镍铁渣砂对泡沫混凝土孔结构及收缩开裂性能的影响

本文采用镍铁渣机制砂(简称镍铁渣砂)制备泡沫混凝土,研究镍铁渣砂对泡沫混凝土抗压强度、变形及收缩开裂的影响,并采用SEM、X-CT研究泡沫混凝土微观结构。结果表明,镍铁渣砂掺量为5%(质量分数,下同)时泡沫混凝土的抗压强度最高,而镍铁渣砂掺量超过10%时会引入界面缺陷,降低混凝土的强度。镍铁渣砂能够约束基体的变形,减少水泥用量,降低泡沫混凝土的收缩,提高其抗裂性能。当镍铁渣砂掺量由0%增加到20%时,泡沫混凝土的抗裂等级由V级提高到II级。镍铁渣砂具有作为泡沫混凝土生产原料的潜力。     

氧化铁和发泡剂对煤矸石闭孔发泡陶瓷的性能影响

以固体废弃物煤矸石为主要原料,采用粉料坯体发泡法制备闭孔发泡陶瓷,探讨了氧化铁和发泡剂掺量对发泡陶瓷性能的影响。结果表明:氧化铁掺量对发泡陶瓷容重、抗压强度和导热系数影响较大;发泡剂掺量对发泡陶瓷孔径大小、孔的均一性具有显著影响。在外加6 wt%氧化铁的前提下,发泡剂掺量为1.8~2.0 wt%时,可烧制出容重较低,孔径大小适中,保温隔热性能较好的发泡陶瓷。最终以煤矸石掺量为60 wt%的坯料烧结出容重为170~270 kg/m3,抗压强度为1.24~3.71 MPa,导热系数为0.06~0.09 W/(m·k)的发泡陶瓷。     

对包钢稀土矿进行多孔陶瓷材料的制备与研究

为了更好的探究包钢稀土矿的烟气脱硝机理,利用有机泡沫浸渍法将包钢稀土矿粉末制成多孔陶瓷材料,从而经过实验探究,得到一套面向包钢稀土矿制备多孔陶瓷的配方。实验表明:聚氨酯海绵作有机泡沫体,采用质量分数为20%的NaOH溶液处理,并经质量分数1%的羧甲基纤维素(CMC)处理后,聚氨酯海绵表面粗糙度增加,亲水性能得到了改善,挂浆量也明显增加~[1]。得到相应配方:浆料的固相含量(wt%)为65%,CMC加入量为1%,十二烷基苯磺酸钠加入量为1%,无水乙醇加入量为3%,20%的硅酸钠溶液加入量为30%,PH值控制在10~12左右,可获得高固相含量、均匀稳定、流变性良好、适于浸浆的稀土矿浆料。采用玻璃棒滚压法成型的生坯挂浆均匀,无堵孔现象,成型后的生坯需在60℃下干燥12 h才能进行烧结,实验的最佳烧结温度为1050℃。制得的包钢稀土矿多孔陶瓷结构体脱硝性能良好,孔隙率较高。     

碳纤维长度以及添加量对碳化硅网状多孔陶瓷性能的影响

为提高有机泡沫浸渍法制备的碳化硅网状多孔陶瓷的抗折强度,采用碳纤维对碳化硅网状多孔陶瓷进行增强。研究了添加剂和碳纤维对碳化硅陶瓷浆料流变性能和触变性能的影响以及碳纤维长度和添加量对试样微观结构、气孔率、耐压强度、抗折强度的影响。结果表明:当分散剂-FS20添加量为0.1%(质量分数),增稠剂-CMC添加量为0.1%(质量分数),粘结剂-CL添加量为0.05%(质量分数)时,碳化硅陶瓷浆料的流变性能和触变性能达到最佳,碳纤维的加入增加了浆料的粘度;另外,随着碳纤维添加量和长度的增加,试样的抗折强度呈现先增大后减小的变化趋势。当碳纤维长度为1 mm且添加量为0.75%(质量分数)时,试样抗折强度达到最大。     

