膨脹珍珠巖保溫板的制備及應(yīng)用

膨脹珍珠巖保溫板的制備及應(yīng)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(jí)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(wú)機(jī)化學(xué)性能好等優(yōu)點(diǎn)。在隔熱、吸聲、隔聲、防火等方面，近年來(lái)提出的綠色、環(huán)保和節(jié)能要求得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。其中膨脹珍珠巖保溫板具有生產(chǎn)工業(yè)化、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格尺寸模數(shù)化等特點(diǎn),符合住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展要求。目前,常見(jiàn)膨脹珍珠巖保溫板生產(chǎn)中,大都采用自然養(yǎng)護(hù)的工藝方式,制得的板材存在諸多缺陷,如強(qiáng)度低、密度大、保溫隔熱性能及耐水性差等。為解決這些問(wèn)題,本研究采用蒸壓養(yǎng)護(hù)工藝,分別選用普通硅酸鹽水泥和自制膠結(jié)料作為膠凝材料,以制備250號(hào)膨脹珍珠巖保溫板為例,探討了保溫板制作的相關(guān)工藝參數(shù)。1測(cè)試1.1膠結(jié)料及工程劑水泥:P·O42.5水泥,廣州珠江水泥廠生產(chǎn);自制膠結(jié)料:一定比例(SiO2含量大于70%)的硅質(zhì)材料、生石灰和脫硫石膏;憎水劑:市售有機(jī)硅類(lèi)憎水劑乳液;膨脹珍珠巖:河南信陽(yáng)某廠生產(chǎn),其性能指標(biāo)見(jiàn)表1。1.2測(cè)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(jié)料(Z)作為膠凝材料,先將膠結(jié)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(hù)制備成試樣,試樣制備工藝流程見(jiàn)圖1。1.2.2膨脹珍珠巖密度吸水劑的制備配料時(shí)加水量以能使膠結(jié)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(jìn)行憎水處理時(shí),用重物將試樣完全壓入憎水乳液中,浸漬時(shí)間為15min,浸漬處理后的試樣放入烘箱中經(jīng)105℃烘干,測(cè)試烘干后試樣的吸水率及抗壓強(qiáng)度。1.2.3試驗(yàn)研究與測(cè)試料漿攪拌采用NJ-160A型水泥凈漿攪拌機(jī),混合膨脹珍珠巖骨料采用JJ-5型水泥膠砂攪拌機(jī),生產(chǎn)廠家均為無(wú)錫建儀儀器機(jī)械有限公司;試樣成型采用CMT5105微機(jī)控制電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī),MTS工業(yè)系統(tǒng)(中國(guó))有限公司生產(chǎn);導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試采用CD-DR3030型導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定儀,沈陽(yáng)紫薇機(jī)電設(shè)備有限公司生產(chǎn);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(qiáng)度、體積吸水率測(cè)試參照J(rèn)C/T1042—2007《膨脹玻化微珠》進(jìn)行;膨脹珍珠巖細(xì)度模數(shù)計(jì)算參照GB/T17431.2—1998《輕集料及其試驗(yàn)方法第2部分輕集料試驗(yàn)方法》進(jìn)行;保溫板試樣抗壓強(qiáng)度及抗折強(qiáng)度測(cè)試參照GBT5486—2008《無(wú)機(jī)硬質(zhì)絕熱制品試驗(yàn)方法》進(jìn)行。