CN108529930A - 一种糯米灰浆生物质砖及其制备方法 - Google Patents

一种糯米灰浆生物质砖及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种糯米灰浆生物质砖及其制备方法，由以下重量份的原料制成：杨木纤维7份、玉米秸秆纤维1份、糯米灰浆44份。本发明对糯米灰浆这一传统建筑材料的使用方式进行了革新，将其作为砖块内部胶粘剂使用，极大提高了制备的糯米灰浆生物质砖的抗压强度。而且本发明还对各原料的含水率和密度进行了优选和限定，进一步降低了制备的糯米灰浆生物质砖的密度，可以作为一种节能、环保、高附加值的新型轻质墙体砖块材料使用。

Description

一种糯米灰浆生物质砖及其制备方法
技术领域
本发明涉及固体废弃物综合利用技术领域，具体涉及一种糯米灰浆生物质砖及其制备方法。
背景技术
糯米灰浆是糯米和氢氧化钙的混合物，是中国最早的有机/无机复合材料，强度大，韧性好，防渗性能好，是中国古代建筑史上的一项重要科技发明。南北朝时期出现了糯米灰浆，并将其作为砖块勾缝材料使用。唐朝城墙、西安明代城墙、南京明代城墙、钱塘江两岸的古海塘，用糯米灰浆砌筑。在自然条件下，灰浆的完全碳化是个漫长的过程。因此，石灰的强碱性可以使糯米成分在相当长的时间内免受微生物的侵袭而得以保存。
我国杨木和玉米秸秆资源丰富，但目前杨木主要用来制造人造板，加工途径单一，附加值低；玉米秸秆在田间直接焚烧不仅浪费资源，而且严重污染环境。因此，亟需加强对杨木和玉米秸秆资源的充分利用。
发明内容
针对上述现有技术，本发明的目的是提供一种糯米灰浆生物质砖及其制备方法。本发明以杨木纤维和玉米秸秆纤维为原料，并添加糯米灰浆作为砖块内部胶粘剂，制备得到一种节能、环保、高附加值的新型轻质墙体砖块材料。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种糯米灰浆生物质砖，由以下重量份的原料制成：
杨木纤维7份、玉米秸秆纤维1份、糯米灰浆44份。
优选的，所述杨木纤维的目数≥10目，更优选的，杨木纤维的目数为10-100目；含水率为8.27～8.91％；密度为：0.059～0.060g/cm3。
优选的，所述玉米秸秆纤维的目数≥10目，更优选的，玉米秸秆纤维的目数为10-100目；含水率为10.93～11.78％；密度为：0.086～0.089g/cm3。
优选的，所述糯米灰浆由糯米胶和氢氧化钙浆混合而成；所述糯米胶占糯米灰浆的质量百分比为10％。
更优选的，所述糯米胶是由糯米粉经蒸煮得到；糯米胶中的固含量为2-20％。
更优选的，所述氢氧化钙浆的含水率为38.51～41.12％，密度为0.779～0.805g/cm3。
本发明还提供上述糯米灰浆生物质砖的制备方法，包括如下步骤：
(1)按重量份称取原料，先将杨木纤维和玉米秸秆纤维混合均匀，再加入糯米灰浆混合均匀；
(2)将混合均匀后的原料装入模具，压制砖块；
(3)脱模，干燥砖块，即得。
优选的，步骤(2)中，压制砖块的压力为10MPa，温度为室温(冷压)，加压时间为10min。
优选的，步骤(3)中，将砖块在60℃条件下干燥48h。
上述糯米灰浆生物质砖在制备建筑材料中的应用也是本发明的保护范围。
本发明的有益效果：
(1)本发明对糯米灰浆这一传统建筑材料的使用方式进行了革新，将其作为砖块内部胶粘剂使用，极大提高了制备的糯米灰浆生物质砖的抗压强度。本发明也是首次将糯米灰浆用于生物质纤维砖的制造。
(2)本发明对各原料的含水率和密度进行了优选和限定，进一步降低了制备的糯米灰浆生物质砖的密度，可以作为一种节能、环保、高附加值的新型轻质墙体砖块材料使用。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
