一种添加改性椰壳炭的绿色建材制造技术

本发明专利技术提供一种添加改性椰壳炭的绿色建材；先将椰壳粉碎，在高温环境下灼烧制得生物炭，再浸泡于KOH溶液中经超声处理得到改性椰壳炭；改性过程使得生物炭的比表面积和孔道容积增加，同时在表面引入含氧官能团；改性椰壳炭为水泥水化产物提供了附着位点，在提高建材方块的强度同时也实现了对椰壳材料的二次利用。用。用。

【技术实现步骤摘要】
一种添加改性椰壳炭的绿色建材


[0001]本专利技术属于建筑材料领域，具体涉及一种添加改性椰壳炭的绿色建材。
技术背景
[0002]混凝土作为常用的建筑材料，由粗骨料、细骨料和水通过水泥进行粘结，经一段时间硬化后得。常规的混凝土制作工艺，在灼烧过程中会释放温室气体和硫化气体，加剧了温室效应和酸雨的形成。
[0003]生物炭是生物质在缺氧条件下经高温处理而得，具有高比表面积和高孔隙率的优点，可以为其他物质的附着提供结合空间。椰壳作为废弃物，如果单纯的进行焚烧或者填埋处理，会对空气、土壤造成比较大的危害。将椰壳制成椰壳炭，在对资源进行回用的同时，可以作为混凝土制作的骨料替代，既可以避免常规灼烧工艺带来的污染，亦可以提升混凝土材料的综合强度，但目前利用椰壳炭制备建材的技术研究不足。

