改性稻壳制备墙体材料的力学与热学性能研究
用稻壳制作功能材料的探讨
将稻壳灰作为硅酸盐水泥的代用料，用来配制砂浆和
活性炭是一种由微晶炭和无定型炭构成的黑色多
混凝土，以取代部分水泥。
孔性固体，它具有发达孔隙结构，因此也就具有很大的
稻壳灰混凝土的应用，对将低建筑材料成本提供 比表面积和吸附能力。理论上所有植物源含碳材料经
了很好的途径。
过炭化和活化均可制成活性炭。
2.3 制备白炭黑［4］
有少量的无机氧化物。而绝干稻壳灰中二氧化硅的含 水玻璃，同时还可联产性能良好的活性炭。其关键是将
量可以高达 60%~90％，碳含量约为 40%~10％，其它 碱浸滤液按高模数产品要求加入适量稻壳灰，再在一
元素含量仅为 0.3％。所以，如果能将稻壳中丰富的二 定压力下反应 3~4 h，过滤，滤液经浓缩便得到高模数
(1) 将稻壳在煮沸酸中纯化，然后在惰性气体中加
稻壳含有 14％~16％ SiO2，以网状结构分布其中，
热，进一步去除残留杂质，把稻壳制成小圆片，置于电 起着骨架作用，而木质素、纤维素等填充在网络中，当
弧炉中高温冶炼而得高纯单晶硅片。
纤维素等被部分降解后，SiO2 网络点暴露，成为理想吸
(2) 将稻壳用盐酸煮沸，用超纯水洗涤，使杂质含 附剂原料。因此利用稻壳及稻壳灰制备吸附剂被广泛
〔8〕Ogasawara W, Shenton W, Davis SA et al.Template mineralization of ordered macroporous chitin- silica composites using a cuttlebone- devied organic matrix[J]. Chem Mater, 2000, 12:2835.
化硅，将四氯化硅水解生成高纯多晶硅。
稻壳灰在建筑材料中的开发利用研究
Ｓ ｉ Ｏ ： 活性增强 ， 促使 Ｓ ｉ Ｏ 快速 的与水 泥水化 ， 产生氢氧化钙 ， 再与火 山灰作用产生低钙水化硅酸钙胶体 ， 其可以填充在混
凝土各 种骨料之 间 ， 有 一定的密实作 用 ， 其明显提 高了混凝
土 的强 度 。
中的稻壳灰 、 玉米秸秆灰 、 锯末 等农 业废料也越积越多 。 根据
著名科学家梁世庆对稻壳灰实验研究表 明 ， 稻壳灰用量 增加混凝土 的坍落度将降低 ； 稻壳灰的掺入对混凝土 的凝结 时 间也存在影响 ， 特别 是初凝时间。稻壳灰还可 以改善混凝
土的密度 ， 提高混凝土的抗压强度 、 粘结强度 、 抗氯离子渗透 强度 、 抗裂强度 、 防腐蚀强度等 。
Ｓ ｉ Ｏ ２ 粉末 。
的抗酸 Ｉ 生强 ， 耐久性好， 在高强度大体 积的混凝 土中应用 稻壳 灰， 可 以在提高强度的同时使 内部温度升高不明显。
１ ． ３石 灰 一稻 壳 灰 水 泥
用生石 灰或者消石 灰与稻壳 灰反应制 成混合 的石灰稻 壳灰水 泥 ， 这 种混合材 料的安定性 良好 ， 生石灰稻 壳灰与普 通水泥相比凝结 时间快 ， 而消石灰水泥 的凝结时间长， 同时这 两种混合石灰水泥 比普通水泥稠度大。石灰稻壳灰水 泥的优 点明显 ， 使用成果 良好 ， 应得到广泛的应用 。
１ ． ４稻 壳 灰 在 空 心 砖 中 的应 用
本课题 对稻壳灰做 了以下 实验 ： 将稻 壳灰掺入到混凝 土
中让 其 替 换 等 量 的五 分 之 一 的 水 泥 ， 在试验 中 ， ３ ｄ 、 ７ ｄ的 抗 压
强度均 小于没有添加稻壳 灰的空 白组 ， 但 是在 ２ ８ ｄ以后 添加
稻壳灰 的混凝 土较空 白组 的混凝 土增强 ２ ０ ％， 这说 明稻壳灰
稻壳与聚乙烯复合材料力学性能的研究
将 混 料 进 行 热熔 、混 炼 ， 使材 料 预 塑 化 ，排除挥发物 ，以便在挤出型材时 ， 能够完 Ｊ全塑化。 ４ 挤 出成型 。 ） 在挤 出成 型的过 程 中，挤 出温 度 、螺杆
加 量 、硅 烷 添 加 量 以 及玻 璃 纤 维添 加 量 对
稻 壳， 聚乙烯复合 材料 力学性 能的影 响。研 究结 果 表 明 ．稻 壳添 加 量 对 力 学性 能 有 显 著 性 影 响 ・硅 烷 添 加 量 对 冲 击 强度 和 弯 曲 强度 有 显 著性 影 响 ；玻 璃纤 维 添 加量 只对 弯曲 强 度 有 显著 性 影 响 。
