发明领域本发明属于建筑材料,更具体地说,涉及包含来自农业和林业残留物的生物质灰以及农工业残留物诸如杏仁壳或软木的砂浆组合物及其在建筑中的用途。发明背景欧盟循环经济行动计划的巨大挑战是尽可能长时间地最大限度地提高材料和资源的价值,通过转化或回收使其回归生命周期,从而最大限度地减少残留物的产生。循环经济与可持续密切相关,并且将其应用于建筑业是极重要的,因为该行业是资源消耗最大的行业之一,也是产生废物最多的行业之一。为了实现可持续建筑,必须考虑在从获得材料到使用的建筑方法的所有建筑步骤中发生的环境影响。通过使用原材料和可再生能源,减少用于开采自然资源的物质和能源的量以及适当管理、销毁或回收残留物,可以实现可持续发展。一个实例是农业残留物,其通常由稻草(叶和茎)和果皮构成。一些农业残留物还包括甘蔗渣、玉米芯、种子、豆荚和壳。可以说,大量的这些残留物是可用的并且通过对它们进行正确的选择和充分的处理,可以确定和提供具有巨大附加值的建筑材料[1]。现有技术中存在不同的文献,所述文献研究了来自农工业的有机残留物诸如杏仁壳[2]、软木屑[3]或稻壳[4]作为添加剂或一些组分的部分替代物用于制造混凝土、砂浆和建筑中使用的其它常规材料的可能用途。研究最多的用于建筑的农业残留物当中有稻壳,更具体地说是稻壳灰。通过谷壳堆肥的降解是缓慢的,消除这种残留物的方法之一是通过燃烧,其中基于燃烧的稻壳的重量产生约13%-29%的稻壳灰。在这种残留物中最突出的特征是其高二氧化硅含量,这使得其适用于水泥体系,如在大量研究中所显示的[5-8]。另一方面,关于稻草(其为茎、叶和根的集合)在建筑行业中的用途的研究[9]已经出现。稻草是没有经济价值的农业残留物,因此其不能被适当地处理,因为其通常在户外燃烧,除了颗粒污染外,还向大气中排放气体。焚烧稻草并没有解决这种残留物存在的全部问题,因为称为稻草灰的残留物仍然存在。所进行的研究[9]集中在分析稻草灰作为可能的火山灰材料在硅酸盐水泥(portland cement)混合物用作添加剂。然而,用稻草灰完全替代水泥尚未实现(评估了10-30%的替代品),因此,尽管其解决了一些环境问题,但其它问题诸如制造水泥的co2排放仍未解决。在报告的关于包含杏仁壳[2]代替砂的试验中,观察到除10%的替代(其最低程度地改善了对间接牵引的抗性)以及30%的替代(其改善了导热性)外,所述替代恶化了材料的特性。另外,杏仁壳的多孔性导致材料的吸水能力增强,影响其耐用性。换而言之,为了使建筑材料达到足够的和/或最佳的性能,有必要用杏仁壳(10-30%的杏仁壳)部分替代沙子,这意味着继续使用大量的沙子(在这种情况下介于70%与90%之间)。这是不利方面,因为近年来对沙子稀缺的关注增加了,并且开始有必要控制所述原材料的使用。因此,需要新的建筑材料,其在其组成中包含来自农业或林业活动的残留物的原材料,以及来自其它产业诸如农业-食品工业的副产物,其完全替代组分诸如砂子或水泥,获得用于更高效、可持续和高质量的建筑的更加生态得多的材料。发明描述本发明通过提供砂浆组合物解决了现有技术中存在的问题,在所述砂浆组合物中不像常规做法那样掺入沙子和水泥,而是使用农业和林业残留物的生物质灰以及农工业残留物诸如杏仁壳或软木来完全替代这些组分。这种替代是完全的,而不是现有技术中所描述的部分的。由于这种新的砂浆组合物,砂子资源的过度开发问题和与制造水泥的co2排放相关的环境问题得到了解决。另外,由于农业和林业生物质公司的污染残留物(灰分)的再利用,其问题得到了解决,适应了新的环境要求。本发明的砂浆组合物适应新的建筑条件和趋势,诸如使用3d打印机的建筑,以在尽可能短的时间内采用所需的形式,并因此实现了更高的效率和更低的建筑成本,从而进一步减少了其中使用其的工作的碳足迹。在第一方面,本发明涉及砂浆组合物,其包含来自农业和林业残留物的生物质灰、杏仁壳或软木的选定农工业残留物、树脂、选自氧化钙或碳酸钙的粘合剂和水。在本发明的另一方面,砂浆组合物的农工业残留物以粉末形式加入。在本发明的另一方面,本发明的砂浆组合物中来自农业和林业残留物的生物质灰是稻草灰。