地聚物基聚苯颗粒外墙外保温材料的制备及其性能研究-化学工程专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 桂林理 桂林理工大学硕士学位论文 摘要 由于国家对建筑节能要求的提高，传统的保温材料已不能满足人们需求，新型保 温材料的研制迫在眉睫。而且随着可持续发展战略的提出，建筑保温材料绿色环保的 制备方法具有广阔的发展前景，成为科学工作者的研究热点之一。以地聚物代替水泥， 废弃的聚苯乙烯泡沫为轻骨料，制备外墙外保温材料更是备受人们的关注。 本论文以一类新型胶凝材料—地聚物为基体，利用废弃的聚苯乙烯泡沫（EPS） 制备复合建筑保温材料，利用地聚物耐高温、高强度的性能提高 EPS 颗粒保温材料的 强度及耐火性能。首先利用 TG-DSC、IR、XRD、Raman、SEM 等测试手段确定了青 岛高岭土制备偏高岭土最佳煅烧温度及时间为 600℃、6h。利用偏高岭土为原料制备 了地聚物，经实验获得了地聚物最佳制备条件为：水灰比 0.35，碱激发剂掺量 21%， 水玻璃模数 1.4，养护制度为用保鲜膜包裹 50℃下养护 9d 在自然养护 19d。同时通过 IR、XRD 及 SEM 测试手段对地聚物不同时间段的水化产物进行研究，发现地聚物在 反应初期，其硅氧铝骨架结构会在碱性环境下解聚，释放出[SiO4]4-、[AlO4]5-单体，随 着反应的进行，其水化产物中形成新的无定型的硅氧铝骨架结构，呈层状致密堆积， 且随水化时间的延长而增加。研究了提高 EPS 颗粒与地聚物胶凝材料的亲合力的方法， 以三乙醇胺和固含量为 40%的乳胶粉乳液按体积比 1:1 得到的混合液为复合改性剂， 对 EPS 颗粒表面进行改性，其掺量为 EPS 颗粒体积的 3%，EPS 颗粒表面的偏高岭土 包裹量为 EPS 颗粒质量的 4 倍，获得了具有壳核结构的 EPS 颗粒，极大的改善 EPS 颗粒与地聚物胶凝材料的亲合力，提高了二者界面的粘结性能。最后经实验确定保温 材料制备的最佳配比为：纤维素醚掺量为偏高岭土质量的 0.5%，木质纤维掺量为偏高 岭土质量的 0.6%，乳胶粉掺量为偏高岭土质量的 3%，EPS 颗粒体积掺量为 80%。按 此配方制备的保温材料，各项性能指标分别为：导热系数 0.065/W·m-1·K-1，干表观密度 308/kg·m-3，抗压强度 0.29/MPa，粘结强度 0.15/MPa，吸水量 902.8/g·m-2，软化系数 0.79，难燃性 B1 级。 关键词：地聚物；偏高岭土；聚苯乙烯泡沫；表面改性剂；建筑保温材料 I ABSTRACT Due to the national requirements of building energy efficiency improvement, the traditional thermal insulation materials have been unable to meet the needs of the people. Development of new insulation materials is urgent. Along with the strategy of sustainable development, the green environmental building insulation materials preparation method has broad prospects for development. Replacing cement by Geopolymer and using waste polystyrene foam as a lightweight aggregate to prepare exterior wall thermal insulation material is getting people to pay attention. In this paper, a new type of cementitious materials ---Geopolymer as the matrix, using waste polystyrene foam (EPS) for preparing composite insulation materials. Improving the strength and refractoriness of EPS particles insulation material by high temperature resistant and strength of Geopolymer. First, find the best calcining temperature and time of Qingdao kaolin were 600 ℃ , 6h by TG-DSC,