正如背景技术部分所介绍的，糯米灰浆是我国最早的有机/无机复合材料，一般将其作为砖块勾缝材料使用。另外，为充分利用杨木纤维和玉米秸秆纤维资源，本发明在前期研究中，以杨木纤维、玉米秸秆纤维和氢氧化钙为原料，经冷压的方法制备得到一种生物质砖块。但该生物质砖块紧靠外部压力将原料压制成块，砖块的内部结构还不够紧密，砖块的抗压强度仍有待进一步的提高。本发明综合前期研究的成果，创造性的将糯米灰浆作为原料，同杨木纤维和玉米秸秆纤维一同制作生物质砖块，其中，糯米灰浆所起的作用是作为砖块内部的胶粘剂使用，由于糯米灰浆的加入，本发明制备的生物质砖块的抗压强度有了极大的提高。
在本发明的一种实施方案中，给出的糯米灰浆生物质砖的制备方法，其具体步骤如下：
采用杨木纤维、玉米秸秆纤维、糯米灰浆模压砖块，杨木纤维、玉米秸秆纤维和糯米灰浆的配比为7:1:44。
其中，杨木纤维的目数为10～100目及以上；含水率为8.27～8.91％；密度为：0.059～0.060g/cm3。
玉米秸秆纤维的目数为10～100目及以上；含水率为10.93～11.78％，密度为0.086～0.089g/cm3。
糯米灰浆是糯米胶和氢氧化钙浆的混合物，糯米胶占糯米灰浆的质量百分比等于10％；糯米胶是糯米粉经过蒸煮得到的胶粘剂，固含量为2～20％；氢氧化钙浆的含水率为38.51～41.12％，密度为0.779～0.805g/cm3。
本发明中所使用的杨木纤维和玉米秸秆纤维可以为市售的产品，也可以为采用现有技术中已有的方法从杨木和玉米秸秆中提取得到的纤维。为使制备的糯米灰浆生物质砖更为轻质，本发明对杨木纤维、玉米秸秆纤维的含水率和密度分别进行了限定，但无论通过商业渠道购买得到，还是采用常规方法制备得到，只要其含水率和密度指标满足上述要求，均可用于本发明。
采用搅拌机，先搅拌均匀杨木纤维和玉米秸秆，再搅拌杨木纤维和玉米秸秆混合料与糯米灰浆。把搅拌均匀的杨木、玉米秸秆、糯米灰浆混合料装填模具中，注意应填满模具。在压机上压制砖块，记录压力、温度、时间参数。达到加压时间后，在室温条件下，脱模。在60℃条件下干燥48h。
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本申请的技术方案。
本发明实施例中所用的未进行具体说明试验材料均为本领域常规的试验材料，均可通过商业渠道购买得到。
实施例1：糯米灰浆生物质砖的制备
1.原料：
杨木纤维(50-100目，含水率为8.45％；密度为：0.059g/cm3)，玉米秸秆纤维(50-100目，含水率为11.24％；密度为：0.086g/cm3)。
糯米灰浆：蒸馏水沸腾后，加入糯米粉，蒸煮5min，得到糯米胶，其中固含量为8％；将糯米胶和氢氧化钙浆混合均匀，制成糯米灰浆。其中，糯米胶占糯米灰浆的10％，氢氧化钙浆的含水率为38.51％，密度为0.779g/cm3。
2.制备：
(1)装配模具：依次组装模具的各部分。模具的内三维部尺寸为235mm×110mm×100mm。
(2)称量原材料：将杨木纤维、玉米秸秆纤维和糯米灰浆按重量比为7:1:44进行称取。
(3)搅拌原材料：采用搅拌机，先搅拌均匀杨木纤维和玉米秸秆，再搅拌杨木纤维和玉米秸秆混合料与糯米灰浆。
(4)装填模具：把搅拌均匀的杨木、玉米秸秆、糯米灰浆混合料装填模具中，注意应填满模具。
(5)装机：把装满混合料的模具，放在冷压机上；然后，装好压头。
(6)压制砖块：按下冷压机的加压按钮，记录压头完全压入模具压力10MPa,、冷压温度为室温，时间为10min。
(7)脱模：冷压结束后，在室温条件下，小心脱模，观察成型情况。
(8)干燥：在60℃条件下干燥48h。
采用万能力学试验机测试本实施例制作的砖块抗压强度，经测试，其抗压强度为3.55MPa。抗压强度指砖块厚度方向上压缩5mm时的强度；并不是完全压溃的强度。
