[发明专利]一种秸秆纤维增强的喷涂式磷石膏基防火砂浆及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种秸秆纤维增强的喷涂式磷石膏基防火砂浆，其特征在于，由以下原材料按照重量百分比配制而成：

所述复合胶凝材料由改性磷石膏、改性耐火水泥和蓝晶石矿物微粉组成，且三者的质量比为6:4:5～10:4:7；所述改性磷石膏是采用质量分数3～5％的30～45℃的草酸水溶液溶解磷石膏，经搅拌后置于超声设备中超声25～35min，然后经过滤、水洗后置于30～40℃下烘干而成的；所述改性耐火水泥，是将纳米碳化硅和耐火水泥进行搅拌和超声波分散处理得到的，其中耐火水泥为低钙铝酸盐耐火水泥或钙镁铝酸盐水泥，且纳米碳化硅和耐火水泥的质量比为1:17～20；所述蓝晶石矿物微粉中蓝晶石的质量占比为40～55％。

2.根据权利要求1所述的一种秸秆纤维增强的喷涂式磷石膏基防火砂浆，其特征在于：所述轻质细集料由矿渣微粉陶砂、中空玻化微珠和蛭石粉组成，三者的质量比为1:1:1～2:4:1。

3.根据权利要求2所述的一种秸秆纤维增强的喷涂式磷石膏基防火砂浆，其特征在于，所述矿渣微粉陶砂的制备工艺为：先将矿渣进行破碎，其粒度控制在≤7mm，然后加入低品位镁渣粉进行配料计量，通过带烘干的球磨机粉磨，再制成3mm以下粒径的料球，然后通过变径回转窑于980℃～1100℃下烧胀处理2～3小时后冷却4～6小时，最后筛选出粒径在5㎜以下的矿渣微粉陶砂；所述中空玻化微珠的粒径为0.5～2mm，密度为100～300kg/m³，所述蛭石粉的粒径为0.2～0.5mm。

4.根据权利要求3所述的一种秸秆纤维增强的喷涂式磷石膏基防火砂浆，其特征在于：制备矿渣微粉陶砂时，最后筛选所得矿渣微粉陶砂的粒径优选为2～4.5mm。

5.根据权利要求1所述的一种秸秆纤维增强的喷涂式磷石膏基防火砂浆，其特征在于：所述有机硅烷偶联剂采用乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷粉体，所述高性能复配减水剂是由聚羧酸酯类高性能减水剂和脂肪醇磺酸盐高效减水剂复配而成的，其复配质量比例为1:3～1:5，所述高分子聚合物为可再分散胶粉、甲基纤维素(CMC)、羧丙基甲基纤维素(HPMC)和聚乙二醇(PEG)中的一种或一种以上的复合。

6.根据权利要求1所述的一种秸秆纤维增强的喷涂式磷石膏基防火砂浆，其特征在于：所述碳纤维的强度为1.5～2.5GPa，模量为220～250GPa，长度为2～5mm；所述秸秆纤维是通过将稻草秸秆、小麦秸秆或玉米秸秆粉碎后采用20～25℃的碳酸钠溶液碱化预处理2～3小时，然后于30～40℃下超声清洗过滤0.5～1小时后采用20～25℃柠檬酸中和处理0.5～1小时，最后于90～120℃下烘干加工后制成的，该秸秆纤维的长度为0.5～3mm，密度为300～550kg/m³。

7.一种如权利要求1-6中任一项所述的秸秆纤维增强的喷涂式磷石膏基防火砂浆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、复合胶凝材料和轻质细集料的制备：先将复合胶凝材料按质量配比复合搅拌4～7分钟装袋待用，再将轻质细集料按质量配比混合搅拌7～9分钟装袋待用；

步骤二、将制备好的复合胶凝材料置于搅拌设备内搅拌2～3分钟，然后按质量配比向其中加入轻质细集料继续搅拌4～6分钟，之后再投入高分子聚合物搅拌3～5分钟；

步骤三、继续向搅拌设备中投入有机硅烷偶联剂和高性能复配减水剂，搅拌8～10分钟；最后投入碳纤维和秸秆纤维，继续搅拌4～6分钟，即得到秸秆纤维增强的喷涂式磷石膏基轻质防火砂浆干粉料。

8.一种如权利要求1-6中任一项所述的秸秆纤维增强的喷涂式磷石膏基防火砂浆的应用，其特征在于：将所述防火砂浆直接应用于钢结构建筑。

9.根据权利要求8所述的秸秆纤维增强的喷涂式磷石膏基防火砂浆的应用，其特征在于：具体的，将防火砂浆干粉料投入自动搅拌喷涂一体化设备中，搅拌4-5分钟，再加适量水搅拌后进行喷涂施工即可，其中加水量与干粉料的重量比为1:1～3；加水搅拌至稠度为85～102。

10.根据权利要求9所述的秸秆纤维增强的喷涂式磷石膏基防火砂浆的应用，其特征在于：加水量与干粉料的重量比优选为1:1.6，优选加水搅拌至稠度为96。