CN106401054A - 植物纤维墙体板块及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种植物纤维墙体板块及其制备方法，属于集成建筑部品的大型墙体板块技术领域。包括由植物纤维做成的芯层，以及复合在芯层两面上的内加强层和外加强层，芯层是用作为粘合剂的无机胶凝材料将呈长条状的植物纤维粘结而压制成的板状或者块状，其中植物纤维与无机胶凝材料的重量百分比为1.5～3，芯层容重为350～550kg/m3。本发明可应用于内、外围护墙体，适用范围广，工厂自动化生产，机械化安装，使用方便，满足建筑产业化和集成建筑的市场需求。

Description

植物纤维墙体板块及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种植物纤维墙体板块及其制备方法，属于集成建筑部品的大型墙体板技术领域。
背景技术
我国是一个森林、土地资源比较匮乏的国家，人均森林和土地、矿产资源都低于世界平均水平，国家现代化发展建设面临很大的资源消耗压力，因此大力保护生态环境、节约土地资源、降低能源消耗是国家发展的重要政策，为此国家墙体材料“十五”规划中明确指出“墙体材料革新是保护突刺资源，节约能演，资源综合利用，改善环境的主要措施，也是可持续发展战略的重要内容”，“必须推广和研究开发具有高效、节能、节土、利废、环保、轻质、高强、保温、隔热、防火性能的新型复合墙体材料。”由于种种原因，目前这些建材产品在使用过程中出现了一些安全性、耐久性和经济性的问题，迫使广大墙体材料企业和科研人员进一步探索新的墙体板材，以适合日益增长的建筑市场需要，逐步实现国家对墙体材料的发展要求，满足广大墙体材料企业和用户的愿望。
节能建筑是当今建筑业的发展方向，外墙外保温是实施建筑节能的重要内容，当前我国广泛使用外墙外保温产品是基于EPS(膨胀性聚苯己烯板)的保温系统，其优点是保温效果好，EPS的导热系数仅为0.04W/m.K，但是EPS的防火等级不够，仅为B2，在建筑物发生火灾时存在严重安全隐患；使用年限低于建筑物寿命，EPS外保温系统中使用的粘结剂寿命在20～25年，高质量的产品也不超过30年，当粘结剂失效后，保温系统会发生脱落；同时居住舒适度差，因EPS和聚合物砂浆的水蒸气渗透性能差，导致室内水汽和外接失衡，降低了人体的舒适度；EPS使用的粘结剂专业性强，一般施工人员难于掌握，导致各工程的工程质量参差不齐。
植物纤维是高效、长远的轻工、纺织和建材原料，既可以部分代替砖、木等材料，还可有效保护耕地和森林资源。植物纤维墙板的保温性、装饰性和耐久性均属上乘，许多发达国家已把“植物纤维墙体板块”当作木板和瓷砖的替代品广泛应用于建筑行业。此外，经过技术方法处理加工植物纤维还可以制造人造丝和人造棉，生产糠醛、饴糖、酒和木糖醇，加工纤维板等等。但是传统的植物纤维墙体板块表面粗糙，在墙体上应用范围受限，无法直接应用于内、外围护墙体，往往需要额外铺设光滑面，因此需要设计一种能够应用于内、外围护墙体的植物纤维墙体板块，以满足市场需求。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种植物纤维墙体板块及其制备方法，可应用于内、外围护墙体，适用范围广，工厂自动化生产，机械化安装，使用方便，以满足市场需求。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种植物纤维墙体板块，包括由植物纤维做成的芯层，以及复合在芯层两面上的内加强层和外加强层。
本发明技术方案的进一步改进在于：芯层是用作为粘合剂的无机胶凝材料将呈长条状的植物纤维粘结而压制成的板状或者块状，其中植物纤维与无机胶凝材料的重量百分比为1.5～3。