强度 ； 度尽可能稳定 ，尤其是机头 的温度控 制必须保 ３ 加入适量 的偶 联剂 ，提高植物纤 维和 证在合适的范围内 ：高出合适 的范围 ， 出样 ） 挤
引言 ：
长 期以 来 ，国内 外学者 对稻壳 的综 合利 用技 术进行 了广 泛的研 究 ，探索 了许 多有效 的利用途径。近年来发展的利 用稻壳 与塑料挤 压成型制造木材替代材料 （ 木塑材料 ）是比较 好的又一个途径 。木 塑复合材料 具有比 单独
试验选 用三 因素 三水平 完全试 验 ：三 因 素是稻壳、玻璃纤维和硅烷 偶联 剂，水平是 三 水平。试验指标是冲击强度、弯曲强度、拉 伸 强度。 １３３ 工艺过程 ．． １ 植物纤维的预处理 。 ） 为 了增 加 植 物 纤 维 与 塑料 结 合 的表 面 积 ，提高成品的力学性能 ，必须对稻壳等纤 维 进行分选去杂 、粉碎烘干、改性等预处理 。用 组合式高速粉碎机把稻壳粉碎，粒 度一般要 求 在２ ～８ 目之间［ ，７，要求无霉变、无结 ０ ０ ６ １
计配方时主要考 虑 ： 转速、挤出压力、冷却定型、牵 引速 度和加料 １ 加入适量 的植物 纤维 ，提高 复合 材料 速度等参数直接影响到制品的性能 。温 度是木 ） 的刚度 ，并使之有木质感 ； 塑复合材料挤出成型的一个重要的工艺条件 ， ２ 加入适量 的加 强剂 ，提高复合材料 的 Ｉ是影响塑化及材料质量的主要因素 。各段的温 ）
稻壳混凝土强度与导热性能的研究
组数
不同稻壳掺量 １ １５％ Nhomakorabea２
２Ｏ％
３
２５％
４
３Ｏ％
稻壳混凝土试验试件分为 ４组 ２８天常温养护 １５０ｍｍ ｘ １５０ｒａｍ Ｘ ３０ｍｍ试件 ， 组 ２８天标准养护 ４０ｆｉｌｍ ｘ４Ｏｍｍ ｘ１６０ｍｌＹｌ试件 。对每组稻壳混凝土试件分别进行
导热 系数测定试验 、抗折抗压强度试验 。 ２．本试验主要采用稻 壳进 行不等量掺人试件 （如表 ２－１），以相同试件尺寸的
２９８研 究探讨 Ｒｅｓｅａｒｃｈ
稻壳混凝土强 度与导热性能的研究
管晓刚 ’ 王志勇 Ｊ。 （１冲 铁九局重庆分公 司 ，重庆 渝北 ４０１１２１ ２．重庆 交建土木工程质量检 测有限公 司 ，重庆 北部 新区 ４０１１２２）
（３．重庆交通职业学院 ，重庆 双福新 区 ４０２２４７）
中图分 类号 ：ＴＯ１ ７７．６ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 １００７－６３４４ （２０１６）０３－０２９８－０２
试件进行数据对 比分析试验 。将养护 ２８ ｄ的稻壳混凝土试件取 出后分别采用快速 导热 系数测定仪测定法 、抗折抗压强度 测定法 对其进行导热系数和强度试验 ，并
进行数据 分析。 ２．１．２系列 Ⅱ １．研 究不同粉煤灰掺量对混凝土导热性能和强度的影响。（该试验是在稻壳掺
量 为 ２５％的基础上进行 ，粉煤 灰掺量 比例为粉煤灰 占水泥 的质量 比，水灰 比为 ０．６） 表 ２—２
３ 试验结果及数据分析
３．１稻 壳 混 凝 土 的试 验 数 据 按 照实验规 范 ，对不 同稻壳掺量 、不同粉煤灰掺量 的稻壳混凝土进行 了导热
系数 、抗折抗 压强度的测 定 ，通过测定对数据进行 了记 录并整理计算 （数据表部 分省 略，结果直接参照分析图表 ）。 ３．２稻壳混凝土的导热系数、抗折抗压强度
稻壳热解动力学研究对比及理化性质分析
稻壳热解动力学研究对比及理化性质分析王允圃;刘玉环;阮榕生;温平威;姚远;万益琴【摘要】通过对稻壳的理化分析后，分别以在10、15、20℃/min 升温速率下的热解研究，有效分析升温速率、热解时间、热解特性等对其过程的影响。
研究表明，稻壳的热解过程大致分为失水和预热、快速热解断键和炭化3个区间，并采用二级反应动力学模型，由Coats-Redfern 法求得相应的活化能和频率因子，从而得到热解动力学参数，对稻壳的高效炼制条件优化及设计相关的炼制装备提供研究基础。