Al_2O_3含量对ZrO_2/Al_2O_3复相陶瓷流变性能和抗弯强度的影响

采用有机泡沫浸渍法制备ZrO_2/Al_2O_3复相陶瓷,分析Al_2O_3添加量对泡沫陶瓷显微形貌、相结构、抗弯强度和浆料流变性能的影响,确定制备复相陶瓷的最佳工艺参数。实验结果表明,ZrO_2/Al_2O_3复相陶瓷由m-ZrO_2相、t-ZrO_2相和Al_2O_3相组成;当Al_2O_3的含量为20 wt%时,烧结的陶瓷颗粒致密均匀,陶瓷的抗弯强度最佳,浆料表观粘度增加;增加Al_2O_3的含量到40 wt%,陶瓷出现较多气孔,浆料的表观粘度增加幅度不大;Al_2O_3的添加影响了复相陶瓷的致密性、晶粒尺寸、相结构等因素;制备ZrO_2/Al_2O_3复相陶瓷时,最佳工艺参数为20 wt%Al_2O_3和80 wt%ZrO_2。     

浆料固含量对有机泡沫浸渍法制备CaO基泡沫陶瓷显微结构的影响

以氢氧化钙和氧化锆为原料,采用有机泡沫浸渍法,经浆料配制、浸渍、挂浆、成型、干燥、1 450℃热处理,在浆料固含量(w)分别为65. 5%、67. 5%、69. 4%和71. 4%的条件下制备了CaO基泡沫陶瓷试样。结果表明,通过制备合适固含量的浆料,可以优化泡沫陶瓷的显微结构:当浆料固含量(w)为69. 4%时,浆料的流变性能得到改善,浆料均匀包覆聚氨酯泡沫,经1 450℃烧后制备的CaO基泡沫陶瓷,骨架厚度为134μm,CaZrO_3均匀分布于CaO的晶界与晶粒中,CaO晶粒发育较好。     

烧成温度和发泡剂对粉煤灰泡沫陶瓷的性能影响

以粉煤灰、废陶瓷和山皮土为主要原料,SiC为发泡剂,采用原位发泡法制备泡沫陶瓷,考察了SiC掺量、烧成温度对材料孔隙率、体密度和抗压强度的影响。结果表明,当烧成温度为1300～1400℃,发泡剂SiC掺量以4～6wt%时,可制备出孔隙率高、体密度低、孔径均匀的泡沫陶瓷。     

氧化铝泡沫陶瓷浆料的研究

有机泡沫陶瓷浸渍工艺中,浆料性能对泡沫陶瓷的显微结构与力学性能具有重要影响.本文研究了球磨时间和浆料固相含量对氧化铝泡沫陶瓷浆料的稳定性、流变性和颗粒粒度分布的影响.实验结果表明,球磨时间4 h后,氧化铝浆料的沉降度降低,粘度适宜,氧化铝颗粒中位径较小,表明浆料稳定性提高,流变性改善,可保证浆料在泡沫中的有效浸渍.当固相含量在25%～35%之间时,浆料的性能较优.实验证明球磨时间及固相含量对浆料的性能有重要影响.     

原料组成对粉煤灰熔融温度的影响研究

以粉煤灰为主要原料,硼砂、钾长石和白云石为助熔剂,运用SJY影像式烧结点试验仪观察试样在高温情况下,其体积收缩、膨胀钝化及完全球化等变化情况,并记录各种情况发生时的相应温度,研究不同种类助熔剂及其加入量与熔融温度的关系,确定粉煤灰泡沫陶瓷制备的基础配方.实验结果表明:当原料组成为粉煤灰50wt%,硼砂为10wt%,钾长石和白云石总加入量为40wt%且钾长石∶白云石=3∶1时,试样的各项性能指标较佳.     

