水泥基发泡保温材料的制备工艺与性能研究

以普通硅酸盐水泥(P.O42.5)为主要胶凝材料,采用物理发泡工艺制备发泡水泥节能保温材料,发泡剂分别采用动物复合泡沫剂、植物改性泡沫剂和植物泡沫剂干粉,研究了发泡剂种类、水灰比和玻璃纤维掺量对水泥基发泡保温材料性能的影响,确定了水泥基发泡保温材料的最佳配合比.实验结果表明:发泡剂选择植物改性泡沫剂,水灰比为0.5,玻璃纤维掺量为1.5％时,水泥基发泡保温材料的干密度为356 kg/m3,7d抗压强度可达1.71 MPa.     

粉煤灰在水泥发泡轻质保温材料中的应用研究

以水泥、粉煤灰为主要原料,掺加适量激发剂、促凝剂和胶粉,利用自主研制的高效发泡剂,采用先独立发泡、再将泡沫与料浆混合的工艺方法制备粉煤灰/水泥发泡轻质保温材料.研究了不同粉煤灰掺量对保温材料干密度、抗压强度和导热系数的影响,并对各种外加剂的作用机理进行了探讨.结果表明,利用粉煤灰取代部分水泥可降低粉煤灰/水泥发泡轻质保...     

超轻发泡水泥保温板孔结构与性能关系研究

发泡水泥中的孔结构在很大程度上决定了材料的力学和热学性能.为了深入研究发泡水泥的孔结构与力学和热学性能的关系,本文利用图像分析法表征了发泡水泥的孔结构参数(气孔率、气孔尺寸),测试了材料的抗压强度和导热系数.研究结果表明:气孔率、孔壁厚度、气孔尺寸对干密度、抗压强度以及导热系数均有影响.随着气孔率的增大,干密度、抗压强度和导热系数均呈现下降趋势;在相同容重下,导热系数随着平均孔径的增大而升高,抗压强度随之减小,发泡水泥的孔径每增大1 mm,则抗压强度减小25％ ～ 30％;气孔尺寸分布近遵循对数正态分布(R2=0.95),高密度的发泡水泥的对数正态分布拟合相关系数相对较高.     

EPS颗粒对超轻水泥基复合保温材料性能的影响

聚苯乙烯泡沫塑料颗粒(EPS颗粒)作为水泥基复合保温材料的超轻骨料,对水泥基复合保温材料力学性能、热工性能影响显著.以水泥为胶凝材料,EPS颗粒、混合材、泡沫剂和改性剂、水等为主要原料,采用物理发泡工艺制备干表观密度不大于120 kg/m3的超轻水泥基复合保温材料(UCIM).通过设计不同体积掺量的EPS颗粒,分析EP...     

硅灰对超轻水泥基复合保温材料性能的影响

超轻水泥基复合保温材料(UCIM)是以水泥为胶凝材料,膨胀聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)颗粒、掺合料、泡沫剂、改性剂和水等为主要原料,采用物理发泡工艺制备而成。UCIM由EPS颗粒与泡沫混凝土基体互穿构成,不同品种的掺合料等效替代水泥后,能不同程度影响水泥浆体对EPS颗粒的包裹性,从而影响UCIM结构的均匀性与制品性能。通过设计不同掺量的掺合料,对比硅灰、偏高岭土及矿粉所制备的UCIM的均匀性及强度,结果表明,当采用硅灰时,UCIM未产生分层离析现象且制品强度试验结果较好;通过微孔拍摄及强度、热工性能测试,系统研究了硅灰掺量对UCIM的泡沫混凝土基体的孔结构、强度和导热系数的影响,结果表明,适宜掺量的硅灰能提高UCIM的力学性能,使UCIM的泡沫混凝土基体的平均孔径减小,进而有利于降低UCIM导热系数。     

SiO2气凝胶/发泡水泥基复合材料的微观结构及性能

采用外掺法制备了SiO2气凝胶/发泡水泥基复合材料,并系统研究了复合材料的微观结构、导热系数以及稳泡剂、水胶比、H2O2添量、温度、SiO2气凝胶添量对复合材料密度和抗压强度的影响.研究结果表明,疏水性气凝胶颗粒均匀分散在发泡水泥孔壁上且使得水泥水化产物中针状物质增多,片状生成物之间连接紧密性降低.SiO2气凝胶添量为1.5wt％时,稳泡剂添量为0.4wt％,水胶比为0.60,H2O2添量为4.0wt％,温度区间为35 ～ 45℃,按此配比所得复合材料密度较低,抗压强度较高.固定发泡水泥料浆用量,随着气凝胶添量的增加,复合材料发泡高度、导热系数降低,密度、抗压强度增加.     

