稻草秸秆砖的制备方法及其产品和应用技术

本发明专利技术涉及稻草秸秆砖的制备方法及其产品和应用。采用质量分数为2％-5％NaOH溶液对稻草秸秆进行预处理，并从NaOH溶液浸泡浓度、温度、浸泡时间、成型压力大小、自然养护时间五个方面对稻草秸秆的制备方法进行了优化，建立了最佳制备条件及方法。该制作方法简便，成型后的产品体积变化小，密度小，防腐效果及热工性能良好。利用这种制备方法把稻草秸秆制成草砖作为建筑墙体材料有助于提高建筑物的保温隔热性能，也更有利于其在建筑保温方面的应用和推广，特别适用于农业建筑保温方面的应用。

【技术实现步骤摘要】
稻草秸秆砖的制备方法及其产品和应用
本专利技术属于建筑材料领域，具体涉及一种稻草秸秆砖的制备方法及其产品和应用。
技术介绍
随着建筑节能和环境保护要求的不断提高，世界各国对建筑节能技术给予了充分的重视。近三十年来，各国在建筑设计和施工、新型建筑保温材料的开发和应用、建筑节能法规的制定和实施、建筑节能产品的认证和管理等方面做了很多的工作，不但节省了大量的能源，取得了可观的经济效益，同时改善了环境，降低了对大气臭氧层的破坏。根据最新的资料统计，全国农作物副产的秸秆每年有7亿吨，居世界首位。但是我国目前对这些秸秆的开发利用率还比较低，大量的秸秆在田间焚烧，既造成严重的大气污染，破坏了生态环境，又浪费了宝贵的可再生资源。随着我国对建筑节能工作的逐步重视，新型建材对取代黏砖，节约土地，保护子孙后代的生存条件具有重要意义，农业秸秆作为新型建筑材料是完全可行的。新型秸秆墙体材料有望成为建筑材料中的一支重要方面军。稻草秸秆是一种绿色环保的可再生资源，把稻草秸秆制成草砖作为建筑墙体材料有助于提高建筑物的保温隔热性能。草砖制作成型的方式一般有以下三种：1、打捆机压缩秸秆后用金属网绑扎的普通草砖成型；2、用秸秆、石灰浆、水按一定配合比混合后压缩成型；3、高温蒸压秸秆后压缩成型。从制作工艺的简便性、成型后的体积变化及防腐效果和热工性能等多方面综合考虑，方法一操作麻烦，稻草之间的粘接能力较差，成型后的草砖因为金属网的存在重量较大不利于施工，并且防腐能力较差。方法二成型后的草砖自重较大，结构组成复杂，将对其保温性能造成影响。方法三成型所需外界条件较高，从而提高了制作成本。由此可见现有的3种方法各有缺陷，不能很好的发挥草砖的作用，现需要一种克服上述缺陷的制备方法。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的之一在于提供一种稻草秸秆砖的制备方法，该方法制作工艺更简便，得到的稻草秸秆砖成型后体积变化小，防腐效果和热工性能较好；目的之二在于提供一种稻草秸秆砖；目的之三在于提供该稻草秸秆砖在制备农业建筑保温材料中的应用。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：稻草秸秆砖的制备方法，其步骤如下：(1)将稻草秸秆进行切割；(2)将切割完成的稻草秸秆浸没于质量分数2％-5％的NaOH溶液中，搅拌均匀并浸泡20-24小时；(3)将浸泡好的稻草秸秆用筛网进行过滤，并用水清洗3-4次，将降解的稻草纤维素、半纤维素、木质素等成分过滤掉，同时降低稻草秸秆表面NaOH溶液的浓度，减少后面其对模具的影响；(4)在压力为20-25kN下，对过滤好的稻草秸秆进行脱水处理和冷压成型，脱水处理中的水经过引流装置进行收集后进行回收利用；(5)将拆模后得到的砖在温度为20-30℃，湿度45-80％环境下进行自然养护20～25天，即得稻草秸秆砖。进一步，将收集回的稻草秸秆处理为3-4cm长度，通过前期模拟不同长度秸秆制砖试验表明该长度范围内的稻草秸秆软化成型效果更明显。进一步，所述步骤(2)氢氧化钠溶液温度为10-40℃。进一步，将收集回的稻草秸秆，使用质量分数5％的NaOH溶液浸泡24小时。进一步，对稻草秸秆进行脱水处理和冷压成型时，压力保持半小时后进行拆模。进一步，拆模后得到的砖自然养护25天。采用质量分数2％-5％氢氧化钠溶液碱性处理稻草秸秆的成型方法。其原理为：氢氧化钠的强碱性能很好的降解稻草中纤维素、半纤维素、木质素等成分，秸秆经碱性处理后表面形貌发生很大变化，内、外表面由光滑、紧密状变成有凹凸裂纹状、比表面积增加，横截面蜂窝状结构消失，表面蜡质及连接纤维的部分木质素、半纤维素等成分被去除，接触角变小，表面能和粘附功变大,使其很好的粘接在一起，便于压缩成型；软化后的草砖结构为密实的稻草秸秆，能起到很好的保温效果；氢氧化钠溶液的强碱性本身就具备很好的杀菌防腐能力，从而使得制成的草砖满足防腐要求。利用所述制备方法制得的草砖在农业建筑保温方面的应用，将草砖与空心混凝砖复合，组成草砖混凝土复合砌块，达到既能保温又能承重的复合砌块，主要应用于农村建筑。本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供了一种稻草秸秆砖的制备方法，该制作方法简便，成型后的稻草秸秆砖体积变化小，密度小，防腐效果及热工性能良好，并且该方法使用的稻草秸秆资源丰富，成本低，有利于大规模生产。本专利技术制成的稻草秸秆砖作为建筑墙体材料有助于提高建筑物的保温隔热性能，将其与空心混凝土组成复合砌块，这种草砖混凝土复合砌块不仅具有保温隔热性能也具备一定的承重能力，其有利于在农业保温建筑材料中的应用和推广。附图说明为了使本专利技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本专利技术提供如下附图进行说明：图1为质量分数3％氢氧化钠浸泡制得的稻草砖导热系数测试曲线；图2为质量分数3％氢氧化钠浸泡制得的稻草砖导热热阻测试曲线；图3为所制得稻草秸秆砖的成品图；图4为草砖和混凝土空心砌块复合后用ANSYS模拟出的导热分析图；具体实施方式下面将结合附图，对本专利技术的优选实施例进行详细的描述。稻草秸秆砖的新型制备方法，其步骤如下：(1)将稻草秸秆进行切割；(2)将切割完成的稻草秸秆浸没于NaOH溶液中，搅拌均匀并浸泡一段时间；(3)将浸泡好的稻草秸秆进行过滤，并用水清洗3-4次；(4)将过滤好的稻草秸秆进行脱水处理和冷压成型；(5)将拆模后得到的砖进行自然养护，即得稻草秸秆砖。实施例1稻草秸秆砖的制备方法条件的优化本专利技术从NaOH溶液浸泡浓度、温度、浸泡时间、成型压力大小、自然养护时间五个方面对稻草秸秆的制备方法进行了优化，建立了最佳制备条件及方法，并通过测定其物理特性及导热系数证实了方法的可靠性。1、NaOH溶液浸泡浓度的确定为了探究不同浓度氢氧化钠溶液对稻草砖物理特性的影响，用质量分数1％、2％、3％、4％，5％、6％、7％，8％的氢氧化钠溶液对稻草秸秆进行浸泡软化处理后分别压制成8组试件，每组3个。尺寸统一为：160×40×40mm，拆模后分别进行标注。养护完成后对8组试件进行尺寸测量，根据尺寸变化算出各组试件的体积变化率；对其表观密度进行测试；参照GB/T1931-2009《木材含水率测定方法》得出各组试件的含水率；得到的相关数据见表1。表1不同浓度NaOH溶液浸泡的稻草砖物理特性由表1可知在8组试件中，随着氢氧化钠浸泡溶液浓度的提高，稻草砖体积收缩率增大；其表观密度和含水率随之升高。1％-5％试件中的稻草砖含水率都在秸秆的公定含水率10％以内，且体积收缩率和表观密度都较小，1％试件与2％试件各项数据相差无几，但1％NaOH溶液浸泡后的稻草秸秆之间粘结力不够，成型比较困难，容易解体；6-8％试件中的稻草砖含水率都在秸秆的公定含水率10％以上，体积收缩率和表观密度相对前面五组试件上升较大，且随着NaOH溶液浓度过高，成本也随之增加，且不易处理。综合全面因素考虑，本专利技术采用2％-5％浓度的氢氧化钠溶液浸泡稻草压缩制成的草砖体积变化率较低，成型效果好，且粘结和防腐效果优异；其密度远远小于农村建筑常用的混凝土砌块(1900-2500kg/m3)和烧结砖(800-1100kg/m3)，不仅减轻了房屋自重，也便于施工，加快施工进度。2、浸泡温度的确定通过用各种温度条件下的氢氧化钠对稻草秸秆进行浸泡，发现秸秆经碱性处理后表面形貌均有一定程度的变化，内、外表面由光滑、本文档来自技高网...

