稻草秸稈磚的制備方法及其產(chǎn)品和應用
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于建筑材料領域，具體涉及一種稻草秸桿磚的制備方法及其產(chǎn)品和應 用。
【背景技術】
[0002] 隨著建筑節(jié)能和環(huán)境保護要求的不斷提高，世界各國對建筑節(jié)能技術給予了充分 的重視。近三十年來，各國在建筑設計和施工、新型建筑保溫材料的開發(fā)和應用、建筑節(jié)能 法規(guī)的制定和實施、建筑節(jié)能產(chǎn)品的認證和管理等方面做了很多的工作，不但節(jié)省了大量 的能源，取得了可觀的經(jīng)濟效益，同時改善了環(huán)境，降低了對大氣臭氧層的破壞。
[0003] 根據(jù)最新的資料統(tǒng)計，全國農(nóng)作物副產(chǎn)的秸桿每年有7億噸，居世界首位。但是我 國目前對這些秸桿的開發(fā)利用率還比較低，大量的秸桿在田間焚燒，既造成嚴重的大氣污 染，破壞了生態(tài)環(huán)境，又浪費了寶貴的可再生資源。隨著我國對建筑節(jié)能工作的逐步重視， 新型建材對取代黏磚，節(jié)約土地，保護子孫后代的生存條件具有重要意義，農(nóng)業(yè)秸桿作為新 型建筑材料是完全可行的。新型秸桿墻體材料有望成為建筑材料中的一支重要方面軍。
[0004] 稻草秸桿是一種綠色環(huán)保的可再生資源，把稻草秸桿制成草磚作為建筑墻體材料 有助于提高建筑物的保溫隔熱性能。草磚制作成型的方式一般有以下三種：1、打捆機壓縮 秸桿后用金屬網(wǎng)綁扎的普通草磚成型；2、用秸桿、石灰漿、水按一定配合比混合后壓縮成 型；3、高溫蒸壓秸桿后壓縮成型。從制作工藝的簡便性、成型后的體積變化及防腐效果和熱 工性能等多方面綜合考慮，方法一操作麻煩，稻草之間的粘接能力較差，成型后的草磚因為 金屬網(wǎng)的存在重量較大不利于施工，并且防腐能力較差。方法二成型后的草磚自重較大，結 構組成復雜，將對其保溫性能造成影響。方法三成型所需外界條件較高，從而提高了制作成 本。由此可見現(xiàn)有的3種方法各有缺陷，不能很好的發(fā)揮草磚的作用，現(xiàn)需要一種克服上述 缺陷的制備方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明的目的之一在于提供一種稻草秸桿磚的制備方法，該方法制作 工藝更簡便，得到的稻草秸桿磚成型后體積變化小，防腐效果和熱工性能較好；目的之二在 于提供一種稻草秸桿磚；目的之三在于提供該稻草秸桿磚在制備農(nóng)業(yè)建筑保溫材料中的應 用。
[0006] 為達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：
[0007] 稻草秸桿磚的制備方法，其步驟如下：
[0008] (1)將稻草秸桿進行切割；
[0009] (2)將切割完成的稻草秸桿浸沒于質(zhì)量分數(shù)2% -5%的NaOH溶液中，攪拌均勻并 浸泡20-24小時；
[0010] (3)將浸泡好的稻草秸桿用篩網(wǎng)進行過濾，并用水清洗3-4次，將降解的稻草纖維 素、半纖維素、木質(zhì)素等成分過濾掉，同時降低稻草秸桿表面NaOH溶液的濃度，減少后面其 對模具的影響；
[0011] (4)在壓力為20-25kN下，對過濾好的稻草秸桿進行脫水處理和冷壓成型，脫水處 理中的水經(jīng)過引流裝置進行收集后進行回收利用；
[0012] (5)將拆模后得到的磚在溫度為20-30°C，濕度45-80%環(huán)境下進行自然養(yǎng)護20~ 25天，即得稻草秸桿磚。