%The composition of rice husk and pyrolysis characteristics at different heating rates ( 10℃/min, 15℃/min, 20℃/min) in synchronous thermal analyzer were studied , It can effectively analyze the heating rate , pyrolysis time and pyrolysis characteristics influence on the process .The pyrolysis of the rice husk was divided into 3 stages: extraction of water and pre-heating , main fast pyrolysis and charring , The pyrolysis process can be described by second order reaction model,with the method of Coasts-Redfern, the activation energy and frequency factor of different heating rates were at-tained .The study provides a good reference for rice husk waste recycling and biomass pyrolysis device design , as well as process parameters optimization .【期刊名称】《农机化研究》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】5页(P254-257,268)【关键词】稻壳;理化性质;热解特性;动力学计算【作者】王允圃;刘玉环;阮榕生;温平威;姚远;万益琴【作者单位】南昌大学生物质转化教育部工程研究中心; 南昌大学食品科学与技术国家重点实验室，南昌 330047;南昌大学生物质转化教育部工程研究中心; 南昌大学食品科学与技术国家重点实验室，南昌 330047;南昌大学生物质转化教育部工程研究中心; 南昌大学食品科学与技术国家重点实验室，南昌 330047;南昌大学食品科学与技术国家重点实验室,南昌,330047;南昌大学生物质转化教育部工程研究中心; 南昌大学食品科学与技术国家重点实验室，南昌 330047;南昌大学生物质转化教育部工程研究中心; 南昌大学食品科学与技术国家重点实验室，南昌330047【正文语种】中文【中图分类】S216;S1210 引言稻壳作为一种廉价易得、来源广泛的生物质被广泛应用于可再生能源的制备。
稻壳灰煅烧温度对其改性水泥砂浆性能的影响
稻壳灰煅烧温度对其改性水泥砂浆性能的影响
王靖;周乾;曾庆华;归楷昌
【期刊名称】《当代化工》
【年(卷),期】2024(53)4
【摘要】为探究不同煅烧温度下制备的稻壳灰对水泥砂浆性能的影响,借助X射线荧光光谱分析仪(XRF)与X射线衍射分析仪(XRD)测定了不同煅烧温度下稻壳灰中无定形SiO_(2)含量,通过稻壳灰的扫描电镜(SEM)图像分析其微观结构。
将制得的稻壳灰代替水泥掺入到水泥砂浆中,通过水泥砂浆力学性能实验与抗渗性实验测定稻壳灰改性水泥砂浆的力学性能与抗渗性能;结合稻壳灰的微观测试结果,分析稻壳灰煅烧温度对水泥砂浆性能的影响机理。
研究结果显示:当煅烧温度超过600℃时,稻壳灰中无定形SiO_(2)向结晶相转变;随着稻壳煅烧温度的提高,稻壳灰改性水泥砂浆早期强度与抗渗性能逐渐降低,但对其后期强度没有显著影响;稻壳灰的最佳煅烧温度为600℃。
【总页数】5页(P860-863)
【作者】王靖;周乾;曾庆华;归楷昌
【作者单位】广西新发展交通集团有限公司钦州高速公路运营分公司;广西交通设计集团有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TU528
【相关文献】
1.煅烧温度和时间对稻壳灰助滤剂助滤性能的影响研究
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微波改性的稻壳对Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)吸附性能的研究
