粉煤灰基泡沫陶瓷的制备与性能研究

摘要

建筑节能是我国节约能源战略的重要组成部分，对于缓解我国能源供应紧张，减少环境污染压力，提高人们居住生活水平等方面发挥着重要的作用。外墙外保温技术是建筑节能技术的重要组成部分，由于其优良的保温节能效果，并可以消除结构性冷热桥，在不占室内使用空间的前提下，保护了主体结构，因而具备了综合效益高等优点被广泛使用。泡沫陶瓷具有良好的隔热、隔声、抗侵蚀性能，较高的机械强度且完全不燃烧，是一种理想的外墙外保温材料，越来越受到人们的青睐。 本课题以粉煤灰为主要原料，添加适量助熔剂、发泡剂，采用半熔融发泡法制备粉煤灰泡沫陶瓷。研究工作以钾长石、白云石以及硼砂作为助熔剂，分别研究了不同混合比例的钾长石-白云石、钾长石-硼砂和钾长石-白云石-硼砂作为助熔剂对粉煤灰组分调节后的助熔效果，确定了粉煤灰基泡沫陶瓷制备的基础配方。然后，以碳酸钙、炭黑和碳化硅为发泡剂，设计正交试验，研究了发泡剂种类、添加量和发泡温度对粉煤灰泡沫陶瓷物理性能的影响，优化了粉煤灰泡沫陶瓷的制备工艺。研究结果表明： （1）采用钾长石、白云石、硼砂作为混合助熔剂时助熔效果较好，其中当原料组成为粉煤灰掺量50wt.%，硼砂10wt.%，钾长石与白云石总加入量为40wt.%且钾长石：白云石＝3:1时，混合料熔融发泡效果最佳； （2）当发泡温度为1080℃时，可使混合料保持一定的固、液相比例，液相维持一定的粘度，以充分利用发泡剂产生的气体，制备的粉煤灰发泡保温陶瓷板的表观密度最小，孔隙率最大，并具有较高的强度； （3）发泡剂种类及掺量对制品各项物理性能影响各不相同。当碳酸钙掺量为6wt.%，碳化硅的掺量为3wt.%时，制备的粉煤灰发泡保温陶瓷板各项性能指标较好；炭黑掺量对各项物理性能影响均较小，当掺量为2wt.%时可兼顾制品的强度和轻质要求； （4）按照优化后的制备条件制得的粉煤灰泡沫陶瓷表观密度为599.8kg/m3，孔隙率为77.19%，抗压强度为2.23MPa。与各个正交试验方案结果相比，表观密度最小，孔隙率最高，强度较高，综合物理性能最佳。

目录

第一个书签之前