一种木屑钙质复合板及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种木屑钙质复合板，所述复合板是木屑与钙质石灰复合而成的结构板材，是以木屑骨架物质为集料，内含可溶碳水化合物的改性剂，磨细钙质石灰为胶凝剂，内掺碳化剂、结晶水构成。利用石灰水化放热分解内掺碳酸铵溶体，释放二氧化碳与水化物零距离接触，促进碳酸化反应，完成石灰水化，凝聚，结晶，碳化，连续，不间断作用全过程，克服了已知人工碳化，工艺复杂，二氧化碳来源，成本环保等弊端，利用石灰胶结木屑废料，资源丰富，制得成本低廉的复合板。
【专利说明】-种木屑巧质复合板及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属建筑板材领域，具体涉及一种木屑巧质复合板及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 房产业的发展，使用人工制备的好性能，轻质板材需求量日益增大。用无机胶凝材 料制备板材，除水泥、石膏等。石灰是建筑史上使用最早的无机气硬性胶凝材料。其地方资 源丰富，工艺简单，成本低廉，在建筑材料历史上占有十分重要地位。
[0003] 由于石灰与水拌和时，其拌和体系激烈放热，强烈膨胀，极易引起初期水化，凝聚 结构转向结晶结构的破坏。进而依赖空气中1体积含0.03%二氧化碳自然碳化，是难W得 到用石灰做板材制品的需要。有报道表明，针对上述问题，采用磨细生石灰，惨入适量外加 剂如生石膏等，经复杂、严格程序控制，只能缓解激烈放热解决了石灰凝聚向结晶结构的过 渡。在20分钟左右，膨胀率达44% W上，要控制石灰的膨胀，则需要加上14化g/cm2 W上 的外力，如果不设法抑制或消除石灰的该种有害膨胀，它就会使制品发生破坏性的体积变 形。用提高空隙体积增量的方法是；提高石灰粉磨细度，增大拌和水用量，得到石灰分散度 提高，空隙体积增大，便可抵制膨胀压力，使制品不受破坏。但制品强度明显降低，粉磨成本 增高，石灰粉胆存易结块等问题，至今未解决，阻碍了石灰制品的发展。
[0004] 众所周知，要得到较高强度的石灰制品，如"碳化石灰板"等，是用人工强制碳化的 方法；将制品于特定的碳化塞内（如蒸压碳化蓋）强行（约2个气压）导入C〇2浓度比空 气中（?高一千倍W上的塞气，经24?30小时，则可获得较高碳酸化强度的碳化石灰板。 由于人工碳化，涉及占地大，设施，设备投资大，成本高，碳化过程中废气排放，二氧化碳来 源等，且制品又局限于薄壁板材。更阻碍了用石灰做板材的技术进一步发展。
【发明内容】
[0005] 为了克服上述现有技术的缺陷，为了解决上述技术问题，本发明提供了一种木屑 巧质复合板及其制备方法，用木屑溶出物改变生石灰特性，得到石灰水化产物平稳过渡。用 碳化剂内惨方法，对石灰水化产物直接在内部进行碳化，改变从外部引入二氧化碳气体的 人工碳化方法。最终，木屑W轻质，多纤维集料形态，被石灰牢固胶结碳化，获得木屑巧质复 合板。
[0006] 本发明采用的技术方案是：
[0007] -种木屑巧质复合板，其特征在于：所述复合板是木屑与巧质石灰复合而成的结 构板材，是W木屑骨架物质为集料，内含可溶碳水化合物的改性剂，磨细巧质石灰为胶凝 齐U，内惨碳化剂、结晶水构成。
[0008] 所述各组分的质量百分比为；木屑占30?40%，所述巧质石灰占50?60%，所述 碳化剂占10%，结晶和拌合用水为干基配料总量的65?75%，所述干基配料总量为木屑、 巧质石灰和碳化剂的总量。
[0009] 所述木屑粒径为1?6毫米，所述集料是纤维素和木质素，所述改性剂是指半纤维 素中含D-木糖，k阿拉伯半乳聚糖，半乳酵酸醋酸，被水溶解抽出，W离子状态分散于拌料 水中。
[0010] 所述磨细巧质石灰，细度200?230目，有效氧化巧含量85?90%。
[0011] 所述碳化剂为碳酸馈，二氧化碳含量为50?56%，馈小于30%，余为其它，分解温 度为50?60。C，常温内易溶于冷水呈离子状态，而不分解。
[0012] 木屑巧质复合板的制备方法，其特征在于；包括如下步骤：
[0013] (1)、将水加入揽拌机中，在揽拌下加入计量木屑，并揽拌10分钟；
[0014] 似、加入碳酸馈，揽拌5分钟；
