水灰比对镁系无机轻质材料性能的影响规律

以镁系胶凝材料为主料,双氧水为发泡剂,二氧化锰为激发剂,硬脂酸钙为稳定剂,聚丙烯酰胺为增稠剂,通过化学发泡法制备内部含有大量密闭气孔的镁系无机轻质材料。探讨了水灰比(镁盐水用量与氧化镁粉比率)对镁质无机轻质材料表观密度、压缩强度、弯曲强度、孔结构及耐水性的影响规律。实验结果表明,水灰比不仅影响镁系无机轻质材料的孔结构和发泡成型,对晶体结构也有较大影响。随着水灰比增大,浆体稠度降低,镁系无机轻质材料的表观密度减小,孔结构形态逐渐得到改善,力学强度和耐水性则是先增大后减小。在水灰比为1.4时,强度相峰值最大,镁系无机轻质材料压缩强度和弯曲强度最大,耐水性最佳,同时平均孔径较小,孔隙率和圆度值最接近开普勒理想模型数值,表观密度仅为0.41g/cm~3,适合作为节能轻质墙体材料使用。     

H_2O_2原位发泡轻混凝土的制备与性能表征

以H_2O_2溶液(质量浓度30%)为发泡剂,粗、细膨胀珍珠岩颗粒为轻集料和发泡剂载体,明胶为稳泡剂,采用将加载发泡剂的载体拌入轻集料混凝土的水泥浆中原位化学发泡的方法,制备出了系列轻混凝土试样,并对其性能进行了系统表征。结果表明,原位发泡轻混凝土中外加1.5%(质量分数)胶凝材料量的稳泡剂后,对气泡有较为理想的稳泡作用,可获得均匀分布的细小气泡(气泡直径0.5~1mm)。原位发泡轻混凝土的体积密度随发泡剂量增加而降低,随稳泡剂量的增加而增大。当稳泡剂为胶凝材料量的1.5%(质量分数)时,原位发泡轻混凝土试样的抗压强度和导热系数均随着发泡剂量的增加而降低。其中,发泡剂量为胶凝材料量1.4%(质量分数)试样的28d抗压强度为21 MPa,体积密度为940kg/m3,比不发泡试样的强质比提高了14%,导热系数降低了13%。     

SAC-粉煤灰-再生微粉发泡体系的性能

以硫铝酸盐水泥、粉煤灰和再生微粉为复合胶凝材料,基于双氧水发泡工艺制备发泡保温材料。研究发泡剂用量和再生微粉掺量对发泡水泥的气孔孔径、抗压强度和干表观密度的影响,以及干表观密度和抗压强度的关系。试验结果表明:当再生微粉掺量相同时,发泡水泥的干表观密度和抗压强度均随发泡剂用量增加而降低,而发泡水泥的气孔孔径增大;当发泡剂用量相同时,干表观密度、抗压强度和气孔孔径随再生微粉掺量的增加而较小,而干表观密度和气孔孔径的减小幅度较小。发泡水泥的干表观密度与抗压强度具有良好的线性相关性,R~2为0.96936。     

泡沫铝材料制备中孔结构的长大和控制

分析了泡沫铝材料的发泡过程中气泡长大的动力学过程,推导了气泡长大中气泡半径与时间的关系及理论上球形气孔的最大半径,并依据熔体发泡法制备的不同孔径泡沫铝硅材料的实验结果,推导了此材料孔径与发泡过程中所加入增粘剂铝粉体积分数的关系,为泡沫铝材料中孔结构的控制和制备不同孔径的泡沫铝材料提供了理论指导.     

复合促凝剂对物理法超轻泡沫混凝土性能的影响研究?

为制备低成本、防火、保温隔热性能优异的无机保温隔热材料,以复合促凝剂改性的普通硅酸盐水泥为胶凝材料,采用物理法制备了超轻泡沫混凝土(孔隙率＞90％),结合图像分析、SEM及 XRD对硬化试样的气孔结构及组成进行了表征,并研究了复合促凝剂对新拌超轻泡沫混凝土工作性、硬化超轻泡沫混凝土气孔结构、抗压强度及导热系数的影响.研究表明,复合促凝剂掺量增加,新拌超轻泡沫混凝土相对粘度与相对极限剪切应力变大,流动度减小,硬化试样中小于0．2 mm 气孔比例增加,D50变小,气孔孔径均匀程度与保温隔热性能改善,力学性能先提升后略有降低;复合促凝剂掺量为4％,硬化试样的干密度为175．2 kg/m3,7D、28D 抗压强度分别为0．25和0．33 MPa,导热系数为0．0516 W/(m·K).     

