外文翻译非蒸养和非烧成粉煤灰隔热材料研究.docx
- 文档编号:13820707
- 上传时间:2023-06-17
- 格式:DOCX
- 页数:13
- 大小:726.67KB
外文翻译非蒸养和非烧成粉煤灰隔热材料研究.docx
《外文翻译非蒸养和非烧成粉煤灰隔热材料研究.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《外文翻译非蒸养和非烧成粉煤灰隔热材料研究.docx(13页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
外文翻译非蒸养和非烧成粉煤灰隔热材料研究
外文翻译
非蒸养和非烧成粉煤灰隔热材料研究
罗玉萍1,2,王力军1
1中国辽宁,大连理工大学水利水电工程学院,116024,
2中国山东,烟台大学,土木工程学院,264005,
摘要:
提出了一种水泥和双氧水为原料合成非蒸养和非烧成航线使用粉煤灰的隔热材料。
对材料属性如表观密度、抗压强度、抗折强度、导热性、耐水性和隔热性能的研究,及一些影响因素及其性能的探究.这种材料的表观密度为360kg/m3,抗压强度在1.86MPa时,导热系数为0.072W/(m·K),软化系数为0.55,耐热温度为300℃。
试验结果表明,这种材料重量轻,强度高,良好的隔热。
此外,既不蒸汽烧结固化,也不需要技术生产它。
另外,大量使用粉煤灰,使它成为低成本,环境友好型建设材料。
关键词:
粉煤灰;隔热材料;非蒸养;耐水性
1简介
粉煤灰是一种来自煤燃烧发电厂的矿物残渣,这是具有高度可湿性粉剂。
它包含硅铝酸盐和含铁玻璃状颗粒(约60%-80%),加上形状不规则的颗粒非晶态粘土,莫来石,石英和未变质燃料[1]。
粉煤灰悬浮在废气中,可凝固在静电除尘器或过滤袋内。
当凝固时,粉煤灰颗粒通常是球形的颗粒形状,范围的大小从0.5μm至100微米。
其主要化学成分是二氧化硅,氧化铝和氧化铁,使之成为一个铝和硅的聚合物合适的来源,。
他们还具有火山灰形式,因此可以反应,氢氧化钙和碱胶凝形成的化合物[2]。
由于快速增长的电力需求,特别是新兴经济体,发电厂产生的粉煤灰数量正在迅速增长。
在许多发展中国家,粉煤灰利用率相当低,一般低于30%。
毫无疑问,有效地利用发电厂产生的粉煤灰将大大有利于回收并再利用原材料以及保护环境。
事实上,粉煤灰已被广泛用作更换硅酸盐水泥的混凝土,它引起了极限强度的混凝土,增强耐化学性和耐久性[3]。
这种更换减少了温室气体,因为生产1吨普通硅酸盐水泥,估计生产一吨的二氧化碳。
此外,粉煤灰可作为流动填补,自密实回填材料,土壤稳定调整[4]。
最近,它也被用来作为一个组成部分的地聚合物混合物[5-7]。
非蒸养和非烧成粉煤灰热在加气混凝土材料由一种多孔型组成水泥作为水泥,粉煤灰作为填料和过氧化氢溶液作为一个引气剂[8]。
它的特点是重量轻,高机械强度,是理想的保温隔热,它消耗更少的能源生产,并已广泛的应用。
它可用于建筑保温材料在屋面、管道和复合型墙壁,保温是必然要求。
我们介绍一种中国烟台当地电厂产生的粉煤灰制保温材料,这表明再利用粉煤灰建筑材料的可行性。
粉煤灰是可由发电厂大量提供的被浪费的产品[9]。
2试验过程
2.1原料
镁:
我们的研究中使用的一种白色或浅黄色粉末。
主要组成部分是镁粉末。
它由烧成菱镁矿通过高温制成粉末.合格的烧成镁砂密度是3.1至3.4g/cm3。
其密度为800-900kg/m3。
我们实验用的是山东莱州氧化镁,其氧化镁含量大于92%。
干卤盐:
干卤盐是干燥的材料,其主要成分是MgCl2。
我们的实验使用了江苏盐城的干卤盐。
其中MgCl244.78%,而SO42-小于2%,而NaCl小于2%。
镁和镁化合物的混合解决方案MgCl2-H2O体系,这是水泥的隔热材料。
主要成分是5Mg(OH)2·MgCl2·8H2O。
应该对照MgO/MgCl2(摩尔比)=4-6的混合物,所以稳定的518阶段可以实现。
SO42-的和NaCl的数量在水泥应尽可能低,否则SO42-的在MgO中水泥和石灰的反应将彼此产生扩张,导致产品开裂。
并且NaCl容易沉积在产品表面。
本实验MgO/MgCl2和H2O/MgO摩尔比分别控制在5和1.5。
在此卤盐密度应该控制在23-30波美度。
粉煤灰:
