CN104254503B - 用于由可模制组合物制成的材料的强化件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于由可模制组合物组成的材料的强化件，优选为用于建筑材料的强化件，其中，大麦芒(4)和种子的风散种子(1)，优选为香蒲种子的风散种子，是作为所述强化件中的构件存在的，所述风散种子包含茎纤维(2)、以及由此分支出来的侧向纤维(3)，所述风散种子(1)的侧向纤维(3)通过所述大麦芒(4)彼此相连，所述大麦芒(4)的重量比为所述风散种子(1)的重量比的约0.1倍至约2倍，例如，约0.5倍至约1倍。本发明还涉及一种包含所述强化件的建筑材料，以及所述建筑材料的制备方法。

Description

用于由可模制组合物制成的材料的强化件
技术领域
本申请涉及一种用于由可模制组合物制成的材料的强化件。还可以从可再生材料提供所述的用于由可模制组合物制成的材料的强化件。
背景技术
例如，从DE4000162C2中可以得知，香蒲种子的风散种子能够用于强化陶瓷组合物。从DE4000162C2中还可以得知，在混合物中能够使用各种可再生原材料。但是，这里的材料并不一定能够获得所需的强度。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种强化件，通过该强化件，材料能够获得所需的强度。本发明的另一个目的是提供一种具有这样的强化件的建筑材料，并给出所述建筑材料的制备方法。
具体而言，通过独立权利要求中的技术特征，能够实现上述目的。从属权利要求给出的是优选的实施方案。
根据本发明，提供了一种用于由可模制组合物制成的材料的强化件。可模制组合物具体为建筑材料。大麦芒和风散种子，优选为香蒲种子，是作为强化件中的构件存在的。香蒲(cattails)也经常被称为Typha(学名)。已知其有很多品种。学名为“Typhaangustifolia”的“窄叶香蒲”品种和学名为“Typha latifolia”的“宽叶香蒲”品种，在本申请中是重要的。此处的风散种子具有茎纤维和从茎纤维中分支出来的侧向纤维(lateralfibers)。侧向纤维也经常被称为侧枝(side arms)。通过大麦芒，风散种子的侧向纤维彼此相连。重要的是大麦芒和风散种子的重量比能够适当地彼此匹配。
实证研究发现，大麦芒的重量比应为风散种子的重量比的约0.1倍至约2倍。当重量比为风散种子的重量比的约0.5倍至约1倍时，能够获得特别有利的条件。
在此有必要进一步阐释该强化件的作用机制。大麦芒天生具有芒刺，风散种子的侧向纤维能够挤入到该芒刺中。这导致侧向纤维之间彼此相连。各个风散种子的侧向纤维在此发生了连接。但是，具体而言，在不同风散种子的侧向纤维之间也发生了连接。这产生了相当大的连接的结构，其形成了一个稳定的三维网状物。可模制组合物制成的材料能够通过这种方法得到很好的强化。但是，由于大麦芒的刚度将使组合物的结构变得破碎，因此，不应当存在太多的大麦芒。如果存在太多的大麦芒，大麦芒的一部分将会不合要求地从模制组合物中伸出来。理解这些关系，并根据经验确定一个合理的大麦芒和风散种子的重量比，是有必要的。
在DE4000162C2中，第8栏的示例6提供了风散种子和大麦芒作为用于可模制组合物的强化件，还提供了一种壤土灰泥组合物。但是，其提出的是6.5重量份的大麦芒和1.5重量份的香蒲种子的风散种子。如此高比例的大麦芒产生了上述问题，所以没有得到最理想的强化件。这只能通过根据本发明的重量比范围才能获得。