本发明技术方案的进一步改进在于：芯层容重为350～550kg/m3，可以通过调整植物纤维的粗细来调整墙体板块内部孔洞大小，来获得不同容重的板块，适应不同的使用场合；无机胶凝材料为水泥、菱镁土、石膏、石灰或水玻璃。
本发明技术方案的进一步改进在于：植物纤维由木材、竹子或农作物秸秆加工而成，农作物秸秆是小麦秸秆、玉米秸秆、水稻秆、棉花秆、油菜秆、薯类秆、甘蔗秆中的一种或几种；植物纤维含水率≤10％，植物纤维的两端是尖的，植物纤维两端的尖角角度≤100°；
植物纤维为片状植物纤维、柱状植物纤维、空心柱状植物纤维的一种或者两种以上的混合，片状植物纤维的宽度为0.1～12mm、厚度为0.10～1.2mm；柱状植物纤维和空心柱状植物纤维的直径为0.5mm～10mm。当然可以进一步的限制，片状植物纤维的宽度为0.1～8mm、厚度为0.10～0.5mm，柱状植物纤维和空心柱状植物纤维的直径为0.8mm～8mm。
本发明技术方案的进一步改进在于：内加强层和外加强层均包括高强度无机材料、水和骨料，在内加强层和外加强层中还设有钢筋网或均匀分布在高强度无机材料内的填充纤维中的一种或者两种，外加强层强度大于内加强层强度，在内加强层和外加强层之间设有若干锚接件。
本发明技术方案的进一步改进在于：高强度无机材料为水泥或凝石，骨料为粉煤灰或平均粒径在0.25～0.35mm的砂子；填充纤维为玻璃纤维、聚酯短纤维或细碎植物纤维中的一种或多种，填充纤维长度为4～30mm；锚接件为钢筋。
本发明技术方案的进一步改进在于：还设有包裹在内加强层、芯层和外加强层四周的由水泥和水浇注成的保护框架，保护框架上设有连接槽隼。
一种植物纤维墙体板块的制备方法，包括以下步骤：
A、生产准备：分别配备内加强层、外加强层、芯层所使用的物料，同时对芯层所使用的植物纤维进行矿化处理；
B、铺设：
B1、首先将制造内加强层或外加强层的物料均匀铺设到模具的下部至预定高度；
B2、然后在模具中部铺设芯层，先往模具内逐层顺序撒入矿化后的植物纤维、无机胶凝材料和水的混合物，待植物纤维铺到预定厚度后，进行预压；
B3、然后在预压后的芯层的上面铺设外加强层或内加强层的物料至预定高度；
C、结构加强：在内加强层和外加强层之间规则插入若干锚接件，然后在内加强层、芯层和外加强层的四周浇筑由水泥和水组成的保护框架，保护框架上设有连接槽隼；
D、加压及初凝：对内加强层、芯层和外加强层加压并通过模具限位装置获得设定的高度，形成板坯；
E、保温脱模：使板坯硬化、成型，达到一定的切割强度，成为半成品，将半成品置入仓库，常温常压下，静置2～4天，成为成品。
本发明技术方案的进一步改进在于：制作内加强层时高强度无机材料、水、骨料、填充纤维、钢筋网加入的重量份数分别为：510～840份、1410～1730份、150～180份、0～2份、0～50份；制作外加强层时高强度无机材料、水、骨料、填充纤维、钢筋网加入的重量份数分别为：600～1000份、1500～1800份、170～190份、0～2.5份、0～70份。
本发明技术方案的进一步改进在于：步骤A中的矿化处理是采用矿化剂进行的，用以去除去植物纤维中的蜡质、糖类和脂质，矿化剂是：
矿化剂包括硅灰石0～5份，硅钡石5～15份，白云石5～45份，铁橄榄石5～15份，沸石10～40份，萤石0～10份，矿化剂与植物纤维按照重量百分比1:100的比例施洒于植物纤维表面；或者
矿化剂为0.4～0.8％的乙酸溶液，乙酸溶液与植物纤维按照重量百分比1:70的比例施洒于植物纤维表面；或者
矿化剂为0.6～3.8％氯化钙溶液和熔融的无水氯化钙的混合物，其中氯化钙溶液与熔融的无水氯化钙的重量比为5:1～10:1，混合物与植物纤维按照重量百分比1:6～1:10的比例施洒于植物纤维表面；
步骤B中的铺设过程中，在内加强层和外加强层中还分别设有钢筋网和/或在高强度无机材料内均匀掺入的填充纤维；步骤C中的锚接件为钢筋。
