導(dǎo)語：淀粉基綠色建筑材料運(yùn)用及試驗(yàn)研討一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

中國古代利用糯米淀粉或糯米石灰作為建筑砂漿建造長城或澆砌磚墓,這些建造物大多經(jīng)久耐用。當(dāng)前,淀粉作為可再生的天然資源,以其來源廣泛,產(chǎn)量豐富,價(jià)格低廉,良好的粘結(jié)性和成膜特性,優(yōu)良的生物降解性能等在我國紡織、造紙、塑料、化工、醫(yī)藥和建材等領(lǐng)域得到廣泛研究和利用。隨著國家重大工程和基礎(chǔ)設(shè)施的大量建設(shè),新農(nóng)村建設(shè)的深入開展,大量水泥的制備和應(yīng)用給自然資源、環(huán)境和生態(tài)帶來很大的負(fù)面影響,為了保持生態(tài)文明,利用可再生資源發(fā)展綠色建筑材料已成為趨勢之一[1]。本文首先對(duì)改性淀粉在建材行業(yè)的應(yīng)用研究進(jìn)行歸納分析,探討利用淀粉開發(fā)綠色建材的潛力,并對(duì)改性淀粉改性的生土建筑進(jìn)行了基本的物理力學(xué)試驗(yàn)研究,研究結(jié)果為開發(fā)淀粉基綠色建筑材料提供參考。

1淀粉在建筑材料中的研究進(jìn)展

1.1木材環(huán)保膠黏劑的應(yīng)用研究常用的木材膠黏劑釋放出大量的甲醛,危害人體,研究者將開發(fā)制備低甲醛含量的環(huán)保膠黏劑投向淀粉。時(shí)君友[2]將玉米淀粉復(fù)合,改性制得玉米淀粉懸浮液加入水溶性高分子作為穩(wěn)定劑,在一定條件下與天然玉米淀粉、碳酸鈣、VAE乳液相混合,攪拌均勻,形成以玉米淀粉為原料的API膠黏劑主劑,用該膠黏劑壓制膠合板。韓美娜[3]以過硫酸銨為引發(fā)劑,在玉米淀粉上接枝共聚丙烯酸丁酯(BA)和乙酸乙烯酯(VAc)制備乳液狀淀粉基膠黏劑,該淀粉基膠黏劑,不需添加任何助劑,可直接用于粘接木材。

1.2在涂料中的應(yīng)用研究目前在涂料中用作膠黏劑的改性淀粉主要有氧化淀粉、交聯(lián)淀粉、多孔淀粉、接枝共聚淀粉和復(fù)合變性淀粉。曾麗娟[4]用雙氧水作氧化劑,硫酸亞鐵為催化劑在堿性條件下對(duì)木薯淀粉進(jìn)行氧化,然后進(jìn)一步交聯(lián)處理,制備內(nèi)墻涂料基料,達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。黃秀娟[5]將淀粉用濃度為27%的雙氧水及適量的NaOH氧化,再加氯乙酸和NaOH,半干法醚化,得到取代度為0.15的可流動(dòng)半固體,經(jīng)單滾筒預(yù)糊化干燥,得到優(yōu)質(zhì)建筑膩?zhàn)訅γ婺z粉。程存歸[6]用玉米淀粉為原料,通過高錳酸鉀氧化玉米淀粉,配以脲醛樹脂、催化劑、催干劑、防腐劑等,研制出一種高穩(wěn)定型淀粉膠黏劑,有效地解決了淀粉穩(wěn)定性差、貯存期短的問題。朱仁宏[7]將多孔淀粉和淀粉,吸附天然除蟲菊酯后,加入內(nèi)墻涂料,利用多孔淀粉的吸附和緩釋作用,研制出具有長效殺蟲效果的內(nèi)墻涂料。王彥斌[8]采用乳液聚合的方法,將糊化氧化后的玉米淀粉和苯乙烯接枝共聚制得性能優(yōu)良的乳液,該乳液可以作為乳膠內(nèi)墻涂料的基料使用。

1.3砂漿中的應(yīng)用研究徐鵬[9]針對(duì)傳統(tǒng)抹灰砂漿施工性能差、保水性差、黏結(jié)強(qiáng)度低以及易開裂等缺點(diǎn),研究保水劑、淀粉醚、憎水劑和聚丙烯纖維對(duì)抹灰砂漿性能的影響,研制了一種新型抹灰砂漿。隨著人們的環(huán)保意識(shí)不斷提高,干混砂漿正在逐漸被推廣應(yīng)用,干混砂漿外加劑的發(fā)展是推廣干混砂漿的技術(shù)關(guān)鍵。淀粉醚作為增稠劑能影響以石膏、水泥和石灰為基料的砂漿稠度,改變砂漿的施工性和抗下垂性。

1.4混凝土減水劑的應(yīng)用研究王田堂[10]采用水溶液法,以次氯酸鈉為氧化劑制取氧化淀粉,再經(jīng)溶媒法以環(huán)氧乙烷作醚化劑將氧化淀粉醚化,制備出氧化-醚化淀粉型減水劑,并且相同摻量下,氧化?醚化淀粉型減水劑減水效果明顯優(yōu)于萘系減水劑。

