CN1296465A - 植物纤维水泥成型体及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的植物纤维水泥成型体,包括外加剂硝酸盐。一种制造植物纤维水泥成型体的方法,包括步骤:将包括至少一种植物纤维材料、水泥的原料和水混合,成型该混合料,养护该成型体,其中在上述原料混合步骤或成型步骤中加入硝酸盐。优选在养护步骤中加热该成型体。根据本发明。提供一种不易受到抑制水泥硬化物质影响的高强度植物纤维水泥成型体,和有效地和低成本地制造该成型体的方法。

Description

植物纤维水泥成型体及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种利用植物纤维作为增强材料的植物纤维水泥成型体及其制造方法。
背景技术
植物纤维水泥成型体，例如植物纤维水泥板，通常是这样制造的：将由木材加工成片状、细刨花、木质纤维等等获得的木质纤维，或以类似方法加工竹子获得的竹纤维，不同类型的水泥，与水捏和，然后成型此捏和的材料，接着养护和硬化该水泥。可以广泛使用不同种类的软木材和硬木材木料作为木质纤维源。然而，近年来已经出现了木材不足的趋势，而且从全球的环境保护观点来看也要求保护木材。已经注意到竹子材料作为代替木材的原料，与软木材和硬木材相比，其生长迅速，强壮，且具有高度弹性。然而，竹子材料包含可溶解的糖、可溶解的树脂等等，此物质抑制水泥的硬化，这是大家所熟知的。因此，为了在实际中使用含有大量抑制硬化的物质的材料，例如竹子材料作为植物纤维材料的原料，需要将其处理以促进水泥的平稳硬化。
照惯例已经提出下列方法消除由植物纤维材料中可溶解的糖和树脂引起的抑制水泥硬化。
例如，引用一种促进水泥硬化的方法，是用金属盐类例如氯化钙、氯化镁、氯化铝浸渍或与植物纤维材料混合(日本专利申请公开号51-26930，日本专利申请公开号51-151722，日本专利申请公开号60-118658)。此外，日本专利公告号55-14827公开了一种快速硬化和成型木质水泥制品的方法，其中将木质原料做成细碎片，与水和超速硬化水泥混合，其中水泥中加入和混合了氯化铁，然后在90-120℃内通过加热和压力紧固来硬化和成型。
在上述方法中，加入了硬化加速剂，在加压和加热的条件下进行水泥硬化，例如使用热压方法，在紧固状态下蒸汽养护等等。然而，在该系统中使用了含有大量抑制水泥硬化的物质植物纤维材料，例如竹纤维材料，水泥在常温下不容易硬化，而且即使水泥硬化，所得到的成型体的强度极低。另外，对于用作硬化加速剂的金属盐类来说，通常使用氯化物类型。在氯化物类型硬化加速剂用于结构材料中的情况下，担心金属部件例如紧固用的螺杆在建造所得到的成型体时会生锈，而且捏和机的金属部件、成型的铁板等等在生产成型体时会生锈。在系统中，使用了含有大量抑制水泥硬化的物质植物纤维材料，也担心因为显著地延迟水泥的水化，所以硬化加速剂不能有效地起作用。
引用的另一种方法是在河水、海水、和/或化学溶液中预先浸透处理除去细刨花内的树脂部分，然后使用所得到的细刨花(日本专利申请公开号55-164054)。这里，据说为了除去细刨花原料中的树脂部分到不影响生产细刨花水泥板的范围，需要将细刨花预先浸透在水中2-10小时，根据树脂的类型，主要使用1-45℃的冷水。在这种情况下，因为需要长时间浸透处理，所以不可否认这降低了生产率。而且，为了获得稳定的产品质量，需要长时间浸透，可以理解产品质量将根据使用的木材类型而变化。