Abstract
The effects of wood fiber/cement ratio, water/cement ratio and carbon dioxide injection time on the carbonation reaction and strength of wood-cement composites were evaluated. Increasing fiber content usually led to stronger composites and lower carbonation degree while increasing water amount decreased strength of composites in most cases. Either insufficient water or excessive water reduced carbonation reaction rate. There was a significant interaction effect between fiber content and water content, which had to be considered in optimizing the variables. Prolonging carbon dioxide injection time gradually increased carbonation degree, but did not affect the ultimate strength of composites.
Process optimization was conducted according to the effects of the considered variables on the strength of composites. The validation experiment confirmed that the estimated optimal strength could be approximately obtained. Carbonated wood-cement composites performed much better than uncarbonated ones in conventional and accelerated ageing tests.
Zusammenfassung
Der Einfluss der Holzfaser/Zement- und Wasser/Zement-Verhältnisse sowie der Dauer einer Kohlenstoffdioxid-Begasung auf die Karbonisierungsreaktion und die Festigkeit von Holz-Zement-Werkstoffen wurden untersucht. In der Regel führte ein höherer Fasergehalt zu Werkstoffen mit einer höheren Festigkeit und einem niedrigeren Karbonisierungsgrad, wohingegen ein höherer Wassergehalt in den meisten Fällen die Festigkeit der Werkstoffe reduzierte. Zu wenig oder zu viel Wasser verlangsamten die Karbonisierungsreaktion. Es wurde eine erhebliche Wechselwirkung zwischen Faser- und Wassergehalt festgestellt, die bei der Optimierung der Variablen beachtet werden musste. Eine längere Kohlenstoffdioxid-Begasungsdauer erhöhte den Karbonisierungsgrad, wirkte sich auf die Festigkeit der Werkstoffe jedoch nicht aus.
Die Prozessoptimierung wurde im Hinblick auf die Wirkung der betrachteten Variablen auf die Festigkeit der Werkstoffe durchgeführt. In einem Überprüfungsversuch wurde die geschätzte optimale Festigkeit näherungsweise erreicht. Karbonisierte Holz-Zement-Werkstoffe erzielten in konventionellen und beschleunigten Alterungsprüfungen wesentlich bessere Ergebnisse als nicht karbonisierte Werkstoffe.
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Qi, H., Cooper, P.A. The effects of composition and carbon dioxide injection time on the properties of wood-cement composites . Holz Roh Werkst 65, 267–273 (2007). https://doi.org/10.1007/s00107-006-0155-3
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