改性偶氮二甲酰胺/水复合发泡在硬质聚氨酯发泡中的应用研究

目的 通过偶氮二甲酰胺(AC)热分解反应释放出发泡用气体,用改性偶氮二甲酰胺/水复合发泡制备无卤素硬质聚氨酯泡沫(RPUF)。探讨改性偶氮二甲酰胺在聚氨酯发泡中的可行性。方法 通过改变体系中改性偶氮二甲酰胺的用量,探讨改性偶氮二甲酰胺对聚醚发泡体系黏度、聚氨酯泡沫力学性能和导热系数的影响。结果 发泡剂的加入能显著降低聚醚体系的黏度,提高发泡物料的流动性,随着改性AC用量的增加,体系黏度逐渐增加,当改性AC的添加量为0.3 g时,体系黏度最低为2 080 mPa.s。当改性AC用量为0.75 g时,聚氨酯泡沫的表观密度为78.65 kg/m³,压缩强度为539.35 kPa,改性AC的加入使得聚氨酯泡沫的导热系数增高,导热系数为0.023 51 W/mK。结论 改性AC的加入能显著提高硬质聚氨酯泡沫的压缩强度,相比纯水发泡,二者复合发泡性能更优异,可以作为无卤素发泡剂应用于聚氨酯发泡。     

La2O3对高钛高炉渣制备微晶泡沫玻璃的影响

利用高钛高炉水淬渣和废玻璃粉为基础原料,以CaCO_3为发泡剂,Na2B4O7·10H_2O为助熔剂,Na_3PO_4·12H_2O为稳泡剂,通过"一步法"烧结制备微晶泡沫玻璃,研究了La_2O_3的添加对微晶泡沫玻璃物相、结构及性能的影响。结果表明,添加La_2O_3对晶相种类改变不明显,但会提高晶化程度。随着La_2O_3添加量由0%(质量分数,下同)增至1.5%,微晶泡沫玻璃的气孔孔径减小,晶粒由粒状变为短棒状,微晶泡沫玻璃的体积密度、抗压强度升高,气孔率、吸水率和导热系数降低。La_2O_3添加量继续由1.5%增至3.5%,微晶泡沫玻璃的气孔孔径增大,晶粒尺寸逐渐变小直至呈现无规则形状,微晶泡沫玻璃的体积密度、抗压强度降低,气孔率、吸水率和导热系数升高。当La_2O_3添加量为1.5%时,所制得的微晶泡沫玻璃的综合性能最佳。     

硅丙乳液对镁系无机胶黏剂性能和微结构的影响

以硅丙乳液为改性剂,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等手段分析了添加量对镁系无机胶黏剂复合板材力学强度、耐水性能、阻燃性能和镁系无机胶黏剂凝固时间的影响原因.结果表明:硅丙乳液与镁系无机胶黏剂可以形成有机无机的互穿网络结构;随着添加量增大,硅丙乳液的成膜性增强,使镁系无机胶黏剂的黏结性能及材料的整体性增加,复合板材力学性能增强,耐水性能提高;添加量增加的同时也会延缓镁系无机胶黏剂的凝固时间,但不会对镁系无机胶黏剂的晶相组成产生影响;此外,镁系无机胶黏剂还赋予秸秆板较好的阻燃抑烟特性,硅丙乳液的添加对复合板材的阻燃性能没有明显影响.     

泡沫混凝土的负泊松比设计与静载力学特性研究

拉胀材料因其特殊性能在材料领域备受重视.将负泊松比效应应用在泡沫混凝土中,可使其具备良好的力学性能与吸能效果.本试验利用化学发泡法制备了三种不同孔隙形态的泡沫混凝土,分别为闭孔泡沫混凝土、连通孔泡沫混凝土、内凹孔泡沫混凝土.利用图像法对泡沫混凝土的干密度和孔隙结构参数进行表征,通过万能试验机测试了泡沫混凝土的静态压缩强度、抗折强度,通过工业相机及数字散斑相关方法(DSCM)研究了泡沫混凝土的区域形变行为以及泊松比值.结果表明:泡沫混凝土的孔隙率、孔径及干密度与发泡剂的添加量有关,添加量越多,干密度越小,孔隙率和孔径增大;泡沫混凝土的抗压、抗折强度也与发泡剂的添加量有关,其强度随着添加量的增多而减小,但孔隙呈内凹状的泡沫混凝土具有较高的抗压强度和抗折强度,内凹孔泡沫混凝土的压缩断裂能为33.9×103 J/m3,相比闭孔泡沫混凝土提高44.9％.DSCM表明内凹孔泡沫混凝土在压缩过程中会出现明显的收缩效应,其收缩率为闭孔泡沫混凝土的37.5％,压缩期间负泊松比值最大可达-3.7.     

