【技术实现步骤摘要】
本申请涉及建筑材料领域，更具体地说，它涉及一种生物质复合水泥及其制备方法。
技术介绍
1、为了缓解植物废弃物、木材废弃物、农作物秸秆等生物质固废物对生态环境造成的压力，促使生物质资源得到合理应用，变废为宝，解决生物质资料的再利用问题。在现有技术中，将生物质固废物与聚丙烯、聚乙烯等高分子塑料混合，经过挤压、注塑等工艺生产出复合材料，应用于建材、物流包装等行业中。
2、但是当将生物质资源应用到水泥砂浆等建筑材料中时，由于秸秆等植物废弃物中与水泥基体之间的界面结合不牢固，到时水泥混合料固化时容易发生体积收缩，进而引起水泥开裂或变形的现象，降低水泥混合料的力学性能，缩短水泥的使用寿命。
技术实现思路
1、为了改善生物质与水泥基体之间的结合，本申请提供一种生物质复合水泥及其制备方法。
2、第一方面，本申请提供一种生物质复合水泥，采用如下的技术方案：
3、一种生物质复合水泥，包括以下重量份的原料：生物质30-40份，水泥40-50份，粉煤灰10-20份，水10-15份，甲酸钙0.5-1份，碳酸钙1-3份，多糖类化合物3-5份，碱性激发剂0.1-0.3份，减水剂0.5-1份；所述甲酸钙和碳酸钙的表面包覆有纳米二氧化硅。
4、通过采用上述技术方案，通过在水泥基体中添加适量的碱性激发剂，能够提高水泥的活性，增强水泥与生物质等其他组分的反应效率，提高复合水泥的早期强度，减少复合水泥混合料中水化产物的孔隙率，提高复合水泥的密实性和耐久性，减少水泥的开裂和变
5、优选的，所述生物质为木质素提取物，所述木质提取物来源于秸秆、木材废弃物、玉米芯、造纸废渣。
6、通过采用上述技术方案，在秸秆、木材废弃物、玉米芯、造纸废渣中提取适量的木质素，能够在复合水泥体系中形成纤维网络结构，增强水泥的抗拉强度和韧性，降低水泥的脆性，减少复合水泥混合料在固化中产生的收缩裂缝，提高复合水泥的使用寿命。
7、优选的，所述木质素提取物的提取方法，包括以下具体步骤：
8、预先将秸秆、木材废弃物、玉米芯、造纸废渣粉碎，加入水混合形成混合料，在混合料中加入四甲基氢氧化铵进行蒸煮，得到固液混合料，然后将固液混合料进行真空抽滤，取滤液加酸调节ph至酸性，然后加压浓缩，得到浓缩液，将浓缩液进行稀释后固液分离，然后取固体进行水洗去酯化，干燥制得木质素提取物。
9、通过采用上述技术方案，通过碱溶液从秸秆、木材废弃物、玉米芯、造纸废渣等生物质材料中提取木质素，能够提高木质素的提取率和活性，提高木质素提取物的完整性，进而促使木质素提取物能够更好的与水泥基体结合，提高复合水泥的密实度、强度和抗开裂性能。
10、优选的，所述多糖类化合物包括海藻酸钠、壳聚糖、淀粉、黄原胶中的至少一种。
11、通过采用上述技术方案，以海藻酸钠、壳聚糖、淀粉、黄原胶为主的多糖类化合物添加到复合水泥混合料中，在水分中充分溶解侯及时将水分包裹，具有吸水保水的效果，促进水化产物的产生和种类，提高复合水泥的致密度和强度。
12、优选的，所述碱性激发剂为氧化钙、碳酸钠和水玻璃的混合物，所述氧化钙、碳酸钠和水玻璃的质量比为(1-2)：(1-3)：0.5。
13、通过采用上述技术方案，水玻璃中的二氧化硅能够对复合水泥中的水化反应具有延缓作用，促使复合水泥混合料形成更致密的水化产物，提高复合水泥的后期强度。使用氧化钙、碳酸钙与水玻璃复配作为激发剂，一方面降低水玻璃的使用量，减少生产成本。另一方面，氧化钙能够弥补单一碳酸钠带来的复合水泥强度的下降，促进复合水泥中的水化反应，增强水泥和其他组分的活性，进而提高复合水泥的强度。
14、优选的，所述减水剂包括以下重量份的原料：丙烯酸20-30份，甲基丙烯酸10-20份，聚乙二醇单甲醚30-40份，对甲苯磺酸1-3份，对苯二酚0.1-0.3份。
15、通过采用上述技术方案，使用适量丙烯酸代替甲基丙烯酸，能够降低减水剂的生产成本。同时聚乙二醇单甲醚大分子单体能够形成聚醚侧链，促使形成的聚羧酸减水剂能够与水泥基体具有较强的吸附力，促使复合水泥混合料具有较好的分散性和流动保持性，提升后期减水率和分散性，减少泌水，提高复合水泥的强度。
16、第二方面，本申请提供一种生物质复合水泥的制备方法，采用如下的技术方案：
17、一种生物质复合水泥的制备方法，包括以下具体步骤：
