利用(yòng)废平板玻璃制备泡沫玻璃及其性能(néng)研究
作者：中泰天成 来源：泡沫玻璃 时间：2017-04-24 点击：次
泡沫玻璃是一种以纯原料或废玻璃為(wèi)主要原料，以发泡剂、助溶剂和促进剂等為(wèi)添加剂，经熔融，发泡，冷却等过程形成的内部充满连通或封闭气孔的无机材料。由于其具有(yǒu)导热系数小(xiǎo)、热膨胀系数低、不吸水、不透湿、不燃烧、工作温度范围宽、不受虫害、耐蚀性能(néng)强等优点，称得上是一种性能(néng)优越的隔热、吸声、防潮、防火的建筑材料和装饰材料，可(kě)应用(yòng)在中温保温隔热、建筑内外墙的保温隔热、防水防潮工程、装饰工程、石油化工、冷藏、地下工程和噪音消除等领域。选用(yòng)废平板玻璃為(wèi)主要原料，以CaCO3為(wèi)发泡剂，Na2CO3、（NaPO3）6為(wèi)添加剂，采用(yòng)模压烧结法制备了硅酸盐泡沫玻璃。通过单因素实验法、多(duō)指标正交试验设计和响应面试验设计等来优化实验工艺，研究了发泡剂含量、发泡温度、保温时间、原料湿磨时间等因素对泡沫玻璃各性能(néng)的影响，确定出最佳制备工艺。采用(yòng)差示扫描量-热重（DSC-TG）分(fēn)析仪、激光粒度分(fēn)析仪（LDSA）、扫描電(diàn)镜（SEM）、阿基米德浮力法、万能(néng)材料试验机等分(fēn)析测试手段，对配合料的热变化规律、原料粒度、微观结构、體(tǐ)积密度、总气孔率、显气孔率、抗压强度和抗折强度等进行了表征和分(fēn)析。1)DSC-TG曲線(xiàn)表明，所用(yòng)配合料在800℃附近大量生成气體(tǐ)，泡沫玻璃配合料发泡温度在该温度附近。原料粒度分(fēn)析表明，原料D50随湿磨时间的延長(cháng)先是迅速减小(xiǎo)，然后减小(xiǎo)的幅度逐渐变小(xiǎo)直至接近水平不变，其变化趋势与粉碎理(lǐ)论相符合。2)随着发泡剂含量的增大，样品内产生的气體(tǐ)量增多(duō)，泡沫玻璃内气孔孔径增大，孔壁先变薄后变厚，在加入3wt%发泡剂时，泡沫玻璃的气孔分(fēn)布最均匀；泡沫玻璃的體(tǐ)积密度随着发泡剂含量的增大先减小(xiǎo)后增大，总气孔率、显气孔率呈先增大后减小(xiǎo)趋势，抗压强度、抗折强度则一直减小(xiǎo)。3)升高发泡温度或延長(cháng)保温时间，泡沫玻璃样品的气孔孔径增大，孔壁变薄，发泡温度过高或保温时间过長(cháng)会破坏气孔结构；随着发泡温度的升高或保温时间的延長(cháng)，泡沫玻璃的體(tǐ)积密度、抗压强度、抗折强度先减小(xiǎo)后增大，总气孔率、显气孔率呈先增大后减小(xiǎo)趋势。4)随着原料湿磨时间的延長(cháng)，原料粒度减小(xiǎo)，配合料膨胀性得到改善；随着湿磨时间的延長(cháng)，样品體(tǐ)积密度密度随原料湿磨时间的延長(cháng)而减小(xiǎo)，显气孔率随着湿磨时间的延長(cháng)呈增大趋势，原料湿磨时间的延長(cháng)使得泡沫玻璃的抗压和抗折强度减小(xiǎo)，泡沫玻璃的孔径大小(xiǎo)分(fēn)布趋于均匀，总气孔率增大，孔壁变薄，但原料湿磨时间过長(cháng)，会形成孔径不均匀的气孔。5)多(duō)指标正交试验设计的优化结果显示：对于不同的指标而言，不同因素的影响程度不一；通过综合平衡法分(fēn)析得到综合的优方案為(wèi)A2B2C2D3，经验证该优方案准确可(kě)靠。6)响应面实验设计优化结果所得模型与响应值的实际变化吻合得很(hěn)好，通过数值优化分(fēn)析结合实际可(kě)操作性得出较优工艺条件為(wèi)发泡剂含量3.2wt%、发泡温度840℃、保温时间62min、原料湿磨时间56min，该条件下泡沫玻璃的體(tǐ)积密度与模型预测值接近。
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