[0015] (3)、最后加入生石灰粉，揽拌10分钟；
[001引 （4)、将拌和均匀的体系，放料入模中；引入预制钢网，震2分钟，静止4?5小时， 脱模，修整，即为木屑巧质复合板。
[0017] 为了能清楚完整的解释上述技术方案，本发明对上述技术方案特做如下说明：
[0018] 木屑巧质复合板要解决两个技术问题是；①当生石灰与水作用时，迅速生成氨氧 化巧，激烈放热如1式；CaO+H2〇与Ca(OH)2±巧.5千卡/克分子，强烈体积膨胀比CaO固相 体积增大近两倍，由凝聚结构转向结晶结构期间其膨胀压力极易破坏初期水化产物。②用 内惨碳化剂，直接在内部对水化产物碳酸化，在技术上涉及选择二氧化碳含量高的化合物 (如碳酸馈）。并要求易溶于冷水而不分解，其分解温度小于60。C，不低于50。C，否则 严重影响碳化效果。其碳酸化反应如2式，Ca(OH)2+C02+nH2〇 =化C〇3+(n+l)H2〇。
[0019] 木屑对石灰水化产物的作用机理。
[0020] 本发明的木屑巧质复合板，由于木屑的介入，木屑本能吸收水迅速且量大，和保水 性好，湿润的木屑表面对石灰粒子吸附，得到均匀分散，对固相石灰粒子分散越充分，得到 的凝聚结构强度越高，同时降低了粒子堆集密度，抑制水化放热温度。更重要的是木屑体内 可溶木糖、阿拉伯半乳聚糖等溶出。对石灰起明显缓凝作用，综合作用结果，减缓了石灰与 水拌和时段水化反应速度。将水化激烈放热时段由20分钟推迟到60分钟，其放热温度由 7(TC降到6(TC，将石灰的膨胀压力由140kg/cm 2 W上。降到50kg/cm2 W下，其剩余膨胀压 力，被木屑固有的可被压缩特性吸收和抵消，获得石灰凝聚结构向结晶结构不遭膨胀破坏 的平稳过渡。
[0021] 内惨碳化剂，直接在硬化体内部进行碳化的作用机理
[0022] 本发明的木屑巧质复合板，得到碳酸化强度，其碳化作用时段是控制在木屑，石 灰，碳化剂与水共拌入模后40?50分钟时，此时段入模体系放热达到5(TC W上，碳酸馈溶 液开始分解，放出〇化物质与石灰水化晶体零距离接触，在石灰放热和膨胀压力作用下，木 屑受挤压其保水功能失去平衡，释放出体内在拌和时吸进的水，满足碳化只有在有水的存 在下进行，符合上述碳酸化反应方程2式。
[0023] 综上所述，本发明最关键方法是用木屑固有特性和溶出物控制石灰水化快速，激 烈放热，强烈体积膨胀反应时段，推迟到入模成型W后，避免了石灰入水揽拌时段、结晶遭 到破坏。当模内成型体系放热达50?6(TC时，体系内的碳酸馈溶液方能分解，放出（?物 质，急速与结晶体同步作用，得到碳化，此时多余的(?溶于水，形成碳酸，与后结晶的石灰 结晶粒子作用，连续不间断完成全碳化过程。同时放出的馈（N&)是一个根，其作用如一价 金属的原子，与木屑内抽出物醋酸的酸根化合生成馈盐，即酸式醋酸馈N&H，佑2&〇2)2〇对馈 的转化是防止馈的溢出对环境影响。获得石灰胶结木屑，且具较高碳酸化强度的木屑巧质 复合板，实现本发明。
[0024] 制备木屑巧质复合板，对原材料技术，所述木屑为木加工后的屑、粒、边角余废料， 经粉碎分筛，粒径在1?6毫米之间，所述石灰粉为巧质石灰，有效CaO含量85?90 %，粉 磨细度200?230目范围内，所述碳化剂为碳酸馈，（?含量> 56%，分解温度大于50? 55°C，工业品即可。
[0025] 具体配料方案；制备木屑巧质复合板，配料简单，W质量百分比计，所述木屑占 30?40%，所述石灰粉（氧化巧）占50?60%，所述碳酸馈占10%。拌料用水为配料干 基总量的65?75%。（扣除含水值后计算）
[0026] 本发明具有W下优点：
[0027] 本发明用木屑特性和可溶出物改性石灰，推迟和抑制石灰水化激烈放热和膨胀， 由凝聚转向结晶的缓慢过渡。利用石灰水化放热分解内惨碳酸馈溶体，释放二氧化碳与水 化物零距离接触，促进碳酸化反应，完成石灰水化，凝聚，结晶，碳化，连续，不间断作用全过 程。克服了已知人工碳化，工艺复杂，二氧化碳来源，成本，环保等弊端，进一步从，新方法开 始，利用石灰胶结木屑废料，资源丰富，成本低廉的制板。