烧成温度和成孔剂掺量对烧结制备保温材料性能的影响

本文对利用新疆页岩加入兰炭成孔剂制备的烧结保温材料的各项性能进行研究.首先对原料的理化指标进行实验分析,分析结果为:新疆页岩的化学成分适宜制备烧结保温砌块,页岩烧成温度范围为850 ～ 1050℃,最佳烧成温度为950℃.其次,向页岩中添加不同比例的兰炭成孔剂,在不同温度下烧成,测试其抗压强度、体积密度及显气孔率.结果表明:随着烧成温度的升高,试样抗压强度增大,体积密度增加,显气孔率降低;随着成孔剂掺量的增加,试样抗压强度下降,体积密度减小,显气孔率提高.当造孔剂添加量为12％,烧成湿度为1040℃时,试样抗压强度等级达到MU20,导热系数下降至0.3598 W/(m·K),比不加成孔剂降低了20％以上.SEM分析结果表明,加入成孔剂后可使试样内部产生微孔,使导热系数降低.     

IXPE保温材料导热系数影响因素的研究

讨论了发泡倍率、铝膜、湿度、阻燃剂对IXPE保温材料导热系数的影响。结果表明:随着发泡倍率的增加,IXPE保温材料的孔径变大,导热系数呈下降趋势;IXPE保温材料的导热系数受贴铝膜的影响很小,其导热系数会因贴铝膜而略有增加,但变化不大;在相同发泡倍率下,IXPE保温材料导热系数随环境湿度的变化不大,会随着湿度的增加略微有所升高;随着阻燃剂添加量的增加,IXPE保温材料导热系数呈上升趋势,且升幅在10%以内。     

发泡聚乳酸流变性能及泡孔结构的研究

采用偶氮二甲酰胺（AC）做为发泡剂，直接通过挤出过程制备聚乳酸（PLA）泡沫塑料，通过显微镜照片、HAKKE流变仪观察和研究了工艺条件对其泡孔结构的影响。结果表明，发泡剂与成核剂的增加能降低发泡PLA的表观密度，增加其泡孔密度。流变试验表明纯PLA与发泡PLA熔体在低剪切速率下都呈现剪切变稀现象，发泡后PLA熔体的黏度会下降10％～30％。发泡剂含量在4％以下时，泡孔直径随发泡剂含量增加而减小；发泡剂含量增加到5％及以上时，PLA熔体强度过小，泡孔会过于密集而导致塌陷和串泡。成核剂的加入能够明显降低PLA熔体强度，异相成核使得泡孔直径较均相成核大，但前者泡孔密度较后者小。     

发泡母粒对ABS发泡材料泡孔结构及力学性能的影响

采用化学注塑发泡制备了丙烯腈–丁二烯–苯乙烯(ABS)发泡材料,研究发泡剂母粒载体分别为高抗冲聚苯乙烯(PS–HI),PS–HI+苯乙烯–丁二烯–苯乙烯塑料(SBS),SBS,ABS及聚烯烃弹性体(POE)时发泡剂母粒对ABS泡孔结构及力学性能的影响。结果表明,发泡母粒载体对ABS发泡试样的泡孔结构及力学性能具有较大的影响,以POE为发泡母粒载体所制得的ABS发泡样品的泡孔结构、力学性能较好。其泡孔平均直径为18.5μm,泡孔密度为4.183×107个／cm3,冲击强度为11.7 kJ／m2,拉伸强度为30.8 MPa。     

聚丙烯纤维对水泥基泡沫材料性能影响

利用快硬硫铝酸盐水泥和引气剂、减水剂、稳泡剂以及短切聚丙烯纤维制备水泥基泡沫材料,研究了聚丙烯纤维掺量对材料表观密度、抗压强度、孔隙率以及孔结构和压折比的影响.结果表明,表观密度随纤维掺量增加而线性增大,当纤维掺量由0增加至0.25％时,表观密度增大了26.7％.对于抗压强度存在最佳纤维掺量,当掺量为0.15％时,抗压强度达到最大值.纤维掺量增加有利于材料韧性提高,但不利于封闭孔隙的形成,当纤维掺量由0.2％增大至0.25％时,压折比降低了14.4％,“体积吸水率与孔隙率比”增大了59.2％.     

不同造孔剂对钢包永久衬用隔热浇注料的影响

钢水冶炼过程中通常利用保温隔热材料来提高钢包周转过程中的保温性能,以保证连铸钢水温度的变化适应炉外精炼过程和连铸过程的工艺需要.为了研制高气孔率、高强度的保温隔热材料,以烧结莫来石为骨料,研究了四种不同造孔剂(菱镁矿粉、聚苯乙烯球、塑料颗粒和漂珠)对浇注料显气孔率及强度的影响.实验结果表明添加菱镁矿粉作造孔剂时,与未添加或添加其他造孔剂相比,烧后试样显气孔率较低,而且当加入量超过10%时,试样强度出现显著提升;添加聚苯乙烯球、塑料颗粒或漂珠做造孔剂均能够明显提升烧后试样的显气孔率,其中添加聚苯乙烯球、塑料颗粒的试样随着造孔剂引入量的增加强度出现明显降低,而添加漂珠的试样随漂珠引入量的增加强度变化不明显;复合添加10%菱镁矿粉和5%塑料颗粒时试样气孔率为29.34%、耐压强度为42 MPa,体积密度为1.98 g·cm-3,综合指标最高,最适合于做为莫来石质钢包保温隔热浇注料的造孔剂.     

