[發(fā)明專利]一種利用納米纖維素預(yù)浸技術(shù)的大摻量秸稈混凝土制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111167190.2
• 申請日: 2021-10-04
• 公開（公告）號: CN113831084A
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 呂春;劉杰;張彥明
• 申請（專利權(quán)）人: 齊齊哈爾大學(xué)
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C04B24/38;C04B18/24;C04B14/06;C04B18/08;C04B20/10
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一種利用納米纖維素預(yù)浸技術(shù)的大摻量秸稈混凝土制備方法，其組成材料包括水泥、粉煤灰、納米硅粉、玉米秸稈、中砂、納米纖維素、減水劑，水，其步驟包括玉米秸稈加工粉碎成秸稈顆粒；確定秸稈混凝土的配合比質(zhì)量摻量；按攪拌機每罐攪拌混凝土的投料量，稱量各組分的原材料質(zhì)量；納米纖維素及總量三分之一的自來水投入強制式攪拌機內(nèi)，加入玉米秸稈顆粒預(yù)浸，完成預(yù)浸的玉米秸稈顆粒排出攪拌罐靜置；水泥、粉煤灰、納米硅粉、中砂分別投入強制式攪拌機內(nèi)；均勻地倒入剩余的三分之二自來水，減水劑繼續(xù)進(jìn)行攪拌；加入預(yù)浸完成的玉米秸稈顆粒繼續(xù)進(jìn)行攪拌；將已經(jīng)攪拌完成的混凝土投入砌塊模具中進(jìn)行機械振搗擠壓成型。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于建筑工程技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種利用納米纖維素預(yù)浸技術(shù)的大摻量秸稈混凝土制備方法。

背景技術(shù)

近年來，農(nóng)作物玉米、稻草等秸稈廢棄物作為混凝土材料的集料的研究越來越多。申請?zhí)朇N202010365444.0發(fā)明專利，公開了一種保溫秸稈混凝土建筑墻體材料及制備方法,其主要步驟包括，秸稈研磨粉碎,得到秸稈粉碎料；將秸稈粉碎料中加入生石灰,攪拌,得到第一混和料；第一混和料中加入水泥、水,攪拌均勻,得到秸稈水泥混合物,即為保溫秸稈混凝土的建筑墻體材料；將秸稈水泥混合物放入模具,固化,脫模,得到秸稈混凝土砌塊。申請?zhí)朇N201510354062.7發(fā)明專利，公開了一種玉米秸稈混凝土輕骨料制備方法,采用水對玉米秸稈骨料預(yù)潤濕，采用乳液型界面劑噴灑浸漬，與水泥干粉攪拌預(yù)裹顆粒,添加水泥用量30％的一級粉煤灰作為摻和料，采用塑料薄膜覆蓋養(yǎng)生48小時以上，噴涂防水劑，干燥后作為粗骨料配制輕骨料混凝土。

由于秸稈材料的特性，其組成成分包括纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、果膠等天然有機物，與水泥基等無機材料粘結(jié)性較差。秸稈內(nèi)部糖分影響水泥的水化速度，對其早期強度有很大影響。因而，采用上述常規(guī)的方法制備得到的混凝土材料，一般秸稈的摻量均很低，為水泥質(zhì)量摻量的3％以內(nèi)，且其硬化后的混凝土抗壓強度較低，對其建筑工程應(yīng)用的影響較大。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供了一種利用納米纖維素預(yù)浸技術(shù)的大摻量秸稈混凝土制備方法。秸稈質(zhì)量摻量達(dá)到水泥膠凝材料的10％以上，體積摻量達(dá)到水泥膠凝材料的50％以上。大摻量秸稈混凝土制成砌塊可替代傳統(tǒng)的粘土實心磚及其他材料砌塊，用于寒區(qū)農(nóng)村住宅建筑，達(dá)到就地取材，減輕墻體重量，降低建筑造價，提高建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能，減少因秸稈焚燒造成的環(huán)境污染的目的。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種利用納米纖維素預(yù)浸技術(shù)的大摻量秸稈混凝土制備方法，通過納米纖維素預(yù)浸秸稈技術(shù)，改善秸稈中纖維。

素纖維與水泥基體材料的相容性，誘導(dǎo)水泥水化物凝膠依附纖維素纖維表面生長，增強其界面粘結(jié)力。納米纖維素具有超吸水性，可補充水泥基體水化后期水分的不足，使水泥基體充分水化。水泥基體內(nèi)的依附在秸稈表面的納米纖維素周圍可誘導(dǎo)產(chǎn)生大量水泥水化凝膠，填充基體微裂縫和空隙，減少了水泥基體水化初期干縮裂縫。依附在秸稈表面的納米纖維素纖維與水泥水化凝膠尺度相匹配，可以誘導(dǎo)水泥基體水化凝膠依附在納米纖維素表面，使其與秸稈顆粒相互聯(lián)結(jié)融合生長，形成水泥基體內(nèi)結(jié)構(gòu)均勻連續(xù)凝膠相。水泥基體水化物及納米硅粉凝膠能將依附在秸稈表面的納米纖維素纖維完全包埋，避免了宏觀尺度纖維素纖維和微晶纖維素纖維帶來的體積不穩(wěn)定的負(fù)面影響，可進(jìn)一步提高復(fù)合材料的性能。

膠凝材料采用P·O 42.5普通硅酸鹽水泥；成熟新鮮干燥的玉米秸稈加工粉碎成0.3～5mm的秸稈顆粒；天然中砂細(xì)度模數(shù)2.2～2.6；羥丙基甲基纖維素，粒徑尺寸10～100nm；納米硅粉，粒徑尺寸10～100nm；聚羧酸高性能減水劑，減水率為30％；摻和料選用I級粉煤灰，其45μm篩余量(％)的細(xì)度指標(biāo)不大于12％；普通自來水。

一種利用納米纖維素預(yù)浸技術(shù)的大摻量秸稈混凝土制備方法，其組成材料包括水泥、粉煤灰、納米硅粉、玉米秸稈、中砂、納米纖維素、減水劑，水，步驟如下：

A.玉米秸稈加工粉碎成秸稈顆粒，粒徑為0.3～5mm；