微波改性的稻壳对Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)吸附性能的研究李渊【摘要】以稻壳为原料,采用微波处理制备出改性的吸附材料,用于吸附Pb2+、Cd2+的实验,探讨了溶液pH、搅拌时间及金属离子初始浓度等对吸附平衡的影响,利用扫描电镜和红外光谱(FTIR)分析,探讨微波处理后的稻壳吸附Pb2+、Cd2+等金属离子的吸附机理.结果表明:微波处理后的稻壳对Pb2+的最佳吸附pH=5,在60 min内建立吸附平衡,对Pb2+的最大吸附量为0.2324 mmol/g;在相同条件下对Cd2+的最大吸附量为0.1852 mmol/g.%A kind of modified adsorptive material has been prepared by microwave,using rice husks as raw materials. It is an experiment used for adsorbing Pb2+and Cd2+. The influences of solution pH,stirring time,initial concentration of metallic ions,etc. on adsorption equilibrium are discussed. The adsorption mechanisms of microwave-treated rice husks for metallic ions,such as Pb2+,Cd2+,etc. are analyzed by making use of SEM and FTIR and discussed. The re-sults show that the optimal conditions for the microwave-treated rice husks to adsorb Pb2+ are as follows:pH is 5 and the adsorption equilibrium should be set up within 60 min,the maximum adsorption capacity for Pb2+is 0.2324 mmol/g. Under the same conditions,the maximum adsorption capacity for Cd2+is 0.1852 mmol/g.【期刊名称】《工业水处理》【年(卷),期】2016(036)003【总页数】4页(P62-65)【关键词】稻壳;微波处理;吸附;金属离子【作者】李渊【作者单位】四川职业技术学院,四川遂宁629000【正文语种】中文【中图分类】X703近年来多地发生重金属污染事故，随着重金属环境污染的加剧以及人们对重金属危害认识的逐渐加深，对含重金属废水排放的控制开始越来越严格，因此寻找新型高效的低成本吸附剂就成为重金属废水处理的研究热点〔1-5〕。
PVC_稻壳复合材料力学性能研究及应用
P VC/稻壳复合材料力学性能研究及应用3胡圣飞 彭少贤 石 彪 赵 敏 张 冲(湖北工业大学化学与环境工程学院,武汉 430068) 摘要 研究了甲基丙烯酸甲酯(MMA)、硅烷偶联剂、弹性体及压力对聚氯乙烯(P VC)/稻壳复合材料力学性能的影响。
结果表明,硅烷偶联剂、MMA表面改性剂均能有效改善P VC与稻壳间的界面相容性,其中硅烷偶联剂有利于提高材料的冲击性能,MMA则有利于提高材料的拉伸性能。
经MMA改性后的稻壳加入(乙烯/辛烯)共聚物接枝马来酸酐(P OE2g2MAH)、氯化聚乙烯(PE2C)后,复合材料的冲击性能提高更大。
同时通过提高压力并采用硅烷偶联剂与PE2C组合,经锥形双螺杆挤出机成型可以得到性价比高的木塑复合材料。
关键词 P VC 稻壳 表面改性 力学性能 稻壳作为一种丰富的可再生农作物资源在我国广大农村除一部分作为饲料外很大一部分被焚烧处理,对环境造成巨大危害。
