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新型硅酸盐墙体保温材料的试验研究

作　者: 马康
导　师: 郭振华
学　校: 河北工业大学
专　业: 动力工程
关键词: 海泡石纤维膨胀珍珠岩氧化铝纤维保温材料性能改性机理
分类号: TU551
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

我国是能源消耗大国，特别是随着经济飞速发展与人口急剧增长，对建筑面积的需求也越来越大，建筑资源的能耗问题日益突出。要减少建筑物的使用能耗，主要需加强建筑物墙体、屋顶、地板和门窗的保温隔热效果。占建筑结构60%的墙体围护结构是建筑物中热量传递的主要部位，其能耗所占的比例是最大的。所以，建筑节能的关键是如何使墙体具有良好的保温隔热性能，发展新型的墙体保温材料具有不容忽视的社会及经济效益。本文以海泡石纤维、膨胀珍珠岩、氧化铝纤维和矿渣硅酸盐水泥为主要原料，制备了一种硅酸盐墙体保温材料。根据海泡石纤维和膨胀珍珠岩的多孔结构，进行了酸活化、憎水改性。海泡石纤维经盐酸活化后孔径扩大、孔容增大，而膨胀珍珠岩经甲基硅酸钠处理后，憎水性增强，减弱导热性。将一定量改性海泡石纤维和氧化铝纤维在六偏磷酸钠((NaPO3)6)、聚丙烯酰胺（PAM）分散剂作用下，解束均匀分散后，添加一定的改性膨胀珍珠岩、矿渣硅酸盐水泥和发泡剂等，搅拌烘干，制得硅酸盐墙体保温材料。讨论了海泡石纤维、膨胀珍珠岩、氧化铝纤维的添加量及水灰比对保温材料导热系数、抗压强度及容重的影响，同时利用正交实验分析得出制备硅酸盐墙体保温材料的最佳成分配比。试验表明，当海泡石纤维、膨胀珍珠岩和氧化铝纤维的质量比分别为25%、32%和5%，水灰比为0.60时，材料的保温隔热性能和抗压强度较佳，同时，确定了墙体保温材料的最佳厚度为35mm；通过导热系数测定仪与压力试验机测得，新型硅酸盐墙体保温材料的导热系数为0.055W/(m·K)、抗压强度为2.1Mpa，并测得其吸水率为2.03%、容重为200.9kg/m~3。利用扫描电子显微镜（SEM）与X射线衍射仪（XRD）等仪器对材料形貌进行了表征，分析了材料的结构、特性和机理。硅酸盐墙体保温材料具有导热系数低、抗压强度高、成本低、阻燃及无污染等特点，具有广泛的应用和发展前景。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第一章绪论  10-16
  §1-1 研究的目的和意义  10-11
  §1-2 墙体保温材料的发展现状  11-13
    1-2-1 国外墙体保温材料的发展现状  11-12
    1-2-2 国内墙体保温材料的发展现状  12-13
  §1-3 墙体保温材料的种类  13-14
  §1-4 墙体保温材料的发展趋势  14
  §1-5 本课题研究内容  14-16
第二章原材料的结构及性质  16-26
  §2-1 海泡石纤维  16-19
    2-1-1 海泡石纤维的结构  16-17
    2-1-2 海泡石纤维的性能  17
    2-1-3 海泡石纤维的SEM形貌  17-18
    2-1-4 海泡石纤维的XRD分析及组成  18-19
  §2-2 膨胀珍珠岩  19-21
    2-2-1 膨胀珍珠岩的性质  19-20
    2-2-2 膨胀珍珠岩的用途  20
    2-2-3 膨胀珍珠岩的SEM形貌  20-21
  §2-3 矿渣硅酸盐水泥  21-22
  §2-4 氧化铝纤维  22-24
  §2-5 助剂  24-26
    2-5-1 分散剂  24
    2-5-2 发泡剂  24-25
    2-5-3 渗透剂  25-26
第三章海泡石纤维、膨胀珍珠岩及氧化铝纤维的预处理  26-51
  §3-1 海泡石纤维的分散试验  26-35
    3-1-1 海泡石纤维的提纯及酸活化  26-28
    3-1-2 海泡石纤维的酸化机理  28-29
    3-1-3 海泡石纤维酸活化后的SEM形貌  29
    3-1-4 分散剂的选取  29-31
    3-1-5 分散剂添加量对海泡石纤维分散性能的影响  31
    3-1-6 打浆温度对海泡石纤维分散性能的影响  31-32
    3-1-7 打浆时间对海泡石纤维分散性能的影响  32-33
    3-1-8 打浆速度对海泡石纤维分散性能的影响  33-34
    3-1-9 正交试验确定海泡石纤维的最佳分散工艺  34-35
  §3-2 膨胀珍珠岩的憎水改性试验  35-42
    3-2-1 膨胀珍珠岩的亲水机理  35-36
    3-2-2 膨胀珍珠岩的憎水改性方法  36-39
    3-2-3 憎水剂浓度对膨胀珍珠岩憎水性能的影响  39-40
    3-2-4 浸泡温度对膨胀珍珠岩憎水性能的影响  40
    3-2-5 浸泡时间对膨胀珍珠岩憎水性能的影响  40-41
    3-2-6 正交试验确定憎水改性膨胀珍珠岩的最佳工艺  41-42
  §3-3 氧化铝纤维的分散试验  42-49
    3-3-1 分散剂的选取  42-43
    3-3-2 氧化铝纤维分散的XRD曲线分析  43-44
    3-3-3 氧化铝纤维分散后的SEM形貌  44-45
    3-3-4 分散剂添加量对氧化铝纤维分散性能的影响  45
    3-3-5 打浆温度对氧化铝纤维分散性能的影响  45-46
    3-3-6 打浆时间对氧化铝纤维分散性能的影响  46-47
    3-3-7 打浆速度对氧化铝纤维分散性能的影响  47
    3-3-8 正交试验确定氧化铝纤维的最佳分散工艺  47-49
  §3-4 本章小结  49-51
第四章硅酸盐墙体保温材料的制备及性能研究  51-69
  §4-1 海泡石纤维添加量对材料性能的影响  51-52
  §4-2 膨胀珍珠岩添加量对材料性能的影响  52-55
    4-2-1 膨胀珍珠岩添加量对材料导热系数及抗压强度的影响  52-54
    4-2-2 膨胀珍珠岩添加量对材料容重的影响  54-55
  §4-3 氧化铝纤维添加量对材料性能的影响  55-56
  §4-4 水灰比对材料性能的影响  56-58
    4-4-1 水灰比对材料导热系数的影响  56-57
    4-4-2 水灰比对材料抗压强度的影响  57-58
  §4-5 正交试验确定最佳配比  58-62
  §4-6 保温材料的制备过程  62-63
  §4-7 保温材料最佳厚度的确定  63
  §4-8 导热系数  63-66
  §4-9 抗压强度  66
  §4-10 吸水率  66-67
  §4-11 容重  67-69
第五章硅酸盐墙体保温材料的机理分析  69-73
  §5-1 复合机理  69
  §5-2 保温机理  69-70
  §5-3 抗裂机理  70-72
  §5-4 耐火机理  72-73
第六章结论与展望  73-75
  §6-1 主要结论  73-74
  §6-2 展望  74-75
参考文献  75-80
致谢  80-81
攻读硕士学位期间科研成果  81

新型硅酸盐墙体保温材料的试验研究

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