一種利用稻草和竹竿制備建筑保溫材料方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于建筑保溫材料領(lǐng)域，最大限度地利用農(nóng)業(yè)剩余物稻草和竹竿，加之無(wú) 機(jī)膠凝材料和輔助添加劑，制備的建筑保溫材料具有保溫隔熱、防火阻燃、防腐防霉，可用 于城市化和新農(nóng)村建設(shè)需要。
【背景技術(shù)】
[0002] 中國(guó)幅員迂闊，擁有18億畝耕地，是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)。每年產(chǎn)生農(nóng)業(yè)剩余物約有8 億噸之多，居世界首位，其中稻草約占2億噸，小麥桿約占1. 5億噸，玉米桿約占3億噸。
[0003] 隨著傳統(tǒng)取火和蓄牧使用量的減少，大量農(nóng)業(yè)剩余物無(wú)法得到充分利用。每年被 利用的農(nóng)業(yè)剩余物數(shù)量相對(duì)有限，僅有少部分用來(lái)作服料、飼料、造紙?jiān)霞叭剂贤?，大?分都被集中焚燒處理，進(jìn)而造成嚴(yán)重的大氣污染和資源流失，國(guó)家命令禁止農(nóng)業(yè)剩余物的 焚燒處理，導(dǎo)致大量農(nóng)業(yè)剩余物堆放在田間地頭。
[0004] 隨著科技的進(jìn)步，農(nóng)業(yè)剩余物的綜合利用將會(huì)被不斷地開發(fā)和利用。目前，已經(jīng)開 發(fā)的產(chǎn)品形式包括；人造板、可降解餐具、枯桿火柴、轉(zhuǎn)化為酒精、生產(chǎn)碳黑、輕質(zhì)墻板，上述 轉(zhuǎn)化產(chǎn)品對(duì)于農(nóng)業(yè)剩余物的消耗不足5%，受各種條件限制尚不能廣泛應(yīng)用。
[0005] 在農(nóng)業(yè)剩余物綜合利用方面，我國(guó)早在20世紀(jì)80年代，南方就利用藏渣生產(chǎn)濕 法纖維板，1992年有藏渣碎料板廠24家，生產(chǎn)能力15萬(wàn)mV年。20實(shí)際90年代，中密度 纖維生產(chǎn)迅猛發(fā)展，廣東引進(jìn)了多條藏渣中密度纖維生產(chǎn)線，擴(kuò)大了藏渣利用途經(jīng)，藏渣 碎料板質(zhì)量好，其價(jià)格甚至高于木材創(chuàng)花板。藏渣板是南方開發(fā)利用較好的農(nóng)業(yè)剩余物人 造板廣品。
[0006] 北方農(nóng)業(yè)剩余物利用最成熟的是亞麻屑。黑龍江省是我國(guó)主要的亞麻屑板生產(chǎn)基 地，但由于亞麻屑板在嫗麻過程中產(chǎn)生的異味一直沒有很好解決，所W亞麻屑板的銷路不 暢。
[0007] 玉米桿碎料板、稻殼板和豆枯桿碎料板W及煙桿碎料板等都做過有關(guān)的研究和開 發(fā)，但由于研究開發(fā)較晚，生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)設(shè)備和產(chǎn)品性能W及應(yīng)用技術(shù)并不十分成熟，未 能形成生產(chǎn)規(guī)模，更難取得預(yù)期的經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)農(nóng)業(yè)剩余物開發(fā)利用還有大量艱苦細(xì)致的 工作需要做。
[0008] 關(guān)于稻草的綜合利用主要用于生產(chǎn)稻草板，將稻草在高溫高壓下和有機(jī)粘結(jié)劑作 用下形成板材，在兩面貼牛皮紙制成密度為0. 64-0. 94g/cm3的輕質(zhì)墻體材料，該技術(shù)使用 了一定量的有機(jī)粘結(jié)劑，并且沒有作防腐防霉處理，因此，該技術(shù)上存在有機(jī)揮發(fā)物危害和 耐受潮濕環(huán)境不足的問題。另外沒有推廣開的主要原因是價(jià)格和配套施工工藝不完備。另 外還可將稻草粉碎制成中密度纖維板產(chǎn)品。
[0009] 多年來(lái)，全國(guó)各相關(guān)行業(yè)對(duì)枯桿類人造板的研究、開發(fā)和生產(chǎn)給予了高度重視，開 展該方面研究的行業(yè)涉及林業(yè)、建材業(yè)、輕工業(yè)、建筑業(yè)和機(jī)械制造業(yè)及化工業(yè)。由于該類 枯桿原料的結(jié)構(gòu)及物理化學(xué)方面的特殊情況，加之開發(fā)研究時(shí)間較短，技術(shù)熟化程度不 夠，W及廣品性能、廣品應(yīng)用研究開展的少。
[0010] 隨著我國(guó)人民生活水平的提高，W及新農(nóng)村建設(shè)與發(fā)展，新能源在農(nóng)村的普及率 有了很大提高，農(nóng)業(yè)剩余物作為飼料及服料的用量逐年減少，而工業(yè)加工利用率也在相對(duì) 降低，導(dǎo)致大量農(nóng)業(yè)剩余物沒有得到再生利用，面臨開發(fā)新的農(nóng)業(yè)剩余物再生利用方法。