若将其与聚氯乙烯(P VC)复合制作木塑复合材料则是一种变废为宝的好途径。
但稻壳作为一种植物纤维性材料,其纤维短小,平均长度只有0.3mm[1],表面有毛刺、极不光滑,粒子间容易产生卡塞、搭桥,流动性差,属于不易流动的介质。
同时稻壳的外表面覆盖有光滑、角质化的二氧化硅膜[2],形成了一种非极性的表层结构,与P VC的相容性差,从而表现为复合材料的力学性能不高。
同时,在木塑复合材料制备过程中,亲水性的植物纤维与憎水性的P VC基体之间有着较大的界面能差,两者界面很难充分融合,而且稻壳表面存在许多羟基,易于形成氢键聚集,导致植物纤维在P VC中不能均匀分散,这些植物纤维团聚体在外力作用下容易导致应力集中,使得复合材料的物理力学性能下降。
因此植物纤维与P VC基体的界面粘接状况是影响复合材料性能的关键因素,界面粘接强度决定了复合材料的强度[3-4]。
所以笔者采取对稻壳进行表面改性处理等方法来提高界面粘接强度,以期得到高性能P VC/稻壳复合材料。
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2015
年第12期
新浪微博：砖瓦杂志社
墙材网
2015Brick &Tile
改性稻壳制备墙体材料的力学与热学性能研究
*
林梓银
刘杰胜
王丽艳
伍玲玲
丁
一
左洁余媛媛（武汉轻工大学土木工程与建筑学院，湖北
武汉
430023）
摘要：以改性稻壳掺杂水泥砂浆制备墙体材料，研究了该墙体砂浆的力学和热学基本性能。
研究结果表
明：改性稻壳的掺入，使墙体砂浆的力学强度降低、导热系数减小。
关键词：改性；稻壳；墙体材料
Study in the properties of the modification rice husk and the wall material
LIN Zi-yin LIU Jie-sheng WANG Li-yan WU Ling-ling DING Yi ZUO Jie YU Yuan-yuan
Abstract:Research on using waste rice husk to remake a new architectural material is a profound significance.In this paper,the modification rice husk doped the cement mortar will be prepared as wall material,which researches a basic properties of this wall mortar systematically.The results show that:with the incorporation of the modification rice husk,dried product density,bulk density and water retaining rate in wall mortar have decreased,water absorp⁃tion has increased in some degree oppositely.In the aspects of compressive resistance ability and flexural ability,when the content of the modification rice husk increases,accordingly,the strength decreases.That lays a foundation
for preparing new architectural materials as well as in a high performance.Key Words:modification ，rice husk ，wall material 1
前言
由于我国属于农业大国，每年稻壳产量很多，而
以往对稻壳的处理方法实属浪费。
经过查找资料发现稻壳灰可以在混凝土、水泥、空心砖中应用,既经济又环保,具有较大的应用和推广价值[1]。
因此研究如何利用废弃稻壳得到新型建筑材料具有十分深远的意义。
