CN114933436A - 一种菌丝轻质填料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种菌丝轻质填料，原料的配方组成为：砂土，麦麸，水和白腐真菌菌株，其中，以砂土干重量为基准，所述麦麸添加量为1％‑30％；水添加量与麦麸添加量相关，麦麸添加量越高，水添加量也越高。本发明同时给出所述菌丝轻质填料的制备方法。
Description
技术领域
本发明属于道路与建筑材料领域，特别涉及一种新型菌丝轻质填料及其制备方法。
背景技术
地震的频发对土工结构的使用寿命有着重要影响。开发廉价且高效的减震技术以减少地震对结构的破坏是一个重要研究方向。目前，一种常用的方法是在土壤和岩土结构之间填充轻质回填土工材料。轻质回填土工材料通常由土和轻质材料制成。EPS(发泡聚苯乙烯)、橡胶轮胎碎片等各种再生材料因其低成本、低密度、高弹性和优秀的耐用性而常被用于轻质材料。使用这些材料可以改善废料的管理和回收，以减少废弃材料对环境的威胁。最重要的是通过添加轻质材料，使得原料土在保证了工程应用中所需强度的同时，获得了更低密度。目前的研究中，以EPS和砂组成的混合物为代表的轻质填料已被应用于地震缓冲和地面隔振材料、边坡稳定的回填土、轻质路堤回填土、非结构性声屏障填充和管道/涵洞保护等方向。
但EPS自身不易降解、生产过程中产生有毒物质等问题一直备受诟病,而橡胶颗粒在高温条件下也会软化同时伴随着有毒物质的渗出。因此有必要开发一种低成本，无环境污染的环保轻质土工回填材料。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种新型菌丝轻质填料及新型菌丝轻质填料的制备方法。通过真菌产生的菌丝在麦麸和砂土的表面进行吸附并对其进行粘结与缠绕，最终形成具有一定强度的轻质回填材料。通过该技术可以充分的利用有效农作物加工废料，降低其被焚烧后对环境的危害，并且解决目前传统轻质砌块的原材料有毒，生产成本相对较高等一系列问题。
本发明通过下述技术方案予以实现：
一种菌丝轻质填料，原料的配方组成为：砂土，麦麸，水和白腐真菌菌株，其中，以砂土干重量为基准，所述麦麸添加量为1％-30％。
优选地，以砂土干重量为基准，所述水添加量为15％-40％。
优选地，白腐真菌菌株的接种量不小于总重量的2.5％。
优选地，所述白腐真菌菌株为糙皮侧耳菌种或长根金钱菌种。
本发明同时提供上述轻质填料的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：
步骤1：将真菌菌株接种在培养基后，避光培养；
步骤2：将麦麸和砂土两种材料混合均匀，制得混合物；
步骤3：在混合物中加入水并再次混合均匀；
步骤4：对添加了水的混合物进行灭菌处理；
步骤5：灭菌处理后的混合物冷却至室温，在其顶部接种步骤1培养得到的菌种；
步骤6：完成接种后的混合物，在常温常湿度情况下避光养护。
进一步地，步骤1中，在28℃的恒温箱内避光培养14天。
进一步地，步骤5中，称取灭菌处理后的混合物总重量的3％的菌种，在顶部接种。
进一步地，步骤6中，将完成接种后的混合物在温度24±1℃和湿度50％的环境条件下内避光养护20-25天。
本发明具有如下的有益效果：本发明利用真菌的新陈代谢的特点，对砂土和麦麸的混合物进行粘结和加固，最终得到了具有一定强度，造价低，质量轻的菌丝轻质填料；在本发明的制备方法中用到了每年可以大量产出的农作物加工废料——麦麸。通过添加麦麸一方面有效地缓解了农作物加工废料因焚烧而带来的环境污染等问题，增添了一项新的处理农作物加工废料的方法；另一方面，按照制作方法得到的菌丝轻质填料在保证具备一定强度的同时，表现出与传统轻质土相近的自重。在成本方面麦麸的价格也远低于工业生产EPS等材料的价格，且原材料本身与生产过程中无任何有毒物质产生。因此对EPS轻质回填材料在岩土工程中的应用有一定的替代作用。
附图说明
图1.实施例1得到的菌丝轻质填料
图2.菌丝轻质填料的密度
图3.菌丝轻质填料与传统轻质回填材料密度对比
图4.不同围压下菌丝轻质填料的抗压强度
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例和附图进行详细描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
实施例1
一种菌丝轻质填料，主要成分为140g砂土。以砂土干重量为基准，包含29.4g的水和7g的麦麸。
菌丝轻质填料的制备分为四个步骤：真菌预处理、混合物制备、真菌接种和养护培育。