给出精确的最佳重量比，是没有用处的。此处所讨论的材料是天然产物，其总是有一定程度的波动。由于这个原因，仅仅给出最佳重量比的范围是可能的。另外，是否遵守精确的重量比也是不重要的。大的偏差，例如DE4000162C2(第8栏的示例6)中给出的数值，显然是要避免的。
在本发明的一个实施方案中，大麦芒是以长度为约2mm至约4cm的碎片的方式存在的。已经发现，大麦芒以长度为约4-8mm的碎片的方式存在，是特别有益的。在这些相当小的大麦芒碎片的情况下，所得到的大麦芒与风散种子的网状结构在三维结构上更有效。此外，因为常规的螺旋输送由于扭力而使得更长的颗粒破碎，所以大麦芒的该碎片也使得以这种方式强化的组合物的机械搬运更加容易。
在一个实施方案中，茎纤维的长度为约3mm、和/或侧向纤维的长度为约10mm。不言而喻的是，给定值的50％的波动是可能的。至于茎纤维的长度，必须考虑到将种子的长度加到茎纤维的长度。
在特别合适的香蒲(其物种为宽叶香蒲)种子的风散种子的情况下，茎纤维的长度由长度为约2mm的种子以及所附的长度为2.5mm的纤维束组成。长度为约8.5mm的侧向纤维由此分支出来。使用这些风散种子能够取得好的结果。
本发明提供了一种具有上述强化件的建筑材料，例如一种灰泥混合物。对建筑物的需求可持续地增加了对具有高比例的可再生原材料的建筑材料的需求。由于这个原因，也存在对具有由上述生物可再生材料组成的强化件的建筑材料、优选为灰泥混合物的需求。具体在灰泥混合物的情况下，已发现强化件是非常重要的。没有强化件或者没有足够强化件的灰泥混合物存在如下问题：在涂抹了湿的灰泥混合物之后的灰泥混合物干燥期间，灰泥中形成了裂缝。肉眼可见这些裂缝是不合要求的，并且这些裂缝有时削弱了灰泥的保护作用。因此，灰泥混合物的可用性和可接受性决定性地取决于在干燥期间没有裂缝产生。为了消除裂缝，现有技术经常建议的是将灰泥以多个层次的方式涂抹、和/或在灰泥中引入编织网。这使得需要许多操作，所以在灰泥中引入强化件来避免产生裂缝，是非常有利的。一个优选的方面涉及国家史迹名录上的建筑物，这是因为其有时仅被允许涂抹一层灰泥，从而使得涂抹多层灰泥混合物的替代方法被排除在外。
在本发明的一个实施方案中，所述建筑材料为包含粘土的灰泥混合物。它可以是，例如，壤土(loam)灰泥。正如人们所知，壤土是沙、粉土和粘土的混合物。但是，也有具有非常高比例的粘土的灰泥，从而使得通常不能再是所谓的壤土灰泥。使用此处所述的强化件，也能够很好地强化这样的灰泥混合物。
在本发明的一个实施方案中，所述建筑材料为矿物灰泥和/或合成树脂灰泥。这样的灰泥在市场上是非常常见的，并且在长期稳定性、隔热和视觉外观方面具有良好的性能。
在本发明的一个实施方案中，所述建筑材料包含香蒲叶的叶颗粒。此处主要是窄叶香蒲的叶子。添加这些叶子能够改善隔热。与许多其它可再生原材料相比，这些叶子全然不包含二氧化硅。这使得这些叶子能够用锋利的刀具进行切割，从而能够提供具有小的表面面积的清晰轮廓的颗粒。这导致对粘合剂的需求的降低，进而降低了强度的减弱。本发明的包含强化件的建筑材料能够解决强度进一步减弱的问题。当所述强化件中使用了香蒲种子的风散种子时，甚至当所用的风散种子来自宽叶香蒲而所述叶子通常得自窄叶香蒲时，在所预期的生物相容性方面也不存在问题。