脱硫石膏基轻质保温材料的制备和性能研究

以建筑脱硫石膏为原料,分别通过物理发泡和化学发泡两种方式制备发泡石膏制品。通过测定石膏制品的抗压强度、导热系数、干密度等性能指标,评定发泡石膏工艺。结果表明,采用物理发泡法时,影响制品因素主次顺序为泡沫掺量水胶比HPMC掺量;采用化学发泡法制备发泡石膏制品时,发泡剂掺量直接影响发泡脱硫石膏的干密度、强度等性能,水灰比应控制在0.7左右,双氧水发泡剂掺量以6%为宜。     

加热条件对炭泡沫材料孔结构和性能的影响

以AR沥青为原料,利用高压釜在不同恒温条件下制备了炭泡沫,并测定了其孔结构、体积密度、显气孔率、压缩强度、常温热导率以及微晶参数.结果表明:相对于短恒温时间,长恒温时间制得的炭泡沫孔径大(412nm)、显气孔率高(83.82%)、体积密度小(0.34g/cm~3)、压缩强度高(4.92MPa),多孔连通结构更丰富.经过石墨化处理后,石墨泡沫呈现出较高的常温热导率(71.34W/(m·K))和较小的层片间距d_(002)(0.33556nm).石墨泡沫的常温比导热率能达到210(W·(m·K)~(-1)) /(g·cm~(-3)),是铜的5倍,铝的4倍.     

碳酸钙对磷渣-煤矸石烧结多孔微晶玻璃结构和性能的影响

多孔微晶玻璃具有导热系数低、力学性能好、抗腐蚀性强等优点,是一种隔热、吸声的轻质功能材料。为拓展多孔微晶玻璃的制备原料范围,同时大宗量、高附加值利用工业废渣-磷渣和煤矸石。本文以磷渣和煤矸石为原料,采用烧结法制备多孔微晶玻璃。利用X射线衍射、扫描电子显微镜及阿基米德法,对制备的试样进行表征,研究发泡剂碳酸钙掺量对体系析晶、发泡和宏观性能的影响。研究表明,碳酸钙掺量不影响体系析晶相的种类,但体系析晶度随碳酸钙掺量增加先增大后减小;碳酸钙掺量为2%~6%(质量分数)时,增大掺量,利于发泡。体系中气孔孔径增大且趋于均匀,试样孔隙率增大,体积密度降低。但随着掺量进一步增大,体系发泡效果降低。当碳酸钙掺量为4%~8%(质量分数)时,可获得体积密度为0.86~0.92 g/cm³,孔隙率为60.7%~70.3%,抗压强度为7.89~15.11 MPa,性能较优的硅灰石多孔微晶玻璃。本研究以工业废渣为原料,降低了多孔微晶玻璃的制备成本,同时为工业废渣利用提供一种途径借鉴,具有深远的资源和环保意义。     

Enhancement in insulation and mechanical properties of PMMA nanocomposite foams infused with multi-walled carbon nanotubes

In this study, PMMA/CNTs composite materials with carboxyl-multi walled carbon nanotubes (c-MWNTs) or untreated MWNTs were prepared via in-situ bulk polymerization. The as-prepared PMMA/CNTs composite materials were then characterized by Fourier-Transformation infrared (FTIR) spectroscopy, and transmission electron microscopy (TEM). The molecular weights of PMMA extracted from PMMA/CNTs composite materials and bulk PMMA were determined by gel permeation chromatography (GPC) with THF used as the eluant. The PMMA/CNTs composite materials were used to produce foams by a batch process in an autoclave using nitrogen as foaming agent. The cellular microstructure, insulation and compressive mechanical properties of PMMA/CNTs composite foams were also investigated in detail. Compared to neat PMMA foam, the presence of CNTs increases in cell density and reduces cell size. The insulation and compressive mechanical properties of PMMA/CNTs composite foams were found to improve substantially those of neat PMMA foam. In particular, 22.6% decrease in thermal conductivity, 19.7% decrease in dielectric constant and 160% increase in compressive modulus were observed with the addition of 0.3 wt% carboxyl-multi walled carbon nanotubes (c-MWNTs).     