步骤1：将3g的糙皮侧耳菌种(为白腐真菌中的一种)在含有马铃薯葡萄糖的培养基中进行前期定殖培养，培养的环境温度恒定为28℃，定殖周期14天。本实施例选用的糙皮侧耳菌种的菌种保藏编号为ACCC 52117。
步骤2：称取麦麸和砂土，并将其混合搅拌5分钟。
步骤3：在混合物中加入29.4g的蒸馏水并再次搅拌5分钟
步骤4：将混合物放入在0.12MPa和120℃的高温釜中进行灭菌1小时。
步骤5：灭菌处理完成后，将试样冷却至室温(20±1℃)，称量试样总重量3％的菌种接种在试样顶部。
步骤5：完成接种后密封试样，将试样放置在温度24±1℃和湿度50％的养护箱内避光养护20天。
步骤6：在养护完成后，拆除模具并在24℃的烘箱中风干72小时后使用。
实施例2
同实施例1，区别仅在于麦麸的含量：以砂土的重量为基准，称量14g的麦麸，30.8g的蒸馏水。
实施例3
同实施例1，区别仅在于麦麸的含量：以砂土的重量为基准，称量21g的麦麸，32.2g的蒸馏水。
实施例4
同实施例1，区别仅在于麦麸的含量：以砂土的重量为基准，称量28g的麦麸，33.6g的蒸馏水。
实施例5
同实施例1，区别仅在于麦麸的含量：以砂土的重量为基准，称量35g的麦麸，35.0g的蒸馏水。
对比例1
与实施例1区别在于，麦麸的含量为0：砂土的重量为140g。
对比例2
同实施例1，区别仅在于菌种为长根金钱菌(为白腐真菌中的一种)，本实施例所用的长根金钱菌的菌种保藏编号为ACCC 52117。
对比例3
同实施例2，区别仅在于菌种为长根金钱菌。
对比例4
同实施例3，区别仅在于菌种为长根金钱菌。
对比例5
同实施例4，区别仅在于菌种为长根金钱菌。
对比例6
同实施例5，区别仅在于菌种为长根金钱菌。
对实施例1-5和对比例1的样品进行密度与不同围压的强度测量，具体数据如图所示：
图1是实施例1得到的菌丝轻质填料，可以看出将砂土和麦麸粘结。由图2可以看出，菌丝轻质填料的密度随着麦麸含量的增大而减小，且实施例1-5的密度明显低于对比例1的密度。从图3可以看出，菌丝轻质填料与传统的EPS-砂轻质填料和气泡轻质土具有相近的密度，且远低于传统的橡胶轻质土和EPS-砂胶结轻质土。从轻质材料的使用成本角度出发，麦麸的使用与加工成本远低于EPS与气泡，且在生产过程中无任何有毒物质析出，是一款理想的轻质土工替代材料。图4可以看出，长根金钱菌试样的强度与糙皮侧耳菌试样强度相近，菌丝轻质填料的强度满足目前岩土工程中的轻质回填材料的强度要求。
Claims (10)
1.一种菌丝轻质填料，原料的配方组成为：砂土，麦麸，水和白腐真菌菌株，其中，以砂土干重量为基准，所述麦麸添加量为1％-30％。
2.根据权利要求1所述的菌丝轻质填料，其特征在于，以砂土干重量为基准，所述水添加量为15％-40％。
3.根据权利要求1所述的菌丝轻质填料，其特征在于，白腐真菌菌株的接种量不小于总重量的2.5％。
4.根据权利要求1所述的菌丝轻质填料，其特征在于，所述白腐真菌菌株为糙皮侧耳菌种或长根金钱菌种。
5.权利要求1-4任意一项所述的菌丝轻质填料的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：
步骤1：将真菌菌株接种在培养基后，避光培养；
步骤2：将麦麸和砂土两种材料混合均匀，制得混合物；
步骤3：在混合物中加入水并再次混合均匀；
步骤4：对添加了水的混合物进行灭菌处理；
步骤5：灭菌处理后的混合物冷却至室温，在其顶部接种步骤1培养得到的菌种；
步骤6：完成接种后的混合物，在常温常湿度情况下避光养护。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤1中，在28℃的恒温箱内避光培养14天。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤5中，接种菌种不少于总重量的2.5％。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤5中，接种菌种不少于总重量的3％。
9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤5中，称取灭菌处理后的混合物总重量的3％的菌种，在顶部接种。
10.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤6中，将完成接种后的混合物在温度24±1℃和湿度50％的环境条件下内避光养护20-25天。
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