此外，日本专利公告号61-4784公开了一种制造木质水泥板的方法，其特征在于预先用一种或多种硫酸盐、氢氧化钙和/或碳酸钙，一种或多种羧酸处理该木质材料，然后与水泥混合，该硫酸盐选自硫酸镁、硫酸钙、硫酸铝和硫酸锌，该羧酸选自蚁酸、乙酸和草酸。此外，日本专利公告号61-5422公开了一种制造木质水泥板方法，其特征在于用强酸铝盐和乙酸盐进行处理木质材料以防止抑制水泥硬化，然后使用已经经过水泥硬化抑制处理的木质材料制造木质水泥板。这些处理都增加排泄浸透处理溶液的费用和运行费用。
也有一种方法，其中用多聚甲醛或福尔马林处理，将木质材料中抑制水泥硬化的物质处理成不溶物质(日本专利申请公开号50-127925)。然而，在这种方法中使用的药物是危险的，并且需要化学废品处理设备、工作场所、环境设备等等的费用，这增加了成本。
此外，日本专利公告号5-65455公开了一种制造木质水泥板的方法，是将木质材料、水泥和水捏和形成混合物，然后通过压力紧固方法成型该混合物，然后养护和硬化，其中将含有一种或多种选自铁、铜、锌、或铅的硫酸盐、氯化物或氢氧化物的金属混合物与捏和水混合，金属混合物与从木质材料中提取的组分化合，形成高度稳定的络合物，因此由于提取的组分化合而防止抑制水泥硬化。
此外，日本专利申请公开号8-2954公开了一种处理木质增强材料的方法，其特征在于通过在木质增强材料中加入和混合氢氧化钙和碱金属的碳酸氢盐和/或氨并且加热，用碳酸钙包覆木质增强材料的表面。
上述传统的技术方法是通过引起凝胶化作用防止抑制硬化的物质扩散到水泥中，而从作为增强材料已经混合在原料混合物中的植物纤维材料中洗出的抑制水泥硬化的物质(可溶解的糖和树脂等等)的数量相对较小，或者是通过用化学药品预处理增强的植物纤维材料防止抑制水泥硬化的物质洗出到水泥中。然而，与用于增强的木质纤维材料如软木材和硬木材相比较，在使用含有大量可溶解的糖和树脂的竹纤维等等作为增强的植物纤维材料情况下，因为在水泥硬化之前，可溶解的糖和树脂可能洗出，所以担心抑制水泥的硬化。即使在抑制硬化的情况下加入硬化加速剂，也难以将延时水化反应回复常态。此外，难以用化学药品等等完全涂覆这些植物纤维材料的表面，不完全的涂层类似于上述情况，其会抑制水泥的硬化。这样难以获得稳定的高质量产品。
另一方面，目前的植物纤维水泥成型体的生产通常具有下列步骤：将作为主要的原料的至少一种植物纤维材料、水泥和水混合；在模板上成型该混合的原料；将此复合的成型体和模板放置多层，使其紧固在一起同时加压；当其紧固时养护直到可以处理该成型体；然后松开使成型体和模板分开(在下文中称为拆模)；而且目前经常使用这种方法。为了进行拆模，成型体需要具有保持形状性质和经得起处理的强度。将成型原料多层放置的理由是因为通常是“成型一层成型体需要的时间＜＜加压/紧固一个周期需要的时间”，为了有效地制造成型体，希望达到“成型一层成型体需要的时间×层数≥加压/紧固1周期需要的时间”。此外，将一层紧固在一层之上，或将较少的几层紧固在一起需要极其大量的紧固装备，这是不切实际的。
然而，如果多层放置需要时间，已经成型在模板上材料的水泥硬化反应较早地发生在压力紧固以前，这导致制造的植物纤维水泥成型体的强度较低(植物纤维水泥成型体的强度仅仅证明当水泥压力紧固时什么时候引起水化反应)。此外，在多层放置步骤中由于一些麻烦而中断的情况下，进一步增加了作业时间。特别是在照惯例提出的使用水泥硬化加速剂的情况下，如果多层放置费时间，那么水泥硬化反应在加压紧固之前进行，这将显著地降低制造的成型体的强度。
