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.pdf

1、據統(tǒng)計，僅2015/2016榨季全國約有甘蔗葉1169.7萬噸，但多數沒有得到有效利用。本課題主要考慮到纖維物質有維系組織的作用，因此在泡沫劑中摻入廉價的經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、抗壓強度等性能。這會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。
　　植物中的木質素對水泥有阻凝作用，而且纖維大量吸水不利于泡沫劑的發(fā)泡。纖維經過堿處理可脫除大部分在纖維素之間的木質素，然

2、而卻減小了纖維的力學性能，且纖維吸水率大的問題沒有得到解決，需對其進行改性處理。將經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”，分析其對泡沫混凝土基本性能的影響。主要研究結果如下:
　　1.經過測定甘蔗葉（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％，木質素含量為17.16％，灰分含量為9.16％。這與前人的檢測結果基本一致，接近50％的纖維素含量對本研究課題有較

3、高的經濟效益。
　　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素?？紤]氫氧化鈉質量分數、過氧化氫含量、料液比、處理時間等因素，以纖維素含量為評價指標，采用四因素三水平L27(313)的正交試驗對常溫脫除木質素工藝進行研究。脫除木質素后得到高纖維甘蔗葉（HCFSL），制備HCFSL的最佳工藝條件為:使用氫氧化鈉質量分數為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％，且實驗結果有良好的重現性。
　　3.經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)對提高發(fā)泡性能具有最佳效果。其中，發(fā)泡倍數提高了30.37％，1h沉降距減小不顯著（小于5％），1h泌水率減小了6.26％，半消時間增長了28.98％，全消時間增長了73.73％，發(fā)泡時間減短了41.78％。
　　4.對甘蔗葉纖維進行電鏡觀察可知: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呈束狀，力學性能提高;而且明膠膜質層厚，殘留的木質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組合設計（全實施）優(yōu)化了GFSLF的制備工藝，并建立了發(fā)泡倍數Y1、1h沉降距Y2和1h泌水率Y3關于纖維目數X1、明膠濃度X2、處理時間X3、甲醛含量X4的擬合性較好的二次正交回歸模型。進行規(guī)劃求解得到最佳的工藝條件為:纖維目數7目、明膠濃度13％、處理時間6.5小時、甲

6、醛含量1.4％。
　　6.制備摻入GFSLF的泡沫混凝土并對其性能進行檢測分析，再和傳統(tǒng)泡沫混凝土比較可知，泡沫混凝土的品質得到改善。其中，料漿固化沉降率減小了58.92％，抗壓強度增大了50.86％，導熱系數減小了10.97％干密度減小了9.84％，吸水率減小了6.80％。根據《JG/T266-2011泡沫混凝土》標準可知，抗壓強度、干密度和吸水率的等級分別由C3、A09和W15改善為C5、A08和W10等級。
　　7.經