1.5陶瓷生產(chǎn)中的應(yīng)用研究劉一軍[11]采用自制聚乙烯醇(PVA)改性淀粉聚合物制備新型高分子增強(qiáng)劑,對(duì)陶瓷坯體具有明顯的增強(qiáng)作用,而且對(duì)漿料的流動(dòng)性沒有太大的影響。陳玲[12]探討了酯化淀粉添加量對(duì)陶瓷漿料流變特性以及成型出的素坯的線收縮、密度、干坯強(qiáng)度和顯微結(jié)構(gòu)的影響,利用淀粉受熱吸水溶脹和糊化的性質(zhì)以及糊化后淀粉糊的凝膠化特性可實(shí)現(xiàn)Al2O3陶瓷漿料的近凈尺寸原位凝固成型,制備了致密、均勻的坯體。此外,淀粉還可同時(shí)作為造孔劑和黏結(jié)劑用于制備各種多孔陶瓷,功能陶瓷材料及生物活性多孔陶瓷等也有了大量的研究。淀粉用于建筑材料得到較大的發(fā)展,延伸到較廣的領(lǐng)域,但是這些應(yīng)用都是將淀粉作為建筑材料的輔助材料加以利用,在建筑材料中只占很少一部分,淀粉作為一種生態(tài)建材其優(yōu)勢未充分發(fā)揮。本文將淀粉、生石灰和火堿按一定比例配置,得改性淀粉,將3%和7%改性淀粉同水和生土按比例拌合,對(duì)夯實(shí)試樣進(jìn)行試驗(yàn)研究。

2試驗(yàn)研究

2.1試驗(yàn)準(zhǔn)備研究土樣取自寧強(qiáng)陽平關(guān),該土在當(dāng)?shù)乜芍苯佑糜诮ㄔ焐两ㄖ?取回土樣較潮濕,粘結(jié)成塊,用手很難掰開。用酒精燃燒法測定其天然密度和天然含水率分別為2·146g/cm3和21·4%。土樣的液塑限通過型號(hào)LP-100D數(shù)顯液塑限測定儀測定,液限為27%,塑限為16·8%。將風(fēng)干土樣碾散,過5mm篩,將篩下土料拌勻,采用輕型擊實(shí)試驗(yàn)測定素土、3%改性淀粉和7%改性淀粉拌合生土的最優(yōu)含水率和最大干密度,擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果見表1。根據(jù)擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果制備素土、3%淀粉和7%淀粉拌合的擊實(shí)土樣,按照《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T50123-1999),加工成直徑約為3·91cm,高為8cm的圓柱體,每組3個(gè),共9個(gè),待風(fēng)干后用來測試無側(cè)限抗壓強(qiáng)度;采用環(huán)刀直接在擊實(shí)試樣上切取直徑61.8mm、高度20mm試樣,每組4個(gè),共12個(gè),用來進(jìn)行直接剪切試驗(yàn)。

2.2無側(cè)限抗壓強(qiáng)度室內(nèi)無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)采用儀器為YYW-2型應(yīng)變控制式無側(cè)限壓力儀,依照《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T50123-1999)進(jìn)行。試樣最終均發(fā)生了脆性破壞,取與平均值接近的一組繪制應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線,見圖1。

2.3直接剪切試驗(yàn)對(duì)每組試樣分別施加100、200、300、400kPa的垂直壓力,采用EDJ-I型二速電動(dòng)等應(yīng)變直剪儀進(jìn)行直剪試驗(yàn),得抗剪強(qiáng)度線如圖2—圖4,直剪試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo)見圖5。無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)表明,3%淀粉和7%淀粉改性生土的抗壓強(qiáng)度均較素土的抗壓強(qiáng)度有所提高。3%淀粉抗壓強(qiáng)度提高46·5%,7%淀粉抗壓強(qiáng)度提高12·7%。淀粉改性生土的抗剪強(qiáng)度比素土抗剪強(qiáng)度有明顯提高,改性后摩擦角和粘聚力提高,其中3%淀粉和7%淀粉改性生土提高程度相當(dāng)。淀粉改性生土可提高生土的抗壓強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度,隨著淀粉含量增加,生土抗壓強(qiáng)度反而降低,抗剪強(qiáng)度基本上不再增加。

3結(jié)論淀粉作為天然可再生資源,有著很多優(yōu)良性能,首先,總結(jié)歸納了淀粉在木材環(huán)保膠黏劑、涂料、砂漿、陶瓷生產(chǎn)和混凝土減水劑制備等方面的研究和應(yīng)用;其次,對(duì)淀粉進(jìn)行改性,對(duì)改性淀粉拌合生土進(jìn)行了無側(cè)限抗壓強(qiáng)度和直接剪切試驗(yàn),結(jié)果表明改性淀粉可提高生土的抗壓強(qiáng)度10%~40%,增大生土的摩擦角和黏聚力,提高生土的抗剪強(qiáng)度?？傊?本實(shí)驗(yàn)從研究應(yīng)用和試驗(yàn)兩個(gè)方面證明了淀粉用于開發(fā)綠色建筑材料有很大的潛力。