由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：采用植物纤维为主要原料，使农业、林业废弃物的利用比例达到60～80％，既属废弃资源利用，又减少环境污染。植物纤维优选宽度受限的卷曲条状，这样压制而成的墙体板块密度较小，密布不规则孔洞，具有极好的声音衰减功能，用做墙体吸音效果良好。
无机胶凝材料粘合的植物纤维墙体板块相对于其他板块而言，优点是耐久性、防火、防潮、防腐烂、防霉菌以及防鼠害和蚁害。而且产品生产成本低、重量轻、安装容易，符合国家节能环保政策。
在芯层的两面分别复合有内加强层和外加强层，多层复合材料压制，双表面复合墙体应用，满足强度要求和防水要求，可以用于内、外围护墙体，同时可以通过改变模具，生产类似瓷砖、石材的外观纹理。
内加强层和外加强层分别设置在内、外墙体处，进一步加强芯层的支撑强度，防护等级高，美观实用，且具有可钉、可钻、可刨、可粘贴的优良性能特点，抗震性好，适合作房屋的内外墙体，使用范围和应用场合得到提高。内加强层和外加强层中的无机胶凝材料为水泥、菱镁土、石膏、石灰或水玻璃，水泥可以是硅酸水泥，也可以为镁水泥，取材方便，使用简单。
传统上墙体板采用石棉瓦，石棉瓦不仅含致癌成份，而且因使用寿命短，易腐烂污染、不美观等缺点被禁止使用，而如今兴起的彩钢瓦使用成本高，寿命短、不隔音隔热、易生锈等问题难以解决。针对传统建筑材料存在的诸多难以解决的问题，植物纤维墙体板块凭借自身品质超群的优势和得益于国家政策的支持，市场前景广阔。本发明的植物纤维墙体板块强度高、不变形、不起壳、抗老化，可钉、可锯、可创、可钻、握钉力强、可加工性能好，物理性能优良，且成本低、无污染、无放射性、不含甲醛、高防火、强防水、极佳的环保性、广泛的适用性，决定着本发明的植物纤维墙体板块无限的发展前途。国内的建筑业对植物纤维墙体板块的需求量急剧攀升，强势推动了这个新兴产业的迅猛发展，市场空间大，是传统石棉瓦、装饰板材的更新换代产品，具体优点再陈述如下：
1、农业废弃物利用，符合国家节能环保政策，产品生产成本低，市场需求量大，销售空间广阔；农作物秸秆是小麦秸秆、玉米秸秆、水稻秆、棉花秆、油菜秆、薯类秆、甘蔗秆中的一种或几种，也可以为粗粮秸秆，如紫米秸秆、高粱秸秆、燕麦秸秆、荞麦秸秆、黄豆秸秆、青豆秸秆、赤豆秸秆、绿豆秸秆或黑豆秸秆，取材及其广泛。
2、产品重量轻：每平方米仅为粘土红砖墙体重量的1/5。
3、墙体更薄：与砖混结构相比较，可扩大使用面积10～22％。
4、安装容易：板块式组合安装，在植物纤维墙体板块的保护框架上设有槽榫，通过槽榫，实现安装定位和板块之间的连接，操作人员易于上手，快捷方便，可提高工作效率3～5倍，且施工质量更有保证。
5、强度高，抗老化：抗压强度检验结果高于国家标准。
6、节能：传热系数高于国家标准，墙体节能可达到80％以上。
7、防水性能好：含水率为10％以下，不怕风水雨和阳光暴晒。
8、防火性能高：达到国家A级标准，属于不燃体，无毒、无害、无污染、无辐射，属于绿色环保型建材。
9、质轻抗震性能好，特别适合在自然灾害频发的多震地区使用和建设房屋。
10、使用年限长，可与建筑物同寿命。
11、水蒸气扩散性能优于EPS，居住舒适度好，基于本产品的加工制备方法，质量便于控制。
12、隔音、吸音、保温、隔热效果好。
13、芯层容重为350～550kg/m3，使得芯层具有稳定的厚度，同时芯层强度较高，便于芯层与内加强层、外加强层之间的结合，利于芯层支撑内加强层和外加强层的复合，进而使成品坚固、紧实、实用性强。
在植物纤维墙体板块的加工制造中，由于芯层中植物纤维与无机胶凝材料两种主要原料的相容性差，随着不同材质的植物纤维中的水溶性单糠及半纤维素的含量不同，植物纤维与无机胶凝材料的相容性也有很大差别，因此对植物纤维进行矿化处理，以改善二者的相容性，提高胶合强度。矿化处理是指有机物(蜡质、糖类、脂类)转化为矿物质，比如水、二氧化碳和无机盐等，通过利用矿化剂产生一定的能量破坏有机物分子的化学键，使有机物(蜡质、糖类、脂类)分子断裂，由大变小，最终把有机物分子中的碳转化为二氧化碳，氮和磷等无机盐，使植物纤维中的有机物质完全降解。
