粉煤灰/偏高岭土地质聚合物材料的制备及其性能研究

【摘要】地质聚合物材料是一种无机聚合物材料,它是由硅氧四面体和铝氧四面体通过氧原子连接构成的一种三维网络结构的聚合物。它具有制备工艺简单、原料来源广泛、低能耗、低污染、常温下即可制备、耐腐蚀性和耐久性强、较好的耐高温性和较好的力学性能等优点,完全符合国家在“十二五”规划中提及的淘汰落后产能,发展新型能源的方向,地质聚合物材料在工业生产和日常生活中的应用前景非常好。本文以高岭土、粉煤灰、水玻璃、氢氧化钠为主要原料,通过碱激发的方法分别制备出了偏高岭土地质聚合物材料、偏高岭土地质聚合物发泡材料、粉煤灰/偏高岭土地质聚合物材料、粉煤灰/偏高岭土地质聚合物发泡材料,对地质聚合物材料的工艺参数进行了优化,主要研究结果如下：高岭土在800℃下保温2h、n(H2O)/n(Al2O3)=13.02、水玻璃模数为1.2、浆料搅拌时间为25min、湿养、养护温度为80℃、养护时间为48h、激发剂的放置时间为12h.Si/Al比为2.1,制备出来的偏高岭土地质聚合物材料性能最佳,其抗压强度(7天)可达到86.53MPa。粉煤灰过60目筛,液固比为0.2,粉煤灰的加入量为40wt%,制备出来的粉煤灰/偏高岭土地质聚合物材料的抗压强度值为50MPa。双氧水含量为0.25wt%,硬脂酸含量为0.75wt%,养护温度为25℃,水玻璃模数为1.2,水玻璃含量为50%,制备出来的偏高岭土地质聚合物轻质发泡保温材料的性能达到最佳,抗压强度和体积密度分别为8.8MPa、0.72g/cm3,其导热系数可达到0.1W/(m.k)。双氧水的发泡效果优于铝粉,十二烷基磺酸钠具有优于硬脂酸的稳泡效果,双氧水含量为0.5wt%,十二烷基磺酸钠含量为0.75wt%时,制备出来的粉煤灰/偏高岭土地质聚合物多孔材料的性能最佳,抗压强度为9.26MPa,体积密度为0.83g/cm3,且材料气孔分布非常均匀,孔径非常小其导热系数可达到0.18W/(m·k),其具有很好的隔热效果。
【作者】朱国振；
【导师】汪长安；
【作者基本信息】景德镇陶瓷学院，材料物理与化学，2014，硕士
【关键词】地质聚合物；偏高岭土；粉煤灰；碱激发；保温材料；节能环保；

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