[0013] 進一步，將收集回的稻草秸桿處理為3-4cm長度，通過前期模擬不同長度秸桿制 磚試驗表明該長度范圍內(nèi)的稻草秸桿軟化成型效果更明顯。
[0014] 進一步，所述步驟（2)氫氧化鈉溶液溫度為10-40°C。
[0015] 進一步，將收集回的稻草秸桿，使用質(zhì)量分數(shù)5%的NaOH溶液浸泡24小時。
[0016] 進一步，對稻草秸桿進行脫水處理和冷壓成型時，壓力保持半小時后進行拆模。
[0017] 進一步，拆模后得到的磚自然養(yǎng)護25天。
[0018] 采用質(zhì)量分數(shù)2%-5%氫氧化鈉溶液堿性處理稻草秸桿的成型方法。其原理為： 氫氧化鈉的強堿性能很好的降解稻草中纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等成分，秸桿經(jīng)堿性處理 后表面形貌發(fā)生很大變化，內(nèi)、外表面由光滑、緊密狀變成有凹凸裂紋狀、比表面積增加，橫 截面蜂窩狀結構消失，表面蠟質(zhì)及連接纖維的部分木質(zhì)素、半纖維素等成分被去除，接觸角 變小，表面能和粘附功變大，使其很好的粘接在一起，便于壓縮成型；軟化后的草磚結構為 密實的稻草秸桿，能起到很好的保溫效果；氫氧化鈉溶液的強堿性本身就具備很好的殺菌 防腐能力，從而使得制成的草磚滿足防腐要求。
[0019] 利用所述制備方法制得的草磚在農(nóng)業(yè)建筑保溫方面的應用，將草磚與空心混凝磚 復合，組成草磚混凝土復合砌塊，達到既能保溫又能承重的復合砌塊，主要應用于農(nóng)村建 筑。
[0020] 本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明提供了一種稻草秸桿磚的制備方法，該制作方法 簡便，成型后的稻草秸桿磚體積變化小，密度小，防腐效果及熱工性能良好，并且該方法使 用的稻草秸桿資源豐富，成本低，有利于大規(guī)模生產(chǎn)。本發(fā)明制成的稻草秸桿磚作為建筑墻 體材料有助于提高建筑物的保溫隔熱性能，將其與空心混凝土組成復合砌塊，這種草磚混 凝土復合砌塊不僅具有保溫隔熱性能也具備一定的承重能力，其有利于在農(nóng)業(yè)保溫建筑材 料中的應用和推廣。
【附圖說明】
[0021] 為了使本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果更加清楚，本發(fā)明提供如下附圖進行 說明：
[0022] 圖1為質(zhì)量分數(shù)3%氫氧化鈉浸泡制得的稻草磚導熱系數(shù)測試曲線；
[0023] 圖2為質(zhì)量分數(shù)3%氫氧化鈉浸泡制得的稻草磚導熱熱阻測試曲線；
[0024] 圖3為所制得稻草秸桿磚的成品圖；
[0025] 圖4為草磚和混凝土空心砌塊復合后用ANSYS模擬出的導熱分析圖；
【具體實施方式】
[0026] 下面將結合附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細的描述。
[0027] 稻草秸桿磚的新型制備方法，其步驟如下：
[0028] (1)將稻草秸桿進行切割；
[0029] (2)將切割完成的稻草秸桿浸沒于NaOH溶液中，攪拌均勻并浸泡一段時間；
[0030] (3)將浸泡好的稻草秸桿進行過濾，并用水清洗3-4次；
[0031] (4)將過濾好的稻草秸桿進行脫水處理和冷壓成型；
[0032] (5)將拆模后得到的磚進行自然養(yǎng)護，即得稻草秸桿磚。