矿化处理可以把植物纤维中的有机物分解，不会产生腐败和二次污染物，并可以降解植物纤维中的各种有机物，尤其是高浓度的植物纤维有机物。而且气温的变化对矿化处理效果影响极小，炎热的夏天和寒冷的冬季都可以降解植物纤维中的有机物。
本发明中选用的矿化剂是：
矿化剂为硅灰石0～5份，硅钡石5～15份，白云石5～45份，铁橄榄石5～15份，沸石10～40份，萤石0～10份，矿化剂与植物纤维按照重量百分比1:100的比例施洒于植物纤维表面，其性能稳定，操作方便，工艺流程短，处理量大，成本低廉，实用性强。
或者为0.4～0.8％(如0.5％)的乙酸溶液按照1:70的重量比例施洒于植物纤维表面；或者为0.6～3.8％氯化钙溶液和熔融的无水氯化钙的混合物，混合物与植物纤维按照重量百分比1:6～1:10的比例施洒于植物纤维表面，不仅可以有效去除植物纤维中的糖类、脂类和蜡类，还可以使成品植物纤维墙体板块干燥、防蛀，提高使用寿命。
在加工制作内加强层和外加强层时，内加强层和外加强层内均可以含有填充纤维，如玻璃纤维、聚酯短纤维或细碎植物纤维的一种或多种，选用细碎植物纤维可以合理回收利用制作芯层时所剩下的植物纤维下脚料，以进一步提高植物纤维利用率。填充纤维与高强度无机材料(水泥或凝石)混合的主要目的在于克服后者的弱点，延长其使用寿命，扩大应用领域，起到耐候、热胀冷缩时不开裂的作用，施工完成后能在内加强层和外加强层表面形成一层坚韧的防护结构，有效防止龟裂现象。填充纤维作用可具体为：
1、阻裂：填充纤维可阻碍高强度无机材料中微裂缝的产生与扩展，这种阻裂作用既存在于高强度无机材料的未硬化的塑性阶段，也存在于高强度无机材料的硬化阶段，由于高强度无机材料在浇注后的24小时内抗拉强度低，若处于约束状态，当其所含水分急剧蒸发时，极易生成大量裂缝，此时均匀分布于高强度无机材料中的填充纤维可承受因塑性收缩引起的拉应力，从而阻止或减少裂缝、龟裂的生成；高强度无机材料硬化后，若仍处于约束状态，因周围环境温度与湿度的变化，而使所引起的拉应力超过其抗拉强度时，也极易生成大量裂缝，此情况下填充纤维仍可阻止或减少裂缝的生成。
2、增强作用：高强度无机材料不仅抗拉强度低，而且因存在内部缺陷而往往难于保证，当高强度无机材料中加入适当填充纤维后，可使其抗拉强度、弯拉强度、抗剪强度及疲劳强度均有一定的提高。
3、增韧作用：在荷载作用下，即使高强度无机材料发生开裂，填充纤维还可横跨裂缝承受拉应力，并可使高强度无机材料具有良好的韧性，增强其抗变形性能。
内加强层和外加强层内的高强度无机材料为水泥，如磷酸镁水泥，磷酸镁水泥具有凝结快、变硬快、强度大、粘接强度高、干缩变形小等优良性能，可有效防止或缓冲植物纤维墙体板块受到的内外冲击。
内加强层和外加强层的高强度无机材料也可以为凝石，凝石是新型建筑墙体材料，是水泥的替代品，其是将冶金渣、粉煤灰、煤矸石、赤泥、成岩剂等各种工业废弃物磨细后再“凝聚”而成的“石头”，与寻常水泥相比，在强度、密度、耐腐蚀性、生产成本和清洁生产等许多方面表现突出。
在内加强层、芯层和外加强层复合成的成品的四周设有由水泥和水浇注成的保护框架，保护框架上设有连接槽隼，连接槽隼包括用于嵌插的凸键和嵌合的凹槽，凹槽为矩形或燕尾型，其宽度和长度略大于凸键的宽度和长度。这样便于成品快速安装、定位之间的连接，精准定位，工艺简单，操作方便，生产效率高，提高施工效率。连接槽隼可以为混凝土材质、钢材质或塑料材质，根据使用场合进行合理选用。
