文摘

本研究的目的是调查生物面板的基础材料的研究开发生物面板使用(微)生物。为了选择生物小组的基材,magnesia-potassium-phosphate-foamed砂浆复合材料材料的适用性高吸水性聚合物是通过评估评估使用基本素质和特点。实验评价流动性、抗压强度、pH值、粗糙度(孔隙度分布)和水分潴留(吸光率)magnesia-phosphate-foamed砂浆复合材料根据额外数量的高吸水性树脂聚合物。实验结果表明,添加高吸水性聚合物可以提供良好的结果在一个合适的抗压强度、和易性、保湿性能(吸光率)。因此,它可以作为一个基本的生物面板设计的质量研究数据。

1。介绍

由于世界各地的工业革命和不加区别的城市快速发展,有一系列严重的环境问题,如增加有限公司₂排放,粉尘产生,增加冷却由于减少能源使用的绿色区域1,2]。为了解决这个问题,进行了各种研究和努力在国内和外部以发展环保的建筑材料。然而,他们中的大多数已经集中在浪费资源利用率,碳减排类型和环保混凝土技术(3- - - - - -10]。这些技术可以解决公司的问题₂减少,但很难采取替代措施热岛现象,增加冷却能源使用将增加城市的大气温度。

为了补偿这一点,有一种方法来解决这个问题通过安装垂直花园内部和外部的建筑,但是很难集成结构的外墙。此外,复杂的支持结构和昂贵的维护和安装成本增加约三倍而花园里常见的同一地区,使得它难以商业化经济(11]。虽然有海绵、垫类型块类型、土壤和轻量级,类似于垂直花园,有许多耐久性问题[12- - - - - -17]。

为了解决这个问题,生物面板可以开发和集成结构。生物面板应该很容易穿上(生物学),等等,和环境应该创建后扎根,这样它就可以生存。然而,当水泥作为材料面板制造,它形成了一个高pH值,这使得它不适合生存的生活和维护(微)生物18]。此外,光滑或致密的表面很难连接(微)生物,同样与营养和水分供应出现问题(微)生物19]。

作为基本研究发展的生物面板,这是调查是否magnesia-phosphate-foamed高吸水性聚合物砂浆复合材料使用。与传统水泥、磷酸镁复合材料可以形成中性pH值(19]。此外,气泡内可以形成表面毛孔和矩阵,并通过毛孔吸附空气中的养分可以有利于生活(微)生物的生长19]。

除了这些,多孔的表面是很重要的,他们的供应水分也起着非常重要的角色在生活(微)生物的生长。为了达到这样的目的,高吸水性聚合物可以应用。高吸水性聚合物能吸收超过几次自己的大量水分,和吸收水分逐渐变干。当高吸水性聚合物应用于生物面板,面板的水分潴留可以改善。

因此,即使在干燥的环境中,高吸水性聚合物的吸收水分可以利用为目的的水分供应(微)生物19]。

因此,在这项研究中,一个magnesium-phosphate-potassium-formed使用高吸水性聚合物砂浆复合材料制备的母体材料生物面板,和基本质量特征和生物学特性研究。这项研究的结果被用来反映生物小组设计的质量。

2。试验大纲

2.1。实验材料

2.1.1。Magnesia-Potassium-Phosphate水泥砂浆复合材料

在这个实验中使用的镁水泥死了氧化镁(分别以,以下简称“M”)密度为3.6 g / M³发射在1500°C以上的高温。作为固化剂与死镁反应,一磷酸钾(KH₂阿宝₄,以下简称“P”)有99%以上的纯度和密度为2.34 g / m³是使用。此外,硼酸(H₃薄₃,以下简称“R”)作为抑制剂在考虑其和易性,和硅酸盐。8(以下简称“S”)的SiO 95%或更多₂作为细骨料。镁水泥需要缓凝剂对可加工性由于快速固化时间。因为它是由一个致密的陶瓷结构,它表现出高强度大约40 MPa在很短的时间内。

表1显示了材料的化学成分和物理性质的实验。

2.1.2。发泡剂

在这个实验中使用的发泡剂是碳酸氢钠(NaHCO₃,以下简称“F”)与酸离子与钾离子发生反应,反应生成泡沫。F是一个合适的发泡剂与离子结合生成的酸碱中和反应生成气体,化学反应方程式可表示如下:

