一種負(fù)碳環(huán)保菱苦土-木屑復(fù)合地板磚及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種負(fù)碳環(huán)保菱苦土-木屑復(fù)合地板磚及其制備方法，包括上主體層，位于上主體層和下主體層，所述主體層包括下述重量份的原料：菱苦土4~6份，廢棄木屑1份，新型外加劑0.025~0.08份。其制備方法如下A、拌合材料：按重量稱取菱苦土、廢棄木屑及新型外加劑并置于攪拌機(jī)，再加入調(diào)和劑調(diào)節(jié)材料的稠度，攪拌均勻即得到主體層材料；B、裝模成型。本發(fā)明具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果：1、本發(fā)明中含有大量的氧化鎂，可持續(xù)吸收空氣中的CO2，即MgO+CO2→MgCO3，從而凈化空氣，降低溫室效應(yīng)對(duì)環(huán)境的負(fù)荷；2、本發(fā)明原料均不含甲醛等有毒物質(zhì)，有利于人們的身體健康；3、本發(fā)明所述地板磚原材料來源廣泛，生產(chǎn)工藝簡單，成本低廉。
【專利說明】一種負(fù)碳環(huán)保菱苦土-木屑復(fù)合地板磚及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于建筑材料領(lǐng)域，具體涉及一種負(fù)碳環(huán)保菱苦土-木肩復(fù)合地板磚及其 制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 進(jìn)入二十一世紀(jì)以來，環(huán)境問題已經(jīng)受到社會(huì)各界越來越廣泛的關(guān)注，"溫室效 應(yīng)"更成為了環(huán)境問題中的焦點(diǎn)，而〇) 2就是造成全球溫室效應(yīng)的最主要原因。除此之外， 《京都議定書》正式生效以來，碳金融市場進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期。碳交易市場的規(guī)模迅速膨脹。 2005年，全球以CO 2排放權(quán)為商品的交易總額為100億美元左右，而到2008年這一數(shù)字增 長到1260億美元，四年時(shí)間增長了 12倍。目前，我國是世界上CO2排放量最大的國家之一， 在減少〇)2排放方面，我國面臨著巨大的國際壓力。因此，減少CO 2排放對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和保護(hù) 環(huán)境都有重大意義。據(jù)了解，一畝森林通過光合作用每天能固碳67kg，一公頃闊葉林每天 大約吸收C0 21000kg。全世界森林面積雖然只占陸地總面積的1/3,但森林植被區(qū)的碳儲(chǔ)量 幾乎占到了陸地碳庫總量的一半。但是，作為固碳主力軍的森林正在急劇減少。世界銀行 在德國波恩主辦的拯救熱帶森林國際研討會(huì)提供的材料表明：目前，全球熱帶森林面積的 減少速度在不斷加快。近年來，熱帶森林面積每年要減少1540萬公頃，相當(dāng)于每分鐘為 有29公頃熱帶森林被毀掉。據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織和環(huán)境署的調(diào)查，亞太地區(qū)每天森林要減少 5000公頃。所以，保護(hù)森林刻不容緩。