对比例1：
原料同实施例1，制备方法的区别在于：将杨木纤维、玉米秸秆纤维和糯米灰浆按重量比为7:1:44进行配料，糯米胶粘剂固含量为2％；其余同实施例1，制备得到生物质砖。
采用万能力学试验机测试对比例1制作的砖块抗压强度，经测试，其抗压强度为2.90Mpa。
对比例2：
原料同实施例1，制备方法的区别在于：将杨木纤维、玉米秸秆纤维和糯米灰浆按重量比为7:1:44进行配料，糯米胶固含量为14％；其余同实施例1，制备得到生物质砖。
采用万能力学试验机测试对比例2制作的砖块抗压强度，经测试，其抗压强度为2.98Mpa。
对比例3：
杨木纤维和玉米秸秆纤维原料同实施例1；
糯米灰浆：蒸馏水沸腾后，加入糯米粉，蒸煮5min，得到糯米胶，其中固含量为6％；将糯米胶和氢氧化钙浆混合均匀，制成糯米灰浆。其中，糯米胶占糯米灰浆的10％，氢氧化钙浆的含水率为38.51％，密度为0.779g/cm3。
制备方法同实施例1，制备得到生物转。
采用万能力学试验机测试对比例3制作的砖块抗压强度，经测试，其抗压强度为2.82Mpa。
对比例4：
杨木纤维和玉米秸秆纤维原料同实施例1；
糯米灰浆：蒸馏水沸腾后，加入糯米粉，蒸煮5min，得到糯米胶，其中固含量为14％；将糯米胶和氢氧化钙浆混合均匀，制成糯米灰浆。其中，糯米胶粘剂占糯米灰浆的10％，氢氧化钙浆的含水率为38.51％，密度为0.779g/cm3。
制备方法同实施例1，制备得到生物转。
采用万能力学试验机测试对比例4制作的砖块抗压强度，经测试，其抗压强度为2.98Mpa。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种糯米灰浆生物质砖，其特征在于，由以下重量份的原料制成：
杨木纤维7份、玉米秸秆纤维1份、糯米灰浆44份。
2.根据权利要求1所述的糯米灰浆生物质砖，其特征在于，所述杨木纤维的目数≥10目，优选的，杨木纤维的目数为10-100目；含水率为8.27～8.91％；密度为：0.059～0.060g/cm3。
3.根据权利要求1所述的糯米灰浆生物质砖，其特征在于，所述玉米秸秆纤维的目数≥10目，优选的，玉米秸秆纤维的目数为10-100目；含水率为10.93～11.78％；密度为：0.086～0.089g/cm3。
4.根据权利要求1所述的糯米灰浆生物质砖，其特征在于，所述糯米灰浆由糯米胶和氢氧化钙浆混合而成；所述糯米胶占糯米灰浆的质量百分比为10％。
5.根据权利要求4所述的糯米灰浆生物质砖，其特征在于，所述糯米胶是由糯米粉经蒸煮得到；糯米胶中的固含量为2-20％。
6.根据权利要求4所述的糯米灰浆生物质砖，其特征在于，所述氢氧化钙浆的含水率为38.51～41.12％，密度为0.779～0.805g/cm3。
7.权利要求1-6任一项所述的糯米灰浆生物质砖的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)按重量份称取原料，先将杨木纤维和玉米秸秆纤维混合均匀，再加入糯米灰浆混合均匀；
(2)将混合均匀后的原料装入模具，压制砖块；
(3)脱模，干燥砖块，即得。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，压制砖块的压力为10MPa，温度为室温，加压时间为10min。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，将砖块在60℃条件下干燥48h。
10.权利要求1-6任一项所述的糯米灰浆生物质砖在制备建筑材料中的应用。
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