利用淤泥制备建筑陶瓷外墙自保温材料的研究-论文.pdf

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1、利用淤泥制备建筑陶瓷外墙自保温材料的研究况学成1,2,3，陈宗玲，胡丽芳，李思乐。，张明珠。，殷敏。(1．佛山市华夏建筑陶瓷研究开发中心，佛山528061；2．景德镇陶瓷学院，景德镇333001；3．宜春陶瓷国检中心(高安市陶瓷工程中心)，高安330818)摘要：本实验选用来源广泛的河道淤泥取代常用的陶瓷原料粘土，利用发泡工艺制备新型烧结陶瓷自保温砖，此烧结陶瓷保温砖具有密度小、导热系数小、抗压强度大等特点。利用废料开发自保温体系承重和保温相结合的墙体材料，既做到废物利用又满足了节能要求。关键词：淤泥；保温材料；导热系数；抗压强度；发泡剂传统的实心粘土砖由于质

2、量重、大量消耗资源、保温性能差，将逐渐被新型的墙体保温材料所取代。外墙自保随着世界能源的逐渐紧缺．以及保护环境的日益重温体系由于其材料密度小．只有普通实心粘土砖的1／5～视，废物利用与节能将成为未来发展的主导．节约能源范1／3重，保温隔热性能好、耐火性好，且施工技术成熟简围较广，其中建筑节能是节能减排的重要组成部分。开发单，很适合节能市场的需求。新型的保温墙体砌砖，完全符合这一发展趋势。本试验选用来源广泛的河道淤泥取代常用的陶瓷原目前，我国建筑节能方面采用外墙外保温技术。但外料粘土，通过高温发泡剂的发泡原理，在烧制过程中形成墙外保温体系受材料的限制，其设计寿命

3、一般不超过25一定形状和大小的空洞．达到降低导热系数目的．从而获年，难以实现与建筑物同寿命，外墙装饰也具有一定的局得建筑陶瓷外墙自保温材料。限性，此外，还需定期维护和维修。而外墙自保温技术则是将建筑主体和围护结构的隔热保温融为一体，与外墙2实验内容外保温体系相比，具有造价低廉、维护费用低、外装饰多样化，与建筑主体同寿命等优势。2．1实验原料及设备佛山某河道淤泥、Na2CO3、CaCO3、NaSiO3．5H2O，数显抗压强度试验机，导热系数测试仪，电炉，手动压片机等。基金项目：此论文受广东省产学研结合项目(项目编号：2011B090400322；2011A091

4、000024)专项资金资助。2．2实验方法本课题选择用正交实验法，使用Na2CO。为助熔剂来度，以及SEM扫描分析。调节淤泥的烧结温度。取淤泥、碳酸钠、碳酸钙和烧成温度为四个因素、选取三个水平，并以导热系数。抗压强度3实验结果与分析为测量考察指标，按配方设计表1进行实验。然后用Na2SiO3·5H20取代最优配方El0里面的Na2C03做助熔3．1正交实验的结果与分析剂，按照表2进行实验。最后对助熔剂Na2SiO。·5HO进行本文选取淤泥、碳酸钠、碳酸钙和烧成温度为正交实单因素实验。按照表3进行实验。验的四个因素，并选取三个水平，以导热系数，抗压强度为表1正交

5、实验配方设计表测量考察指标，进行正交优化实验。实验结果如表4所示。综合上面分析，得到材料的最优配方为：A3B3C2D2，即淤泥90g、Na2CO315g、CaCO310g，烧成温度为1050℃。所以我们定此优化配方编号为El0(淤泥78％、Na2CO13％、CaCO9％、烧成温度1050oC，此时导热系数为0．5352W／m·k、抗压强度为20MPa。)。3．2用五水硅酸钠取代碳酸钠从正交实验优化出最优配方为El0，为了进一步改善保温材料的性能，在此优化配方上，选用Na2SiO，·5HO取代Na：CO，来做助熔剂进行实验，实验结果如表5所示。从表5中可以得出，

6、Na2SiO3·5H2O比Na2C03做助熔剂效果更好，主要原因如下：(1)Na20引入可以降低烧结温度．增加玻璃相，玻璃相的增加会使得气泡的溶解度增大，气孔率下降。Na2SiO·5H20和NaCO3两者都引入了Na20，但是后者引入Na20的量更多，所以相同质量的Na2SiO3"5H：O和Na2CO。所起到的助熔效果不一样，明显表2Na2SiO·5H20取代Na2CO3实验配方表Na：CO的助熔效果更好，烧结温度更低，产生的玻璃相也更多，从而气泡被消除的比较多，气孔率比较低。(2)相同量的Na2CO3和Na2SiO，·5HO引入的Na的量不同，Na2CO3引

7、入的Na比Na~iO3·5H2O引入的Na量多，所以NaCO3的降粘作用更大。Na2SiO3·5II2O做助熔剂比表3Na2SiO3·5H2O加入量实验配方表Na2CO做助熔剂的熔体粘度大，从而导致气体难以排出，提高气孔率。(3)气孔率的高低与导热系数的成反比的关系，气孔率越高的保温材料，导热系数也越低，Na~iO·5HO做助熔剂时，气孔率明显比较高，而且多为闭口气孔，使得导热系数更低。(4)气孔率高的材料密度也比较小，Na2SiO3~5H：O做助熔剂时的气孔率更高，所以密度相应更小。(5)选Na2SiO3"5HO做助熔剂时，不仅气孔率高，而且多为闭口气孔，所

8、以材料的吸水率远远低于Na2C0，做助