高爐礦渣等大宗工業(yè)固廢用于建材大多以規(guī)模消納為主,而對(duì)其應(yīng)用于高值功能材料中的性能調(diào)控研究較少。將高爐礦渣與氧化鈣濕磨,在不同Ca/Si比和溫度下制備多孔硅酸鈣填料,并對(duì)其形貌、物相等進(jìn)行分析。進(jìn)一步將不同條件下得到的多孔硅酸鈣填料與膠凝材料、添加劑等混合成型,蒸壓制備纖維增強(qiáng)防火板材,對(duì)其常溫導(dǎo)熱系數(shù)、力學(xué)性能、高溫性能、燃燒性能等系列性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,通過(guò)工藝優(yōu)化,礦渣濕磨Ca/Si比為1.4,反應(yīng)時(shí)間為5 h時(shí)制備的多孔硅酸鈣填料,應(yīng)用于防火板的綜合性能最優(yōu),低密度板材抗折強(qiáng)度最高為9.11 MPa,彈性模量為4 336.70 MPa,導(dǎo)熱系數(shù)最低為0.081 W/（m·K）。固廢基多孔硅酸鈣填料的加入能夠促進(jìn)防火板中托貝莫來(lái)石物相生成,大幅提高板材的綜合性能。 

【文章來(lái)源】：硅酸鹽通報(bào). 2020,39(08)北大核心

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【部分圖文】：

硅酸鈣板的制成流程

2.1 硅酸鈣填料制備及物性分析表2為不同Ca/Si比條件下的硅酸鈣填料組成,從表中可見(jiàn)粉體填料中鈣硅比隨著氧化鈣用量的增加而增加,而鋁硅比隨氧化鈣用量的增加而減少。對(duì)高爐礦渣和Ca/Si比為1.7的填料進(jìn)行物相分析,如圖2所示,可以看出加入過(guò)量的氧化鈣后,填料中出現(xiàn)了水化硅酸鈣,對(duì)液相中元素分析發(fā)現(xiàn)Ca/Si比為1.7,反應(yīng)時(shí)間為150 min時(shí),液相中鋁元素濃度為17.30 mg/L。由此可知反應(yīng)過(guò)程中高爐礦渣發(fā)生鋁硅酸鹽的部分溶解過(guò)程,而硅元素與額外加入的鈣反應(yīng)生成水化硅酸鈣重新進(jìn)入固相,因此反應(yīng)后硅酸鈣填料中鋁硅比降低。

采用SEM-EDS對(duì)不同Ca/Si比下礦渣形貌和元素分布變化進(jìn)行分析,結(jié)果如圖3和圖4所示,高爐礦渣粒徑較大,形貌呈現(xiàn)為表面光滑的不規(guī)則塊體。經(jīng)過(guò)處理后粒徑顯著降低,同時(shí)發(fā)現(xiàn)處理后的礦渣表面呈現(xiàn)類(lèi)似于水化硅酸鈣的褶皺狀及箔狀形貌。當(dāng)Ca/Si比增加時(shí),產(chǎn)物形貌由褶皺狀向多孔蜂窩狀轉(zhuǎn)變,部分鋁硅酸鹽相的解離形成了多孔結(jié)構(gòu)[21]。通過(guò)Ca、Si、Al、Mg元素分布發(fā)現(xiàn)(圖4),處理前后礦渣的元素分布未發(fā)生顯著變化,固相除O元素外,主要包含Ca、Si、Al等元素。圖4 反應(yīng)前后礦渣元素分布(Ca/Si=1.6)

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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本文編號(hào)：3459039