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骨料颗粒级配对膨胀珍珠岩保温板性能的影响王小山S高锦秀2,王子生2,蔡琪

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-11-20  来源:本网  作者:admin
核心提示:  中国科技核心期刊全国中文核心期刊骨料颗粒级配对膨胀珍珠岩保温板性能的影响王小山S高锦秀2,王子生2,蔡琪超S李辉S王智宇2(1.宁波荣山新型材料有限公司,浙江宁波315800;。浙江大学材料科学与工程学系,浙江杭州310027)粒径组合及3种粒径组合均在满足力学性能的基础上较大地改善了保温板的保温性能。最佳级配是双粒径组合中粒径1.18~2.36mm与细粉以质量比7:1组合。合理的骨料颗粒级配

  中国科技核心期刊全国中文核心期刊骨料颗粒级配对膨胀珍珠岩保温板性能的影响王小山S高锦秀2,王子生2,蔡琪超S李辉S王智宇2(1.宁波荣山新型材料有限公司,浙江宁波315800;。浙江大学材料科学与工程学系,浙江杭州310027)粒径组合及3种粒径组合均在满足力学性能的基础上较大地改善了保温板的保温性能。最佳级配是双粒径组合中粒径1.18~2.36mm与细粉以质量比7:1组合。合理的骨料颗粒级配能有效提高保温板的抗压强度,并改善保温性能。

  0刖目近年来,南京中环国际广场、哈尔滨经纬360度双子星大厦、济南奥体中心、北京央视新址附属文化中心、上海胶州教师公寓、沈阳皇朝万鑫大厦等相继发生建筑外保温材料火灾,造成严重人员和财产损失,建筑易燃可燃外保温材料已成为基金项目:宁波市重大科技攻关项目(2011C51010);一类新的火灾隐患,由此引发的火灾已呈多发势头。公安部2011年3月14日下发的关于进一步明确民用建筑外保温材料消防监督管理有关要求的通知(公消65号)中规定,民用建筑外保温材料采用燃烧性能为A级的材料。因此,无机保温材料将是未来建筑保温材料的发展方向,将会逐步取代现有的有机保温材料。

  无机保温材料的研究迅速升温。与石棉、纤维和泡沫玻璃等无机保温材料相比,膨胀珍珠岩以其质轻、无毒无味和价格低廉等特点备受人们的青睐。用膨胀珍珠岩制作保温板,不同于膨胀珍珠岩保温砂浆。膨胀珍珠岩保温板有效地弥补了其保温砂浆在施工现场造成保温层厚度不一的缺陷。

  膨胀珍珠岩保温板与其它保温材料相比,其强度和保温性能还不够理想。本文尝试通过膨胀珍珠岩颗粒级配来改善保温板相关性能。研究发现,颗粒级配对保温板的性能有较大影响,合理的骨料颗粒级配能有效地提高保温板的力学强度,并改善保温性能。

  1试验1.1原材料试验选用膨胀珍珠岩作为骨料,改性后的水玻璃作为粘结剂。其中水玻璃的模数m3,固含量为33.9%.膨胀珍珠岩由宁波荣山新型材料有限公司提供。采用筛孔尺寸为4.75、2.36、1.18、0.60和0.30mm的级配筛对膨胀珍珠岩颗粒进行筛分,得到4种颗粒粒径范围:。36~4.75mm、1.18~2.36mm、0.60~1.18mm、0.30~0.60mm.为方便下文叙述,用粒径范围的平均值代替该粒径范围,即:。36~4.75mm为3.6mm、1.18~ 1.2试验方法1.2.1试验设计膨胀珍珠岩保温板性能测试试样的尺寸为300mmx300mmx30mm,由400g膨胀珍珠岩骨料、400g改性水玻璃粘结剂及200g水混合均匀后压制而成。即膨胀珍珠岩骨料与改性后水玻璃粘结剂的质量比为1:1.固定骨料和粘结剂的比例,在保证膨胀珍珠岩骨料总量不变的前提下,将膨胀珍珠岩骨料进行单粒径组分、双粒径组分组合及三粒径组分组合。