再生微粉泡沫保温材料的制备及性能研究

采用湿泡沫拌合法以再生微粉(RP)为主要原料制备了泡沫保温材料,通过测量泡沫的稳定时间、浆体的流动特性与凝结过程,结合试件的抗压强度、干密度、孔隙率以及导热系数等指标,探讨了浆体组成对泡沫存活状态的影响规律以及RP的最大掺量。结果表明:泡沫的稳定性与浆体的黏度、凝结过程存在适宜的匹配状态,当水固比为0.80、浆体黏度为1.7 Pa·s左右、终凝时间小于30 min时,预制泡沫具有较好的存活状态;RP的最大掺量可达70%,所制备泡沫保温材料的抗压强度为1.15 MPa,导热系数为0.118 W/(m·K),符合JG/T 266—2011泡沫混凝土标准A06等级要求。     

硅酸盐-硫铝酸盐水泥超轻泡沫混凝土孔结构及性能研究

本文研究了不同比例的硅酸盐、硫铝酸盐水泥混合体系超轻泡沫混凝土的凝结时间和抗压强度,并对一定比例的硅酸盐-硫铝酸盐水泥超轻泡沫混凝土与纯硅酸盐水泥、纯硫铝酸盐水泥超轻泡沫混凝土进行了孔结构对比研究与性能测试.结果表明:硅酸盐水泥与硫铝酸盐水泥混合制备的超轻泡沫混凝土,具有凝结硬化快、孔径小而均匀、抗压强度高、保温隔热性能好的特点.     

泡沫掺量对发泡碱激发矿渣聚合物性能和孔隙特征的影响

以水玻璃激发矿渣为胶凝材料,采用压缩空气发泡方式制备了泡沫矿渣聚合物材料,通过Image-Pro plus(IPP)表征了不同泡沫掺量下泡沫矿渣聚合物的孔隙结构特征,并研究了泡沫掺量对泡沫矿渣矿物聚合物干密度、抗压强度和导热系数的影响.结果表明:当泡沫掺量为4.45%~10.70%(质量分数)时,随泡沫掺量增加,泡沫矿渣聚合物的孔隙率增加、平均孔径及孔圆度值增大,泡沫矿渣聚合物相应的干密度、抗压强度和导热系数均呈负指数关系降低且相关性强;当泡沫掺量为4.45%~12.00%(质量分数)时,所制备碱激发矿渣聚合物泡沫材料的干密度389~1325 kg/m3、抗压强度1.12~17.81 MPa、导热系数0.0813~0.2211 W/(m·K),其综合性能优于通用水泥泡沫混凝土制品.     

软质聚氨酯泡沫塑料隔热性能研究

研究了软质聚氨酯泡沫塑料隔热性能的影响因素,讨论了泡沫压缩率、泡沫密度、温度及泡沫吸水率与导热系数的关系,结果表明,温度、密度及吸水率是影响泡沫隔热性能的主要因素。     

硅橡胶海绵材料孔隙结构对力学性能的影响

采用不同方法制备了两种密度且孔隙率相近、孔隙结构不同的硅橡胶海绵材料,表征了其孔隙结构的差异,研究了两种孔隙结构明显不同的硅橡胶海绵材料力学性能的差异。结果表明。硅橡胶海绵材料的孔隙结构对拉伸强度、拉断伸长率、压缩应力应变及压缩应力松驰等力学性能有较大的影响。     

泡沫混凝土孔隙结构的试验研究

为开展泡沫混凝土细观孔隙结构的研究,采用正交试验法研究水胶比、粉煤灰掺量和砂胶比等三项因素对泡沫混凝土孔隙率和等效平均孔径的影响.试验结果表明:孔隙率具有随水胶比和粉煤灰掺量增大而减小、随砂胶比增大而增大的特征,粉煤灰掺量和砂胶比因素的影响较为显著;等效平均孔径与水胶比、粉煤灰掺量和砂胶比均呈正相关关系,对600级泡沫混凝土三项影响因素的极差分别为0.045、0.097和0.079,粉煤灰的影响最为显著;对900级泡沫混凝土三项影响因素的极差分别为0.031、0.036和0.073,砂胶比的影响最大,且粉煤灰的需水量对平均孔径的影响较大.     

胶体化学法制备有机-无机复合泡沫玻璃保温材料研究

采用胶体化学工艺实现玻璃与有机聚合物的复合,并在较低温度下发泡制得超低密度的有机-无机复合泡沫玻璃保温隔热材料.相比于低温泡沫玻璃和传统泡沫玻璃,复合泡沫玻璃的孔结构更加均匀,孔径更小,闭孔率更高;力学性能明显改善,抗压强度最高为1.00 MPa(ωp =8.6％),弹性模量最低为18.33 MPa(ωp=10.5％);耐水性得到改善,常温下体积吸水率4.9％(ωp=10.5％),强度软化系数90.5％(ωp=10.5％),2h煮沸样块的抗压强度最高仍然可保留60.9％(ωp=10.5％).孔结构、力学性能和耐水性等性能研究表明,该材料是一种具有广泛应用前景的多孔保温隔热材料.