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改性塑木用于建筑模板的应用开发

星期四, 11月 24, 2022

随着现代建筑行业的快速发展,现浇筑混凝土结构已经成为我国土木工程的主要结构形式。而现浇筑混凝结构在工程施工时必须要用到建筑模板,建筑模板虽然是一种临时性辅助结构,但是其作用不可小视。一方面,建筑模板应能够保证工程质量和施工安全、加快施工进度、降低工程成本,另一方面,建筑模板需使混凝土的结构、几何尺寸达到规定要求,因此建筑模板的设计要求较高。因此,建筑模板面板应具有足够强度、弹性模量和耐磨损能力,另外,由于模板要直接接触混凝土浆料并长期暴露在室外,应尽量降低模板材料的亲水性。相对于传统的胶合板、木质板和金属材质模板,塑木复合材料模板由于同时具备木材和塑料的优点而异军突起,已经逐渐发展成为了主流的建筑模板。同时由于我国长期存在木质材料分布不均、利用率低等问题,因此我国相关部门对塑木复合材料的研究也越来越重视。

随着国家对农林业的重视和扶持力度增大,我国东北和华南地区水稻产量连年增加,而稻壳由于营养价值较低,一般作为燃料能源,目前稻壳有了新的用途,即以稻壳粉的形式成为塑木产品和胶合板的原材料。另外华北地区人工种植杨树的面积也越来越大,杨木除了制作木制家具和造纸等用途外,下脚料也可以磨成粉末状用于制作塑木复合板。目前建筑模板常用的复合材料塑料基材包括聚乙烯 (PE)、聚丙烯 (PP) 和聚氯乙烯 (PVC) 等。传统的塑木复合材料存在木质纤维与聚烯烃高分子相容性差、不耐潮、力学性能不稳定等缺陷,一般难以满足建筑模板的使用要求,所以在实际的塑木复合材料制备时,需要进行必要的改性。基于此,有研究对杨木粉/PP和稻壳粉/PP两种不同基材的塑木复合材料进行了改性研究,并对改性后的复合模板进行了性能评价。

木粉与塑料的混合加工: 先将混炼机辊筒加热至PP 塑化温度 (115℃),待温度稳定后投入PP 原料至辊筒上,待PP原料呈熔融状态,然后加入经过表面处理后的木粉,并按比例加入其他助剂和填料,在800r/min 的转速下混炼20min。塑木复合材料热压冷却成型: 将混合好的塑木复合材料熔料制成各种专用的测试试片,然后在热平板热压机中进行热压定型[温度(160±5) ℃,压力20MPa],经过一定时间熔融热压成型后,泄压冷却至温度小于80℃,然后出模即得到试片。试片经过16h以上的冷却时间后,即完全冷却固化成型,然后可测试其各项性能。
经过表面亲水处理后的木粉与PP共混复合得到的塑木复合材料疏水性明显提高。塑木复合材料经过不同助剂和添加剂的改性,其力学性能、耐磨性和热稳定性都能够得到改善,而塑木复合材料的疏水性、力学性能、耐磨性和热稳定性又决定了塑木复合材料建筑模板的使用性能。因此改性塑木复合材料建筑模板作为一种新兴的建筑模板,在未来的建筑行业将有广泛的应用前景,其大量的开发与应用,可以进一步推动我国建筑行业的资源优化与技术创新。

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