在制作中需要使用模具以限位，模具限位的作用，一是压实，二是维持植物纤维墙体板块的厚度，因为在建筑行业中对植物纤维墙体板块的厚度有严格要求，具体体现在容重数据上。容重指单位容积内物体的重量，常用于工程上指一立方的重量，如单位体积土体的重量。而密度应用范围很广，即“单位体积物质的质量”，液体、固体、气体都可以用，容重、密度虽然单位相同，定义却不同，在此予以区分介绍。
制作植物纤维墙体板块的芯层时，是植物纤维、水和无机胶凝材料三种成分的混合物平铺到模具内进行压制，此时植物纤维、水和无机胶凝材料的重量百分含量分别为64～74％、14～24％、7～17％，也即植物纤维和无机胶凝材料的重量百分比为7:3左右，水和无机胶凝材料的重量比(水灰比)为1.6左右。
在植物纤维墙体板块的制作方法中，内加强层、外加强层可以按照强度要求合理选用填充纤维和钢筋网，择一选取，或者两种成分均使用，以实际需求酌情考虑。
附图说明
图1是本发明植物纤维墙体板块的断面结构示意图；
其中，1、芯层，2、内加强层，3、外加强层，4、锚接件，5、连接槽隼。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：
实施例1
如图1所示，一种植物纤维墙体板块，制作方法为：选用木材或竹子做成的植物纤维，先是木材或竹子处理：将经过剥皮(因为皮的含糖量高，且纤维成分低、强度低)、晾晒使水分保持在20～30％的原木或原竹经锯切装置锯分成更细小(20cm左右)的短段，经金属探测器和人工检测相结合的手段将附着在木材或竹子上的污泥、硬物、铁钉、金属物等危害生产的杂物去除，以保护锯片和设备安全，为后续的刨丝切段作准备。然后通过自动输送装置将锯好的短木段或短竹段送入植物纤维旋切机，刨出规定宽度、厚度的植物纤维，本实施例中的植物纤维为片状，宽度为0.1～12mm、厚度为0.10～1.2mm。植物纤维含水率≤10％，植物纤维的两端是尖的，尖角角度≤100°，如为70～90°。植物纤维也可以为木屑、刨花和片材。
A、生产准备：
分别配备内加强层2、外加强层3、芯层1所使用的物料，同时对芯层1所使用的植物纤维进行矿化处理，矿化处理是为了克服植物纤维中的有害成分对无机胶凝材料(如水泥、菱镁土、石膏、石灰或水玻璃)的阻凝作用，采用矿化剂对植物纤维进行矿化处理，以提高植物纤维墙体板块成品的耐水性和抗蛀性：矿化剂可以减少植物纤维水溶性物质的有害作用，并与其生成具有稳定的难溶性化合物，还可以加速无机胶凝材料的硬化，并在植物纤维表面形成膜状物，封闭有碍无机胶凝材料水化的有害物质析出。矿化剂的浓度视植物纤维的质量，湿度基准与无机胶凝材料如水泥有关，矿化剂的浓度用比重计测定，一般在1.02～1.08之间。由于植物纤维中的可溶性糖分在不断变化，因此矿化剂的加入量应随之作相应的调整，应经常在实验室中检测植物纤维和矿化剂的混合物的水化时间。
具体到本实施例，矿化剂包括硅灰石1～5份，硅钡石5～15份，白云石5～45份，铁橄榄石5～15份，沸石10～40份，萤石3～10份，矿化剂与植物纤维按照重量百分比1:100的比例施洒于植物纤维表面；或者矿化剂为0.4～0.8％的乙酸溶液，按照1:70的重量百分比施洒于植物纤维表面，去除植物纤维的蜡质、糖类和脂质；或者矿化剂为0.6～3.8％氯化钙溶液和熔融的无水氯化钙的混合物，其中氯化钙溶液与熔融的无水氯化钙的重量比为5:1～10:1，混合物与植物纤维按照重量百分比1:6～1:10的比例施洒于植物纤维表面。上述三种矿化剂不仅有促凝早强的作用，而且还能提高植物纤维墙体板块成品的耐久性。
B、铺设：铺装成型是植物纤维墙体板块生产的核心部分，原因在于涉及到板材中植物纤维的均匀分布、密度公差、板材分离以及是否形成贯穿孔洞和板材的强度问题。
B1、首先铺设内加强层2物料，制作内加强层2时所使用的物料以重量份数计为水泥510～840份、水1410～1730份、平均粒径在0.25～0.35mm的砂子150～180份，将上述物料混合、搅拌均匀铺设到模具的下部至预定高度，然后嵌入20～50份钢筋网；