[0003] 因此，為了應(yīng)對(duì)CO2的減排壓力，我國"十二五規(guī)劃"中明確提出要加快低碳技術(shù)研 發(fā)以控制溫室氣體排放。而2015年度國家科技支撐計(jì)劃明確提出要重點(diǎn)支持木質(zhì)功能碳 吸附材料的研發(fā)與生產(chǎn)，而本材料就是木質(zhì)功能碳吸附材料的一種，由此可見本材料的發(fā) 展?jié)摿κ志薮蟆?br> [0004] 甲醛是一種常見的室內(nèi)污染物，居室中的建筑材料、家具、地面墻壁材料等會(huì)釋放 出一定量甲醛。甲醛作為一種原漿毒物，能與蛋白質(zhì)結(jié)合，人吸入高濃度甲醛后，會(huì)出 現(xiàn)嚴(yán)重的呼吸道刺激和水腫、眼刺痛、頭痛等癥狀，也可導(dǎo)致支氣管哮喘；皮膚直接接觸甲 醛，可引起皮炎、色斑、皮膚壞死等。經(jīng)常吸入少量甲醛，能引起慢性中毒，出現(xiàn)粘膜充血、 皮膚刺激、皮膚過敏發(fā)炎、指甲角化和指端疼痛等癥狀。孕婦長期吸入可能導(dǎo)致新生嬰兒畸 形，甚至死亡，對(duì)人體的毒害作用相當(dāng)嚴(yán)重。室內(nèi)空氣中甲醛的主要來源是木質(zhì)人造板材 及其產(chǎn)品。雖然國內(nèi)外均制定了木質(zhì)板材甲醛釋放量的標(biāo)準(zhǔn)，但是市場上現(xiàn)有的木質(zhì)板材 依然嚴(yán)重地危害著人們的健康。因此，在裝修材料的選擇上，應(yīng)注意嚴(yán)格選用環(huán)保安全型 材料，如不含甲醛的黏膠劑、大芯板、貼面板等，從而提高裝修后的空氣質(zhì)量。
[0005] 現(xiàn)階段使用的建筑材料以波特蘭水泥和常規(guī)混凝土為主，其用量極大且不斷增 大，由于水泥生產(chǎn)過程中會(huì)排放大量CO 2，平均每生產(chǎn)It水泥要排放大約923. 75kg的C02， 所以波特蘭水泥和常規(guī)混凝土的大規(guī)模使用必定會(huì)加劇溫室效應(yīng)。因此找到替代的環(huán)保材 料就成了建筑材料研發(fā)的必然趨勢。目前，環(huán)保型建筑材料的主要研宄趨勢是從高碳向低 碳轉(zhuǎn)變，其代表性的方案有以下幾種：
[0006] 1)用石膏替代部分水泥，
[0007] 2)生產(chǎn)以C2S為主要熟料礦物的水泥（高貝利特水泥），
[0008] 3)使用綠色高性能混凝土（HPC/GHPC)。
[0009] 從高碳到低碳只是環(huán)保材料發(fā)展的第一步，更高的要求就是從低碳向負(fù)碳發(fā)展。 目前能做到負(fù)碳的膠凝材料主要是氯氧鎂材料，本項(xiàng)目所研制的菱苦土木肩復(fù)合材料就是 氯氧鎂材料的一種。本材料所用的菱苦土含有大量的氧化鎂，能和空氣中的水氣、C02反應(yīng)， 在使用過程中能不斷硬化并吸收C02。區(qū)別于上述三種低碳材料，本材料在生產(chǎn)使用過程中 不僅僅是達(dá)到低碳要求而是做到了真正意義上的負(fù)碳。但是氯氧鎂材料現(xiàn)在還存在很多的 問題。其中最大的問題便是耐水性差，因而嚴(yán)重限制了其適用范圍。
[0010] 但是氯氧鎂材料現(xiàn)在還存在很多的問題。其中最大的問題便是耐水性差，因而 嚴(yán)重限制了其適用范圍。解決氯氧鎂材料耐水性差的問題常用以下兩種方法：一是穩(wěn)定 5Mg (OH)2 ^MgCl2 ·8Η20的相結(jié)構(gòu)，阻止水解和性能蛻變；另一種是加入具有堵塞結(jié)構(gòu)毛細(xì)通 道和填充結(jié)構(gòu)空穴的外加劑。