粉煤灰是火电厂的废渣,密度为1.9-2.4g/cm3,密度550-800kg/m3和表面积约0.21-0.39m2/g,我们实验用的是烟台发电厂的湿粉煤灰。
表1显示了粉煤灰的化学成分。
Table.1Chemicalconstituentsoffly-ash
该粉煤灰主要包括铝硅玻璃、晶体和一些不完全燃烧煤。
铝硅玻璃约50%-80%。
晶体主要是混合的石英和莫来石,还有少量的赤铁矿和磁铁矿。
粉煤灰主要用于隔热填充材料,它可以调整泥浆的粘度和生产的速度。
因此它可以产生理想的多孔结构并且提高保温隔热性能。
与MgCl2反应时,其活性成分生成MgO-SiO2-H2O体系,并与CaO生成CaO-SiO2-H2O体系,产生抗分裂和耐水性能。
实验证明,利用细磨粉煤灰粉煤灰可以取得比原始粉煤灰分布更好的的孔隙结构和强度。
在我们的实验中,粉煤灰是细度不到30微米(平均粒径),以取得理想的孔径分布和机械强度,相比之下,那些回收的粉煤灰中,粉煤灰和MgO质量比值控制在1-1.3。
加气剂:
加气剂是一种多孔性物质。
我们经常使用铝粉、锌粉、双氧水等。
此实验,过氧化氢溶液作为空气剂,不同浓度的双氧水加入量不同,平均为2%-6%。
气泡稳定剂:
气泡稳定剂是表面活性剂。
这些表面活性剂由极性和非极性的自由基组成。
它们可以降低表面张力,促进形成气泡和防止收集分散气泡,使气泡稳定。
此实验中,碳化物和烷基苯磺酸钠组成的复合型外加剂(CN)的含量控制在0.2%-0.9%。
实验结果表明,应严格控制CN的含量。
CN量过少将导致产品质量变差,过多的CN会使产品开裂。
添加剂:
此实验的添加剂包括磷酸、硫酸钠、水玻璃、聚氨酯、环氧树脂,用于增强产品耐水性能。
纤维材料:
此实验的纤维材料包括纸张纤维和玻璃纤维,提高强度和抗裂性。
其质量分数控制在2%左右。
2.2样品制备
图1是一个流程图,显示实验过程中样品的制备,固体骨架没有添加剂。
在粉煤灰的干燥105℃,应仔细检查,用0.08毫米的筛。
应以同样的细筛处理粉末。
干卤盐将溶于水,密度为23-30波美度。
粉煤灰和氧化镁粉末按上述比例混合。
加入卤水、气泡稳定剂和纤维,然后彻底地混合在一起。
再加入双氧水混合,搅拌均匀,然后浇注入模。
料浆的量控制在模具的2/3。
约3分钟,泥浆浇注完成。
7-8小时后切除凸起部分,10个小时后拆除模后,其次是在室温下干燥。
图1粉煤灰生成隔热材料流程图
Fig.1Flowchartforsynthesisofthermalinsulatingmaterialfromfly-ash
当加入卤水溶液,实验步骤如虚线框架图1所示。
干样品沉浸在添加剂中,一定时间内达到适当密度,之后进行干燥。
此实验中,卤水、过氧化氢和添加剂含量,以及粉煤灰与MgO的比不同,使料浆浆不断改变,产生理想的孔径分布和机械强度。
尤其是研究大量卤水和过氧化氢对样品密度和力学性能的影响。
由下文的讨论可知,密度对热性能和机械性能影响很大。
2.3性能表征
对各种实验参数进行优化之后,评价样品热性能和机械性能。
实验对这些财产的测试车里德对样品的年龄为7天。
为抗压强度,样品切成7.07cm×7.07cm×7.07cm的小块,压缩速度为0.5兆帕/秒时测试抗折强度。
用标准的导热系数仪,对试样板20cm×20cm×2cm,20cm×20cm×6cm,进行了导热系数的测试。
3结果与讨论
表2总结了表观密度、干密度、抗压强度、抗折强度和导热系数。
非蒸养和非烧成粉煤灰保温材料与典型的泡沫混凝土,是密度更小、抗压强度更高和导热系数更小的泡沫混凝土。
3.1力学性能
保温材料的力学性能如抗压强度和抗折强度,主要依靠表观密度,连同其他几个微观结构参数。
此实验的非蒸养和非烧成粉煤灰保温材料的表观密度主要受处理过程中参数影响。
研究过氧化氢和卤水的含量对表观密度所造成的影响。
表2隔热材料的性能
Table.2Propertiesofthermalinsulatingmaterial
图2显示了过氧化氢含量和密度的关系,其他实验参数保持不变。
过氧化氢的量增加了0.8%-4.3%,表观密度的范围为370-430kg/m3。
图2过氧化氢含量和表观密度之间的关系
Fig.2Relationshipbetweentheamountofhydrogenperoxideanditsapparentdensity
