微生物固体废弃物隔墙板及制造方法技术

本发明专利技术公开了一种微生物固体废弃物隔墙板的制造方法，通过利用具有矿化沉积功能的微生物对各种轻集料和固体废弃物进行矿化沉积改性，一方面使其具有一定的胶结能力，另一方面改善了例如低强度、高吸水率等缺点，通过在压缩比为2~3条件下压制成型制备得到微生物固体废弃物隔墙板。该方法采用微生物矿化沉积产物作为胶凝材料制造和改性固体废弃物材料，采用压制成型的制备方法，便于装配式建材的生产，减少甚至避免使用水泥等胶凝材料，显著降低资源消耗，是一种绿色环保的建材制造方法，表现出很好的经济效益、环境效益和社会效益。

Microbial solid waste partition board and its manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
微生物固体废弃物隔墙板及制造方法
本专利技术涉及建筑隔墙轻质条板领域，具体为一种微生物固体废弃物隔墙板及制造方法。
技术介绍
由于隔墙板材尺寸大、块型大、整体性好可以装配式安装，特别适合住宅产业现代化及以轻钢结构为主体的现代化建筑结构。我国现有的建筑隔墙板有玻璃纤维增强水泥轻质多孔隔墙条板、石膏空心条板、工业灰渣混凝土建筑隔墙板、硅镁加气混凝土空心轻质隔墙板、纤维增强硅酸钙建筑隔墙板、秸秆纤维建筑隔墙板等。但是这些板材在生产制备过程中需要利用水泥、水玻璃等作为粘接剂，对环境造成不利影响，而且水泥制板材类干燥收缩值大，力学性能偏低、面密度控制不好，这些现象的存在，造成了砌筑好的墙体发生开裂的现象相当严重，且隔音性能不及传统材料。因此，随着微生物学、土木工程等学科间的交叉研究不断发展，利用微生物矿化沉积功能产生的矿物粘结剂制备微生物建材成为解决上述问题的途径之一。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种微生物固体废弃物隔墙板及制造方法，以解决现有建筑隔墙板材存在的不足。本专利技术是通过如下技术方案实现的：一种微生物固体废弃物隔墙板，由下列重量分数的原料制成：钢渣微生物复合胶凝材料20~50份，负载矿化沉积功能的微生物轻骨料50~120份，由微生物改性固体废弃物的粗骨料10~30份，有机粘接剂5~10份，防水剂2~5份，纤维1~10份。其中，有机粘结剂包括聚乙烯醇、环氧树脂或者白乳胶等。纤维包括无机纤维或有机纤维等；无机纤维包括玻璃纤维、玄武岩纤维，有机纤维包括聚丙烯纤维、聚酯纤维。防水剂包括有机硅或者苯丙乳液等。上述钢渣微生物复合胶凝材料、负载矿化沉积功能的微生物轻骨料及微生物改性固体废弃物的粗骨料的制造方法如下：（1）、微生物菌液制备所使用的微生物是能够通过自身新陈代谢矿化沉积出碳酸钙的微生物，包括科氏芽孢杆菌、巴氏芽孢杆菌单菌，或者，好氧嗜碱性、兼性嗜碱性菌群的混菌，以及为适应制造工艺和环境而通过微生物驯化培养获得的单菌或混菌。1.1、筛选以乳酸盐为基质合成碳酸盐能力的微生物（例如科式芽孢杆菌、好氧嗜碱性、兼性嗜碱性菌群），制备微生物的培养基：a、科氏芽孢杆菌：每升各组成成分含量：蒸馏水1L，蛋白胨5g，牛肉膏3g；b、好氧嗜碱性、兼性嗜碱性菌群：每升各组成成分含量：蒸馏水1L，胰蛋白胨10g、酵母提取物5g、氯化钠10g。1.2、将上述培养基的pH值用2mol/L的氢氧化钠溶液调整为9~10，121℃高温灭菌20min，然后将菌种按常规方式接种至pH值为9~10的液体培养基中，振荡培养24h~72h；将所得菌液用离心机以转速5000r/min离心20min，获得菌泥。1.3、将菌泥在灭菌后的蒸馏水中重悬，然后稀释至菌液的OD600值为1.0~2.0，得所需的菌液，并配制相对应的营养液。（2）、复合凝胶材料、轻骨料、粗骨料制备2.1、钢渣微生物复合胶凝材料的制备将钢渣与生石灰或者熟石灰按质量比（5~7）:（1~3）混合得复合胶凝材料，将步骤（1）中的菌液和相对应的营养液按体积比为1:（1~1.5），以复合胶凝材料质量的20%对其进行拌合，每隔8h喷淋菌液和营养液使钢渣微生物复合胶凝材料的含水率控制在10%~20%，在温度为30℃、湿度为20%的环境下培养3~7d，即得到钢渣微生物复合胶凝材料。