CN104030590A - 一种植物纤维无机轻质填充集料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种植物纤维无机轻质填充集料，通过以下方法制备而成：在浓度为20％、温度为25-30摄氏度的氯化镁溶液加入植物纤维搅拌去脂，再加入目数为300-400目的粉煤灰搅拌填孔，之后加入1∶20的甲基硅酸钠水溶液搅拌胶凝；捞出胶凝处理后所述植物纤维淋干后烘干，使含水率处于5-8％之间，然后制粒形成所述植物纤维无机轻质填充集料。本发明通过对植物纤维进行上述去脂、填孔及胶凝无机化改性处理，从根本上克服了秸秆类原料用于永久建筑构件的易腐、易蛀、吸水率高缺陷，为其顺利发展提供了技术和产品，推进了建筑的生态化、轻体化水平。

Description

一种植物纤维无机轻质填充集料
技术领域
本发明涉及一种建筑材料，具体涉及一种改性的植物纤维无机轻质填充集料。
背景技术
建筑生态化、建筑轻体化，是建筑业现阶段发展急需解决的课题，是改变现行建筑业，高耗、高排；大自重；建筑工艺繁琐等弊病唯一途径。建筑生态化、轻体化的实现，对于提高建筑的环保、绿色水准，低碳，可循环属性，对于建筑的抗震、节能、地面沉降、土地复耕及，推进建筑干法集成建筑施工方式的转变，具有非常重要及关键的意义。
实现建筑生态化、轻体化，首先突破“填充集料”的生态化、轻体化的技术瓶颈；近期以植物纤维做集料的新型轻体建筑构件大量出现，但是由于使用未经改性处理秸秆类集料，产品易腐、易蛀、多孔且吸水率高的弊病屡屡出现，严重的影响了产业发展。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的缺点而提供一种植物纤维无机轻质填充集料，旨在解决现有的植物纤维做集料由于使用未经改性处理秸秆类集料，产品易腐、易蛀、多孔且吸水率高的问题。
本发明是这样实现的，一种植物纤维无机轻质填充集料，通过以下方法制备而成：
在浓度为20％、温度为25～30摄氏度的氯化镁溶液加入植物纤维搅拌去脂，再加入目数为300～400目的粉煤灰搅拌填孔，之后加入1∶20的甲基硅酸钠水溶液搅拌胶凝；捞出胶凝处理后所述植物纤维淋干后烘干，使含水率处于5～8％之间，然后制粒形成所述植物纤维无机轻质填充集料。
其中，所述植物纤维与所述氯化镁溶液的体积比为5∶6。
所述粉煤灰的重量占与所述植物纤维的重量的45～50％。
所述甲基硅酸钠水溶液的重量占与所述粉煤灰的重量的30％～35％。
通过水泥砂浆搅拌机进行搅拌处理。
使用气流式烘干机进行烘干。
本发明通过使用浓度20％、在25-30温度的氯化镁溶液中对植物纤维，包括秸秆粉、锯末原料进行去脂处理(生命蛋白杀灭)，可根除其易腐、易蚀弊病；使用300-400目数粉煤灰、1∶20甲基硅酸钠水溶液进行填孔、胶凝、包覆固化，增加植物的强度，提高防水性能。
本发明利用植物纤维(秸秆类)材料的质轻特质，采用化学与物理方式，对其进行改性处理，克服掉其易腐、易蚀、吸湿率高的缺点，使其变为植物纤维无机轻质沙，可替代目前轻质建筑构件使用的非改性秸秆类集料，从而克服易腐、易蛀、多孔且吸水率高的弊病，同时提高了构件的硬度；使构件具有高强、高抗折性、高弹性回复能力。
本发明通过对植物纤维进行无机化改性处理，从根本上克服了秸秆类原料用于永久建筑构件的缺陷，为其顺利发展提供了技术和产品，推进了建筑的生态化、轻体化水平。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。
一种植物纤维无机轻质填充集料，通过以下方法制备而成：
在浓度为20％、温度为25～30摄氏度的氯化镁溶液加入植物纤维搅拌去脂，再加入目数为300～400目的粉煤灰搅拌填孔，之后加入1∶20的甲基硅酸钠水溶液搅拌胶凝；捞出胶凝处理后所述植物纤维淋干后烘干，使含水率处于5～8％之间，然后制粒形成所述植物纤维无机轻质填充集料。