因此，本发明的目的是提供一种高强度的植物纤维水泥成型体，其不易受抑制水泥硬化的物质影响，并提供一种有效地和低成本制造它的方法。
本发明的另一个目的是，在目前经常使用如上所述的制造植物纤维水泥成型体中，提供一种制造植物纤维水泥成型体的方法，其中放置在模板上材料的水泥硬化反应不容易在加压-紧固之前进行，减少了从紧固完成到拆模所需要的养护期，不会腐蚀制造成型体涉及的金属装备零件，所以成本降低。
本发明的公开
本发明人经过不懈的研究已经成功地解决了上述传统的问题。
也就是说，本发明提供一种包括至少一种植物纤维材料和水泥的植物纤维水泥成型体，其特征在于植物纤维水泥成型体含有硝酸盐作为外加剂。
此外，本发明提供如上所述的植物纤维水泥成型体，其中硝酸盐含量为相对于固体原料总量的0.5-10％(按重量计算)。
而且，本发明提供如上所述的植物纤维水泥成型体，其中硝酸盐是选自硝酸镁、硝酸铁、硝酸镍和硝酸铝的一种或多种。
另外，本发明提供一种制造植物纤维水泥成型体的方法，包括步骤一：将包括至少一种植物纤维材料、水泥和水的原料混合，步骤二：成型该混合料，和步骤三：养护此成型体，其特征在于在上述原料混合步骤或上述成型步骤中加入硝酸盐。
此外，本发明提供一种如上所述的制造方法，其中硝酸盐是以水溶液的形式加入的。
而且，本发明提供一种制造植物纤维水泥成型体的方法，包括步骤一：将包括至少一种植物纤维材料、水泥和水的原料混合，步骤二：在模板上成型该混合料，步骤三：将多层此成型体和模板组合层叠；步骤四：在压力下对上述层叠的多层组合加压并紧固；步骤五：养护紧固的成型体直到它们可以处理，和步骤六：松开(unfastening)并分开上述的成型体和模板，其特征在于在上述的原料混合步骤或成型步骤中加入硝酸盐，而且在上述的养护步骤中对该成型体进行热处理。
此外，本发明提供一种如上所述的制造方法，其中在50℃或50℃以上和小于100℃之间的温度下进行热处理。
而且，本发明提供一种如上所述的制造方法，其中在60-80℃的温度下进行热处理。
另外，本发明提供一种如上所述的制造方法，其中热处理是蒸汽养护。
此外，本发明提供一种如上所述的制造方法，其中在热处理以前进行普通的养护。
而且，本发明提供一种如上所述的制造方法，其中用普通养护对与模板分开后的成型体进行二次养护。
附图的简述
图1是图解说明本发明在植物纤维水泥成型体的制造过程中时间与水泥硬化反应的进度之间关系的曲线图。
本发明的详细说明
本发明提供一种具有高强度的植物纤维水泥成型体，通过加入硝酸盐防止了植物纤维材料中抑制水泥硬化的物质引起的延迟水泥水化反应，该物质防止植物纤维水泥成型体达到它们的全部强度，还提供一种有效地和低成本制造该成型体的方法。
此外，本发明包括，在目前经常使用的制造植物纤维水泥成型体的方法中，加入如上的硝酸盐，在养护步骤中对成型体进行热处理，以便使水泥硬化反应主要在加压-紧固后进行，因此缩短了从加压-紧固完成到拆模步骤所需要的养护期。
下面进一步描述本发明的植物纤维水泥成型体。
首先，在本说明书中描述的植物纤维材料是一种木质纤维的通称，以软木材或硬木材、竹纤维、甘蔗纤维、棕榈树纤维等等为代表。而且，植物纤维材料是一种具有形状如针状、屑片状、薄片截面状、线状、棒状、纤维状、片状等等的上述纤维的通称。此外，植物纤维材料包括木质纤维素作为主要成分的大麻纤维、甘蔗渣等等。应当注意对植物纤维原料的形状没有特别的限制，但是优选使用平均纤维长度为10-50毫米、纤维平均直径或平均纤维粗度为0.5毫米或更小的植物纤维原料。而且，植物纤维材料可以是两种或两种以上的上述纤维的混合物。