2.2、负载矿化沉积功能的微生物轻骨料的制备以多孔轻骨料为载体，将步骤（1）获得的菌液采用真空吸附法吸附于多孔轻骨料表面和孔洞中，然后在25~50℃条件下烘干至恒重，然后在温度为30℃、湿度为20%的环境下每隔12h喷淋菌液和营养液使其含水率保持在20%~30%下培养1~3d，即得到负载矿化沉积功能的微生物轻骨料。微生物轻骨料，包括无机轻骨料或有机轻骨料，粒径为1nm~40mm。2.3、微生物改性固体废弃物制备粗骨料的制备采用真空吸附法将菌液吸附至固体废弃物（混凝土碎石，废弃砖块等）的孔隙中，在25~50℃条件下烘干至恒重；将步骤（1）制得的营养液添加到喷枪的料桶中，压力设定为0.1~0.2MPa，喷速为2L/min，在常温下，对粗骨料表面的一侧进行喷淋，喷淋时间为30s，翻转骨料，对骨料的另一侧进行喷淋，喷淋时间为30s；将喷淋后的骨料放在室内进行养护，每间隔12h，对骨料喷淋一次，如此反复喷淋持续3~7d，即得到由微生物改性固体废弃物制得的粗骨料。上述微生物固体废弃物隔墙板的制备方法：首先将所述重量份数的负载矿化沉积功能的微生物轻骨料、由微生物改性固体废弃物的粗骨料、钢渣微生物复合胶凝材料和纤维投入搅拌机，拌和30s，然后将防水剂和有机粘接剂投入搅拌机中，拌和60s，充分拌合后入模，在压缩比为2~3条件下压制成型，在室温下静置1~2h，脱模，得到试件。本专利技术所述的微生物固体废弃物隔墙板通过利用具有矿化沉积功能的微生物对各种轻骨料和固体废弃物进行矿化沉积改性，一方面使其具有一定的胶结能力，另一方面改善了例如低强度、高吸水率等缺点，通过在压缩比为2~3条件下压制成型，制备得到微生物固体废弃物隔墙板，具有如下特点：第一、采用微生物矿化沉积产物作为胶凝材料制造和改性固体废弃物，能够实现资源循环利用，减少甚至避免使用水泥等胶凝材料，显著降低资源消耗，是一种绿色环保的建材制造方法，表现出很好的经济效益、环境效益和社会效益。第二、本专利技术所采用的由微生物改性固体废弃物制备的粗骨料具有可控性强、绿色环保、效果显著等优点，并且对固体废弃物如混凝土碎石、废弃砖块等的物理力学性能无负面影响，能够明显提高其表面密实度，减少其孔隙度和吸水率。第三、本专利技术中所使用的微生物，在其新陈代谢过程中不会产生氨气等对人体有害的物质。本专利技术设计合理，采用微生物矿化沉积产物作为胶凝材料制造和改性固体废弃物材料，采用压制成型的制备方法，便于装配式建材的生产，能够实现资源循环利用，减少甚至避免使用水泥等胶凝材料，显著降低资源消耗，是一种绿色环保的建材制造方法，表现出很好的经济效益、环境效益和社会效益。具体实施方式下面对本专利技术的具体实施例进行详细说明。实施例1一种微生物固体废弃物隔墙板，由下列重量份数的原料制成：钢渣微生物复合胶凝材料20份，负载矿化沉积功能的微生物轻骨料50份，由微生物改性固体废弃物制备的粗骨料10份，有机粘接剂（聚乙烯醇）5份，防水剂（有机硅）2份，玻璃纤维1份。其中，钢渣微生物复合胶凝材料、负载矿化沉积功能的微生物轻骨料及微生物改性固体废弃物的粗骨料的制造如下：（1）、微生物菌液制备1.1、筛选以乳酸盐为基质合成碳酸盐能力的微生物（好氧嗜碱性、兼性嗜碱性菌群）；制备微生物的培养基：每升各组成成分含量：蒸馏水1L，胰蛋白胨10g、酵母提取物5g、氯化钠10g。1.2、将上述培养基的pH值用2mol/L的氢氧化钠溶液调整为9，121℃高温灭菌20min，然后将菌种按常规方式接种至pH值为9的液体培养基中，振荡培养24h；将所得菌液用离心机以转速5000r/min离心20min，获得菌泥。1.3、将菌泥在灭菌后的蒸馏水中重悬，然后稀释至菌液的OD600值为1.2，得所需的菌液，并配制相对应的营养液，其中营养液为：尿素0.3mol/L，氯化钙为0.5mol/L。