图3显示表观密度密度和卤水密度的关系,当过氧化氢的量控制在4%。
随着卤水密度的增加,表观密度的范围增加20%-30%。
对于给定的数额的518阶段,低密度卤水利于形成低的表观密度,有利于保温。
粉煤灰通过非蒸养和非烧成的隔热材料的抗压强度已作为一个判断的表观密度。
在粉煤灰/MgO(重量)的比例固定为1.0时,抗压强度很大程度上取决于表观密度。
图4表明,抗压强度增加的表观密度范围为386-438kg/m3。
一方面,有人指出过氧化氢在规定的限额,抗压强度没有很多不同的变化;另一方面,抗压强度受粉煤灰颗粒性能的影响。
细磨的的粉煤灰改善抗压强度。
事实上,不规则颗粒导致不规则孔隙造成的材料抗压强度降低。
此实验中,粉煤灰磨细,使他们的平均粒径小于30微米,这有助于提高机械强度。
图3卤水和表观密度的关系图4抗压强度和表观密度之间的关系
Fig.3Relationshipbetweenthedensityofbitternsolutionandtheapparentdensityofthematerial
Fig.4Relationshipbetweenthecompressivestrengthandapparentdensity
3.2导热系数
图5显示粉煤灰制保温材料导热和表观密度之间的关系。
可知,表观密度增大,导热系数增加,导热系数范围0.067-0.07W/(m·K)段。
过高表观密度将降低材料的保温性能。
如表2所示,各种导热系数的测定表明在此实验中的非蒸养和非烧成粉煤灰隔热材料是比较有利的是泡沫混凝土。
图5导热系数和表观密度之间的关系
Fig.5Relationshipbetweenthecoefficientofthermalconductivityandapparentdensity
3.3耐水性
非蒸养和非烧成粉煤灰保温材料,在机械强度的结构与518阶段密切相关。
晶体结合点前有较高的溶解度,因此多余的水存在,导致机械强度降低。
为了增强隔热材料的耐水性,对粉煤灰进行几种类型的浸泡试验,改变软化因子。
一方面,运用适当的添加剂可提高粉煤灰隔热材料耐水性,由于溶解度降低硬化阶段或改变所引起的晶体结构。
另一方面,增加一个性能也会影响凝结时间和机械强度。
有人指出,软化系数增加,但机械强度下降,而添加剂也可能影响制品性能。
当添加剂减少,隔热材料的耐水性增强,为MgCl2降低样品表面ERS和堵塞漏洞的毛细管。
添加剂包括磷酸、硫酸钠、水玻璃、聚氨酯和环氧树脂。
实验使用了不同浓度添加剂,实验过程中显示图1。
压应力的测定在0.5MPa/s时,对样品浸水三天。
测试样品耐水性。
表3列出了粉煤灰隔热材料和没有添加剂相比软化系数和强度的变化。
表3粉煤灰隔热材料不同比例添加剂软化系数和机械强度变化
Table.3Softeningcoefficientandchangeinmechanicalstrengthforthenon-steam-curedandnon-firedfly-ashthermalinsulatingmaterialsinvariousproportionsofadditives
表3表明,有添加剂的加入或浸泡,与没有任何添加剂的样品软化系数为0.38对比。
事实上,没有添加剂的样品的软化系数高于粉煤灰隔热材料,但机械强度差。
粉煤灰含有二氧化硅、氧化铝和氧化铁作为主要的化学成分,能增强机械强度。
可结合残留MgCl2生成MgO-SiO2-H2O体系。
也可与CaO生成CaO-SiO2-H2O体系。
相比之下,5号和8号样品显示软化系数变化很小,机械强度变化很大,使其成为一个有用的保温材料。
样品5添加剂是磷酸和硫酸钠,明显加大软化系数变化,但机械强度的降低很大。
样品6软化系数有点相似,然而,机械强度降低比较大。
样品8加水玻璃液,成本明显降低。
虽然其中一些添加剂会带来一定不理想的缺点,但表现出很好的防水性能,特别是,制造过程不需要任何蒸汽固化和高温烧结,因此降低生产成本。
此外,再利用和回收利用粉煤灰是环境友好的。
我们还注意到,增加的水阻力,盐析现象得到改善。
3.4耐热性
研究了耐热性的行为,不蒸养和非烧成粉煤灰隔热材料用加热电炉,分别在温度为200,250,300,350,400,450和500℃2小时,然后取出测试机械性能。