所用的树脂可以是与其最终用途相容的任何类型的树脂。在本发明的另一方面,砂浆组合物还包含合成纤维。此类纤维的一些实例是聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、聚酯纤维、尼龙纤维或聚氨酯纤维、碳纤维或包括碳纳米管或石墨烯的纤维。在本发明的另一方面,砂浆组合物还包含植物、动物或矿物来源的天然纤维。该组包括所有植物来源的纤维,诸如来自不同作物(诸如玉米、水稻或小麦)的秸秆纤维、竹纤维、种子(诸如棉花和椰子)或源自木材的纤维。至于动物来源的纤维,这些是从羊毛、毛发、丝绸和其它细丝中提取的。另一方面,矿物纤维包括玻璃纤维和贵金属纤维,诸如金和银。在本发明的另一方面,所述砂浆组合物还包含金属纤维。所述纤维(合成纤维、天然纤维和金属纤维)将根据组合物的最终应用来进行选择。在本发明的另一方面,所述砂浆组合物还包含添加剂,其选自塑化剂或超塑化剂、保水剂、增稠剂、生物杀灭剂、分散剂、防水剂、颜料、促进剂和/或缓凝剂或其混合物。这些添加剂以任何相容的形式(诸如粉末、凝胶或液体形式)掺入本发明的组合物中。另一方面,本发明涉及上述砂浆组合物作为建筑材料的用途。另一方面,所述组合物可用作涂料砂浆(coating mortar)。所述组合物可用作所有类型的墙体和侧壁的涂层和装饰,既可用于外部也可用于内部,以及用于新工作、改造或修复。在最后一个方面,所述组合物可以用作砌筑砂浆。换而言之,所述组合物可用于在墙体、柱子和隔断上对砌筑件进行灌浆和固定。实施方案的描述在已经描述了本发明后,通过下面的实施例进一步说明了本发明。下述实施例的目的是说明本发明,而不是由此限制其范围。实施例1用本发明的砂浆组合物制备样品,更具体地,具有以下组成的样品:275g来自林业和农业残留物的生物质灰、200g粉末形式的杏仁壳、150g cao、200g树脂和250g水。随后,根据une-en-1015标准,用样品进行了与砌筑砂浆试验相关的不同测试。更具体地,进行测试以确定硬化的砂浆的干表观密度(标准une-en-1015-10)、硬化的砂浆的抗弯曲性和抗压缩性(标准une-en-1015-11)以及硬化的砂浆的毛细吸水系数(标准une-en-1015-18)。获得的值如表1所示。表1.在对本发明的砂浆组合物样品进行的测试中获得的结果 特性 量级 标准une 抗压强度(mpa) >5 en 1015-11 <![cdata[毛细管吸水率(kg/m<sup>2</sup>·min<sup>0.5</sup>)]]> <0.3 en 1015-18 <![cdata[表观干密度(kg/m<sup>3</sup>)]]> <900 en 1015-10 考虑到所获得的值,根据une-en 998-1标准对砂浆进行分类,所述标准根据其抗压强度和其毛细管吸水率对该材料进行分类。分类和值见表2。表2.本发明的砂浆组合物的根据une en 998-1标准的值和类别本发明的砂浆组合物的毛细管吸水值(w 1类)表明其可用作具有中等耐过滤性的涂料。考虑到获得的抗压强度值(见表1或表2)和une-en 998-2标准对砌筑砂浆规格的分类,本发明的砂浆组合物将被分类为m-5。这一分类表明砂浆可用作普通砌筑砂浆。总之,获得的结果表明本发明的砂浆组合物具有用于建筑的合适的物理和化学性能。参考文献[1]j.roselló,l.soriano,m.p.santamarina,j.l.akasaki,j.monzó,and j.payá,“rice straw ash a potential pozzolanic supplementary material for cementingsystems,”lnd.crops prod.,vol.103,pp.39-50,2017.[2]molina salinas,javier eduardo;eguez,hugo.“adición de ceniza decascarilla de arroz en hormigón compactado con rodillo”.2002.tesis delicenciatura.