陶瓷浆料用木质素系分散剂的性能及配伍研究

考察了改性木质素磺酸钠GCL3S系列产品对墙地砖陶瓷浆料应用性能的影响,结果表明,GCL3S具有较好的分散稳定性能。当低相对分子质量(以下简称分子量)的GCL3S-1掺量(分散剂占陶瓷粉料的质量分数,下同)为0.3%时,固含量(固体占陶瓷浆体的质量分数,下同)为71.26%的陶瓷浆料流出时间仅为41.79 s,厚化度为1.37;随GCL3S分子量增加,陶瓷浆料性能先提高后降低,重均分子量Mw=27 700的GCL3S-2对浆料的流动性及分散稳定性能最好。GCL3S产品与水玻璃、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、三聚磷酸钠复配能进一步提高其应用性能,其中与六偏磷酸钠按质量比1∶1复配,总掺量为0.2%时,陶瓷浆料流出时间仅38.81 s,分散性能明显优于目前常用的无机盐分散剂。     

粉煤灰-锂渣基发泡陶瓷的制备及性能研究

为制备低成本兼具高孔隙率与高压缩强度的发泡陶瓷,以粉煤灰、锂渣、长石、滑石和碳化硅为原料,经1 180、1 200、1 220、1 240℃分别保温10、20、40、60 min烧结制备发泡陶瓷试样。主要研究了锂渣的掺量(质量分数分别为0、10%、20%、30%)对试样物相组成、显微结构、孔隙率及压缩强度的影响。结果表明：1)随锂渣掺量的增加,发泡陶瓷的孔隙率增加,体积密度降低,压缩强度波动;2)锂渣中丰富的钙、硫成分,可发挥助熔剂和发泡剂作用,降低烧结温度,提高发泡陶瓷的孔隙率,改善气孔圆整度,提高压缩强度;3)当锂渣掺量为20%(w)时,经1 220℃保温20～40 min烧结所得发泡陶瓷的体积密度为0.32～0.40 g·cm^-3,孔隙率为84.4%～87.6%,压缩强度为1.51～2.35 MPa。     

硅钙渣陶瓷的制备与显微矿相分析

将高铝粉煤灰提取氧化铝后产生的硅钙渣作为陶瓷的烧制原料之一,采用传统陶瓷的烧结工艺,成功制备出性能良好的陶瓷试样,并运用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)等测试手段对陶瓷试样进行分析.研究表明:与传统陶瓷材料相比,硅钙渣陶瓷试样的烧成温度低,但烧成温度范围窄(约为10℃);随着硅钙渣掺量的增加,试样的主晶相由石英相、辉石和透辉石相逐渐向硅灰石相、辉石和透辉石相转变;当硅钙渣的掺量达到50％时,试样的起始烧成温度仅为1 145℃,且试样的抗折性能很好(最高可达到92MPa),吸水率小于0.3％.     

聚苯乙烯泡沫球添加量对刚玉-莫来石多孔陶瓷性能与结构的影响

为了制备密度小、高温性能优异的刚玉-莫来石多孔陶瓷,在以莫来石细粉、板状刚玉细粉、α-Al_2O_3微粉、SiO_2微粉为主要原料,硅溶胶和ρ-Al_2O_3为结合剂配制的浆料中,分别添加占浆料体积10%、30%和50%的聚苯乙烯泡沫球为造孔剂,采用振动浇注成型,在1 500℃烧后制备了刚玉-莫来石多孔陶瓷,并探究了聚苯乙烯泡沫球添加量对多孔陶瓷的性能、相组成以及显微结构的影响。结果表明:随着聚苯乙烯泡沫球造孔剂添加量的增加,试样的常温弯曲强度、常温压缩强度、高温抗折强度、容重、热导率均明显下降。聚苯乙烯泡沫球氧化后形成直径约为2 mm的气孔,同时基质中颗粒之间的部分烧结生成了大量的微气孔,且1 500℃热处理后试样中原位生成了大量的莫来石,使得试样在1 500℃热处理后膨胀;当聚苯乙烯泡沫球加入量为浆料总体积50%时,试样的显气孔率达到61%,1 400℃下的高温抗折强度高达2. 64 MPa,满足密度小、高温性能优异的要求。     

利用钒铁冶炼贫渣开发耐火浇注料试验研究

以钒铁冶炼贫渣为主要原料,通过破碎、粉磨等工艺制成粒度分别为10~4、4~0.5、<0.5和<0.045mm的原料,分析了贫渣的水化硬化性能,并按不同级配制备了贫渣浇注料,同时与现场使用的铁水罐用高铝浇注料进行了常温物理性能和抗高炉渣侵蚀性对比。结果表明:1)钒铁冶炼贫渣具有良好的耐火性能,同时具有良好的水化硬化特性。2)随着贫渣微粉掺加量的增加,贫渣浇注料试样强度明显增加;随着大颗粒骨料掺加量的增加,试样体积密度呈增长趋势;当试样配比(w)为粗骨料40%、细骨料30%、粉料10%、微粉20%时,具有最佳的综合性能,其物理性能和抗渣侵蚀性优于目前现场使用的铁水罐浇注料的,适合在现场推广应用。     