2.1、钢渣微生物复合胶凝材料的制备：将钢渣与生石灰按质量比5:2混合得复合胶凝材料，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微生物固体废弃物隔墙板，其特征在于：由下列重量份数的原料制成：钢渣微生物复合胶凝材料20~50份，负载矿化沉积功能的微生物轻骨料50~120份，由微生物改性固体废弃物的粗骨料10~30份，有机粘接剂5~10份，防水剂2~5份，纤维1~10份；在压缩比为2~3条件下压制成型；其中，钢渣微生物复合胶凝材料、负载矿化沉积功能的微生物轻骨料、由微生物改性固体废弃物制备的粗骨料的制备方法如下：（1）、微生物菌液制备选择具有以乳酸盐为基质合成碳酸盐能力的微生物，并将微生物种按常规方式接种至pH值为9~10并经121℃高压蒸汽灭菌20min的液体培养基中，振荡培养24h~72h；所得菌液采用离心法离心获得菌泥，用蒸馏水稀释至OD600值为1.0~2.0，获得菌液，并根据微生物类型，制备营养液，备用；（2）、制备钢渣微生物复合胶凝材料：将不锈钢渣与生石灰或者熟石灰按质量比5~7:1~3混合得复合胶凝材料，将步骤（1）中的菌液和营养液按体积比为1:1~1.5，以复合胶凝材料质量的20%对其进行拌合，每隔8h喷淋菌液和营养液使钢渣微生物复合胶凝材料的含水率控制在10%~20%，在温度为30℃、湿度为20%的环境下培养3~7d，得到钢渣微生物复合胶凝材料；制备负载矿化沉积功能的微生物轻骨料：以多孔轻骨料为载体，将步骤（1）获得的菌液吸附于多孔轻骨料表面和孔洞中，然后在25~50℃条件下烘干至恒重，然后在温度为30℃、湿度为20%的环境下每隔12h喷淋菌液和营养液使其含水率保持在20%~30%，获得负载具有矿化沉积功能的微生物轻骨料；制备由微生物改性固体废弃物的粗骨料：将步骤（1）获得的菌液吸附于固体废弃物的再生粗骨料表面和孔洞中，然后在25~50℃条件下烘干至恒重，然后在温度为30℃的环境下每隔12h喷淋营养液3~7d，获得由微生物改性固体废弃物的粗骨料。...

【技术特征摘要】
1.一种微生物固体废弃物隔墙板，其特征在于：由下列重量份数的原料制成：钢渣微生物复合胶凝材料20~50份，负载矿化沉积功能的微生物轻骨料50~120份，由微生物改性固体废弃物的粗骨料10~30份，有机粘接剂5~10份，防水剂2~5份，纤维1~10份；在压缩比为2~3条件下压制成型；其中，钢渣微生物复合胶凝材料、负载矿化沉积功能的微生物轻骨料、由微生物改性固体废弃物制备的粗骨料的制备方法如下：（1）、微生物菌液制备选择具有以乳酸盐为基质合成碳酸盐能力的微生物，并将微生物种按常规方式接种至pH值为9~10并经121℃高压蒸汽灭菌20min的液体培养基中，振荡培养24h~72h；所得菌液采用离心法离心获得菌泥，用蒸馏水稀释至OD600值为1.0~2.0，获得菌液，并根据微生物类型，制备营养液，备用；（2）、制备钢渣微生物复合胶凝材料：将不锈钢渣与生石灰或者熟石灰按质量比5~7:1~3混合得复合胶凝材料，将步骤（1）中的菌液和营养液按体积比为1:1~1.5，以复合胶凝材料质量的20%对其进行拌合，每隔8h喷淋菌液和营养液使钢渣微生物复合胶凝材料的含水率控制在10%~20%，在温度为30℃、湿度为20%的环境下培养3~7d，得到钢渣微生物复合胶凝材料；制备负载矿化沉积功能的微生物轻骨料：以多孔轻骨料为载体，将步骤（1）获得的菌液吸附于多孔轻骨料表面和孔洞中，然后在25~50℃条件下烘干至恒重，然后在温度为30℃、湿度为20%的环境下每隔12h喷淋菌液和营养液使其含水率保持在20%~30%，获得负载具有矿化沉积功能的微生物轻骨料；制备由微生物改性固体废弃物的粗骨料：将步骤（1）获得的菌液...

【专利技术属性】
技术研发人员：李珠，
申请(专利权)人：山西晟科微生物建材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山西,14