B2、然后在模具中部铺设芯层1。经矿化处理后的植物纤维流经灰尘提取网筛提取碎屑和灰尘后经称重器与无机胶凝材料和水的混合物通过搅拌机混合，其中植物纤维、水和无机胶凝材料的重量百分含量分别为64～74％、14～24％、7～17％。铺设芯层时，先往模具内逐层顺序撒入经过矿化处理后的植物纤维、无机胶凝材料(此处为水泥)、水的混合物，待混合物铺到预定厚度后，进行预压。由于植物纤维的架空作用，板坯的压缩比高达10:1，因此芯层1必须经过预压，把铺设好的芯层1物料通过连续辊压，再通过预压机将板坯压缩比减少到3:1或更小才可以进行下一步的操作；
B3、然后在预压后的芯层1的上面铺设外加强层3的物料至预定高度，外加强层3的物料为搅拌均匀的以重量份数计的水泥600～1000份、水1500～1800份、平均粒径在0.25～0.35mm的砂子170～190份的混合物，然后在外加强层3中嵌入40～70份的钢筋网，外加强层3中嵌入的钢筋网比内加强层2中的多，以提高外加强层3强度，使得外加强层3强度大于内加强层2强度，满足外墙使用要求。
特别需要说明的是：内加强层2和外加强层3中加入的纤维和钢筋网不能同时为零，也就是内加强层2和外加强层中3必须加入纤维和/或钢筋网，才可以保证内加强层2和外加强层3的强度。
C、结构加强：在内加强层2和外加强层3之间规则插入若干钢筋做成的锚接件4，提高植物纤维墙体板块的结合强度和牢度；然后在内加强层2、芯层1和外加强层3的四周浇筑由水泥和水组成的保护框架，保护框架上设有连接槽隼5，实现成品高效组装，省时省力。
D、加压及初凝：对内加强层2、芯层1和外加强层3加压使各层达到初步的结合强度，并通过模具限位装置获得设定的高度，形成板坯，进行初凝，此时芯层1容重为350～550kg/m3，优选400kg/m3。可以通过调整植物纤维的粗细来调整板块内部的孔洞大小，进而获得不同容重的板块。
E、保温脱模：将初凝后的板坯送入到连续式的加温保压的压机中，在压机的两端之间，有钢板通过对板坯加热，使板坯尽快完成终凝并达到一定的强度，板坯从压机压制出来后进入保温箱，通过养护促成水泥硬化，养护条件包括养护温度、时间和空气湿度，它们对板材的性能及生产周期有较大的影响，室温下自然养护周期长，若养护温度过高，特别是在100℃以上会造成脱水过程迅速，水泥达不到预定的水化程度，影响成品的强度和产生形变，适宜的保温温度为60～80℃进行10～30分钟完成终凝，成为半成品；将半成品置入仓库，常温常压下，静置2～4天，成为成品。
本实施例中的植物纤维墙体板块的粘结强度较强，抗弯承载力≥0.5KN/m2，热传导系≤1.4m2·K/W，耐热烧性、防火等级、防水性能、透气性、抗震性、隔音性均强于市售的其他纤维墙体板，使用寿命也较长，可达到50年，具有较高的推广应用价值。
实施例2
本实施例与实施例1的区别为：内加强层2和外加强层3之间不设钢筋网，而是均通过填充纤维进行加强，填充纤维为玻璃纤维、聚酯短纤维或细碎植物纤维中的一种或多种(细碎植物纤维也就是植物纤维下脚料)，填充纤维长度为4～30mm。具体成分为：内加强层2的高强度无机材料(此处为凝石)、水、骨料(此处为粉煤灰)、填充纤维的重量份数分别为:510～840份、1410～1730份、150～180份、2份，外加强层3的高强度无机材料(此处为凝石)、水、骨料(此处为粉煤灰)、填充纤维的重量份数分别为:600～1000份、1500～1800份、170～190份、2.5份。本实施例中高强度无机材料均为凝石，骨料均为粉煤灰，便于有效利用废弃物料。
实施例3
本实施例与实施例1的区别为：植物纤维为片状植物纤维、柱状植物纤维、空心柱状植物纤维的的混合，片状植物纤维的宽度为4～7mm、厚度为0.10～0.7mm；柱状植物纤维和空心柱状植物纤维的直径为1.5mm～4mm。