在本发明的植物纤维水泥成型体中，加入上述植物纤维材料的比例(干重)为10-45％(按重量计算)，优选25-35％(按重量计算)。应当注意上述的百分比(按重量计算)是相对于如下所述的植物纤维材料(干重)、水泥和根据需要使用的混合料(剂)的干重总量(以下简称固体原料)的值。
这里，加入植物纤维材料的比例小于10％(按重量计算)具有小的增强效果，这又导致获得的植物纤维水泥成型体具有较低的抗弯强度，因此不是所希望的。加入的比例超过45％(按重量计算)使水泥均匀地涂覆所有的纤维表面是不可能的，由此降低了强度，因此也不是所希望的。
能被用于本发明植物纤维水泥成型体的水泥例子有水硬性水泥例如波特兰水泥、在波特兰水泥中掺入高炉矿渣的高炉矿渣水泥、在掺入二氧化硅物质例如火山灰、二氧化硅粉、硅藻土的硅质水泥中掺入粉煤灰的粉煤灰水泥、和高铝水泥。
在本发明的植物纤维水泥成型体中，加入上述水泥的比例必须为相对于固体原料的50％(按重量计算)或50％以上，优选65-75％(按重量计算)。如果比例低于50％(按重量计算)，构成胶结材料的水泥绝对数量不足，这会引起强度下降。因为本发明含有相对于固体原料的至少10％(按重量计算)或更多的植物纤维材料，所以加入水泥的最大比例为90％(按重量计算)。
此外，在本发明中，水优选为固体原料的20-60％(按重量计算)。包含在植物纤维材料中的水分也被认为是混合水的一部分。比例小于20％(按重量计算)将带来没有足够的水分使水泥水化反应的危险，而比例超过60％(按重量计算)使成型体加压时挤出水分，这又引起水泥等等挤出，或引起粘附着植物纤维表面的水泥脱附，带来成型体不均匀的危险。因此，这样的性质不是所希望的。
将硝酸盐作为外加剂加入到本发明的植物纤维水泥成型体中起到了防止包含在植物纤维材料中的水泥硬化抑制物质引起延迟水泥水化反应的作用。这里，硝酸盐复原水化反应的效果根据金属离子的种类而变化很大，以复原的功效为基准，金属离子的种类递减排列如下：Mg2+、Fe3+、Ni2+＞Al3+＞Ca2+＞K+。因此，在本发明中可以作为外加剂使用的硝酸盐优选为硝酸镁[Mg(NO3)2]、硝酸铁[Fe(NO3)3]、硝酸镍[Ni(NO3)3]、硝酸铝[Al(NO3)3]等等，特别优选硝酸镁、硝酸铁和硝酸镍。加入硝酸盐的数量为相对于固体原料总量的0.5-10％(按重量计算)，优选4-10％(按重量计算)。
除了上述硝酸盐外，还可以使用硝酸钙、硝酸钾等等，但是与上述硝酸盐相比，这在防止抑制水泥硬化的物质引起延迟水泥水化反应方面的效果要差，迫使增加加入的比例或与具有高度防止效果的上述硝酸盐结合使用。也就是说，如果加入这些硝酸盐，那么加入这些硝酸盐的数量为相对于固体原料总量的0.5-10％(按重量计算)，优选为7-10％(按重量计算)。
如果加入硝酸盐比例小于0.5％(按重量计算)，不能充分防止水泥硬化抑制物质引起的延迟水泥水化反应，而如果加入比例超过10％(按重量计算)，那么该效果证明已经饱和，因此它完全导致增加原材料成本，所以这种比例不是所希望的。
当将植物纤维材料、水泥和水混合时，或当在模板上将包括植物纤维材料、水泥和水的混合物成型时，可以加入硝酸盐。在这时候，硝酸盐可以按原态加入，或者可以预先溶解在水中并以水溶液的形式加入；优选以水溶液的形式加入。也就是说，硝酸盐可以以粉末的形式预先与水泥和另一个可选择的组分的粉末组分混合，并加入。然而，因为有许多硝酸盐含有结合水，所以预先将要加入的硝酸盐完全地和均匀地溶解在要加入的水中，并将获得的水溶液均匀地喷涂在另一个成分之上，这样加入更有效。