[0028] 木屑巧质复合板与水泥、石膏板相比的优点在于，水泥板，7天达脱模强度，28天 达标准强度，石膏板需要加热烘干，且强度不高，遇水软化。本发明从拌料成型到脱模4? 5小时为商品板，强度高于石膏板数倍，不怕水，全工艺过程不加热，简单易操作。
【具体实施方式】
[0029] 一种木屑巧质复合板，拌和制板料体的时限范围，入模前总耗时为35分钟，具体 时段分配为，将计量水和木屑入揽拌机中，揽拌10分钟，再入计量碳酸馈揽拌5分钟，最后 缓慢投入计量石灰粉揽拌10分钟，得拌和体，放料入模用10分钟，共耗时35分钟（不得超 过此时限）。入模后，15?20分钟，石灰开始凝聚放热，结晶，当放热温度达碳酸馈溶体分解 温度时，立即释放出二氧化碳物质，在4?5小时后，连续不间断同步完成石灰凝聚、结晶、 碳化，将木屑牢固胶结，得到木屑巧质复合板。
[0030] 实施例1
[0031] (1)分取（均W干基质量计）木屑30%，巧质石灰粉60%，碳酸馈10%，水为干基 配料总量的75%。
[0032] (2)先将计量水入揽拌机中，在揽拌下加入计量木屑揽拌10分钟。
[0033] (3)在揽拌下加入碳酸馈，揽拌5分钟，不停机。
[0034] (4)最后缓慢加入生石粉，揽拌10分钟，视揽料，柔和均匀，放料入模。
[00巧](5)将拌和体系放入侧立式多板组合钢制模中，引入预制钢网，微震2分钟，静止 4?5小时，脱模，修整，即为入库成品。
[003引 实施例2
[0037] (1)与实施例1相比，不同之处在于，木屑为35%，巧质石灰粉为55%。
[00測 似碳酸馈仍为10%，水为干基总量的70%。
[0039] (3)操作步骤同实施例1。
[0040] 实施例3
[00川 （I)与实施例2相比，区别在于，木屑为40%，巧质石灰粉为50%，碳酸馈仍为 10%，水为干基总量的65% (操作步骤同实施例1)
[0042] 注意事项
[0043] 1、石灰入揽拌机，与水接触，会迅速水解，而改性剂对它只能控制和推迟放热速 度，所W限定石灰入机后的拌和时间不得超过10分钟。
[0044] 2、放料入模时间不得超过10分钟，尽量做到石灰水化初期放热在入模成型后 15?20分钟W后，否则碳酸馈水溶体会受热，提前分解，影响碳化效果。
[0045] 3、木屑入机后，与水揽拌，要有足够时间溶解溶出木屑中可溶物质，利用其对石灰 改性，最关键作用是推迟，控制水化放热在入模W后，利于碳化。
【权利要求】
1. 一种木屑钙质复合板，其特征在于：所述复合板是木屑与钙质石灰复合而成的结构 板材，是以木屑骨架物质为集料，内含可溶碳水化合物的改性剂，磨细钙质石灰为胶凝剂， 内掺碳化剂、结晶水构成。
2. 根据权利要求1所述的木屑钙质复合板，其特征在于：所述各组分的质量百分比为： 木屑占30?40 %，所述|丐质石灰占50?60%，所述碳化剂占10%，结晶和拌合用水为干基 配料总量的65?75%，所述干基配料总量为木屑、钙质石灰和碳化剂的总量。
3. 根据权利要求2所述的木屑钙质复合板，其特征在于：所述木屑粒径为1?6毫米， 所述集料是纤维素和木质素，所述改性剂是指半纤维素中含D-木糖，L-阿拉伯半乳聚糖， 半乳醛酸，醋酸，被水溶解抽出，以离子状态分散于拌料水中。
4. 根据权利要求2所述的木屑钙质复合板，其特征在于：所述磨细钙质石灰，细度 200?230目，有效氧化钙含量85?90 %。
5. 根据权利要求2所述的木屑钙质复合板，其特征在于：所述碳化剂为碳酸铵，二氧化 碳含量为50?56%，铵小于30%，余为其它，分解温度为50?60°C，常温内易溶于冷水呈 离子状态，而不分解。
6. 根据权利要求1-5任一所述的木屑钙质复合板的制备方法，其特征在于：包括如下 步骤： (1) 、将水加入搅拌机中，在搅拌下加入计量木屑，并搅拌10分钟； (2) 、加入碳酸铵，搅拌5分钟； (3) 、最后加入生石灰粉，搅拌10分钟； (4) 、将拌和均匀的体系，放料入模中；引入预制钢网，震2分钟，静止4?5小时，脱模， 修整，即为木屑钙质复合板。
【文档编号】C04B28/10GK104261778SQ201410494241
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月25日 优先权日:2014年9月25日
【发明者】张凤阳 申请人:四川国正环保科技有限公司