矿化处理所使用的矿化剂，以重量百分比计，为0.6～3.8％氯化钙溶液7份和熔融的无水氯化钙1份的混合物，混合物与植物纤维按照重量百分比1:8的比例施洒于植物纤维表面。
然后将经过矿化处理的植物纤维、水、水泥组成的芯层混合物平铺到模具内，此时植物纤维、水和水泥的重量百分含量分别为64～74％、14～24％、7～17％。本实施例中植物纤维与水泥的比例在2.0～2.5左右，优选7:3，水与水泥的比例水灰比为1.2～2.0，优选1.6，水的添加量不足会影响无机胶凝材料的水化强度，同时不方便搅拌均匀，水分过多，会使水泥悬浮浆流向植物纤维墙体板块的表面，还可导致水泥表面结构疏松。
制备内加强层2和外加强层3时，在内加强层2和外加强层3内均设有填充纤维和钢筋网进行结构加强，填充纤维为玻璃纤维、聚酯短纤维和细碎植物纤维三者的混合物，其中玻璃纤维、聚酯短纤维和细碎植物纤维的重量百分比分别为：30％、50％、20％。填充纤维长度为4～30mm，优选10～20mm。
具体制备时，制作内加强层2时高强度无机材料、水、骨料、填充纤维、钢筋网加入的重量份数分别为:800份、1300份、175份、2份、50份，制作外加强层3时高强度无机材料、水、骨料、填充纤维、钢筋网加入的重量份数分别为:900份、1550份、190份、2.5份、70份。
内加强层2和外加强层3均为钢筋网水泥砂浆混凝土结构，其具有良好的抗裂抗压力、耐腐蚀性及耐久性，可抗拒一定的酸、碱、盐对结构物的腐蚀，施工便捷，施工效率高，无需现场固定设施，施工占用场地少，能有效地提高工程提前完工。适用面广，经济效益好，价格便宜，对结构形状和外观影响不大。水泥砂浆可以是一薄层，如只有15～25mm左右，基本不增加原结构质量及几何尺寸，施工质量易保证。钢筋网比较柔软，加固的结构表面承受压力大，也基本可以保证防裂的作用，可广泛适用于多种结构类型、结构形状及多个结构部位的加固。具有很好的耐火性与耐高温性能。
保护框架中还有砂子，水灰比要小于1.6，也就是增加保护框架中水泥砂浆的用量，借此得到较大强度的连接槽隼4，墙体板块连接更牢固。
实施例4
本实施例与实施例1的区别为：植物纤维选用农作物秸秆加工而成，农作物秸秆是小麦秸秆、玉米秸秆、水稻秆、棉花秆、油菜秆、薯类秆、甘蔗秆中的一种或几种，形状为片状植物纤维、柱状植物纤维、空心柱状植物纤维的一种或者两种以上的混合，片状植物纤维的宽度为0.1～8mm、厚度为0.10～0.5mm；柱状植物纤维和空心柱状植物纤维的直径为0.5mm～10mm，柱状植物纤维和空心柱状植物纤维的直径优选为0.8mm～8mm。
实施例5
本实施例与实施例1的区别为：内加强层2中加入填充纤维，外加强层3选用钢筋网，制作内加强层2时水泥、水、平均粒径在0.25～0.35mm的砂子、填充纤维加入的重量份数分别为：600份、1600份、160份、1.5份；制作外加强层3时水泥、水、平均粒径在0.25～0.35mm的砂子、钢筋网加入的重量份数分别为：900份、1700份、180份、40份。当然可以内加强层中加入钢筋网，外加强层中加入填充纤维，在此不再赘述。

Claims (10)

1.一种植物纤维墙体板块，其特征在于：包括由植物纤维做成的芯层(1)，以及复合在芯层(1)两面上的内加强层(2)和外加强层(3)。
2.根据权利要求1所述的植物纤维墙体板块，其特征在于：芯层(1)是用作为粘合剂的无机胶凝材料将呈长条状的植物纤维粘结而压制成的板状或者块状，其中植物纤维与无机胶凝材料的重量百分比为1.5～3。
3.根据权利要求2所述的植物纤维墙体板块，其特征在于：芯层(1)容重为350～550kg/m3，无机胶凝材料为水泥、菱镁土、石膏、石灰或水玻璃。
4.根据权利要求1所述的植物纤维墙体板块，其特征在于：植物纤维由木材、竹子或农作物秸秆加工而成，农作物秸秆是小麦秸秆、玉米秸秆、水稻秆、棉花秆、油菜秆、薯类秆、甘蔗秆中的一种或几种；植物纤维含水率≤10％，植物纤维的两端是尖的；
