豎龍骨或焊或螺固定，再將豎龍骨與橫龍骨相連，一般70cm～80cm加一道橫龍骨，再按第三個(gè)關(guān)鍵技術(shù)將龍骨上涂上膩?zhàn)?，蓋緊一側(cè)的面板。在空腔上涂泥土和CaO混合的泥漿，干燥前將本發(fā)明的墻板芯材裝上，縫隙用泥漿灌實(shí)，再在墻板芯材的坯料上涂一層泥漿。再在龍骨上涂一層膩?zhàn)?，蓋上另一側(cè)面板，鉆孔固定。
5.在外墻的外表面蒙一層鍍鋅鐵絲網(wǎng)本發(fā)明在外墻外表面據(jù)表面約3mm～4mm處安裝鍍鋅鐵絲網(wǎng)，使鐵絲網(wǎng)與墻體表面有間隙。蒙一層鍍鋅鐵絲網(wǎng)的目的有三第一，夾層是泥土復(fù)合芯層，盡管已采取措施水不會(huì)進(jìn)入也不會(huì)受潮，但是一旦受潮，墻體、面板將受側(cè)向力，造成墻體鼓包墻面破壞，為此加上一層鍍鋅鐵絲網(wǎng)將萬(wàn)無(wú)一失。第二，所有人造板包括木板或水泥板等都會(huì)有收縮或膨脹變形，反映到墻體表面將會(huì)有裂紋產(chǎn)生，利用鐵絲網(wǎng)加粉煤灰水泥將會(huì)使裂紋減少甚至不產(chǎn)生裂紋，通過(guò)墻面裝修，將消除墻體表面裂紋。第三，墻體應(yīng)能防偷盜，特別是在農(nóng)房上，也是安全需要。
鍍鋅鐵絲網(wǎng)，網(wǎng)孔為六角型，孔徑40mm左右，鐵絲直徑0.8～1.2mm，利用大頭金屬螺絲或大頭木螺絲，并墊以3～4mm紙墊圈，擰入面板上，紙墊圈厚度將保證鍍鋅鐵絲網(wǎng)不隨墻體變形，在鐵絲網(wǎng)和面板之間抹上粉煤灰水泥，鍍鋅鐵絲網(wǎng)埋入粉煤灰水泥中，抹平、待干燥后用涂料裝飾。
本發(fā)明的墻板制成的復(fù)合墻體的性能面板為植纖水泥復(fù)合板，厚度為14mm；本發(fā)明的墻板芯材為泥土麥草，厚度為160mm，外墻體總厚188mm；外墻體的傳熱系數(shù)為0.74～0.75W/(m2k)；房屋壽命約為30年～50年，后者指中間裝修。
實(shí)施例21.本實(shí)施例的草泥生態(tài)復(fù)合墻板，是由以下重量百分比的原料制成，①棉稈，32％，寬度為1～2mm、厚度為0.5mm～1mm；②中等塑性的粘土55％，W塑＝13，細(xì)度為20目～60目；③添加劑甲為CaO，12％，細(xì)度為20目～60目；④添加劑乙為MgCl2，1％，。
2.制備方法和使用方法與實(shí)施例1基本相同。
3.本發(fā)明的墻板芯材制成的復(fù)合墻體的性能面板為植纖水泥復(fù)合板，厚度為14mm；本發(fā)明的墻板為泥土麥草復(fù)合墻體，厚度為160mm，外墻體總厚188mm；外墻體的傳熱系數(shù)為0.81-0.86W/(m2k)；房屋壽命約為30年～50年，后者指中間裝修。
實(shí)施例31.本實(shí)施例的草泥生態(tài)復(fù)合墻板，是由以下重量百分比的原料制成，
①?gòu)U木屑，20％，寬度為1～2mm、厚度為0.5mm～1mm；②中等塑性的粘土60％，W塑＝8，細(xì)度為40目～80目；③添加劑甲為CaO，20％，細(xì)度為40目～80目。
2.制備方法和使用方法與實(shí)施例1基本相同。
3.本發(fā)明的墻板芯材制成的復(fù)合墻體的性能面板為植纖水泥復(fù)合板，厚度為14mm；本發(fā)明的墻板芯材為泥土玉米稈，厚度為160mm，外墻體總厚188mm；外墻體的傳熱系數(shù)為0.79-0.83W/(m2k)；房屋壽命約為30年～50年，后者指中間裝修。
權(quán)利要求
1.一種草泥生態(tài)復(fù)合墻板，其特征在于是由以下重量百分比的原料制成，①植物纖維，20％～35％，寬度為1～2mm、厚度為0.5mm～1mm；②中等塑性的粘土50％～60％，W塑＝7～15；③添加劑甲CaO或Ca(OH)2，10％～20％；④添加劑乙CaCl2或MgCl2，0～3％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的草泥生態(tài)復(fù)合墻板，其特征在于所述粘土和添加劑甲的細(xì)度為細(xì)度為40目～80目。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的草泥生態(tài)復(fù)合墻板，其特征在于所述的植物纖維為農(nóng)作物秸稈。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的草泥生態(tài)復(fù)合墻板，其特征在于所述的添加劑乙的重量百分比為1～3％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的草泥生態(tài)復(fù)合墻板，其特征在于所述的墻板的密度為0.7g/cm3～0.75g/cm3。
6.一種權(quán)利要求1所述的草泥生態(tài)復(fù)合墻板的制備方法，其特征在于采用以下步驟，①將植物纖維在切斷機(jī)中切成10mm～14mm長(zhǎng)的短料，最長(zhǎng)不超過(guò)20mm，再經(jīng)錘碎機(jī)將其錘成寬度為1～2mm，厚度為0.5mm～1mm的細(xì)料，堆放在遮雨棚內(nèi)，自然風(fēng)干；添加劑甲、添加劑乙和粘土，分別用粉碎機(jī)粉碎成40目～80目的細(xì)粉；②按重量將粉碎后的植物纖維、添加劑甲、添加劑乙加入攪拌機(jī)中，開(kāi)動(dòng)雙軸攪拌機(jī)將干料攪拌1～1.5min，再加入全部需水量20～30％的水，攪拌均勻；③取粉碎后的粘土，加入攪拌機(jī)中，邊加水邊攪拌；④粘土加完后，再攪拌1-2min使其均勻，再倒入成型模中，輕微搗實(shí)、刮平，靜止5min脫模，然后陰干。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種建筑墻板，特別涉及一種利用農(nóng)作物秸稈(包括植物纖維)增強(qiáng)泥土、制作符合生態(tài)要求的節(jié)能房或太陽(yáng)能房的墻板，以及它的制備方法。本發(fā)明的草泥生態(tài)復(fù)合墻板，是由植物纖維，20％～35％；中等塑性的粘土50％～60％；CaO或Ca(OH)
文檔編號(hào)C04B14/10GK1903776SQ20061006964
公開(kāi)日2007年1月31日 申請(qǐng)日期2006年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月3日
發(fā)明者岳云龍, 孫成棟, 范軍, 劉慶華, 鄒惟前 申請(qǐng)人:濟(jì)南大學(xué)