[0011] 隨著我國(guó)近10年來(lái)的城市化開發(fā)和新農(nóng)村建設(shè)工作，推動(dòng)了各類建筑材料的廣 泛需求，因此，農(nóng)業(yè)剩余物用作建筑材料越來(lái)越受到人們的重視。早在20世紀(jì)初期，美國(guó)、 日本、歐洲等發(fā)達(dá)國(guó)家就已經(jīng)對(duì)農(nóng)業(yè)剩余物在建筑材料中的應(yīng)用開展了相關(guān)研究。我國(guó)20 世紀(jì)80年代開始，也投入了大量的人力物力，并取得一定的成果。農(nóng)業(yè)剩余物與有機(jī)材料 (各類有機(jī)膠）復(fù)合制備人造板的工藝技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟，使用的各類膠黏劑包括；異氯酸 醋、脈酵樹脂、聚氨醋等，該類產(chǎn)品已在裝飾和建筑工程中得W應(yīng)用。農(nóng)業(yè)剩余物與有機(jī)樹 脂所制得的保溫板是純有機(jī)物，其防水、防霉、防火、耐久性相對(duì)較差，存在著較大的使用風(fēng) 險(xiǎn)和安全隱患。另外農(nóng)業(yè)剩余物與無(wú)機(jī)膠凝材料的復(fù)合因其成本低、環(huán)保、質(zhì)輕、防火、防腐 等優(yōu)點(diǎn)開始引起了人們的關(guān)注，可用于工程、房屋建筑中的非承重墻體及裝飾材料。
[0012] 目前，農(nóng)業(yè)剩余物與無(wú)機(jī)膠凝材料復(fù)合生產(chǎn)的無(wú)機(jī)類建筑材料，可廣泛使用的農(nóng) 業(yè)剩余物包括玉米枯桿、高梁枯桿、麥枯桿、稻草、棉花桿等，將農(nóng)業(yè)剩余物破碎成一定尺 寸的植物纖維作為填充體，形式為板塊產(chǎn)品，產(chǎn)品密度一般大于1000kg/m3,抗壓強(qiáng)度大于 6MPa，但抗折強(qiáng)度普遍小于2MPa，在運(yùn)輸和使用中產(chǎn)生大量破損，影響妨礙其發(fā)展。另外， 該類復(fù)合建筑材料的導(dǎo)熱系數(shù)均大于0. 354W/(m ? K)，對(duì)于滿足舒適性建筑所需的低導(dǎo)熱 系數(shù)材料而言，尚有較大距離，必須開發(fā)導(dǎo)熱系數(shù)小于0. 15W/(m，K)建筑材料，滿足結(jié)構(gòu)力 學(xué)性能與保溫性能一體化功能。
[0013] 目前，農(nóng)業(yè)剩余物與無(wú)機(jī)膠凝材料復(fù)合尚存在W下問題；（1)農(nóng)業(yè)剩余物中含有 大量的木質(zhì)素、纖維素及糖類，親水性很強(qiáng)，農(nóng)業(yè)剩余物吸水后發(fā)生膨脹，使農(nóng)業(yè)剩余物與 無(wú)機(jī)凝膠材料間尚未形成穩(wěn)固粘結(jié)就發(fā)生破壞，從而影響建筑材料制品的整體強(qiáng)度。（2)農(nóng) 業(yè)剩余物遇水后，木質(zhì)素、聚戊糖等有機(jī)物導(dǎo)致有機(jī)膠凝材料在凝結(jié)過程中產(chǎn)生緩凝作用。 如果針對(duì)上述問題采取除糖脫脂工作，必將增加工藝、裝備和成本，對(duì)于建筑材料而言，很 難具有經(jīng)濟(jì)可行性，最終還是無(wú)法形成規(guī)?；瘧?yīng)用與推廣。（3)無(wú)機(jī)類復(fù)合的建筑材料的農(nóng) 業(yè)剩余物體積添加量一般在10%-30%之間，不能解決農(nóng)業(yè)剩余物的大量消納。（4)無(wú)機(jī)復(fù) 合的農(nóng)業(yè)剩余物的力學(xué)性能相對(duì)比較薄弱，尤其扛折性能最差，僅有l(wèi)-2MPa，在搬運(yùn)過程 中折斷所示嚴(yán)重，生產(chǎn)大尺寸板塊產(chǎn)品時(shí)損失更加嚴(yán)重。（5)產(chǎn)品密度普遍偏高，多數(shù)產(chǎn)品 大于lOOOKg/m 3,且導(dǎo)熱系數(shù)高于0. 354W/ (m ? K)。做無(wú)機(jī)復(fù)合的農(nóng)業(yè)剩余物建筑材料在 防腐防霉方面尚有不足，沒有引起足夠重視，導(dǎo)致在濕潮環(huán)境應(yīng)用受到了限制，主要是對(duì)農(nóng) 業(yè)剩余物防腐防霉技術(shù)手段不佳所導(dǎo)致的。
[0014] 中國(guó)是世界上竹子資源最豐富的國(guó)家，竹子種類、竹林面積和竹資源蓄積量均居 世界之首，主要分布于長(zhǎng)江W南地區(qū)，竹林面積達(dá)520萬(wàn)公頃，占世界竹林面積的27%。竹 子具有很強(qiáng)的生長(zhǎng)能力，生長(zhǎng)快，生物量大，具有較好的經(jīng)濟(jì)性，我國(guó)自古對(duì)竹子就進(jìn)行系 統(tǒng)綜合開發(fā)利用，包括造紙、竹編、竹膠板、腳手架、果蔬架、竹籬墻。
[0015] 竹子屬于速生植物，尤其1-5年齡期生產(chǎn)速度最快，因此需要推動(dòng)和加快竹子產(chǎn) 品的資源綜合開發(fā)利用。
[0016] 我國(guó)十一五開始進(jìn)行新農(nóng)村建設(shè)求，逐步改善農(nóng)村生活居住條件和住宅抗震要 求，農(nóng)村傳統(tǒng)住宅面臨維修和重建，將消耗大量建材產(chǎn)品，隨著我國(guó)限制是實(shí)也粘±磚的使 用，急需大量新農(nóng)村建設(shè)用建筑