[0011] 本團(tuán)隊(duì)將對(duì)如何改善材料的耐水性進(jìn)行研宄，主要采用的方法是將磷酸鹽系列外 加劑和活性微/納米礦物摻合料等復(fù)合，通過試驗(yàn)研制出新型耐水性外加劑，從而在保證 材料吸碳能力的基礎(chǔ)上，顯著提高材料的耐水性。
[0012] 綜上，現(xiàn)有建筑材料的生產(chǎn)會(huì)產(chǎn)生大量二氧化碳，并消耗大量的能源，而現(xiàn)有的 氯氧鎂環(huán)保材料卻因耐水性問題而限制了其使用范圍，現(xiàn)有木質(zhì)板材會(huì)消耗大量的森林資 源，且含有甲醛污染物，危害人體健康，雖有不含甲醛的地板磚，但是成本太高，所以市場上 亟需一種既能吸收二氧化碳又不消耗大量能源、不產(chǎn)生甲醛且耐水性好的生產(chǎn)成本低的復(fù) 合材料。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種負(fù)碳環(huán)保菱苦土-木肩復(fù)合地板磚。本發(fā) 明的地板磚性能優(yōu)，制作方法簡單，成本低，無甲醛排放，可持續(xù)吸收空氣中的二氧化碳，負(fù) 碳環(huán)保。
[0014] 為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明之目的，采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：
[0015] -種負(fù)碳環(huán)保菱苦土-木肩復(fù)合地板磚，其特征在于：包括上主體層（1)，位于上 主體層（1)和下主體層（3)，所述主體層包括下述重量份的原料：菱苦土 4-5份，廢棄木肩1 份，新型外加劑〇. 018-0. 38份。
[0016] 所述廢棄木肩為木頭加工時(shí)留下的鋸末、刨花粉料；
[0017] 所述新型外加劑由活性微/納米礦物摻和料和磷酸鹽外加劑組成，其中活性微/ 納米礦物摻合料占新型外加劑重量的73% -94%，磷酸鹽系列外加劑占新型外加劑重量的 6% _27%〇
[0018] 所述活性微/納米礦物摻和料為球狀SiO2，其粒徑<400nm ;
[0019] 所述磷酸鹽系列外加劑為分析純磷酸。所述上主體層（1)和下主體層（3)之間設(shè) 置有纖維絲層（2);所述下主體層（3)下方設(shè)置有粗糙層（4)。
[0020] 所述粗糙層（4)為粒徑不超過5mm的石子構(gòu)成的層狀結(jié)構(gòu)。
[0021] 所述纖維絲層大致隨機(jī)地均布有碳纖維絲或者玻璃纖維絲，纖維絲之間相互搭接 構(gòu)成網(wǎng)狀，從而可以提高地板磚的抗剪及抗拉能力。
[0022] 所述粗糙層可以增加地板磚的粗糙度，提高地板磚的摩擦力，便于粘貼于地面與 墻壁等。
[0023] 本發(fā)明還提供制備上述的負(fù)碳環(huán)保菱苦土-木肩復(fù)合地板磚的方法，步驟如下：
[0024] A、拌合材料：按重量稱取菱苦土、廢棄木肩及新型外加劑并置于攪拌機(jī)，再加入調(diào) 和劑調(diào)節(jié)材料的稠度，啟動(dòng)攪拌機(jī)強(qiáng)制攪拌，攪拌均勻后用維卡儀判斷混合材料的稠度，氯 化鎂溶液的用量以新拌材料能夠均勻密實(shí)填充模板便于成型時(shí)的用量為準(zhǔn)，也即攪拌均勻 后用維卡儀測定混合材料的稠度，當(dāng)試錐的下沉深度為36mm-40mm時(shí)，即得到主體層材料；
[0025] B、裝模成型：將拌合好的主體層材料裝入模具，分別制得上主體層，下主體層，然 后在上主體層，下主體層之間加入纖維絲，然后在下主體層下表面撒上粒徑不超過5mm的 小石子，常溫養(yǎng)護(hù)或熱壓處理，拆模即得。