碳酸钙对缓冷高钛高炉渣制备泡沫微晶玻璃的影响

利用缓冷高钛高炉渣和废玻璃为主要原料,通过发泡和析晶同时进行的"一步法"在980℃烧结制备泡沫微晶玻璃。研究了CaCO_3对制备泡沫微晶玻璃的影响。结果表明,CaCO_3对发泡和析晶过程都有影响。在不同的CaCO_3添加量(1%~5%,质量分数)下,泡沫微晶玻璃的主要晶相类型无明显差异,都以透辉石Ca(Mg,Al)(Si,Al)_2O_6和普通辉石Ca(Mg,Fe,Al)(Si,Al)_2O_6为主晶相,以硅辉石CaSiO_3为次晶相;CaCO_3添加量由1%增至3%时晶相含量明显增加,而在3%~5%范围内晶相含量增加不大。随着CaCO_3含量增加,泡沫微晶玻璃晶体由不规则颗粒状变成针状和短柱状,泡孔孔径减小,气孔率和吸水率减小,体积密度和抗压强度增大,其中当CaCO_3含量为3%时泡沫微晶玻璃的综合性能最佳。     

原料配比对泡沫膏体充填材料性能的影响

以水泥、粉煤灰、煤矸石、膨润土等为原料制备了泡沫膏体充填材料,采用单因素试验研究了不同水料比条件下,原料配比对泡沫膏体充填材料流动度、凝结时间、干密度及后期抗压强度的影响规律。结果表明:流动度随水料比和煤矸石掺量的增加而增加,随发泡剂和膨润土掺量的增加而减小,但在高、低水料比条件下流动度随粉煤灰掺量的增加其变化趋势略有不同;凝结时间随水料比、粉煤灰、煤矸石及发泡剂掺量的增加而延长,而膨润土掺量则对其影响不大;干密度随水料比、粉煤灰、煤矸石及发泡剂掺量的增加而减小,随膨润土掺量的增加先减后增;后期抗压强度随煤矸石、发泡剂掺量的增加而减小,随膨润土掺量的增加先增后减,在高、低水料比条件下粉煤灰对其影响规律相反,此外高水料比有助于原料之间配合成型,对强度有益,但随原料掺量的增加其强度急剧下降。     

煤基炭泡沫孔结构调控

以肥煤镜质组富集物为前驱体, 采用高压渗氮法制备煤基炭泡沫, 研究了发泡温度、发泡压力和发泡时间对炭泡沫孔结构的影响。利用SEM观察炭泡沫的孔胞形貌, 同时利用Nano Measurer分析软件统计SEM照片孔胞直径分布和孔喉直径分布以及平均孔径。结果表明: 微孔塑料成核理论可以定性解释炭泡沫的孔结构变化趋势。发泡温度的升高导致成核密度增加, 同时导致气体在胶质体的溶解度降低, 不利于孔胞长大。发泡压力的增大导致炭泡沫的孔胞密度增加, 临界成核半径降低, 同时加剧了热聚合反应, 导致胶质体的粘度增大, 不利于孔胞长大。发泡时间的延长会使热聚合更加充分, 影响胶质体粘度, 进而影响孔结构。     

基于孔尺度的泡沫金属强化相变储热材料传热性能数值模拟

导热系数低是影响相变储热材料应用的主要难题之一,而泡沫金属具有高热导率、高孔隙率以及高比表面积等特性,在相变材料中添加泡沫金属可实现强化传热。该文基于泡沫金属基3D微观结构W-P模型,重点分析了泡沫金属基复合相变材料有效导热系数与泡沫金属孔隙率以及孔径的关系,采用数值模拟方法利用该模型预测并验证了泡沫铝6101添加空气与水的有效导热系数,研究结果表明该模型能够精确预测泡沫金属材料有效导热系数,在此基础上预测了石蜡中添加泡沫铜的有效导热系数,结果表明,泡沫金属可以显著提高相变材料的导热系数,当泡沫铜的孔隙率为97.57%时,复合相变材料的导热系数与纯石蜡相比提高了13倍。研究结果对于相变储热材料的热物性强化研究具有一定参考价值。     

秸秆/氯氧镁水泥无机轻质复合材料制备与性能

以氯氧镁水泥（MOC）为主料,H₂O₂为发泡剂,MnO₂为激发剂,硬脂酸钙为稳泡剂,聚丙烯酰胺为增稠剂,添加稻秸秆,制备出秸秆/MOC无机轻质复合材料。探讨了秸秆尺寸和添加量对秸秆在浆料中的分散性及对秸秆/MOC复合材料力学强度、韧性、抗裂性、吸水性的影响规律。结果表明,秸秆尺寸和添加量对秸秆在浆料中的分散性、强度有较大影响,当秸秆尺寸≤ 250 μm、秸秆与MOC的质量比为0.9%时,秸秆分散性最好,制得秸秆/MOC复合材料的压缩强度（11.26 MPa）、弯曲强度（3.97 MPa）最大,抗裂性最佳。SEM分析表明,未经处理的秸秆与基体间的胶结状况差,存在弱界面层,当掺入秸秆尺寸过大或添加量过多时,秸秆/MOC复合材料中单位体积内被引入了较多的弱界面胶合部分,进而影响了复合材料的整体性能。