气泡通过这个键创建一个粗糙表面孔隙内部和外部的砂浆,促进水的吸收和存储和吸附大气中的营养物质(20.]。

2.1.3。高吸水性聚合物(SAP)

本研究中使用的高吸水性聚合物是一种丙烯酸聚合物,钠盐(聚丙烯酸钠)。高吸水性聚合物是一种白色粉末,是能够吸收自身重量数百倍。当水被吸收时,体积膨胀,达到凝胶状态。这样的高吸水性聚合物的膨胀特性取决于颗粒间的密度,高吸水性聚合物的化学结构,吸收液的pH值、温度、离子浓度。

2.1.4。实验计划

在这项研究中,首先,数据收集magnesium-phosphate-formed使用高吸水性聚合物砂浆复合材料(SMPFC)。通过初步实验,数据超过10 MPa的目标强度是通过使用获得的水灰比(W / B) 30%,分别以:KH₂阿宝₄比(P: M) 1: 0.5,细骨料体积/砂浆总额比率(Vs / Vm) 10%,滞后3%,发泡剂0.5%。因此,4水平(0.25,0.5,0.75,1.0%)准备根据SAP数据采集。此外,流动特性、抗压强度、pH值、粗糙度、水分保持力测量。泡沫在postfoaming应用模式。抗压强度被设为10 MPa以上景观设计在6小时,1天、3天、7天的年龄符合镁水泥的特点。表2显示了混合比的SMPFC用于实验。

2.2。实验方法

2.2.1。混合SMPFC

干拌的SMPFC受到M, P, R, SAP大约2分钟。然后,混合然后混合的复合水2分钟速度低,然后在高速3分钟。此后,包含F添加额外的水,混合进一步混合高速的一分钟。

2.2.2。额外的水(eW)决定

SAP迅速吸收水分,当接触到水分。同时,吸收水的数量随时间增加。出于这个原因,单位水量大幅减少,流动性降低,和易性减少。此外,镁水泥需要大量的单位水,与普通水泥。这个问题可以解决通过添加额外的水(21]。

之前的研究表明,SAP展品最大吸收10分钟后与水接触,形状像一个凝胶22]。因此,应该添加额外的水到达最大吸收。

作为初步的测试结果,这是发现,实现目标衰退,额外的水应增加约6%的单位SAP时增加了0.25%。

2.2.3。流

SMPFC流动测量按照“KS L 5105液压水泥砂浆抗压强度试验方法”。

2.2.4。抗压强度

SMPFC的抗压强度是cubic-type标本50 mm×50 mm×50 mm准备根据“KS L 5105液压水泥砂浆的抗压强度测试方法,“养护紧随其后。之后,样本demolded,抗压强度是衡量通用测试(UTM)在每一个时代。

2.2.5。pH值

SMPFC的pH值是依照KS M 0011”测量方法测量溶液的pH值。“此外,SMPFC的pH值是根据年龄来衡量的。

2.2.6款。表面粗糙度

SMPFC的粗糙度测量是通过测量与不含气泡的表面相对比较参考样本。粗糙度是生物面板的应用程序的一个重要因素,因为它是一个指标的诱导吸附表面的雨水或空气中的养分。

2.2.7。保湿性能

SMPFC的水分潴留(含水率)是衡量润湿固化试样的一天根据KS F 2459”测试方法的表观密度、含水量、水吸收,和泡沫混凝土的抗压强度”。此后,在干燥炉干燥的样品的质量是衡量。

3所示。实验结果和讨论

3.1。流

图1显示了流量测量的结果根据SMPFC SAP的添加量。实验的结果,每次SAP流值下降了约10%添加量增加了0.25%没有确定附加额外的水(eW)。这一现象的原因被认为是SAP的吸收水分的性质。然而,如果电子战添加如图2,目标流可以满足。

3.2。抗压强度

数据3- - - - - -6显示抗压强度测量的结果根据SMPFC的额外数量的SAP和抗压强度测试的结果在6小时、1天、3天、7天的年龄。6小时的抗压强度没有达到目标强度在所有情况下。同时,在1和3天抗压强度超过10 MPa为平原。混合与SAP能达到目标强度7天后是可能的。SAP 0.25%, 7天的抗压强度高于12 MPa和减少比例增加SAP。SAP 0.5%的抗压强度约为8 MPa,和SAP 1.0%和0.75的抗压强度小于5 MPa低于目标强度。总的来说,随着SAP的数量的增加,抗压强度降低,试样有1.0% SAP很容易被摧毁。然而,当SAP的添加量为0.25%,相似的结果。因此,如果SAP的最佳数量被发现,它将有可能控制强度应用生物时面板。