[0026] 所述的調(diào)和劑為波美度為29° Β?的氯化鎂溶液。
[0027] 所述廢棄木肩為木頭加工時(shí)留下的鋸末、刨花粉料；
[0028] 所述新型外加劑由活性微/納米礦物摻和料和磷酸鹽外加劑組成，其中活性微/ 納米礦物摻合料占新型外加劑重量的73% -94%，磷酸鹽系列外加劑占新型外加劑重量的 6% _27%〇
[0029] 所述活性微/納米礦物摻和料為球狀SiO2，其粒徑<400nm ;
[0030] 所述磷酸鹽系列外加劑為分析純磷酸。
[0031] 所述纖維絲層大致隨機(jī)地均布有碳纖維絲或者玻璃纖維絲，纖維絲之間相互搭接 構(gòu)成網(wǎng)狀，從而可以提高地板磚的抗剪及抗拉能力。
[0032] 所述粗糙層可以增加地板磚的粗糙度，提高地板磚的摩擦力，便于粘貼于地面與 墻壁等。
[0033] 本發(fā)明還可根據(jù)需要在上主體層的上表面增加圖案層，即在上主體層上畫有圖 案，圖案由礦物顏料繪制，礦物原料的用量及種類由圖案的復(fù)雜程度決定。
[0034] 本材料的主要研制意義體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
[0035] 1)吸碳固碳，減緩溫室效應(yīng)。二氧化碳（CO2)是造成全球溫室效應(yīng)的最主要原因， 而溫室效應(yīng)對(duì)地球生態(tài)有毀滅性的影響。溫室效應(yīng)的必然結(jié)果是全球氣溫升高、氣候變暖， 而氣溫升高會(huì)導(dǎo)致海平面上升、農(nóng)業(yè)減產(chǎn)、氣候反常、海洋風(fēng)暴增多、土地干旱、沙漠化面積 增大等嚴(yán)重危機(jī)。氣候變暖的危機(jī)感正在籠罩著全世界。因此，對(duì)固碳機(jī)理的研宄、開發(fā)出 一種新型環(huán)保建材是非常有意義的，可以為減緩溫室效應(yīng)的持久戰(zhàn)做出貢獻(xiàn)，為更先進(jìn)的 低碳負(fù)碳材料的研宄打下基礎(chǔ)。菱苦土-木肩復(fù)合材料就是這樣一種新型環(huán)保建材。該材 料在生產(chǎn)過程中不僅不產(chǎn)生CO 2，在硬化服役過程中還能吸收大量CO2，從而很大程度上減 輕溫室效應(yīng)，并且發(fā)揮巨大的環(huán)境效益與經(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)用前景十分廣闊。
[0036] 2)高效利用廢棄木肩，減少森林砍伐。據(jù)聯(lián)合國估計(jì)，全球每年有近1300萬公頃 森林被砍伐，相當(dāng)于希臘或尼加拉瓜的國土面積。而樹木被燃燒、砍伐、腐爛后，所貯存的碳 會(huì)釋放到大氣中。故以廢棄木肩代替樹木砍伐，就是間接減緩溫室效應(yīng)。除此之外，減少砍 伐樹木，還可固土防洪，保護(hù)生物多樣性。同時(shí)還可減緩能源危機(jī)，貼合了當(dāng)今可持續(xù)發(fā)展 的理念。
[0037] 由此可知，該材料能產(chǎn)生巨大的環(huán)境與經(jīng)濟(jì)效益，符合可持續(xù)發(fā)展要求，意義十分 重大！
[0038] 本發(fā)明通過研宄MgCl^液的波美度與材料力學(xué)性能的關(guān)系，制備出菱苦土-氯 化鎂-水體系。其次研宄廢棄木肩摻量與材料力學(xué)性能的關(guān)系，研制出菱苦土-木肩復(fù)合 材料。最后采用新型磷酸鹽系列外加劑和活性微/納米礦物摻合料，顯著提高材料的耐水 性。
[0039] 本發(fā)明的發(fā)明過程如下：
[0040] 一、制備菱苦土 -氯化鎂-水體系