【技术保护点】
稻草秸秆砖的制备方法，其特征在于：(1)将稻草秸秆进行切割；(2)将切割完成的稻草秸秆浸没于质量分数2％‑5％的NaOH溶液中，搅拌均匀并浸泡20‑24小时；(3)将浸泡好的稻草秸秆进行过滤，并用水清洗3‑4次；(4)在压力大小为20‑25kN下，将过滤好的稻草秸秆进行脱水处理和冷压成型；(5)将拆模后得到的砖在温度为20‑30℃，湿度45‑80％环境的下进行自然养护20～25天，即得稻草秸秆砖。

【技术特征摘要】
1.稻草秸秆砖的制备方法，其特征在于：（1）将稻草秸秆进行切割；（2）将切割完成的稻草秸秆浸没于质量分数2%-5%，温度为10-40℃的NaOH溶液中，搅拌均匀并浸泡20-24小时；（3）将浸泡好的稻草秸秆进行过滤，并用水清洗3-4次；（4）在压力大小为20-25kN下，将过滤好的稻草秸秆进行脱水处理和冷压成型；（5）将拆模后得到的砖在温度为20-30℃，湿度45-80%环境的下进行自然养护20~25天，即得稻草秸秆砖。2.根据权利要求1所述稻草秸秆砖的制备方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍安红，唐迪，王驰，黎桉君，
申请(专利权)人：重庆宝红农业开发有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;85