硅藻土基调湿板材的制备与性能研究

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1、硅藻土基调湿板材的制备与性能研究StudyonPreparationandPerformanceofHumidityControllingBoardBasedonDiatomite研究生：王羽指导教师：戴民副教授学科领域：材料工程二〇一五年十二月分类号：学校代码：10153UDC：密级：公开硕士学位论文硅藻土基调湿板材的制备与性能研究作者姓名：王羽入学年份：2013年9月指导教师：戴民副教授学科领域：材料工程申请学位：工程硕士所在单位：材料科学与工程学院论文提交日期：2015年11月论文答辩日期：2015年12月学位授予日期：2016年1月答辩委员会主席：王宝民答辩委员会组成：王宝民王元王晴徐

2、长伟张巨松论文评阅人：硕士研究生学位论文摘要I摘要硅藻土是海洋或湖泊中生长的硅藻类的残骸在水底沉积，经自然环境作用而逐渐形成的一种无定形非金属矿物，其主要化学成分为无定形SiO2，矿物成分为蛋白石及其变种，具备火山灰活性。由于生物成因，硅藻土具有独特的多孔质结构，使其具有巨大的比表面积、强大的吸附性能。本课题选用硅藻土作为硅质材料，以生石灰为钙质材料，掺入石膏、水泥、纤维增强材料及硅灰石，通过选取最佳成型工艺，恰当的养护制度，合理的原材料组合及配比，在保证强度和密度的基础上，水热合成制备硅酸盐制品，使其最大限度发挥硅藻土调湿功能。实验结果表明，脱水压力增大，板材密实度提高，抗折强度增大；当脱水

3、压力为2.78MPa时有最大吸放湿率。两种养护制度下板材抗折强度所反映的规律一致，常压湿热养护板材抗折强度可达6.63MPa，低于高压蒸汽养护板材。湿法工艺制备硅藻土板材实验表明：硅藻土自身比表面积的大小以及其化学组成对板材力学性能有一定影响，其中东奥1#土板材抗折强度最大，东奥4#土板材抗折强度最小。钙硅比2:6时，板材有最大抗折强度；钙硅比1:6时板材有最大吸放湿率，吸湿率可达5.89%，放湿率可达1.9%，钙硅比增大，板材吸湿速度减小，放湿速度无明显变化规律，而吸放湿率均有所下降；钙硅比增加时可发现在硅藻土孔中有水化产物生成，孔结构发生改变。水泥用量增加，板材抗折强度提高，吸放湿率变化趋

4、于平缓，吸放湿速度也没有明显变化。增大脱硫石膏用量，板材抗折强度略有增加；脱硫石膏掺量为5%时，板材吸放湿率和吸放湿速度同时达到最大值。原材料组成对板材抗折强度影响主次为CaO/SiO2＞硅灰石掺量＞石膏掺量，吸放湿性能影响主次为CaO/SiO2＞石膏掺量＞硅灰石掺量，综合考虑，板材最佳参数组成为CaO/SiO2取1:6、石膏掺量5%、硅灰石掺量8%。半干法工艺制备硅藻土板材实验表明：改变钙硅比，板材力学性能变化规律与湿法工艺板材一致，但总体强度略高于湿法工艺板材，抗折强度最高可达6.72MPa。钙硅比增大板材吸放湿率降低，并且24h后板材并未达到吸湿饱和点，放湿率偏低，而48h后，板材吸湿率

5、可达6.89%，放湿率可达1.97%。钙硅比1:6时，硅藻土原孔清晰可见，钙硅比增加时反应产物主要附着于硅藻土表面，原有孔结构得到保留。硅灰石掺量10%时，板材抗折强度最大；硅灰石掺量12%时其吸放湿率和吸放湿速度最高。经吸放湿循环测试，板材的吸放湿性能并未有衰减。两种混料工艺板材的吸放湿性能优于市面已有石膏板和硅酸钙板，且远高于相关标准要求。关键词：硅藻土；吸放湿性能；水热合成；抗折强度；制备工艺II摘要硕士研究生学位论文硕士研究生学位论文AbstractIIIAbstractDiatomiteisakindofamorphousnon-metallicmineral,whichcomefr

6、omthediatomeaewreckagedepositinginwaterandbeingtransformedbynaturalenvironment,themainchemicalcompositionisamorphousSiO2,andthemineralcompositioncontaintheopalanditsvariantswithvolcanicashactivity.Asaresultofthebiologicalorigin,diatomitehastheuniqueporousnaturestructureandgreatlyspecificsurfacearea,

7、whichresultintheformidableadsorptionperformance.Inthisexperiment,thediatomitewastakenassiliceousmaterialsandthequicklimewascalcareousmaterials.Thegypsum,cement,fibermaterialsandwollastonitepowderswere