此外，除上述主要成分之外，根据需要可以将下列物质作为配料(剂)加入到本发明的植物纤维水泥成型体，只要不影响植物纤维水泥成型体的物理性能：
(1)片状晶体例如云母；
(2)针状晶体例如硅灰石；
(3)无机细粉例如二氧化硅粉、硅藻土、粉煤灰；
(4)无机或有机的填料例如碳酸钙、珍珠岩、shirasu球、苯乙烯；
(5)粘土矿物例如膨润土、高岭土、蛭石；
(6)纤维状矿物例如坡缕石、海泡石；
(7)多孔的矿物粉未例如沸石；
(8)增强纤维例如有机合成纤维、玻璃纤维、纸浆纤维、金属纤维；
(9)合成树脂乳液；和
(10)添加物例如着色剂、防水材料。
可以使用上述(1)-(8)中的组分，其总量为固体原料的35％(按重量计算)或更少。就(9)中的组分而论，优选使用固体原料的10％(按重量计算)以内。此外，加入组分(10)的量可以是固体原料的5％(按重量计算)。
可以将上述的植物纤维材料、水泥、硝酸盐和水，根据需要与其它组分混合；在具有适当形状的模板上以垫子的形式成型所得到的混合材料(应该注意到：如上所述，在成型的时候可以加入硝酸盐)；和通过压力机等等加压-紧固所得到的成型体，之后进行养护，这样制造本发明的植物纤维水泥成型体。根据一种最优方案，将上述的植物纤维材料、水泥、硝酸盐和水，根据需要与其他的组分混合；在具有适当形状的模板上以垫子的形式成型所得到的混合材料(应该注意到：如上所述，在成型的时候可以加入硝酸盐)；将所得到的成型体连同模板多层放置；通过压力机加压，同时在加压状态下紧固；然后养护直到水泥硬化到可以处理成型体；松开；和进行拆模，如此可以制造本发明的植物纤维水泥成型体。
此实施方案的特征之一是在上述养护步骤中热处理成型体。热处理使水泥硬化反应迅速地进行，这可以减少直到拆模时所需要的时间。
优选在50℃-100℃的温度下，更优选在60-80℃的温度下进行本发明的热处理。对热处理的方法没有限制，只要该方法能适当地提高成型体的温度就行，但是如果是这样进行，例如通过蒸汽养护，在热处理的过程中包含在成型体中的水分不会蒸发，那么不会发生由任何水分不足所引起的水泥反应的失败，所以这是优选的。
热处理易于洗脱包含在植物纤维中的抑制水泥硬化的物质，例如可溶性糖或可溶解的树脂；因此优选在加压-紧固规定的一段时间例如1小时或1小时以上之后进行成型体的普通养护，硝酸盐在某种程度上起到了防止洗出的“抑制物质”的影响，由于进行热处理，在加压-紧固之后可更迅速地进行水泥硬化反应。在这里普通养护是指在常温(室温)的环境温度下水泥进行水化反应而使成型体硬化的养护。长时间进行普通养护相反地不会影响以任何方式所得到的成型体的物理性能，但是考虑到本发明的目的是减少从加压-紧固结束到拆模的时间，所以优选8小时或8小时以下。
此外，优选对经过普通养护通过拆模步骤与模板分开的成型体进行二次养护，因为这可增加所得到的植物纤维水泥成型体的强度。
