矿渣粉煤灰基地质聚合发泡保温材料组成设计与性能优化分析研究 材料工程管理专业VIP专享VIP免费

摘要在高度发展的时代，能源与资源一直都是各个研究领域的重点考虑因素。建筑业中的水泥很难找到替代品，同时满足高强度、轻质、低热导等优良性能，并能投入到大规模的生产中并且既能实现环境友好又经济实惠、可持续发展。本研究主要目的在于优化地质聚合物发泡保温材料的制备，制作出具有优良建材性能的材料，通过确定胶凝材料、发泡剂的含量和比例并调整稳泡剂中硬脂酸钙和机油的掺量，矿渣与粉煤灰的比例为1:3，过氧化氢发泡剂添加量为6%，硬脂酸钙和机油的掺量从0至7%选取六个量分别测试不同配比下材料的容重、孔隙率、抗压强度和抗折性，对比其微观形貌。此过程中只有少量碳排放，且所用主要原料—矿渣和粉煤灰均为工业固体废弃物，应用待处理的固废制造出替代水泥的新型建材削弱了其对环境负面的影响。矿渣粉煤灰基地聚物中添加机油作为表面活性剂，添加硬脂酸钙，使气泡外膜弹性升高，在一定范围内增强材料的抗压性和抗折性。实验结果表明，当地聚物中添加2%的硬脂酸钙和的机油时，综合性能最优，最适合用来进行建筑材料的制备。关键词：矿渣；粉煤灰；地质聚合物；硬脂酸钙；机油ABSTRACTIntheeraofhighdevelopment,energyandresourceshavealwaysbeenakeyconsiderationinvariousresearchfields.Cementintheconstructionindustryitishardtofindasubstitute,atthesametimesatisfythehighstrength,lightweight,lowthermalconductivityandotherexcellentproperties,andcanbeputintomassproduction,andbothcanrealizetheenvironmentfriendlyandeconomicalandpractical,sustainabledevelopment.Mainpurposeofthisstudyistooptimizethepreparationofgeologicalpolymerfoaminsulationmaterials,makeagoodperformanceofmaterials,buildingmaterialsthroughthedeterminationofgelmaterials,foamingagentcontentandproportionandadjustthestabilizingagentofcalciumstearateandoilcontent,ratioof1:3ofslagandflyash,hydrogenperoxidefoamingagentcontentis6%,calciumstearateandoilcontentfrom0to7%respectivelyselectedsixquantitytestmaterialsunderdifferentratioofbulkdensity,porosity,compressivestrengthandfoldingresistance,comparedwithitsmicrostructure.Thisisonlyasmallamountofcarbonemissionsintheprocess,andthemainrawmaterial,slagandflyashareusedinindustrialsolidwaste,solidwasteofapplicationtobeprocessedcreatenewbuildingmaterialstoreplacecementtoweakenitsnegativeimpactontheenvironment.Theadditionofoilassurfactantandcalciumstearatetoincreasetheelasticityoftheoutermembraneintheslagflyashbasepolymer,andenhancethecompressiveandanti-foldpropertiesofthematerialsinacertainrange.Theexperimentalresultsshowthatthecombinedperformanceisthebestwhenadding2%ofcalciumstearateandoilinthelocalpolymer,whichissuitableforthepreparationofbuildingmaterials.Keywords：slag；flyash；geologicpolymer；calciumstearate；mineraloil1绪论1.1引言1.1.1矿渣基粉煤灰地聚物地质聚合物的概念是由法国科学家Davidovits在1978年首次提出的。在高碱性溶液的激发下，含硅（Si）和铝（Al）的无机材料（如烧结土等）在一定条件下反应制备成优良性能优良的无机凝胶材料，即地质聚合物。从微观上看，地质聚合物是通过缩聚反应使四面体结构的[SiO4]4-和[AlO4]5-在单体聚合反应下生成一种无机聚合物，其结构具有无定形态的硅铝网状结构的特性[1]。地质聚合物的用途非常广泛，由于其具有优良的机械性能、快凝性以及耐高温性和耐酸碱性，常常在航空航天、土木工程、建筑装饰中有广泛的应用。近年来，由于矿渣和粉煤灰无定形的硅铝结构含量较高，经常用来替代水泥充当制备地聚物的胶凝材料，尤其在人们发现用矿渣和粉煤灰为原料制备的地聚物具有广阔的应用前景之后，其反应机理和产品性能优化得到了更加广泛的研究。在粉煤灰地聚物中添加矿渣，利用矿渣早期高活性[2]改变了地聚物的微观结构，也改变了浆体的流变性，使其抗压强度得到了提高的同时也缩短了凝...