所述植物纤维采用秸秆或锯末，秸秆粉碎成3mm的碎状，锯末经5mm筛孔的筛网过筛处理。
其中，所述植物纤维与所述氯化镁溶液的体积比为5∶6。以被处理的所述植物纤维在所述氯化镁溶液中顺畅流动为宜。
本发明实施例中，所述粉煤灰的重量占与所述植物纤维的重量的45％～50％。
本发明实施例中，所述甲基硅酸钠水溶液的重量占与所述粉煤灰的重量的30％～35％。
本发明实施例中，进行上述的搅拌去脂、填孔与胶凝处理时，通过普通的水泥砂浆搅拌机进行搅拌处理，每一步骤的搅拌时间为5分钟即可，机型容量0.3-1m3均可。
本发明实施例中，使用气流式烘干机进行烘干。
实施例1
在水泥砂浆搅拌机的搅拌罐中加入4/5罐容量的浓度为20％、温度为25摄氏度的氯化镁溶液，然后加入2/3罐容量的植物纤维搅拌5分钟去脂，再加入重量占植物纤维量的45％、目数为300目的粉煤灰搅拌5分钟填孔，之后加入1∶20的重量占所述粉煤灰的量的30％的甲基硅酸钠水溶液搅拌5分钟胶凝；捞出胶凝处理后所述植物纤维淋干，使含水率为35％后放入气流式烘干机进行烘干，使含水率为5％，然后制成80目细度的微粒形成所述植物纤维无机轻质填充集料，装入内膜防水袋备用。
实施例2
在水泥砂浆搅拌机的搅拌罐中加入4/5罐容量的浓度为20％、温度为28摄氏度的氯化镁溶液加入2/3罐容量的植物纤维搅拌5分钟去脂，再加入重量占植物纤维量的47％、目数为330目的粉煤灰搅拌5分钟填孔，之后加入1∶20的重量占所述粉煤灰的量的33％的甲基硅酸钠水溶液搅拌5分钟胶凝；捞出胶凝处理后所述植物纤维淋干使含水率为35％后放入气流式烘干机进行烘干，使含水率处为7％，然后制成90目细度的微粒形成植物纤维无机轻质填充集料，装入内膜防水袋备用，每一步骤的搅拌时间与实施例1相同。
实施例3
在水泥砂浆搅拌机的搅拌罐中加入4/5罐容量的浓度为20％、温度为29摄氏度的氯化镁溶液加入2/3罐容量的植物纤维搅拌5分钟去脂，再加入重量占植物纤维量的50％、目数为350目的粉煤灰搅拌5分钟填孔，之后加入1∶20的重量占所述粉煤灰的量的35％的甲基硅酸钠水溶液搅拌5分钟胶凝；捞出胶凝处理后所述植物纤维淋干使含水率为35％后放入气流式烘干机进行烘干，使含水率为8％，然后制成100目细度的微粒形成所述植物纤维无机轻质填充集料，装入内膜防水袋备用，每一步骤的搅拌时间与实施例1相同。
实施例4
在水泥砂浆搅拌机的搅拌罐中加入4/5罐容量的浓度为20％、温度为30摄氏度的氯化镁溶液加入植物纤维搅拌5分钟去脂，再加入重量占植物纤维量的50％、目数为400目的粉煤灰搅拌5分钟填孔，之后加入1∶20的重量占所述粉煤灰的量的35％的甲基硅酸钠水溶液搅拌5分钟胶凝；捞出胶凝处理后所述植物纤维淋干使含水率为35％后放入气流式烘干机进行烘干后烘干，使含水率为8％，然后制成100目细度的微粒形成植物纤维无机轻质填充集料，装入内膜防水袋备用，每一步骤的搅拌时间与实施例1相同。
本发明实施例1～4制备的改性植物纤维无机轻质填充集料制作的建筑构件与非改性轻质建筑构件性能比较。
其中，该表中自上向下依次为实施例1～3制备的改性植物纤维无机轻质填充集料与非改性植物纤维无机轻质填充集料制成的外墙条板、楼层板以及屋面板，分别对含水率、产品硬度及抗压强度进行测试以及观察。
一、含水率测试实验
使用数字木材水分测试仪(883A)，将电极插头插入测试样品中，读取含水率数值。
产品硬度实验
实验设备：Q51全自动数字回弹仪，无损检测仪器
试样准备：外墙板：200*600*3000mm3块；楼层板：130*600*3900mm3块；屋面板：100*600*2000mm3块.