植物纤维为片状植物纤维、柱状植物纤维、空心柱状植物纤维的一种或者两种以上的混合，片状植物纤维的宽度为0.1～12mm、厚度为0.10～1.2mm；柱状植物纤维和空心柱状植物纤维的直径为0.5mm～10mm。
5.根据权利要求1所述的植物纤维墙体板块，其特征在于：内加强层(2)和外加强层(3)均包括高强度无机材料、水和骨料，在内加强层(2)和外加强层(3)中还设有钢筋网或均匀分布在高强度无机材料内的填充纤维中的一种或者两种，外加强层(3)强度大于内加强层(2)强度，在内加强层(2)和外加强层(3)之间设有若干锚接件(4)。
6.根据权利要求5所述的植物纤维墙体板块，其特征在于：高强度无机材料为水泥或凝石，骨料为粉煤灰或平均粒径在0.25～0.35mm的砂子；填充纤维为玻璃纤维、聚酯短纤维或细碎植物纤维中的一种或多种，填充纤维长度为4～30mm；锚接件(4)为钢筋。
7.根据权利要求1～6任一项所述的植物纤维墙体板块，其特征在于：还设有包裹在内加强层(2)、芯层(1)和外加强层(3)四周的由水泥和水浇注成的保护框架，保护框架上设有连接槽隼(5)。
8.一种植物纤维墙体板块的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
A、生产准备：分别配备内加强层(2)、外加强层(3)、芯层(1)所使用的物料，同时对芯层(1)所使用的植物纤维进行矿化处理；
B、铺设：
B1、首先将制造内加强层(2)或外加强层(3)的物料均匀铺设到模具的下部至预定高度；
B2、然后在模具中部铺设芯层(1)，先往模具内逐层顺序撒入矿化后的植物纤维和无机胶凝材料，待植物纤维铺到预定厚度后，进行预压；
B3、然后在预压后的芯层(1)的上面铺设外加强层(3)或内加强层(2)的物料至预定高度；
C、结构加强：在内加强层(2)和外加强层(3)之间规则插入若干锚接件(4)，然后在内加强层(2)、芯层(1)和外加强层(3)的四周浇筑由水泥和水组成的保护框架，保护框架上设有连接槽隼(5)；
D、加压及初凝：对内加强层(2)、芯层(1)和外加强层(3)加压并通过模具限位装置获得设定的高度，形成板坯；
E、保温脱模：成为半成品，将半成品置入仓库，常温常压下，静置2～4天，成为成品。
9.根据权利要求8所述的植物纤维墙体板块的制备方法，其特征在于：制作内加强层(2)时高强度无机材料、水、骨料、填充纤维、钢筋网加入的重量份数分别为：510～840份、1410～1730份、150～180份、0～2份、0～50份；制作外加强层(3)时高强度无机材料、水、骨料、填充纤维、钢筋网加入的重量份数分别为：600～1000份、1500～1800份、170～190份、0～2.5份、0～70份。
10.根据权利要求8所述的植物纤维墙体板块的制备方法，其特征在于：步骤A中的矿化处理是采用矿化剂进行的，矿化剂是：
矿化剂包括硅灰石0～5份，硅钡石5～15份，白云石5～45份，铁橄榄石5～15份，沸石10～40份，萤石0～10份，矿化剂与植物纤维按照重量百分比1:100的比例施洒于植物纤维表面；或者
矿化剂为0.4～0.8％的乙酸溶液，乙酸溶液与植物纤维按照重量百分比1:70的比例施洒于植物纤维表面；或者
矿化剂为0.6～3.8％氯化钙溶液和熔融的无水氯化钙的混合物，其中氯化钙溶液与熔融的无水氯化钙的重量比为5:1～10:1，混合物与植物纤维按照重量百分比1:6～1:10的比例施洒于植物纤维表面；
步骤B中的铺设过程中，在内加强层(2)和外加强层(3)中还分别设有钢筋网和/或在高强度无机材料内均匀掺入的填充纤维；步骤C中的锚接件(4)为钢筋。
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