18、s1：预先将碳酸钙和甲酸钙、水混合形成浆料，超声分散，加热后在浆料中加入硅酸钠溶液混合，形成混合反应液，并向混合反应液中鼓入二氧化碳气体，调节混合反应液ph值至碱性，反应陈化后，过滤洗涤，即在甲酸钙、碳酸钙的表面包覆一层二氧化硅；
19、s2：将生物质、水泥、粉煤灰、水、多糖类化合物、表面包覆二氧化硅的甲酸钙和碳酸钙混合，搅拌均匀后加入碱性激发剂、减水剂，继续搅拌均匀，得到生物质复合水泥。
20、通过采用上述技术方案，各组分具有较好的反应活性，促使复合水泥具有较好的强度和密实度，减少复合水泥开裂的现象。
21、优选的，所述加热温度为50-90℃。
22、优选的，所述甲酸钙、碳酸钙的质量之和与二氧化硅的质量比为1：(0.3-0.5)。
23、综上所述，本申请具有以下有益效果：
24、1、由于本申请采用通过在甲酸钙和碳酸钙的表面包覆纳米二氧化硅，减少复合水泥混合料中颗粒团聚的现象，提高复合水泥的分散性和致密度，减少复合水泥的孔隙和开裂。通过使用碱性激发剂增强复合水泥混合料中各组分的反应活性，提高复合水泥的早期强度，同时利用多糖化合物降低复合水泥的收缩率，减少裂缝的产生。
25、2、本申请中利用碱溶液从秸秆、木材废弃物、玉米芯、造纸废渣等生物质材料中提取木质素，在复合水泥体系中形成纤维网络结构，增强水泥的韧性和拉伸强度，降低水泥的脆性，进而减少复合水泥收缩裂缝的产生，减少复合水泥开裂的现象。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种生物质复合水泥，其特征在于，包括以下重量份的原料：生物质30-40份，水泥40-50份，粉煤灰10-20份，水10-15份，甲酸钙0.5-1份，碳酸钙1-3份，多糖类化合物3-5份，碱性激发剂0.1-0.3份，减水剂0.5-1份；所述甲酸钙和碳酸钙的表面包覆有纳米二氧化硅。
2.根据权利要求1所述的生物质复合水泥，其特征在于：所述生物质为木质素提取物，所述木质提取物来源于秸秆、木材废弃物、玉米芯、造纸废渣。
3.根据权利要求2所述的生物质复合水泥，其特征在于：所述木质素提取物的提取方法，包括以下具体步骤：
4.根据权利要求1所述的生物质复合水泥，其特征在于：所述多糖类化合物包括海藻酸钠、壳聚糖、淀粉、黄原胶中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的生物质复合水泥，其特征在于：所述碱性激发剂为氧化钙、碳酸钠和水玻璃的混合物，所述氧化钙、碳酸钠和水玻璃的质量比为（1-2）：（1-3）：0.5。
6.根据权利要求1所述的生物质复合水泥，其特征在于：所述减水剂包括以下重量份的原料：丙烯酸20-30份，甲基丙烯酸10-20份
7.一种如权利要求1-6任一项所述的生物质复合水泥的制备方法，其特征在于：包括以下具体步骤：
8.根据权利要求7所述的生物质复合水泥的制备方法，其特征在于： 所述加热温度为50-90℃。
9.根据权利要求7所述的生物质复合水泥的制备方法，其特征在于：所述甲酸钙、碳酸钙的质量之和与二氧化硅的质量比为1：（0.3-0.5）。
...【技术特征摘要】
1.一种生物质复合水泥，其特征在于，包括以下重量份的原料：生物质30-40份，水泥40-50份，粉煤灰10-20份，水10-15份，甲酸钙0.5-1份，碳酸钙1-3份，多糖类化合物3-5份，碱性激发剂0.1-0.3份，减水剂0.5-1份；所述甲酸钙和碳酸钙的表面包覆有纳米二氧化硅。
2.根据权利要求1所述的生物质复合水泥，其特征在于：所述生物质为木质素提取物，所述木质提取物来源于秸秆、木材废弃物、玉米芯、造纸废渣。
3.根据权利要求2所述的生物质复合水泥，其特征在于：所述木质素提取物的提取方法，包括以下具体步骤：
4.根据权利要求1所述的生物质复合水泥，其特征在于：所述多糖类化合物包括海藻酸钠、壳聚糖、淀粉、黄原胶中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的生物质...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹秉权，甄相德，贾风敏，赵艾立，冯振花，郭卫红，赵姣，左然然，逯兵臣，王月，韩连国，甄霄霄，
申请(专利权)人：邢台建德水泥有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。