2結(jié)果與討論2.1信噪比對(duì)膠結(jié)料抗折性能及抗壓強(qiáng)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(jié)料制成膨脹珍珠巖保溫板試樣,壓縮比(指物料松散堆積時(shí)的體積與壓制后的體積之比)及灰料比(指膠結(jié)料與膨脹珍珠巖輕骨料的質(zhì)量之比)見(jiàn)表2,試樣的抗折及抗壓強(qiáng)度隨壓縮比的變化規(guī)律見(jiàn)圖2、圖3。由圖2、圖3可知:(1)隨著壓縮比增大,試樣抗折強(qiáng)度先增大后減小,而抗壓強(qiáng)度一直增大;(2)當(dāng)壓縮比為2.0時(shí)2種膠結(jié)料試樣的抗折強(qiáng)度均達(dá)到最大,分別為0.34MPa、0.36MPa,當(dāng)壓縮比為2.2時(shí)2種膠結(jié)料試樣的抗壓強(qiáng)度分別達(dá)到0.57MPa、0.58MPa;(3)在相同壓縮比條件下,自制膠結(jié)料所制備的試樣抗折及抗壓強(qiáng)度略大于用水泥試樣;(4)當(dāng)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(qiáng)度增幅較小,考慮成本問(wèn)題,控制壓縮比在2.0左右為宜。2.2水泥膠結(jié)料試樣抗折抗壓強(qiáng)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(jié)料(Z)制成膨脹珍珠巖保溫板試樣,壓縮比及灰料比見(jiàn)表3,試樣隨壓縮比的變化對(duì)抗折及抗壓強(qiáng)度的影響規(guī)律見(jiàn)圖4、圖5。由圖4、圖5可知:(1)試樣的抗折與抗壓強(qiáng)度變化規(guī)律基本一致,即隨著壓縮比的增加而增大;(2)當(dāng)壓縮比為2.2時(shí),水泥及自制膠結(jié)料試樣的抗折強(qiáng)度分別達(dá)到0.27MPa和0.28MPa,抗壓強(qiáng)度分別達(dá)到0.52MPa和0.53MPa;(3)在相同壓縮比條件下,自制膠結(jié)料的試樣抗折及抗壓強(qiáng)度略大于水泥試樣,但兩者抗壓強(qiáng)度相差不大。2.3保溫板抗壓強(qiáng)度按GB/T10303—2001《膨脹珍珠巖絕熱制品》對(duì)試樣的相關(guān)性能進(jìn)行測(cè)試,結(jié)果見(jiàn)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(dǎo)熱系數(shù)、抗壓及抗折強(qiáng)度均符合優(yōu)等品要求,說(shuō)明該工藝所制備的保溫板性能優(yōu)異。這是因?yàn)樗疅岱磻?yīng)所形成的水化產(chǎn)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(chǎn)物的種類(lèi)更多,形貌更豐富;另外,水熱條件下水化產(chǎn)物更容易長(zhǎng)大,且存在水化產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化。同時(shí),由Z1-4試樣的掃描電鏡照片(見(jiàn)圖6)可以看出,膨脹珍珠巖骨料與膠凝材料水化產(chǎn)物界面處結(jié)合良好,強(qiáng)度也得以提高,使表面不易脫落、粉化。2.4樣結(jié)構(gòu)的確定由于膨脹珍珠巖及其制品普遍存在吸水率大的問(wèn)題,吸水后保溫隔熱性能下降,故進(jìn)行了保溫板試樣憎水處理研究,試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖7。由圖7可知,當(dāng)憎水劑乳液與水的比例為1∶50時(shí),保溫板的體積吸水率由未憎水時(shí)的44%下降至33%,表明較低濃度的憎水劑乳液即可達(dá)到良好的憎水效果。測(cè)試憎水處理后的試件強(qiáng)度也未產(chǎn)生不利影響(見(jiàn)圖8),說(shuō)明該憎水處理方式是可行且有效的。3力學(xué)性能分析(1)以硅酸鹽水泥、自制膠結(jié)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(qiáng)度較高,保溫隔熱性能較好。(2)采用低標(biāo)號(hào)的膨脹珍珠巖P1制備的保溫板力學(xué)性能優(yōu)于P2制備的保溫板,當(dāng)壓縮比為2.2時(shí),水泥及自制膠結(jié)料作為膠凝材料的P1保溫板抗折強(qiáng)度分別為0.32