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铝灰是金属铝制备、加工、使用等过程中产生的固体废弃物。目前,国内外铝灰资源利用仍存在利用率低、工艺复杂、易产生二次污染等问题。本文提出以铝灰作为发泡剂制备发泡建筑陶瓷,不仅可以拓展发泡陶瓷的原料来源,还为铝灰的资源化利用提出新方法。本文通过XRD、XRF、TG-DTA等测试方法分析了铝灰的组成及其热学性能,结果表明,铝灰的主要组成为Al2O3、SiO2、NaCl、AlN和MgAl2O4,其中AlN可发生氧化反应,并释放出氮气。分析认为,铝灰可以作为陶瓷发泡原料。以铝灰、钾长石、石英、高岭土为原料,设计出铝灰发泡建筑陶瓷材料的基础配方,通过单因素试验探究铝灰对发泡建筑陶瓷材料结构与性能的影响。结果表明,铝灰含量从5%增至45%,体积密度由1.5g/cm3降至0.75g/cm3,抗压强度由45.1MPa降至8.8MPa,吸水率由1.2%增至4.1%,平均孔径增大,气孔形状不规则;铝灰含量大于45%时,体积密度增大,平均孔径减小,气孔形状不规则。然后,对配方中的熔剂性原料进行调整,分别以玻璃粉、钠长石以及滑石替换基础配方中的部分钾长石,探究不同熔剂对铝灰发泡建筑陶瓷材料结构与性能的影响。结果表明:以玻璃粉替换部分钾长石,当替换量从0%增至24%,吸水率由3.5%增至4.4%,体积密度由0.85g/cm3降至0.31g/cm3,抗压强度由15.2MPa降至1.5MPa,气孔形状不规则,孔径相差较大;以钠长石替换部分钾长石,当替换量从0%增至30%,吸水率由3.5%降至1.5%,体积密度由0.85g/cm3降至0.58g/cm3,抗压强度由15.2MPa降至5.5MPa,试样中出现了独立的球形气孔,孔结构得到改善;以滑石替换部分长石,当替换量从0%增至15%,吸水率由1.5%降至0.9%,体积密度0.58g/cm3降至0.38g/cm3,抗压强度由5.5MPa降至3.7MPa,试样中大部分气孔为独立的球形气孔,孔结构得到了明显的改善;最后,在配方中外加氧化铁,当含量从0%增至4%,体积密度由0.38g/cm3降至0.22g/cm3,抗压强度由3.7MPa降至2.2MPa,平均孔径减小;当含量超过1%,球形气孔逐渐向不规则形转变。制备出符合JG/T511-2017《建筑用发泡陶瓷保温板》的指标要求的结构均匀的铝灰发泡建筑陶瓷材料,各项性能为:气孔率88%、吸水率0.8%、体积密度0.28g/cm3、抗压强度2.5MPa、导热系数0.09W/m·K,配方为:铝灰25.00%、钠长石18.75%、钾长石6.25%、石英25.00%、高岭土10.00%、滑石15.00%、氧化铁1.00%。根据配方的热分析结果可知,坯体中气泡形成和长大的主要温度范围为1100℃1200℃,并探究了烧成温度、升温速率和保温时间对铝灰发泡建筑陶瓷结构与性能的影响,得出最佳烧成制度,烧成温度为1200℃,室温1100℃的升温速率为10℃/min,1100℃1200℃的升温速率为3℃/min,保温时间为20min。综合分析铝灰组成与发泡建筑陶瓷制备过程,揭示了铝灰建筑发泡陶瓷的发泡机理,认为坯体中铝灰在高温时释放出的气体、高温液相量和液相性质对发泡陶瓷材料的性能与孔结构的影响最明显。铝灰中的氮化铝在550℃950℃有明显的氧化行为,释放出氮气,在陶瓷坯体中这一氧化过程可持续到1100℃ 以上。