3.3。pH值

图7显示了SMPFC的pH值测量结果在6小时,1天,3天,7天。由于实验中,样品的pH值往往会随着年龄增加。镁水泥在pH值测量7 - 9日根据磷酸盐配方中使用的类型。实验中使用的SAP材料pH值为6.5,显示对SMPFC的pH值变化无显著影响。pH值在7天测量9。由于生物板矩阵对(微)生物的生存很重要,有必要检查博士从这些结果,SMPFC,这是一个中立的地区,将是一个有利的条件(微)生物的生存环境。

3.4。表面粗糙度

图8显示的结果测量SMPFC的表面粗糙度。发现毛孔深处的1.0 - -0.005毫米的范围是0.25%,0.5%的毛孔深处SAP增加0.1毫米。和毛孔明显肉眼观察的作用。

在SAP增加0.75%和1.0%,SAP观察表面因为SAP添加量太大。此外,它被证实,发泡剂的作用几乎没有观察到。这样做的原因是,大量的SAP迅速吸收水分和抑制泡沫的一代。图9显示分布的孔隙表面的试样冒出来了。这些结果表明SMPFC与粗糙表面由于泡沫的增长将是一个有利条件(微)生物吸附,将有利的营养物质在空气中。

3.5。保湿性能

数据10- - - - - -14显示含水率的测量结果(含水率)根据SMPFC SAP的添加量。测试大致评估试样吸收的水分总量和SAP通过毛孔内部生成和试样的表面。执行一个定性评估假设孔隙越大,越SAP可以包含在毛孔,吸收大量的水。干标本的重量测量第一,然后,试样的重量在水中浸泡一天测量。然后,达到干重的时期在室温下测量。

如数据所示10- - - - - -14的水分潴留SMPFC-P是比干重的10%左右。并且比SMPFC-P smpfc - 0.25高出5%。作为SAP增加了0.25%,它不断增加了约5%。这些结果表明,SAP的量添加影响水分潴留,SAP和样品没有显示干燥时间约3天的速度比样本与SAP补充道。随着SAP的数量增加,在室温下干燥时间倾向于增加比SMPFC-P 2到3天。在样例SAP含量为1.0%的情况下,完整的干燥时间约为9至10天。这些结果表明,应用生物板作为一个矩阵时,SAP的加入提高了水分保留和吸收空气中的水分,这可能对经济增长有积极的影响的有机体。然而,SAP的数量增加时,它将减少抗压强度和耐久性。因此,应当检查SAP的最优数量。图15显示了内的水分吸收的SAP测试。

这些结果表明,由SAP SMPEC改善水分滞留可能导致的供水(微)生物在某种程度上。此外,它被认为是在大气水分保湿效果或阴雨天气将进一步增加。

4所示。结论

作为一个基本的研究发展的生物面板、调查,magnesia-phosphate-foamed使用高吸水性聚合物砂浆复合材料。得到了以下结论:(1)magnesia-potassium-phosphate-foamed砂浆高吸水性聚合物复合材料使用时能够满足目标流添加额外的水是根据高吸水性聚合物的混合比。(2)magnesia-potassium-phosphate-foamed砂浆使用高吸水性聚合物复合材料显示,抗压强度下降趋势取决于高吸水性聚合物的混合比。高吸水性聚合物的混合比满足目标强度被发现在0.25%。(3)magnesia-potassium-phosphate-foamed砂浆复合高吸水性聚合物显示使用倾向于增加含水量高吸水性聚合物的混合比。这也形成了一个粗糙表面的泡沫。

从这些结果,证实了高吸水性聚合物的最佳范围满足目标强度为0.25%。此外,粗糙表面的高吸水性聚合物发泡剂和水分保留将有利于生根和(微)生物的生长条件。作为一个连续的研究中,研究生物可接受性和(微)生物的生长应该陪同。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

这项研究受到了格兰特(ctap-c114646-02 17日)从施工技术研究项目由土地、基础设施和运输的韩国政府。