建筑外墻保溫用空心微珠多孔材料的制備及性能研究.pdf

1、近年來由于使用有機(jī)保溫材料作為外墻保溫材料而引起的火災(zāi)事故頻發(fā)，為了解決建筑保溫材料的安全性問題，針對有機(jī)保溫材料防火性差、易老化等不足，急需制備一種新型安全的無機(jī)防火保溫材料。本文制備的空心微珠多孔材料具有輕質(zhì)高強(qiáng)、導(dǎo)熟系數(shù)低、壽命長等特點，不僅有利于固廢資源的回收利用，也為建筑外墻保溫材料提供了新的方向。本文以玻璃粉和粉煤灰為主要原料，采用顆粒穩(wěn)定泡沫技術(shù)和噴霧干燥技術(shù)制備空心微珠坯體，利用燒結(jié)空心微珠的方法制備空心微珠多孔材料。系

2、統(tǒng)研究了原料及燒結(jié)制度對空心微珠多孔材料制備及性能的影響，進(jìn)一步研究了含水率對空心微珠多孔材料導(dǎo)熱系數(shù)的影響，探究了空心微珠多孔材料的耐堿腐蝕。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴利用廢玻璃粉成功制備了氣孔小、尺寸分布均勻、抗壓強(qiáng)度高、導(dǎo)熱系數(shù)低的空心微珠多孔材料。研究了燒結(jié)溫度對空心微珠多孔材料性能的影響，隨著燒成溫度的升高，容重先降低后上升，材料的體積吸水率增加，強(qiáng)度不斷減小。當(dāng)溫度為680℃時，容重為0.15 g/cm3，體積吸水率

3、為0.9％，強(qiáng)度2.07 MPa，導(dǎo)熱系數(shù)0.051 W/m·K。經(jīng)天津消防研究所中心檢測，多孔材料的防火等級達(dá)到A1級。⑵系統(tǒng)研究了含水率與空心微珠多孔材料及常用保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)的關(guān)系。保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)值隨含水率的增加不斷增大。當(dāng)含水率為5％時，EPS板、空心微珠保溫板和玻璃纖維棉板導(dǎo)熱系數(shù)增加率分別為:60.3％、66.7％和84.6％，EPS板和空心微珠板屬于固相連續(xù)性保溫材料，玻璃纖維棉板屬于氣相連續(xù)性保溫材料，含水率對氣相連

4、續(xù)性保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)的影響更顯著。對于空心微珠多孔材料，當(dāng)含水率增加至5％時，導(dǎo)熱系數(shù)增長迅速;當(dāng)含水率超過5％時，導(dǎo)熱系數(shù)增長緩慢。導(dǎo)熱系數(shù)增長率隨相對飽和度的增加而逐漸增大，吸水率越大的樣品導(dǎo)熱系數(shù)增加越顯著。⑶研究了空心微珠多孔材料的耐腐蝕性。隨著樣品在堿溶液中浸泡時間的延長，樣品質(zhì)量有先增長后下降的趨勢，強(qiáng)度不斷降低，且飽和吸水率高的樣品強(qiáng)度降低越明顯。未腐蝕的樣品內(nèi)部結(jié)構(gòu)以閉孔為主，經(jīng)腐蝕后的樣品孔壁明顯有很多“開窗”，可知堿

5、溶液與空心微珠多孔材料發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生腐蝕。⑷利用粉煤灰和廢玻璃粉為主要原料，摻加硼砂和SiC分別作為助溶劑和發(fā)泡劑，制備空心微珠多孔材料。確定廢玻璃粉與粉煤灰比例3∶7，并外摻15％硼砂，0.5％SIC為最佳配比。將空心微珠坯體在680～780℃燒結(jié)，可制備容重0.14～0.41 g/cm3，氣孔率82.86～94.08％，孔徑尺寸0.22～1.33 mm，強(qiáng)度0.91～6.37MPa、導(dǎo)熱系數(shù)為0.071～0.121W/m·K的空心微