在制造植物纤维水泥成型体的时候，抑制水泥硬化并从植物纤维材料中洗出进入原料混合物的物质是为何会延迟水泥的水化反应，对此有关的机理已经提出不同假设。因此可以说水泥硬化抑制物质与水泥中的钙离子形成络合物，成为覆盖未水化的水泥颗粒表面的络合盐，因此防止了氢氧化钙晶体的析出，因此延迟了水泥的水化反应，延迟了凝结和硬化。可以认为在原料混合物中加入硝酸盐可以使金属离子，当变为氢氧化物时，引起抑制水泥硬化的物质共同沉淀，当它们都是液相时，由于减少了液相部分中水泥硬化抑制物质的浓度，所以水泥吸附的水泥硬化抑制物质脱附并移动到液相中。可以认为通过加入硝酸盐使水泥吸附的水泥硬化抑制物质层变得不稳定，用这种方式对防止由水泥硬化抑制物质引起的延迟水化反应有效，因此它可以提供一种没有任何抑制水泥硬化的高强度的植物纤维水泥成型体。
而且，在养护步骤中通过加热促进成型体迅速地进行水泥硬化反应，由此减少了达到拆模的时间，从而提高生产率。
参考附图更进一步描述本发明。图1是图解说明本发明在植物纤维水泥成型体的制造过程中时间与水泥硬化反应的进度之间关系的曲线图。实线A是与本发明制造方法有关的曲线。如上所述，直到原料混合物在模板上例如以垫子的形式成型，多层放置，并通过夹具加压-紧固，水泥硬化反应才可有利地进行。根据本发明，直到以垫子形式成型并加压-紧固该原料混合物，水泥硬化反应才得以快速进行，这是包含在植物原料中的水泥硬化抑制物质和硝酸盐同时影响水泥的反应的一个特征。然而，在要求的时间点通过热处理该成型体，也就是说，使已经多层放置的成型体加压-紧固完成之后，水泥硬化反应快速地进行，在较短的时间内可以拆模。例如，在拆模步骤后两周内，纤维增强水泥成型体获得足够的强度。而且，当受到荷载时在其顶部和底部的强度几乎相同。相反，虚线B是使用传统的水泥硬化加速剂作为例子的曲线。从虚线B来看，从开始混合原料时起，是以特别高的速度进行水泥硬化反应，而且即使加压-紧固，也不能获得成型体所要求的强度。
实现本发明的最佳方式
在下面以实施例为基础详细描述本发明。使用竹子材料作为植物纤维的原料，众所周知其抑制水泥硬化的物质含量高。
实施例1-4
使用锤式破碎机(Yugen Kaisha Asahi Sangyo制造)将沿着竹子原料的生长方向切割成长度大约为200毫米和宽度大约为30毫米的泰国生长的竹子材料(PAITONG DHAM)制成长度为5-60毫米(平均纤维长度：15毫米)和直径为0.1-3.0毫米(纤维平均直径：0.45mm)的纤维。由此获得的竹纤维的水分含量为67％(按重量计算)。在本说明书中描述的植物纤维材料的水分含量定义如下：
水分含量(重量％)=(包含水分的植物纤维材料的重量-在绝对干燥的状态下植物纤维材料的重量)/在绝对干燥的状态下植物纤维材料的重量×100
其次，将竹纤维和普通硅酸盐水泥配合，使它们的比例为30∶70(就干重而言)，然后相对于100重量份竹纤维(绝对干燥的状态)，加入130重量份的水。为了制备试块，将借助于喷水器预先使其水分含量调整到100％(按重量计算)的竹纤维与普通硅酸盐水泥均匀地混合，然后通过喷水器将由硝酸镁完全地溶解于剩余的30重量份水的硝酸镁溶液均匀地加入到混合的材料中。使用的硝酸镁是由kanto kagakukabushiki Kaisha制造的特级试剂硝酸镁六水合物[Mg(NO3)26H2O]。
在作为模板的铁板上将所得到的混合材料成型成180毫米长度×100毫米宽×70毫米厚的均匀的垫子(mat)，然后使用20kgf/cm2的压力加压-压缩。用夹具紧固该铁板，然后移走压力，然后在压力-紧固状态下进行养护。
