陶瓷废渣制备自保温墙体材料的研究

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本文综合评述了陶瓷废渣循环利用及蒸压加气混凝土保温墙体材料的研究现状和存在的问题,提出了研究重点和发展趋势。基于一系列实验和分析表征,研究了陶瓷废渣粉的材料化属性;以B05级加气混凝土材料为实验目标,根据陶瓷废渣的理化性质设计了物料配合比;讨论了水料比、添加剂、搅拌时间及浇注温度等参数对浇注稳定性和坯体孔结构的影响,重点探讨了超细粉料浆发气及浇注成型方法。在此基础上,进一步研究了钙硅比、发气剂用量、水泥用量及蒸压条件等对制品性能的影响。结果表明,陶瓷废渣粉粒径细小(D50为11.96μm),含SiO2和Al2O3总量达80%以上,结晶相为石英和莫来石,含玻璃相53.9%;具有潜在水硬性和火山灰性,水泥胶砂3d抗压强度指数为93.2%、28d为115%,可作为制备蒸压加气混凝土材料的硅质原料。陶瓷废渣粉粒径细小,料浆稠化快、粘度大,难以发气成孔。利用自主研发的JF-1型添加剂,调整铝粉集中发气速度与料浆稠化速度一致,克服了超细粉料浆难于发气的问题。水料比、加铝粉后搅拌时间及浇注温度等对浇注稳定性和坯体孔结构有重要影响。尤其是水料比,水料比W/S=0.60.65时,料浆流动性适宜,可形成孔结构良好的坯体;减小W/S则料浆太稠无法浇注;增大W/S则太稀易沸腾甚至塌模。钙硅比影响水化产物托贝莫来石相的生成量及结晶状态,进而影响制品的性能。C/S=0.410.61时,皆可形成石英和托贝莫来石,但以C/S=0.55时的生成量多且结晶度好,制品强度高。C/S过小,生成的水化产物量少;C/S过大,水化产物的结晶度差,这都会导致样品强度降低。水泥的用量影响样品的抗压强度,掺量为8%时,抗压强度可达6.07MPa。掺量不足,坯体硬化慢;掺量过大,虽坯体硬化快,但因带入过量的CaO,易反应生成强度低的高碱水化物,导致强度下降。蒸压恒温压力及时间与制品性能密切相关。1.2MPa(188℃)下恒温6h可获得强度高的制品。压力<0.88MPa,达不到生成托贝莫来石相的温度(174.5℃);压力过高,易生成硬硅钙石相。恒温时间短,水化反应不充分;恒温时间长,水化产物结晶度变差。这些都会导致样品强度降低。按C/S=0.55、W/S=0.6、JF-1 0.5%、水泥8%、铝粉膏0.12%配料,加入铝粉膏后搅拌40s,36℃下浇注成型,得到孔形圆、孔径分布窄且闭孔率高的坯体,然后在1.2MPa(188℃)下蒸压6h得到试样。经检测,样品的干容重为496kg/m3,抗压强度为6.01MPa,导热系数为0.088W/(m?K),冻融循环17次后质量损失1.91%,强度损失11.3%,其性能远高于国标GB11968-2006的指标。
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