  为了更好地研究膨胀珍珠岩粒径大小对保温板性能的影响,同时充分利用膨胀珍珠岩生产时产生的废弃物膨胀珍珠岩细粉(小于0.15mm),将细粉作为一种新的粒径范围(代号为0.07mm)参与试验的各组分组合。单粒径组分,即只使用1种粒径范围的膨胀珍珠岩颗粒。双组分,即2种粒径范围的膨胀珍珠岩颗粒按不同质量比进行组合;试验中大小粒径选用的质量比有4种,分别为1:1、3:1、5:1、7:1.三组分,即3种粒径范围的膨胀珍珠岩按不同质量比进行组合,此处仅做一些尝试性的探索,固定大中小颗粒粒径质量比为6:3:1. 1.2.2试验工艺过程试样制作的工艺流程如所示。试验采用对珍珠岩破坏程度较小的自落式搅拌方式。经探索该膨胀珍珠岩保温板的最佳热处理温度为300C,热处理时间为3h.热处理过程采用随炉升温-保温-随炉冷却的方式进行。

  1.2.3试样制备及性能测试所示。试样先被用来测试保温板的导热系数,然后经切割制取一个受压面尺寸为100mmx100mm的试件用来测试其抗压强度。抗压强度测试选用WAY-50型压力试验机,参照GB/T5486―2008无机硬质绝热制品试验方法进行;导热系数采用PMBE-300丨平板导热仪,按GB/T 102942008防热材料稳态热阻及有关的测定防护热板法进行测试。

  保温板性能检测试样2试验结果与分析2.1未级配膨胀珍珠岩试验为了更好地说明膨胀珍珠岩颗粒级配对保温板性能的影响,试验中采用未级配的膨胀珍珠岩颗粒制作保温板试样进行空白试验对照。未级配膨胀珍珠岩颗粒的松散堆积密度为120kg/m3,颗粒级配见表1.其导热系数为0.0812抗压强度为0.65MPa.粒径/mm累计筛余/% 2.2单粒径组分试验测试了由不同单粒径组分膨胀珍珠岩颗粒制作的保温板试样的导热系数和抗压强度,结果分别见和。

  颗粒粒径分级/ram膨胀珍珠岩不同单粒径颗粒对保温板导热系数的影响颗粒粒径分级/ran膨胀珍珠岩不同单粒径颗粒对保温板抗压强度的影响从、可以看出,随着单组分膨胀珍珠岩粒径范围的减小,保温板的导热系数和抗压强度呈减小的趋势,粒径范围为0.3~0.6mm的膨胀珍珠岩颗粒出现反常现象。在满足抗压强度不小于0.4MPa时,膨胀珍珠岩粒径范围为细粉时的导热系数最小。

  2.3双粒径组合试验测试了大小粒径膨胀珍珠岩颗粒质量比为1:1与7:1时不同双组分膨胀珍珠岩颗粒制作的保温板的导热系数和抗压强度,结果分别见、。大小粒径膨胀珍珠岩颗粒质量比为3:1与5:1的试验结果与其基本相同,波动程度处于二者2种颗粒粒径组合/mm膨胀珍珠岩2种粒径组合对保温板抗压强度的影响从可以看出,大小粒径膨胀珍珠岩颗粒质量比为1:1时,保温板的导热系数随着颗粒粒径的变化波动较小,而质量比为7:1时波动较大。当组合中2种颗粒粒径相差很大或很小时,颗粒质量比为1:1时保温板导热系数较小;当组合中2种颗粒粒径相差不大时,颗粒质量比为7:1时保温板导热系数较小。固定大小粒径膨胀珍珠岩颗粒质量比后,如质量比7:1,与粒径2.36~4.75mm膨胀珍珠岩颗粒组合的另一种粒径颗粒随着其粒径的增大,保温板的导热系数也逐渐增大;与粒径1.18~2.36mm膨胀珍珠岩颗粒组合时则呈相反趋势。