表4列出每一个温度热处理后平均损失量和平均强度。
随着温度的升高,由于挥发性成分的分解损失,质量损失有明显增加。
同时,机械强度的降低。
在温度高达300℃时,机械强度为0.68MPa,达到保温材料基本的强度要求。
如前所述表明,非蒸养和非烧成粉煤灰保温材料使用温度在300℃时,具有所需的耐水性和减少盐析。
表4在不同温度热处理后平均损失量和机械强度的隔热材料
Table.4Averagelossofmassandmechanicalstrengthofthethermalinsulatingmaterialsuponthermaltreatmentatvarioustemperatures
4结论
1)非蒸养和非烧成粉煤灰隔热材料利用粉煤灰,水泥和双氧水为原料。
实验结果表明,非蒸养和非烧成粉煤灰保温材料具有以下几个优点:
重量轻,强度高,良好的隔热性能并且生产成本低。
表观密度是360kg/m3,其抗压强度1.86MPa,抗折强度和0.42MPa。
导热系数是0.072W/(m·K),软化系数为0.55,同一表观密度范围内其隔热性能优于泡沫混凝土。
在同一表观密度范围它也可以满足泡沫混凝土。
该材料可节省能源和环保,会更受关注。
2)隔热材料的水阻力很受关注,主要原因是,与空气的结合和由此产生的多孔结构。
我们已经证明,用适当的添加剂,软化系数可提高到0.38至0.55,然后能满足建筑材料的要求。
事实上,粉煤灰隔热材料可以改善整体耐水性,即双方的阻尼和盐析是可以控制的。
3)材料的耐火度是300℃,因此可以在此温度使用。
当非蒸养和非烧成粉煤灰保温材料在高温下使用时,它可避免一些存在于常温的缺陷,如差的耐水性和盐析等
参考文献
[1]DiamondS.Particlemorphologiesinfly-ash.CemConcrRes,16(4)(1986),569–79.
[2]JanB.Benefitsofslagandfly-ash.ConstructionandBuildingMaterials,10(5)(1996):
309–314.
[3]MalhotraVM.Highperformance.highvolumefly-ashconcrete.ConcreteInternational,24(7)(2002),30–34.
[4]DovenAG,PekriogluA.Materialpropertiesofhighvolumefly-ashcementPastestructuralfill.JournalofMaterialsinCivilEngineering,17(6)(2005),686–693.
[5]WuHC,SunPJ.Newbuildingmaterialsfromfly-ash-basedlightweightInorganicpolymer.ConstructionandBuildingMaterial,21
(1)(2007),211–217.
[6]BarbosaVFF,MackenzieKJD.Thermalbehaviorofinorganicgeopolymesandcompositesderivedfromsodiumpolysialate.MaterResBull,21(43)(2002),1–13.
[7]PhairJW,DeventerVJSJ.Characterizationoffly-ash-basedgeopolymericbindersactivatedwithsodiumaluminate.IndEngChemRes,42(42)(2002),42–51.
[8]YuanRZ.CementitiousMaterials.Wuhan.WuhanIn-dustrialUniversityPress,1998(InChinese).
[9]ZhengDM,QianHP.CivilEngineeringMaterials.Beijing.ChinaMachinePress,2005(InChinese).
8英语原文
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 外文 翻译 非蒸养 烧成 粉煤 隔热材料 研究