为了制备如上所述的建筑材料，以下方法是适合的。首先必须选择建筑材料。之后必须提供大麦芒。然后将大麦芒与种子(优选香蒲种子)的风散种子混合。在此处，如上所述，大麦芒的重量比为风散种子的重量比的约0.1倍至约2倍。随后进行与所选择的建筑材料的混合。通常进行的是与建筑材料的干混料的混合。先使用特别设计的混合装置在实际的工业规模上混合各个组分，以及仅在施工现场进行与水的混合，通常可能是更有利的。这会改进混合效果，降低运输成本(因为水不是也必须运输的)，以及具有更好的耐久性(因为干混料具有更好的耐久性)。但是，应当强调的是，上述步骤的顺序并不是绝对必要的。也可以理解的是，例如，在建筑材料的干混料中加入风散种子，将其与水混合，再随后加入大麦芒。
在大麦的收获过程中，正在收割的农作物经常直接进入田地中的联合收割机。在许多情况下，使用的是大麦芒的碎片，而不是整个大麦芒。联合收割机中通常具有芒破碎机(awn breaker)。所收获的大麦芒在其中被破碎，从而得到大麦芒的碎片。在上文所述的方法中，使用的是大麦芒的碎片，而不是整个大麦芒。例如，在灰泥混合物必须涂抹很薄的情况下，碎片而非整个大麦芒的优势得以体现。整个大麦芒在此时将会以肉眼可见地不合要求的方式伸出来。
在所述制备方法的一个实施方案中，具有所期望长度的碎片的比例通过筛分得以提高。例如，在上述联合收割机的芒破碎机中进行的破碎中，形成了不同长度的大麦芒的碎片。恰当的筛分使的可以挑选出那些不具有所期望的长度的大麦芒，以便留下所期望的长度的大麦芒。
在所述方法的另一个实施方案中，使风散种子不能发芽。这能够通过加热和/或辐射风散种子(更精确的是位于风散种子中的种子)来实现。另一种可能的是(例如)通过喷水或空气喷射，将种子从风散种子中移除出来。这保证了在可模制组合物中，即通常在建筑材料中，不会发生不合要求的植物生长。
附图说明
借助于如下附图，将详细描述本发明的更多细节。在附图中：
图1图示地示出了三个风散种子，其侧向纤维与大麦芒碎片相连；
图2更详细地示出了一个风散种子；以及
图3更详细地示出了一个大麦芒。
具体实施方式
图1示出了香蒲种子的三个风散种子1。每个风散种子都具有一个茎纤维束2。多个侧向纤维3从每个茎纤维束2中分支出来。应当注意的是，图1是非常简要的，例如，图1没有示出侧向纤维3也是可以指向下方的，即，从图2中可以清晰地看到的指向种子5的方向。这些侧向纤维3，也被称为侧枝，与大麦芒4的碎片的芒刺相结合。这实现了各个侧向纤维3的连接。从而形成了一个不同于风散种子3的稳定的三维结构网状物。该网状物之后能够使贫矿物组合物(lean mineral compositions)增强到保持韧性以及在湿法养护状态下抵抗大量应力的这样的程度。
图2更详细地示出了香蒲种子的单一风散种子。能够看见种子5。其与茎纤维束2相连接。在此处，种子5的长度为约2mm，茎纤维束2本身的长度为约2.5mm。从那里分支出独立的侧向纤维3。侧向纤维3的一般长度为8.5mm。
图3示出了大麦芒4的一个单独的碎片。大麦芒4的碎片非常适合用于连接侧向纤维3，这是因为它们的芒刺具有的侧向纤维能够容易地挤入香蒲种子的形状。在挤入点7，侧向纤维3通过挤入而在芒刺6处连接在一起。
附图标记列表：
1 香蒲种子的风散种子
2 茎纤维束
3 侧向纤维
4 大麦芒
5 风散种子的种子
6 芒刺
7 挤入点

Claims (27)

1.一种用于由可模制组合物制成的材料的强化件，其中，大麦芒(4)和种子的风散种子(1)作为所述强化件中的构件存在，所述风散种子具有茎纤维(2)、以及由此分支出来的侧向纤维(3)，所述风散种子(1)的所述侧向纤维(3)通过所述大麦芒(4)彼此相连，所述大麦芒(4)的重量份为所述风散种子(1)的重量份的0.1倍至2倍。