[0033] 實施例1稻草秸桿磚的制備方法條件的優(yōu)化
[0034] 本發(fā)明從NaOH溶液浸泡濃度、溫度、浸泡時間、成型壓力大小、自然養(yǎng)護時間五個 方面對稻草秸桿的制備方法進行了優(yōu)化，建立了最佳制備條件及方法，并通過測定其物理 特性及導熱系數(shù)證實了方法的可靠性。
[0035] I、NaOH溶液浸泡濃度的確定
[0036] 為了探宄不同濃度氫氧化鈉溶液對稻草磚物理特性的影響，用質(zhì)量分數(shù)1 %、2 %、 3%、4%，5%、6%、7%，8%的氫氧化鈉溶液對稻草秸桿進行浸泡軟化處理后分別壓制成8 組試件，每組3個。尺寸統(tǒng)一為：160X40X40mm，拆模后分別進行標注。養(yǎng)護完成后對8 組試件進行尺寸測量，根據(jù)尺寸變化算出各組試件的體積變化率；對其表觀密度進行測試； 參照GB/T 1931-2009《木材含水率測定方法》得出各組試件的含水率；得到的相關數(shù)據(jù)見 表1。
[0037] 表1不同濃度NaOH溶液浸泡的稻草磚物理特性
[0038]
【主權項】
1. 稻草秸桿磚的制備方法，其特征在于： (1) 將稻草秸桿進行切割； (2) 將切割完成的稻草秸桿浸沒于質(zhì)量分數(shù)2% -5%的NaOH溶液中，攪拌均勻并浸泡 20-24小時； (3) 將浸泡好的稻草秸桿進行過濾，并用水清洗3-4次； (4) 在壓力大小為20-25kN下，將過濾好的稻草秸桿進行脫水處理和冷壓成型； (5) 將拆模后得到的磚在溫度為20-30°C，濕度45-80%環(huán)境的下進行自然養(yǎng)護20~ 25天，即得稻草秸桿磚。
2. 根據(jù)權利要求1所述稻草秸桿磚的制備方法，其特征在于：所述步驟（1)中稻草秸 桿長度為3-4cm。
3. 根據(jù)權利要求2所述稻草秸桿磚的制備方法，其特征在于：所述步驟⑵中NaOH溶 液溫度為10-40 °C。
4. 根據(jù)權利要求2所述稻草秸桿磚的制備方法，其特征在于：所述步驟⑵中NaOH溶 液質(zhì)量分數(shù)為5%的條件下浸泡24小時。
5. 根據(jù)權利要求1所述稻草秸桿磚的制備方法，其特征在于：所述步驟（4)中壓力保 持半小時后進行拆模。
6. 根據(jù)權利要求1所述稻草秸桿磚的制備方法，其特征在于：拆模后得到的磚自然養(yǎng) 護25天。
7. 由權利要求1-6任一項所述制備方法得到的稻草秸桿磚。
8. 權利要求7所述稻草秸桿磚在制備農(nóng)業(yè)建筑保溫材料中的應用。
【專利摘要】本發(fā)明涉及稻草秸稈磚的制備方法及其產(chǎn)品和應用。采用質(zhì)量分數(shù)為2％-5％NaOH溶液對稻草秸稈進行預處理，并從NaOH溶液浸泡濃度、溫度、浸泡時間、成型壓力大小、自然養(yǎng)護時間五個方面對稻草秸稈的制備方法進行了優(yōu)化，建立了最佳制備條件及方法。該制作方法簡便，成型后的產(chǎn)品體積變化小，密度小，防腐效果及熱工性能良好。利用這種制備方法把稻草秸稈制成草磚作為建筑墻體材料有助于提高建筑物的保溫隔熱性能，也更有利于其在建筑保溫方面的應用和推廣，特別適用于農(nóng)業(yè)建筑保溫方面的應用。
【IPC分類】E04C1-00, B27N3-08, E04B1-78
【公開號】CN104827545
【申請?zhí)枴緾N201510168838
【發(fā)明人】鮑安紅, 唐迪, 王馳, 黎桉君
【申請人】重慶寶紅農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年4月10日