就养护情况而言，在聚乙烯塑料袋密封的状态下于30℃下进行初期养护24小时。在完成初期养护之后，拆卸掉夹具，拆卸掉铁板，然后进行切割，之后一部分按照如下所述进行强度试验，而对另一部分进行更进一步的二次养护。密封在聚乙烯塑料袋中于30℃下进行二次养护14天。在完成二次养护之后，在60℃下进行干燥24小时，按照如下所述进行物理性能测试。在实施例1、2、3和4中加入的硝酸镁比例分别是固体原料的2.8％(按重量计算)、4.2％(按重量计算)、5.6％(按重量计算)和7.0％(按重量计算)。
将已经拆模的成型体切成160毫米×40毫米大小来测量其强度，用跨距为120毫米和中心载荷进行弯曲试验。就二次养护之后成型体的物理性能测试而论，检验性能如容重、14天强度(抗弯强度)、和ρ=1.1的转化强度。
ρ=1.1的转化强度是用来表示(1.1/试样的容重)2×试样的强度。
众所周知具有均匀组成的纤维增强水泥板的成型体抗弯强度一般说来与该成型体容重的平方成正比例。因此，当要比较的成型体具有不同的容重时，需要校正该抗弯强度。具体地说，在本申请的实施例中，标准成型体的容重定义为1.1，并采用上述等式修正测量的抗弯强度。
获得的植物纤维水泥成型体不同性能的测量结果示于表1中。
对比实施例1
除了不加入硝酸镁以外，重复实施例1。结果示于表2中。
对比实施例2
除了使用氯化钙代替硝酸镁之外重复实施例1。结果示于表2中。
对比实施例3
除了使用硫酸铝代替硝酸镁之外重复实施例1。结果示于表2中。
表1
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
拆模强度(kgf/cm2) 14 23 32 48
容重 1.09 1.19 1.25 1.27
14天强度(kgf/cm2) 47 109 148 194
14天强度的ρ=1.1的转化强度(kgf/cm2) 48 93 115 146
养护条件：初期养护是在30℃下养护24小时
二次养护是在30℃下养护14天
表2
对比例1 对比例2 对比例3
拆模强度(kgf/cm2) 1.3 4.5 10.2
容重 0.98 1.16 1.19
14天强度(kgf/cm2) 2.3 11 19
14天强度的ρ=1.1的转化强度(kgf/cm2) 2.9 9.4 16.5
养护条件：初期养护是在30℃下养护24小时
          二次养护是在30℃下养护14天
从上述的表1和2中可以看出：仅仅将植物纤维材料、水泥和水混合，成型获得的原料混合物，养护和硬化成型体，由此获得的植物纤维水泥成型体由于存在抑制水泥的硬化而具有极低的强度，所以不能用作结构材料。此外，即使加入硬化加速剂例如氯化钙和硫酸铝，在此情况下使用的植物纤维材料例如竹纤维含有大量抑制水泥硬化的物质，所以难以获得由加入硬化加速剂带来的效果。然而，将硝酸盐加入到原料混合物中，由此防止延迟水化反应，可以获得的高强度的植物纤维水泥成型体。
实施例5
将实施例1所述的竹纤维和普通硅酸盐水泥配合，其比例是30∶70(干重)，加入相对于100重量份数的竹纤维(绝对干燥的状态)的130重量份数的水。
为了制备试块，将借助于喷水器预先使其水分含量调整到100％(按重量计算)的竹纤维与普通硅酸盐水泥均匀地混合，然后通过喷水器将由硝酸镁完全地溶解于剩余的30重量份水的硝酸镁溶液均匀地加入到混合的材料中。加入硝酸镁的量为相对于固体原料的4.2％(按重量计算)。使用的硝酸镁是由kanto kagaku kabushiki Kaisha制造的特级试剂硝酸镁六水合物[Mg(NO3)26H2O]。在铁板上将所得到的混合材料成型为180毫米长×100毫米宽×70毫米厚的均匀垫子，其在移动车上以40层与铁板放置在一起待压，然后使用20kgf/cm2的压力压缩，使垫子的厚度变为12mm。用夹具紧固该铁板，之后从压力机上移走，在压力紧固状态下进行初次养护，接着拆模。然后使已经拆模的成型体连续地进行二次养护。初次养护是在60℃下蒸汽养护8小时。二次养护是进行普通的养护14天。