浆料发泡烧结法制备泡沫陶瓷外墙保温板

本文以粉煤灰和铜尾矿为主要原料,掺加膨润土和赤泥,以长石为助熔剂,松香皂为发泡剂,聚乙烯醇为稳泡剂,采用浆料发泡烧结法制备泡沫陶瓷外墙保温板。确定了适宜的原料组成为粉煤灰40％、铜尾矿38％、长石10％、膨润土10％、赤泥2％;用松香皂发泡后泡沫引入量为15％时具有较好的综合性能。所制备的泡沫陶瓷的性能为：吸水率0．95％、体积密度1．00g／cm3、显气孔率为0．61％、抗压强度为7MPa、导热系数为0．1W／m·K。     

二次挂浆工艺对铸造用SiC基泡沫陶瓷性能的影响

采用有机前驱体浸渍法制备SiC基泡沫陶瓷过滤器。研究了一次挂浆后的坯体分别经烘干和预烧后进行二次挂浆,制备的泡沫陶瓷在质量增加和抗热震性方面的差异,以及预烧温度对质量增加和抗热震性的影响。结果表明:1)二次挂浆制备工艺制备的SiC基泡沫陶瓷的室温抗压强度明显高于一次挂浆工艺制备的,但抗热震性又明显低于一次挂浆的。2)对二次挂浆制备的泡沫陶瓷,无论是相同的浆料二次挂浆还是不同浆料同样挂浆量挂浆,烘干后直接进行二次挂浆制得的SiC基试样的热震次数要远高于经预烧后进行二次挂浆制得试样的。3)对预烧后二次挂浆制备的泡沫陶瓷,预烧温度越高,其抗热震性越差。     

含淀粉陶瓷浆料流变性质的研究

以含淀粉陶瓷浆料为研究对象,通过测定浆料在不同剪切速率Ds下的剪切应力τ,继而计算得到相对应的表观粘度η,绘制出浆料的τ-Ds和η-Ds曲线,以此来表征陶瓷浆料的流变性质,研究了不同分散剂及加入量、固含量、温度和淀粉含量等因素对浆料流变性的影响。结果表明:分散剂STP、SHP和FS-20加入量小于0.1wt%时都能显著降低浆料的粘度;随着固含量、温度和淀粉含量的升高,浆料的粘度增大。     

掺磷石膏的加气混凝土的制备工艺研究

用粉煤灰为原料,分别研究了磷石膏、氧化钙和砂的加入量对试样强度的影响。研究发现,磷石膏掺量增加,试样的强度下降;氧化钙的加入量增加,试样强度先上升后下降;加入100%的河砂对试样强度没有影响。磷石膏掺量为10%、氧化钙掺量为20%、河砂加入量为100%、铝粉加入量为0.4%,制备的加气混凝土在200℃保温5h后,加气混凝土强度为1.23MPa,干密度为318Kg/m3。     

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.     

粉煤灰掺量对泡沫玻璃性能影响的研究

作为粉煤灰泡沫玻璃的主要原料之一,粉煤灰掺量的多少可以直接影响泡沫玻璃的物理力学性能。以发泡温度为860℃,发泡时间为30 min,碳酸钠和磷酸三钠的掺量分别为3.5%和2.0%,设置试验研究粉煤灰掺量在10%、15%、20%、25%和30%时,对泡沫玻璃主要性能指标的影响。粉煤灰掺量在10~15%时,材料强度低,表观密度小,孔隙率大,导热系数小;掺量在20%时,强度和表观密度进一步增大,孔隙率减小,导热系数变化不明显;掺量在25~30%时,材料强度显著增加,表观密度大,孔隙率小,导热性差。粉煤灰作为泡沫玻璃的填充材料,其掺量的增加可以显著改善泡沫玻璃的强度,但同时会引起表观密度、孔隙率和导热系数发生不良变化。