[發明專利]一種改性生土建材及其制備方法

無效

• 申請號: 200810232911.1
• 申請日: 2008-10-24
• 公開（公告）號: CN101412612A
• 公開（公告）日: 2009-04-22
• 發明（設計）人: 錢覺時;賈興文;王琴;袁江;王智;唐祖全;別安濤;黃煜鑌
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: C04B28/14
• 分類號: C04B28/14;C04B14/10
• 代理公司: 重慶大學專利中心
• 代理人: 胡正順

技術領域

本發明屬于建筑材料技術領域，具體涉及生土建筑材料及其制備方法。

背景技術

中國的生土建筑已經具有6000多年的歷史，許多古老的生土建筑保存至今，成為中華文 明的見證和歷史瑰寶。生土建筑材料就地取材，不需要高溫焙燒，經過簡單加工就可以用于 修建生土建筑。而且生土建筑廢棄后，生土建材可以直接還田作為耕種土壤或再次用于修建 生土建筑，因此生土建材是一種可重復利用的節能環保材料。近年來，隨著農村經濟的快速 發展，農村居民對住宅的需求也日益增大，農村修建住宅使用的建筑材料主要是粘土磚、石 頭、混凝土砌塊和木材，逐漸摒棄了生土建材，生產這些材料不僅能耗很高而且還會破壞環 境。由于生土建材的生產能耗極低，僅為燒結粘土磚生產能耗的1％，為了環境保護和緩解 能源消耗的壓力，人們開始重新審視生土建筑和生土建材，研制節能環保的生土建筑材料具 有重要的意義。

傳統的生土建材和現代工業文明衍生出來的水泥基建筑材料以及燒結粘土磚相比，其強 度、耐水性等性能均明顯較差；但是生土建材具有可重復利用、取材容易、環境協調性以及 熱工性能好等特點，因此如果能夠利用現代工業技術改進古老的生土建材，使其獲得較高的 強度和良好的耐久性，就可能使生土成為廣大農村地區重要的建筑材料，也可能使傳統生土 建筑重新煥發生機。目前對生土建材的研究主要集中在利用水泥、石灰等膠凝材料對生土進 行改性，以提高生土建材的強度和耐久性，延長生土建筑的使用年限。如《低溫建筑技術》 2007年第2期(總第116期)中的“新疆高寒地區改性生土坯體墻體材料的試驗研究”一文， 公開的改性生土坯體組分及其比例為石灰∶粉煤灰∶水泥∶粘土＝7∶5∶2∶86。該改性生土建材具 有以下主要不足之處：①采用的改性材料為水泥和石灰工業產品，多消耗了寶貴的資源和能 源；②由于水泥和石灰均是強堿性材料，不利于生土建材廢棄后的循環再利用；③該材料的 組分多，材料消耗多，生產成本較高；④利用水泥或石灰改性的生土建材干燥收縮值高達40～ 50mm/m，可能導致改性生土建材墻體產生嚴重的、無法解決的開裂問題，使其美觀和熱工性 能明顯下降；⑤經水泥和石灰改性的生土建材的體積穩定性難以達到要求，在干濕變化較大 的環境中，其體積穩定性會逐漸變差，導致嚴重開裂，甚至喪失強度。

發明內容

本發明目的在于針對現有改性生土建材的不足之處，提供一種改性生土建材及其制備方 法，具有組分少，材料體積穩定性、抗裂性好，利用燃煤電廠的廢棄物，節約資源和能源， 方法簡單，成本較低，廢棄后的生土建材還可以循環再利用等特點。

本發明的機理：粘土中的礦物主要是α-石英，α-石英性質非常穩定，在水化過程中幾 乎不發生變化，因此可以將粘土視為惰性物質。煅燒石膏主要影響生土建材的早期強度，煅 燒石膏水化速度很快，使生土建材可以快速硬化，以獲得較高的早期強度，同時明顯降低生 土建材的干燥收縮值。固硫灰中含有燒粘土質礦物(活性SiO₂和Al₂O₃)和一定量的f-CaO和 II-CaSO₄，因此自身即可組成火山灰反應系統。與水混合后，固硫灰自身組分之間可以發生 火山灰反應，從而生成具有水硬性的物質，如C-S-H和鈣礬石等。固硫灰中f-CaO含量較高， f-CaO可以和燒粘土質礦物發生水化反應，而CaSO₄和固硫灰中的II-CaSO₄則起到了激發作用， CaO-SiO₂-Al₂O₃系統與CaSO₄和固硫灰中II-CaSO₄的水化相互影響。因此固硫灰中的 CaO-SiO₂-Al₂O₃系統的火山灰水化反應活性提高了生土建材的后期強度，同時也使生土建材具 有較好的耐水性。

實現本發明目的的技術方案是：一種改性生土建材的組分及其重量百分數為：

粘土：????????50～80％

固硫灰：??????10～30％

煅燒石膏：????10～20％

其中：粘土為一般粘土；固硫灰為燃煤電廠的流化床鍋爐燃燒后排放的燃煤灰渣；煅燒 石膏為燃煤電廠煙氣脫硫后的廢石膏或其他廢石膏經煅燒而成。