膨脹珍珠巖保溫板的制備及應用

膨脹珍珠巖保溫板的制備及應用

0膨脹珍珠巖保溫板伸展珍珠巖是將珍珠巖礦破碎并分級成礦砂的一部分。在高溫條件下（通常為7001200c）下，體積迅速膨脹。它具有輕重性、多孔性、無機化學性能好等優(yōu)點。在隔熱、吸聲、隔聲、防火等方面，近年來提出的綠色、環(huán)保和節(jié)能要求得到了越來越多的應用。其中膨脹珍珠巖保溫板具有生產工業(yè)化、產品標準化、規(guī)格尺寸模數(shù)化等特點,符合住宅產業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展要求。目前,常見膨脹珍珠巖保溫板生產中,大都采用自然養(yǎng)護的工藝方式,制得的板材存在諸多缺陷,如強度低、密度大、保溫隔熱性能及耐水性差等。為解決這些問題,本研究采用蒸壓養(yǎng)護工藝,分別選用普通硅酸鹽水泥和自制膠結料作為膠凝材料,以制備250號膨脹珍珠巖保溫板為例,探討了保溫板制作的相關工藝參數(shù)。1測試1.1膠結料及工程劑水泥:P·O42.5水泥,廣州珠江水泥廠生產;自制膠結料:一定比例(SiO2含量大于70%)的硅質材料、生石灰和脫硫石膏;憎水劑:市售有機硅類憎水劑乳液;膨脹珍珠巖:河南信陽某廠生產,其性能指標見表1。1.2測試方法1.2.1試樣制備工藝流程分別選用P1、P2兩種膨脹珍珠巖作為輕骨料,水泥(C)及自制膠結料(Z)作為膠凝材料,先將膠結料攪拌成料漿,再加入到骨料中攪拌,然后壓制成型、蒸壓養(yǎng)護制備成試樣,試樣制備工藝流程見圖1。1.2.2膨脹珍珠巖密度吸水劑的制備配料時加水量以能使膠結料與膨脹珍珠巖充分混合,且壓制后不出現(xiàn)析水現(xiàn)象為原則,約為所選膨脹珍珠巖體積吸水量的2~5倍。試樣成型后靜養(yǎng)24h,蒸壓溫度為180℃,恒溫6h。選擇浸漬法進行憎水處理時,用重物將試樣完全壓入憎水乳液中,浸漬時間為15min,浸漬處理后的試樣放入烘箱中經105℃烘干,測試烘干后試樣的吸水率及抗壓強度。1.2.3試驗研究與測試料漿攪拌采用NJ-160A型水泥凈漿攪拌機,混合膨脹珍珠巖骨料采用JJ-5型水泥膠砂攪拌機,生產廠家均為無錫建儀儀器機械有限公司;試樣成型采用CMT5105微機控制電子萬能試驗機,MTS工業(yè)系統(tǒng)(中國)有限公司生產;導熱系數(shù)測試采用CD-DR3030型導熱系數(shù)測定儀,沈陽紫薇機電設備有限公司生產;試樣尺寸為150mm×150mm×30mm,熱板溫度35℃,冷板溫度15℃,平均溫度25℃。膨脹珍珠巖堆積密度、筒壓強度、體積吸水率測試參照JC/T1042—2007《膨脹?；⒅椤愤M行;膨脹珍珠巖細度模數(shù)計算參照GB/T17431.2—1998《輕集料及其試驗方法第2部分輕集料試驗方法》進行;保溫板試樣抗壓強度及抗折強度測試參照GBT5486—2008《無機硬質絕熱制品試驗方法》進行。2結果與討論2.1信噪比對膠結料抗折性能及抗壓強度的影響利用膨脹珍珠巖P1作為輕骨料,分別采用水泥及自制膠結料制成膨脹珍珠巖保溫板試樣,壓縮比(指物料松散堆積時的體積與壓制后的體積之比)及灰料比(指膠結料與膨脹珍珠巖輕骨料的質量之比)見表2,試樣的抗折及抗壓強度隨壓縮比的變化規(guī)律見圖2、圖3。由圖2、圖3可知:(1)隨著壓縮比增大,試樣抗折強度先增大后減小,而抗壓強度一直增大;(2)當壓縮比為2.0時2種膠結料試樣的抗折強度均達到最大,分別為0.34MPa、0.36MPa,當壓縮比為2.2時2種膠結料試樣的抗壓強度分別達到0.57MPa、0.58MPa;(3)在相同壓縮比條件下,自制膠結料所制備的試樣抗折及抗壓強度略大于用水泥試樣;(4)當壓縮比大于2.0以后,隨著壓縮比的繼續(xù)增加,試樣抗壓強度增幅較小,考慮成本問題,控制壓縮比在2.0左右為宜。2.2水泥膠結料試樣抗折抗壓強度的分析利用膨脹珍珠巖P2作為輕骨料,分別采用水泥(C)及自制膠結料(Z)制成膨脹珍珠巖保溫板試樣,壓縮比及灰料比見表3,試樣隨壓縮比的變化對抗折及抗壓強度的影響規(guī)律見圖4、圖5。由圖4、圖5可知:(1)試樣的抗折與抗壓強度變化規(guī)律基本一致,即隨著壓縮比的增加而增大;(2)當壓縮比為2.2時,水泥及自制膠結料試樣的抗折強度分別達到0.27MPa和0.28MPa,抗壓強度分別達到0.52MPa和0.53MPa;(3)在相同壓縮比條件下,自制膠結料的試樣抗折及抗壓強度略大于水泥試樣,但兩者抗壓強度相差不大。2.3保溫板抗壓強度按GB/T10303—2001《膨脹珍珠巖絕熱制品》對試樣的相關性能進行測試,結果見表4。由表4可知,C1-4和Z1-42種蒸壓膨脹珍珠巖保溫板試樣的導熱系數(shù)、抗壓及抗折強度均符合優(yōu)等品要求,說明該工藝所制備的保溫板性能優(yōu)異。這是因為水熱反應所形成的水化產物與常溫條件下形成的有明顯不同,主要表現(xiàn)在水熱條件下水化產物的種類更多,形貌更豐富;另外,水熱條件下水化產物更容易長大,且存在水化產物的轉化。同時,由Z1-4試樣的掃描電鏡照片(見圖6)可以看出,膨脹珍珠巖骨料與膠凝材料水化產物界面處結合良好,強度也得以提高,使表面不易脫落、粉化。2.4樣結構的確定由于膨脹珍珠巖及其制品普遍存在吸水率大的問題,吸水后保溫隔熱性能下降,故進行了保溫板試樣憎水處理研究,試驗結果見圖7。由圖7可知,當憎水劑乳液與水的比例為1∶50時,保溫板的體積吸水率由未憎水時的44%下降至33%,表明較低濃度的憎水劑乳液即可達到良好的憎水效果。測試憎水處理后的試件強度也未產生不利影響(見圖8),說明該憎水處理方式是可行且有效的。3力學性能分析(1)以硅酸鹽水泥、自制膠結料作為膠凝材料,采用蒸壓工藝制備的膨脹珍珠巖保溫板,抗折及抗壓強度較高,保溫隔熱性能較好。(2)采用低標號的膨脹珍珠巖P1制備的保溫板力學性能優(yōu)于P2制備的保溫板,當壓縮比為2.2時,水泥及自制膠結料作為膠凝材料的P1保溫板抗折強度分別為0.32