2.如权利要求1中所述的强化件，其特征在于，所述强化件为用于建筑材料的强化件。
3.如权利要求1或2中所述的强化件，其特征在于，所述种子为香蒲种子。
4.如权利要求1或2中所述的强化件，其特征在于，所述大麦芒(4)的重量份为所述风散种子(1)的重量份的0.5倍至1倍。
5.如权利要求3中所述的强化件，其特征在于，所述大麦芒(4)的重量份为所述风散种子(1)的重量份的0.5倍至1倍。
6.如权利要求1-2、5中任一项所述的强化件，其特征在于，所述大麦芒是以长度为2mm至4cm的碎片的方式存在的。
7.如权利要求3所述的强化件，其特征在于，所述大麦芒是以长度为2mm至4cm的碎片的方式存在的。
8.如权利要求4所述的强化件，其特征在于，所述大麦芒是以长度为2mm至4cm的碎片的方式存在的。
9.如权利要求6所述的强化件，其特征在于，所述大麦芒是以长度为4-8mm的碎片的方式存在的。
10.如权利要求7或8所述的强化件，其特征在于，所述大麦芒是以长度为4-8mm的碎片的方式存在的。
11.如权利要求1-2、5、7-9中任一项所述的强化件，其特征在于，所述茎纤维(2)的长度为3mm、和/或所述风散种子(1)的侧向纤维(3)的长度为10mm。
12.如权利要求3所述的强化件，其特征在于，所述茎纤维(2)的长度为3mm、和/或所述风散种子(1)的侧向纤维(3)的长度为10mm。
13.如权利要求4所述的强化件，其特征在于，所述茎纤维(2)的长度为3mm、和/或所述风散种子(1)的侧向纤维(3)的长度为10mm。
14.如权利要求6所述的强化件，其特征在于，所述茎纤维(2)的长度为3mm、和/或所述风散种子(1)的侧向纤维(3)的长度为10mm。
15.如权利要求10所述的强化件，其特征在于，所述茎纤维(2)的长度为3mm、和/或所述风散种子(1)的侧向纤维(3)的长度为10mm。
16.一种建筑材料，具有如前述任意一项权利要求中所述的强化件。
17.如权利要求16中所述的建筑材料，其特征在于，所述建筑材料为灰泥混合物。
18.如权利要求16或17中所述的建筑材料，其特征在于，所述建筑材料为包含粘土的灰泥混合物。
19.如权利要求16或17中所述的建筑材料，其特征在于，所述建筑材料为矿物灰泥和/或合成树脂灰泥。
20.如权利要求18中所述的建筑材料，其特征在于，所述建筑材料为矿物灰泥和/或合成树脂灰泥。
21.如权利要求16-17、20中任意一项所述的建筑材料，其特征在于，所述建筑材料包含香蒲叶的叶颗粒。
22.如权利要求18所述的建筑材料，其特征在于，所述建筑材料包含香蒲叶的叶颗粒。
23.如权利要求19所述的建筑材料，其特征在于，所述建筑材料包含香蒲叶的叶颗粒。
24.一种如权利要求16-23中任意一项所述的建筑材料的制备方法，其包括以下步骤：
选择建筑材料；
提供大麦芒(4)；
将所述大麦芒(4)与所述种子的风散种子(1)混合，其中所述大麦芒的重量份为所述风散种子(1)的重量份的0.1倍至2倍；
与所选择的建筑材料混合。
25.如权利要求24中所述的方法，其特征在于，在混合前破碎所述大麦芒，以使得所述大麦芒(4)以碎片的形式存在。
26.如权利要求25中所述的方法，其特征在于，具有所期望长度的碎片的比例通过筛分得以提高。
27.如权利要求24-26中任意一项所述的方法，其特征在于，使所述风散种子(1)不能发芽。
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