本文以改性稻壳掺杂水泥砂浆制备墙体材料，系统地研究了该墙体砂浆的基本性能。
这为制备高性能的新型建筑材料奠定一定基础。
2试验部分2.1材料制备
2.1.1改性稻壳制备
将干燥的稻壳倒入1%硅酸钠溶液中浸泡，24h
后捞出晾干，重复以上操作若干次，则可制得改性稻
壳。
2.1.2墙体材料制备
按《普通混凝土力学性能试验方法》（GB50081）的要求进行试样的制作。
在砂浆的拌和过程直接掺入改性稻壳制备储能砂浆。
并按其要求对试样进行养护。
2.2测试与表征2.2.1抗压强度
参照GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》的检测方法，将干燥的试样放在电液式压力机的下压板上，开动试验机进油阀门，当试样开始变形时，停止调整油门，直至破坏，记录破坏荷载。
2.2.2抗折强度
参照GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验
*基金项目：国家自然科学基金项目(51409203)、武汉轻工大学大学生创新研究项目、湖北省建设科技研究项目（2014018）
研究探讨
中图分类号：TU522.09
文献标识码：A
文章编号：1001-6945（2015）12-0020-02
20
2015年第
12期
新浪微博：砖瓦杂志社
墙材网
2015Brick &Tile
方法标准》的检测方法，将干燥的试样放在试验机的支承圆柱上，打开电源开始测验，直至试样折断，记录破坏荷载。
2.2.3导热系数
试件尺寸为30cm×30cm×2.5cm 试件。
通过测定稳定状态下流过计量单元的一维恒定热流量Q ，计量单位的面积A 、试件冷、热表面的温度差△T ，可计算出试样的热阻R(R=△T·A ／Q)或热导率C λ=1／R 。
3结果与讨论3.1抗压强度
表1为墙体材料抗压强度试验结果。
由表1可以看出砂浆中掺入改性稻壳后砂浆的抗压强度均有所降低，而且随着改性稻壳掺量的增加而呈现降低趋势。
3.2抗折强度
表2为墙体材料抗折强度试验结果。
由表2可以看出改性稻壳的掺入降低了砂浆的抗折强度，且随着掺量的增加，抗折强度降低程度越明显。
改性稻壳掺量为3%时，其抗折强度降低达30%左右。
3.3导热系数
表3为稻壳改性水泥基复合材料导热系数测定结果。
从表3中可以看出，掺入改性稻壳对水泥基复合材料的导热系数有较明显的影响。
稻壳的加入，使得水泥基复合材料导热系数减小，且随着稻壳掺量的增大，复合材料的导热系数减小幅度越大。
当改性稻壳掺量为1%时，复合材料的导热系数较空白样减小
21%，而当稻壳掺量为3%时，导热系数减小幅度达到42%以上。
3.4机理分析
随着改性稻壳的加入，稻壳改性水泥基复合材料力学强度和导热系数呈现规律性变化，其可能原因与复合材料的孔隙结构有关。
通过对干密度和堆积密度测定，间接反映出水泥基复合材料的孔隙结构。
表4和表5所示为墙体材料干制品密度和堆积密度试验结果。
由表中可以看出，随着改性稻壳的加入，水泥基
复合材料的干制品密度和堆积密度呈现规律性变化。
改性稻壳含量越多，干制品密度和堆积密度越低。
干制品密度和堆积密度与墙体材料孔隙率有很大的关系，间接反映出了其孔隙率的大小。
改性稻壳用量增加，导致水泥基复合材料孔隙率增大，力学强度减小，导热系数减小，起到一定的保温材料的作用。
4结论
本文以改性稻壳掺杂水泥砂浆制备水泥基复合材料，系统研究了该复合材料的力学和热学性能。
研究结果表明：改性稻壳的掺入，复合材料的力学强度呈现下降趋势；且稻壳掺入使得复合材料的导热系数降低，表明该复合材料能起到一定的保温作用。
干密度和堆积密度结果表明稻壳的加入使得复合材料的孔隙率增大，最终导致复合材料力学强度和导热系数减小。
参考文献：[1]王凯英，王显利.环境友好型替代性材料稻壳
在国内建筑行业的研究进展与应用[J].安徽农业科学，2015，43（4）：249-251[2]侯贵华，许仲梓.稻壳制备高性能材料研究进
展[J].硅酸盐学报，2006,34（2）：204-208.
收稿日期：2015-10-21
表1抗压强度试验结果
表2抗折强度试验结果
表3
导热系数实验结果
表4干制品密度试验结果
表5堆积密度试验结果
研究探讨
21。