摻入改性甘蔗葉纖維制備泡沫混凝土材料初探——以改善泡沫劑性能為基礎(chǔ).pdf

1、據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅2015/2016榨季全國(guó)約有甘蔗葉1169.7萬噸，但多數(shù)沒有得到有效利用。本課題主要考慮到纖維物質(zhì)有維系組織的作用，因此在泡沫劑中摻入廉價(jià)的經(jīng)過改性的甘蔗葉纖維可提高泡沫劑的發(fā)泡性能，從而改善泡沫混凝土的料漿固化沉降率、抗壓強(qiáng)度等性能。這會(huì)減少焚燒甘蔗葉等污染環(huán)境的情況，并拓展了其綜合利用渠道。
　　植物中的木質(zhì)素對(duì)水泥有阻凝作用，而且纖維大量吸水不利于泡沫劑的發(fā)泡。纖維經(jīng)過堿處理可脫除大部分在纖維素之間的木質(zhì)素，然

2、而卻減小了纖維的力學(xué)性能，且纖維吸水率大的問題沒有得到解決，需對(duì)其進(jìn)行改性處理。將經(jīng)過最佳條件改性的甘蔗葉纖維摻入泡沫劑中制備“纖維-泡沫混凝土材料”，分析其對(duì)泡沫混凝土基本性能的影響。主要研究結(jié)果如下:
　　1.經(jīng)過測(cè)定甘蔗葉（干料）的主要成分可以得到:甘蔗葉中的纖維素含量為47.31％，半纖維素含量為23.06％，木質(zhì)素含量為17.16％，灰分含量為9.16％。這與前人的檢測(cè)結(jié)果基本一致，接近50％的纖維素含量對(duì)本研究課題有較

3、高的經(jīng)濟(jì)效益。
　　2.氫氧化鈉和過氧化氫混合溶液可以溶解甘蔗葉中的木質(zhì)素?？紤]氫氧化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)、過氧化氫含量、料液比、處理時(shí)間等因素，以纖維素含量為評(píng)價(jià)指標(biāo)，采用四因素三水平L27(313)的正交試驗(yàn)對(duì)常溫脫除木質(zhì)素工藝進(jìn)行研究。脫除木質(zhì)素后得到高纖維甘蔗葉（HCFSL），制備HCFSL的最佳工藝條件為:使用氫氧化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％、過氧化氫含量為0.6％、料液比為1∶20的處理液浸泡甘蔗葉8h。在此工藝條件下甘蔗葉纖維素含量為

4、75.94％，且實(shí)驗(yàn)結(jié)果有良好的重現(xiàn)性。
　　3.經(jīng)過改性方式的篩選及摻入量的確定，在泡沫液中摻入10％明膠膜甘蔗葉纖維(GFSLF)對(duì)提高發(fā)泡性能具有最佳效果。其中，發(fā)泡倍數(shù)提高了30.37％，1h沉降距減小不顯著（小于5％），1h泌水率減小了6.26％，半消時(shí)間增長(zhǎng)了28.98％，全消時(shí)間增長(zhǎng)了73.73％，發(fā)泡時(shí)間減短了41.78％。
　　4.對(duì)甘蔗葉纖維進(jìn)行電鏡觀察可知:GFSLF較其他改性纖維的枝杈更少，膜表面更光

5、滑，甘蔗葉纖維基本被明膠膜包裹在內(nèi)呈束狀，力學(xué)性能提高;而且明膠膜質(zhì)層厚，殘留的木質(zhì)素不易被溶解出來減緩泡沫混凝土的固化速率。
　　5.通過四元二次回歸正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)（全實(shí)施）優(yōu)化了GFSLF的制備工藝，并建立了發(fā)泡倍數(shù)Y1、1h沉降距Y2和1h泌水率Y3關(guān)于纖維目數(shù)X1、明膠濃度X2、處理時(shí)間X3、甲醛含量X4的擬合性較好的二次正交回歸模型。進(jìn)行規(guī)劃求解得到最佳的工藝條件為:纖維目數(shù)7目、明膠濃度13％、處理時(shí)間6.5小時(shí)、甲

6、醛含量1.4％。
　　6.制備摻入GFSLF的泡沫混凝土并對(duì)其性能進(jìn)行檢測(cè)分析，再和傳統(tǒng)泡沫混凝土比較可知，泡沫混凝土的品質(zhì)得到改善。其中，料漿固化沉降率減小了58.92％，抗壓強(qiáng)度增大了50.86％，導(dǎo)熱系數(shù)減小了10.97％干密度減小了9.84％，吸水率減小了6.80％。根據(jù)《JG/T266-2011泡沫混凝土》標(biāo)準(zhǔn)可知，抗壓強(qiáng)度、干密度和吸水率的等級(jí)分別由C3、A09和W15改善為C5、A08和W10等級(jí)。
　　7.經(jīng)