[3]gonzález,b.,et al.“ensayos de hormigones fabricados con polvo decorcho”.materiales de construcción,2007,vol.57,no 286,p.83-90.[4]bustos,arturo.“aprovechamiento de residuos orgánicos(cáscara dealmendra)para sustitución de árido grueso en la elaboración de hormigónconvencional”.anales de edificación,2016,vol.2,no 3,p.1-8.[5]r.khan,a.jabbar,i.ahmad,w.khan,a.n.khan,and j.mirza,“reduction inenvironmental problems using rice-husk ash in concrete,”constr.build.mater.,vol.30,pp.360-365,2012.[6]g.rodríguez de sensale,“effect of rice-husk ash on dufability ofcementitious materials,”cem.concr.compos.,vol.32,no.9,pp.718-725,2010.[7]b.h.abu bakar,m.j.megat azmi,and p.j.ramadhansyah,“effect of ricehusk ash fineness on the chamical and physical properties of concrete,”mag.concr.res.,vol.63,no.5,pp.313-320,2011.[8]f.baeza,j.payá,o.galao,j.m.saval,and p.garc6s,“blending ofindustrial waste from different sources as partial substitution of portlandcement in pastes and mortars,”constr.build.mater.,vol.66,no.66,pp.645-653,2014.[9]samantha elizabeth hidalgo astudillo“evaluación de la reactividadpuzolánica de la ceniza de paja de arroz”.de la construcción yproyectos de ingenieria civil.universidad politécnica de valencia(2018).
背景技术:
技术实现思路
1.一种用于建筑的砂浆组合物,其特征在于包含来自农业和林业残留物的生物质灰、选自杏仁壳或软木的农工业残留物、树脂、选自氧化钙或碳酸钙的粘合剂和水。
2.根据权利要求1的砂浆组合物,其特征在于将所述农工业残留物以粉末形式添加到所述组合物中。
3.根据权利要求1或2中任一项的砂浆组合物,其特征在于所述农业和林业残留物的生物质灰是稻草灰。
4.根据权利要求1至3中任一项的砂浆组合物,其特征在于所述组合物还包含合成纤维。
5.根据权利要求1至3中任一项的砂浆组合物,其特征在于所述组合物还包含植物、动物或矿物来源的天然纤维。
6.根据权利要求1至3中任一项的砂浆组合物,其特征在于所述组合物还包含金属纤维。
7.根据权利要求1至6中任一项的砂浆组合物,其特征在于所述组合物还包含选自下组的添加剂:塑化剂或超塑化剂、保水剂、增稠剂、生物杀灭剂、分散剂、防水剂、颜料、促进剂和/或缓凝剂或其混合物。
8.根据权利要求1至7中任一项的砂浆组合物作为建筑砂浆的用途。
9.根据权利要求8的用途,其作为涂料砂浆。
10.根据权利要求8的用途,其作为砌筑砂浆。