[0041] 1)確定用水量
[0042] 根據(jù)5 · 1 · 8相形成機(jī)制，即：

【權(quán)利要求】
1. 一種負(fù)碳環(huán)保菱苦土-木肩復(fù)合地板磚，其特征在于：包括上主體層（1 )，位于上主 體層（1)和下主體層（3)，所述主體層包括下述重量份的原料：菱苦土 4~5份，廢棄木肩1 份，新型外加劑0. 018~0. 38份。
2. 如權(quán)利要求1所述的負(fù)碳環(huán)保菱苦土-木肩復(fù)合地板磚，其特征在于：（1)所述廢棄 木肩為木頭加工時(shí)留下的鋸末、刨花粉料；（2)所述新型外加劑由活性微/納米礦物摻和料 和磷酸鹽外加劑組成，其中活性微/納米礦物摻合料占新型外加劑重量的73%~94%，磷酸鹽 系列外加劑占新型外加劑重量的6%~27%。
3. 如權(quán)利要求2所述的負(fù)碳環(huán)保菱苦土-木肩復(fù)合地板磚，其特征在于：（1)所述活性 微/納米礦物摻和料為球狀Si02，其粒徑<400nm ; (2)所述磷酸鹽系列外加劑為分析純磷 酸。
4. 如權(quán)利要求1所述的負(fù)碳環(huán)保菱苦土-木肩復(fù)合地板磚，其特征在于：所述上主體 層（1)和下主體層（3)之間設(shè)置有纖維絲層（2);所述下主體層（3)下方設(shè)置有粗糙層（4)。
5. 如權(quán)利要求1所述的負(fù)碳環(huán)保菱苦土-木肩復(fù)合地板磚，其特征在于：所述粗糙層 (4)為粒徑不超過5mm的石子構(gòu)成的層狀結(jié)構(gòu)。
6. -種制備如權(quán)利要求1所述的負(fù)碳環(huán)保菱苦土-木肩復(fù)合地板磚的方法，其特征在 于：步驟如下： A、 拌合材料：按重量稱取菱苦土、廢棄木肩及新型外加劑并置于攪拌機(jī)，再加入調(diào)和劑 調(diào)節(jié)材料的稠度，啟動(dòng)攪拌機(jī)強(qiáng)制攪拌，攪拌均勻后用維卡儀判斷混合材料的稠度，當(dāng)試錐 的下沉深度為36mm~40mm時(shí)，即得到主體層材料； B、 裝模成型：將拌合好的主體層材料裝入模具，分別制得上主體層，下主體層，然后在 上主體層，下主體層之間加入纖維絲，然后在下主體層下表面撒上粒徑不超過5mm的小石 子，常溫養(yǎng)護(hù)或熱壓處理，拆模即得。
7. 如權(quán)利要求6所述的制備負(fù)碳環(huán)保菱苦土-木肩復(fù)合地板磚的方法，其特征在于： 所述的調(diào)和劑為波美度為29° B6的氯化鎂溶液。
8. 如權(quán)利要求6所述的制備負(fù)碳環(huán)保菱苦土-木肩復(fù)合地板磚的方法，其特征在于： (1)所述廢棄木肩為木頭加工時(shí)留下的鋸末、刨花粉料；（2)所述新型外加劑由活性微/納 米礦物摻和料和磷酸鹽外加劑組成，其中活性微/納米礦物摻合料占新型外加劑重量的 73%~94%，磷酸鹽系列外加劑占新型外加劑重量的6%~27%。
9. 如權(quán)利要求8所述的制備負(fù)碳環(huán)保菱苦土-木肩復(fù)合地板磚的方法，其特征在于： (1)所述活性微/納米礦物摻和料為球狀Si02，其粒徑<400nm ; (2)所述磷酸鹽系列外加劑 為分析純磷酸。
【文檔編號(hào)】C04B18/26GK104446321SQ201410705950
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月27日
【發(fā)明者】廖震, 蘭天, 張曉菁, 李文暉, 陳勁豐 申請(qǐng)人:武漢大學(xué)