用一部分拆模的成型体，按照实施例1相同的方法测量抗弯强度。同时也检测拆模的难易程度。按照实施例1对二次养护之后的成型体进行测定。
测量结果示于表3中。
实施例6
除了在初次养护以前进行预养护的普通养护2小时之外，重复实施例5。测量结果示于表3中。
表3
实施例5 实施例6
拆模强度(kgf/cm2) 52 62
容重 1.12 1.14
14天强度(kgf/cm2) 103 117
14天强度的ρ=1.1的转化强度(1kgf/cm2) 99 111
拆模的可能性 可以 可以
养护条件：
实施例5：初次养护是在60℃下养护8小时，二次养护是普通养护14天
实施例6：预养护是普通养护2小时，初次养护是在60℃下养护8小时，二次养护是普通养护14天
从表3中的结果可以看出：拆模强度高，且可以看出短时间达到了能够拆模的强度。此外，在实施例6中，在热处理之前进行预养护，拆模时的强度较高，使处理容易。
工业实用性
根据本发明，使用极其简单的方法：加入外加剂硝酸盐，提供高强度的植物纤维水泥成型体，其不易受抑制水泥硬化的物质的影响，并提供一种有效地和低成本地制造该植物纤维水泥成型体的方法。此外，根据本发明，除在混合原料步骤或者在成型步骤中加入硝酸盐之外，在养护步骤中对成型体进行热处理，提供一种制造植物纤维水泥成型体的方法，其中在压力-紧固以前放置在模板上的材料中水泥硬化反应不能迅速地进行，减少了从完成紧固到分离步骤所需要的养护时间，不会腐蚀在制造成型体中涉及的金属装备零件，而且费用低。

Claims (11)

1．一种植物纤维水泥成型体，包括至少一种植物纤维材料和水泥，其特征在于植物纤维水泥成型体还含有外加剂硝酸盐。
2．根据权利要求1的植物纤维水泥成型体，其中硝酸盐重量含量为相对于固体原料总量的0.5-10％。
3．根据权利要求1或2的植物纤维水泥成型体，其中硝酸盐是选自硝酸镁、硝酸铁、硝酸镍和硝酸铝的一种或多种。
4．一种制造植物纤维水泥成型体的方法，包括步骤：将包括至少一种植物纤维材料、水泥和水的原料混合，成型该混合料，然后养护此成型体，其特征在于在所说的原料混合步骤或所说的成型步骤中加入硝酸盐。
5．根据权利要求4的方法，其中硝酸盐是以水溶液的形式加入的。
6．一种制造植物纤维水泥成型体的方法，包括步骤：将包括至少一种植物纤维材料、水泥和水的原料混合，在模板上成型该混合料，堆叠多层该成型体和模板的组合，对所说的层叠的多层组合加压且在加压下紧固，养护该紧固成型体直到可以处理所说的成型体，然后拆卸并将所说的成型体和所说的模板分开，其特征在于在所说的原料混合步骤或成型步骤中加入硝酸盐，且在所说的养护步骤中对该成型体进行热处理。
7．根据权利要求6的方法，其中在50℃-100℃的温度下进行热处理。
8．根据权利要求7的方法，其中在60-80℃的温度下进行热处理。
9．根据权利要求6到8任一项的方法，其中热处理是蒸汽养护。
10．根据权利要求6-9任一项的方法，其中在热处理以前进行普通养护。
11．根据权利要求6-10任一项的方法，其中用普通养护对与模板分开后的成型体进行二次养护。
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