半干法水泥纖維板的生產(chǎn)工藝與性能研究.pdf

1、水泥纖維板是以水泥為膠凝材料，用纖維作為填充增強(qiáng)材料制成的新型建筑墻體材料，它兼有水泥和木材的雙重優(yōu)點(diǎn)，如強(qiáng)度高、自重輕、防火、隔音等，可廣泛用于非承重內(nèi)外墻板、天花板、活動(dòng)房等領(lǐng)域。水泥纖維板作為一種理想的建筑材料，在國外已應(yīng)用的相當(dāng)普遍，但我國對水泥纖維板的研究起步較晚，還沒有得到廣泛應(yīng)用。本研究選用普通硅酸鹽水泥作為膠凝材料，探討利用桉樹化學(xué)木漿纖維、竹漿纖維、楊樹熱磨木纖維等作為增強(qiáng)材料，采用半干法工藝制備纖維增強(qiáng)水泥復(fù)合板，并

2、比較各增強(qiáng)纖維水泥復(fù)合材料的板材物理性能和分析各工藝因素對板材物理力學(xué)性能的影響情況，得出較好的生產(chǎn)工藝參數(shù)，為我國水泥纖維板的工業(yè)化生產(chǎn)提供參考數(shù)據(jù)；并借助掃描電子顯微鏡，探索纖維增強(qiáng)水泥復(fù)合材料的增強(qiáng)機(jī)理。研究結(jié)論如下：
　　1．通過纖維形態(tài)分析，木漿纖維的纖維長度范圍為2.03-2.97mm.，竹漿纖維的纖維長度范圍為1.08-2.60mm，熱磨木纖維的纖維長度范圍為1.01-1.98mm，根據(jù)纖維分級標(biāo)準(zhǔn)木漿纖維屬于長纖維

3、，竹漿纖維和熱磨木纖維均屬于中等長度的纖維。
　　2．木漿、竹漿和熱磨木纖維三種纖維冷水抽出物中的總糖含量分別為11.38mg/g、36.55mg/g及62.96mg/g；木漿纖維中綜纖維素含量為93.69％，竹漿纖維和熱磨木纖維中的綜纖維素含量分別為74.86%、73.69%；木漿纖維中冷水、熱水、1%NaOH抽出物含量分別為4.75%、4.93%、6.26%，竹漿纖維中冷水、熱水、1%NaOH抽出物含量分別為7.16%、7.7

4、0%、12.63%，熱磨木纖維中冷水、熱水、1%NaOH抽出物含量分別為8.85%、10.02%和26.76%。
　　3．木漿纖維與水泥具有較好的相適性，可直接用于纖維水泥板的制備。竹漿纖維和熱磨木纖維均對水泥有阻凝作用，其中，熱磨木纖維最為嚴(yán)重?；瘜W(xué)添加劑可以加快水泥的凝結(jié)硬化，減緩纖維中的抽出物和糖分等對水泥水化的不利影響，并且隨著添加劑量的增加，促凝作用愈加明顯；本研究選用硫酸鋁作為促凝劑，且用量為水泥用量的1%時(shí)較適于水泥

5、纖維板的制備。
　　4．利用半干法制備木漿纖維增強(qiáng)水泥板是可行的。木灰比和水灰比均對板材的物理力學(xué)性能有顯著的影響。本研究試驗(yàn)條件下，較佳的制板工藝參數(shù)為：木灰比為0.22，水灰比為0.42，目標(biāo)密度為1.3g/cm3。在此條件下，壓制出的板材的靜曲強(qiáng)度可達(dá)10~14MPa，彈性模量可達(dá)3200~3900MPa，內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度為0.81~0.94MPa，24h吸水厚度膨脹率為0.41%~1.26%，均達(dá)到水泥刨花板標(biāo)準(zhǔn)（GB/T243

6、12-2009）優(yōu)等品的要求。
　　5．制備竹漿纖維水泥板時(shí)須添加化學(xué)助劑，利用半干法可以壓制出成型的竹漿纖維水泥板，板材的彈性模量、內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度及24h吸水厚度膨脹率等物理力學(xué)性能均達(dá)到GB/T24312-2009《水泥刨花板》和JC/T411-2007《水泥木屑板》的要求。竹灰比和水灰比均對竹漿纖維水泥板的物理力學(xué)性能有顯著的影響。本研究中板材的靜曲強(qiáng)度最大為8.76MPa，尚未達(dá)到合格要求，須對各原料的配比作進(jìn)一步的試驗(yàn)。

7、r>　　6．在制備木漿纖維增強(qiáng)水泥板的較佳工藝參數(shù)條件下，向木漿纖維中摻入熱磨木纖維仍可以制備出滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的木漿-熱磨木纖維增強(qiáng)水泥板，在滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的前提下，熱磨木纖維在總纖維中的含量比例最大可以達(dá)到30%。
　　7．通過利用實(shí)體顯微鏡和掃描電鏡對制備的纖維增強(qiáng)水泥復(fù)合板材的微觀結(jié)構(gòu)及纖維在水泥基體中的分布狀況進(jìn)行了觀察。水泥水化可形成大量的C-S-H凝膠，纖維與水泥基材料充分混合，在水泥漿中形成多項(xiàng)分布的網(wǎng)絡(luò)支撐體系，降低了