  从可以看出,大小粒径膨胀珍珠岩颗粒质量比为1:1和7:1的保温板抗压强度变化趋势及波动程度基本相同;质量比为7:1时保温板的抗压强度普遍比质量比为1:1的高,其相应的导热系数也普遍比质量比为1:1的高,这正好与保温性能强度两矛盾体现象相吻合;当组分中膨胀珍珠岩颗粒粒径均较大时,抗压强度较高,而且不论怎样的双粒径组分组合,保温板的抗压强度均不小于0.4MPa. 2.43种粒径组合试验3种粒径组分膨胀珍珠岩颗粒制作的保温板的导热系数和抗压强度,结果如表2所示。

  表2膨胀珍珠岩3种不同粒径组合对保温板导热系数和2种颗粒粒径组合/ran膨胀珍珠岩2种粒径组合对保温板导热系数的影响抗压强度的影响颗粒粒径组合导热系数/抗压强度/MPa从表2可以看出,3种不同粒径的膨胀珍珠岩颗粒组合与双粒径组合相比,保温板的导热系数较小,即在保温性能上有优势。当组分中膨胀珍珠岩颗粒粒径大小兼有时,保温板的导热系数最小。

  2.5试验结果分析从以上试验结果可以看出,膨胀珍珠岩颗粒单粒径、双粒径组合及3种粒径组合的保温板均在满足抗压强度的基础上较大地改善其保温性能。膨胀珍珠岩颗粒级配大小粒径兼有且质量比适中时,保温板性能的改善效果较佳。从保温性能和力学性能综合考虑,最佳级配是双粒径组合中粒径1.18~2.36mm与细粉以质量比7:1组合。此组合的保温板的导热系数为0.0644W/(nrK),抗压强度为0.63MPa,与未级配的膨胀珍珠岩保温板的导热系数0.0812W/(nrK)相比降低了20.7%.在试验中发现,各粒级的混合比例对混合体空隙率的影响很明显,只有当下一粒级的体积刚好填满上一粒级的空隙体积时,其空隙率最小'本试验中保温板采用压制方式制成,故认为空隙率与堆积方式无关,而与颗粒直径等因素有关。此时在相同的干密度情况下,空隙率最小即保温板中贯通孔最少,反映到保温板的性能就是导热系数降低。

  级配一般分为连续级配和间断级配。间断级配是指在骨料颗粒组成中,大小颗粒不是连续存在的,在某一个或几个粒径范围内没有或很少有骨料颗粒。这种混合料不仅有足够数量的粗骨料形成空间骨架,而且有一定数量的细料填充于骨架间的空隙,使混合料在一定的压力下空隙率较低,其内摩阻力和粘结力均较高。双粒径组合中粒径1.18~2.36mm与细粉以质量比7:1的组合正好与此相吻合。

  3结语未级配的膨胀珍珠岩颗粒粒径分布范围较广,各粒径(上接第37页)基层必须满足规范要求,并经现场监理工程师验收合格方可施工。

  ⑶防水层节点特殊部位的细部做法,必须符合设计和方案要求及施工验收规范的规定。

  ⑷防水层严禁有破损和渗漏现象。

  防水涂料施工有专人配料、搅拌,保证涂料配料准确,搅拌均匀,刮涂时一定要保证涂刷遍数,涂刷厚薄均匀,涂层要实干后才能进行防水卷材的施工。分布质量比例不均匀,小粒径颗粒极少(细粉含量小于2%),不利于减小保温板中的孔隙及减少空隙率。将膨胀珍珠岩颗粒进行粒径级配组合可以改善保温板的性能。

  膨胀珍珠岩颗粒单粒径组合、双粒径组合及3种粒径组合的保温板均在满足抗压强度的基础上较大地改善了保温性能。膨胀珍珠岩颗粒级配大小粒径兼有且质量比适中时保温板性能的改善效果较佳。

  不同膨胀珍珠岩颗粒粒径级配对保温板的性能影响不同。从保温性能和力学性能综合考虑,最佳级配是双粒径组合中粒径1.18~2.36mm与细粉以质量比7:1组合。此组合的保温板的导热系数为0.0644Wy(nrK),抗压强度为0.63MPa,与未级配的膨胀珍珠岩保温板导热系数0.0812WKnrK)相比降低了20.7%.

 
 
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