按照《回弹仪检测混凝土抗压强度技术规程》(JGJ/T23-2001)操作。
实验结果见表1：
表1
二、制成品抗压抗折强度检测
对本发明实施例1-3制作的改性植物纤维无机轻质填充集料制作的外墙条板、楼层板以及屋面板与混凝土条板、混凝土楼层板以及混凝土屋面板的性能比较。
实验设备：500T大型压力试验机
试样准备：外墙板：200*600*3000mm3块，楼层板：130*600*3900mm3块，屋面板：100*600*2000mm3块.
实验：在中国国家建筑材料检验检测中心，委托检验。
压力试验：均匀试压，出现15毫米裂缝时，停机，读取压力表数值。
实验结果：见表2
表2
本发明专门以使用硫铝酸盐、硫铝铁盐、氯氧镁、氧化钙等气硬胶凝剂，制作轻质高强墙板、楼板、屋面板等建筑构件为适用范围，解决了水泥构件轻质化的难题以及非改性植物纤维材料亦腐、易蛀以及多孔性弊病。
与砂石等重集料相比，本发明具有以下有益效果：
1)具有极大的轻质优势：与标准的植物纤维无机轻质沙质量比上230kg\m3∶1800kg\m3，比率为1∶8.大大降低了建筑自重。
2)较大的节能优势，本发明的传热系数w\(m2.k)与木材相同，低于砂石8倍，大大提高了建筑的节能性；
3)创造了一种由可再生的有机物变性而制作的新建筑轻集料品种，为轻体、节能建筑提供了产品支持。
4)提高建筑的节能性和抗震性能。本发明制作的建筑构件，属延性构件，在地震中作弹性变形不会折断，有效的提高了建筑的抗震性能。
本发明具有显著的经济、社会效益，说明如下：
首先，大量减少建筑砂石的用量，对环境保护、低碳发展、循环经济、可持续发展有积极作用。
其次，为有效解决我国秸秆焚烧，提供了有工业用途的产品途径。减少污染，增加了农民收入，为十二五建设小康社会与美丽中国，开辟了产业途径。
再次，提高了建筑的节能性能：即使不在附加外墙保温施工，其热阻系数亦可使建筑节能功效提高30％以上，适用广大农村自建住宅保温需要。
最后，提高了建筑抗震性能：用本发明制作的建筑构件，为延性构件，在地震中有较好的变形释放作用，降低地震危害，保证人的生命安全，改变“地震不杀人，建筑杀人”状况。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种植物纤维无机轻质填充集料，其特征在于，通过以下方法制备而成：
在浓度为20％、温度为25～30摄氏度的氯化镁溶液加入植物纤维搅拌去脂，再加入目数为300～400目的粉煤灰搅拌填孔，之后加入1∶20的甲基硅酸钠水溶液搅拌胶凝；捞出胶凝处理后所述植物纤维淋干后烘干，使含水率处于5～8％之间，然后制粒形成所述植物纤维无机轻质填充集料。
2.根据权利要求1所述植物纤维无机轻质填充集料，其特征在于，所述植物纤维与所述氯化镁溶液的体积比为5∶6。
3.根据权利要求1所述植物纤维无机轻质填充集料，其特征在于，所述粉煤灰的重量占与所述植物纤维的重量的45～50％。
4.根据权利要求1所述植物纤维无机轻质填充集料，其特征在于，所述甲基硅酸钠水溶液的重量占与所述粉煤灰的重量的30％～35％。
5.根据权利要求1所述植物纤维无机轻质填充集料，其特征在于，通过水泥砂浆搅拌机进行搅拌处理。
6.根据权利要求1所述植物纤维无机轻质填充集料，其特征在于，使用气流式烘干机进行烘干。
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