技术实现思路

[0004]为了解决上述的技术问题，本专利技术的一个目的在于提供一种添加改性椰壳炭的绿色建材。
[0005]所述的建筑材料由改性椰壳炭与砂、水泥、水混合而得，成分包括Ca2SiO4、Ca(OH)2以及有机碳。
[0006]所述的改性椰壳炭由粉碎后的椰壳材料经由700度高温灼烧后，浸泡于KOH溶液中超声处理制得；
[0007]所述水泥为建筑常用免烧水泥；
[0008]所述砂、水均为建筑常用标准。
[0009]本专利技术的另一个目的在于提供所述添加改性椰壳炭的绿色建材的制备方法。
[0010]所述的一种添加改性椰壳炭的绿色建材的制备步骤为：
[0011]1)改性椰壳炭的制备
[0012]将回收的椰壳材料粉碎过筛(粒径在20
‑
25目)，然后置于马弗炉中，设置升温速率为10℃/min，在700℃的环境中灼烧3小时，由此制得椰壳炭，取出冷却至室温；向超声清洗仪中注入500mL KOH溶液(KOH溶液浓度为115～120g/L)，将椰壳炭加入其中(保持被KOH溶液浸没状态)，在200W、50Hz、40℃条件下处理1h；取出改性后的椰壳炭，放入36℃的烘箱中干燥24h，由此制得改性椰壳炭；
[0013]2)建材的制备
[0014]将改性椰壳炭研磨至1～2mm的粒径大小，向磨好的生物炭粉末中加入去离子水直到完全浸没，然后在加热炉上煮沸30min；待混合液自然冷却至室温时，通过45min的抽滤过程移除表面多余水分，将达到饱水状态的改性椰壳炭粉末储存于密封袋中；将免烧水泥540.40g、建筑用砂(513.38
‑
535.00g)和改性椰壳炭粉末(5.40
‑
27.02g)干混3min，接着加入180.10g水，用搅拌器进行5min的搅拌混合，将混合充分后的泥浆填入5*5*5cm的模具，振
荡去除泥浆中多余气泡，用保鲜膜包覆模具，并于1天之后进行脱模；经过7～28天的水泥水化硬化过程，得到最终的目标建材方块。
[0015]上述各反应物投料量可根据理论产率同比例增减。
[0016]优选地，所述步骤2)中改性椰壳炭投加量与免烧水泥投加量之比为3:100，建筑用砂投加量为524.19g，改性生物炭粉末投加量为16.21g。
[0017]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0018](1)本专利技术通过将椰壳材料制成生物炭并改性的方式，很好的对该废弃物进行了二次利用；
[0019](2)本专利技术提供的一种添加改性椰壳炭的绿色建材，其综合抗压强度可以达到54.35Mpa，可以满足大多数情况下对于混凝土材料的需求。
附图说明
[0020]图1为一种添加改性椰壳炭的绿色建材的实物图。
具体实施方式
[0021]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式，对本专利技术进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本专利技术的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本专利技术的概念。
[0022]实施例1
[0023]1)改性椰壳炭的制备
[0024]将回收的椰壳材料粉碎过筛(粒径在20
‑
25目)，然后置于马弗炉中，设置升温速率为10℃/min，在700℃的环境中灼烧3小时，由此制得椰壳炭，取出冷却至室温；向超声清洗仪中注入500mL KOH溶液(KOH溶液浓度为115g/L)，将椰壳炭加入其中(保持被KOH溶液浸没状态)，在200W、50Hz、40℃条件下处理1h；取出改性后的椰壳炭，放入36℃的烘箱中干燥24h，由此制得改性椰壳炭；
[0025]2)绿色建材的制备
[0026]将改性椰壳炭研磨至1～2mm的粒径大小，向磨好的椰壳炭粉末中加入去离子水直到完全浸没，然后在加热炉上煮沸30min；待混合液自然冷却至室温时，通过45min的抽滤过程移除表面多余水分，将达到饱水状态的改性椰壳炭粉末储存于密封袋中；将免烧水泥、建筑用砂和改性椰壳炭粉末干混3min，接着加入水，用搅拌器进行5min的搅拌混合，将混合充分后的泥浆填入5*5*5cm的模具，振荡去除泥浆中多余气泡，用保鲜膜包覆模具，并于1天之后进行脱模；经过7天和28天的水泥水化硬化过程，得到最终的目标建材方块。
[0027]其中免烧水泥、建筑用砂、改性椰壳炭和水的投料比如表1所示：
[0028]表1：免烧水泥、建筑用砂、改性椰壳炭和水的投料比。
[0029][0030]上述实施例1中样品理化性质考察结果见表2；实施例1中组别“700℃、投加改性椰壳炭比例为3％”的样品见附图1。
[0031]表2：建材方块的性能测定结果
[0032][0033]由上表可知，改性椰壳炭与免烧水泥质量比为3:100时表现最优，相比其他组别在抗压强度和劈裂强度上提升了3.17
‑
14.47％，这是由于改性椰壳炭的高比表面积和高孔隙率为水泥产物的附着提供了结合位点，促进了水泥的水化过程，而砂本身作为建材的重要强度供给部分，不能过多的被改性椰壳炭所取代，所以改性椰壳炭与免烧水泥的质量比被确定为3:100。
[0034]空白组
[0035]将椰壳材料粉碎至20
‑
25目粒径大小，置于烘箱中(36℃恒温)干燥24h，将干燥后的椰壳材料放入马弗炉中(升温速率设定为10℃/min)，在700℃的条件下灼烧3小时，由此制得椰壳炭；待椰壳炭冷却后，将椰壳炭研磨至1mm到2mm的粒径大小，向磨好的椰壳炭粉末中加入去离子水直到浸没，然后在加热炉上煮沸30min；待混合液自然冷却至室温后，通过45min的抽滤过程移除表面多余水分，将达到饱水状态的椰壳炭粉末储存于密封袋中；将免烧水泥、建筑用砂、椰壳炭粉末干混3min，接着加入水，用搅拌器进行5min的搅拌混合，将混合充分后的泥浆填入5*5*5cm的模具，振荡去除泥浆中多余气泡，用保鲜膜包覆模具，并于1天之后进行脱模。经过7天和28天的水泥水化硬化过程，得到最终的目标建材方块；
[0036]其中免烧水泥、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种添加改性椰壳炭的绿色建材，其特征在于，所述的建材由改性椰壳炭与砂、水泥、水混合而得，成分包括Ca2SiO4、Ca(OH)2以及有机碳；所述的改性椰壳炭由粉碎后的椰壳材料经由700度高温灼烧后，浸泡于KOH溶液中超声处理制得；所述水泥为建筑常用免烧水泥；所述砂、水均为建筑常用标准。2.一种添加改性椰壳炭的绿色建材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)改性椰壳炭的制备将回收的椰壳材料粉碎过筛(粒径在20
‑
25目)，然后置于马弗炉中，设置升温速率为10℃/min，在700℃的环境中灼烧3小时，由此制得椰壳炭，取出冷却至室温；向超声清洗仪中注入500mL KOH溶液(KOH溶液浓度为115
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120g/L)，将椰壳炭加入其中(保持被KOH溶液浸没状态)，在200W、50Hz、40℃条件下处理1h；取出改性后的椰壳炭，放入36℃的烘箱中干燥24h，由此制得改性椰壳炭；2)绿色建材的制备将改性椰壳炭研磨至1～...

【专利技术属性】
技术研发人员：王之风，
申请(专利权)人：王之风，
类型：发明
国别省市：