本文選題：煤泥 + 蓄熱陶瓷�。� 參考：《武漢理工大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：近年來,隨著建筑業(yè)的迅猛發(fā)展,建筑能耗呈現(xiàn)不斷上升的趨勢,建筑節(jié)能已成為建筑業(yè)未來發(fā)展的方向。因此,建筑節(jié)能技術(shù)的研究和建筑節(jié)能材料的開發(fā),已成為降低建筑能耗的根本途徑。由于新興的綠色能源太陽能具有資源豐富、清潔無害和地域限制少的優(yōu)點,其產(chǎn)品與建筑的結(jié)合成為實現(xiàn)建筑節(jié)能的新思路。本文根據(jù)太陽能熱利用蓄熱材料的結(jié)構(gòu)與性能要求,以煤泥、粉煤灰等固體廢棄物為主要原料,設(shè)計了Ca-Al-Si系蓄熱陶瓷組成并制備了樣品,探討了煤泥的添加量對蓄熱陶瓷各項性能的影響規(guī)律。通過改變制備工藝和配方組成,探討了提高致密度和抗熱震性能的方法和途徑。采用擠出成型技術(shù)制備了蜂窩陶瓷,研究了不同的封裝劑與蜂窩陶瓷的結(jié)合性;在蜂窩陶瓷中封裝相變材料,研制了太陽能熱利用潛-顯熱復(fù)合蓄熱材料。以鄂爾多斯的煤泥、粉煤灰、鉀長石、白云石、石英為原料,設(shè)計了Ca-Al-Si系L系列蓄熱陶瓷配方組成,采用半干壓成型技術(shù)和常壓燒結(jié)工藝制備了節(jié)能建筑用蓄熱陶瓷。采用XRD、SEM等現(xiàn)代測試手段對樣品進(jìn)行了結(jié)構(gòu)與性能的表征,探討了配方組成和燒成溫度對樣品結(jié)構(gòu)與性能的影響。研究結(jié)果表明,煤泥的合理利用范圍為40%~60%,廢料總利用率達(dá)70%,最佳燒成溫度為1220℃;經(jīng)1220℃燒成的L1~L3樣品的抗折強度較高,分別為54.92MPa、61.00MPa、64.24MPa,滿足蓄熱陶瓷對強度的要求;樣品的吸水率分別為0.31%、0.36%、0.48%,達(dá)到小于0.5%的目標(biāo);其體積密度分別為2.25 g/cm3、2.09 g/cm3、2.03 g/cm3�？篃嵴饻y試表明,熱震(500℃~室溫,風(fēng)冷)循環(huán)30次后,樣品無開裂;L1、L2、L3樣品的熱震損失率分別為-22.14%、15.38%、23.93%。SEM和XRD測試表明,L系列樣品的主晶相組成為鈣長石、莫來石和α-石英;莫來石的存在可在一定程度上提高樣品的強度和抗熱震性能。顯熱陶瓷的蓄熱密度與其體積密度成正比,為提高樣品蓄熱性能,在L2、L3配方的基礎(chǔ)上,以5%的廣東英德鈉長石和5%的江西新余鋰瓷石代替10%的鄂爾多斯白云石,設(shè)計了F系列配方組成。研究結(jié)果表明,經(jīng)1260℃燒成的F1樣品性能最優(yōu)。F1樣品的體積密度為2.32 g/cm3,較L2的2.09 g/cm3提高了11.00%;F1樣品的抗折強度為68.65MPa,較L2的61.00MPa增加了12.54%。熱震測試表明,熱震30次后F1樣品的熱震損失率為6.79%,比L2的15.38%減少了55.85%,抗熱震性能較L2得到改善。SEM和XRD測試表明,樣品的主晶相為針棒狀的莫來石和顆粒狀的α-石英晶體,同時樣品斷面的氣孔形狀和分布更加均勻,使得樣品更加致密、強度提高。致密化的機(jī)理是鋰瓷石、鈉長石和鉀長石在高溫下形成了Li2O-Na2O-K2O共熔物,填充了氣孔和間隙,使樣品更加致密。為了進(jìn)一步提高樣品的抗熱震性能,在F1配方的基礎(chǔ)上,通過改變?nèi)蹌┑姆N類和含量,設(shè)計了X系列配方組成,探討了熔劑對樣品抗熱震性能的影響機(jī)理。研究結(jié)果表明,經(jīng)1240℃燒成的X3(鋰瓷石10%)樣品綜合性能最優(yōu),其吸水率、氣孔率、體積密度、抗折強度分別為0.24%、0.56%、2.32g/cm3、85.41MPa,較F系列性能優(yōu)異。室溫~300℃的熱膨脹系數(shù)為5.97?10-6℃-1;300℃的熱導(dǎo)率為1.29W/(m·K),蓄熱密度為519.35kJ/kg,滿足了節(jié)能建筑中對蓄熱陶瓷的使用性能要求�？篃嵴饻y試表明,X系列樣品在熱震循環(huán)過程中沒有發(fā)生開裂或出現(xiàn)裂紋的現(xiàn)象,X3樣品抗熱震30次后強度為83.74MPa,強度損失率為1.97%,熱震30次后的吸水率、氣孔率、體積密度分別為0.25%、0.57%、2.33 g/cm3,熱震后的各項性能較F系列和L系列樣品優(yōu)異。SEM和XRD測試表明,樣品的主晶相為針棒狀的莫來石和顆粒狀的α-石英晶體,樣品中的莫來石晶體相互交織成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),賦予了樣品較高的強度和抗熱震性能�？篃嵴饳C(jī)理研究表明樣品強度的增加以及結(jié)構(gòu)中形成的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)提高了樣品的抗熱震性能。優(yōu)選X3配方組成采用擠出成型制備了蜂窩陶瓷;利用封裝劑將相變材料封裝于蜂窩陶瓷中,制備了潛熱-顯熱復(fù)合蓄熱材料。研究結(jié)果表明,經(jīng)1240℃燒成的蜂窩陶瓷的吸水率、氣孔率、體積密度分別為9.18%、18.32%、1.81g/cm3;Y2配方的封裝劑(水玻璃40%wt)與基體的結(jié)合性能最優(yōu),其剪切強度為0.98MPa。封裝石蠟和硝酸鉀/硝酸鈉的復(fù)合蓄熱材料在50℃和225℃的蓄熱密度分別為133.54 kJ·kg-1和650.40 kJ·kg-1。此材料可望用于節(jié)能建筑。
[Abstract]:In recent years , with the rapid development of building industry , the energy consumption of building has been rising continuously , building energy saving has become the direction of building industry ' s future development . The results show that the thermal shock loss rate of F1 samples is 2.32 g / cm3 , 2.09 g / cm3 and 85.41 MPa , respectively . The results show that the thermal shock loss rate of F1 samples is 2.32 g / cm3 , 2.32g / cm3 , 85.41 MPa , and the thermal shock resistance is improved . The thermal shock resistance is 1.29W / ( m 路 K ) at room temperature to 300 鈩，

本文編號：2085480