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,并對其形貌、物相等進行分析。進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,蒸壓制備纖維增強防火板材,對其常溫導(dǎo)熱系數(shù)、力學(xué)性能、高溫性能、燃燒性能等系列性能進行了研究。結(jié)果表明,通過工藝優(yōu)化,礦渣濕磨Ca/Si比為1.4,反應(yīng)時間為5 h時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防火板中托貝莫來石物相生成,大幅提高板材的綜合性能。 

【文章來源】：硅酸鹽通報. 2020,39(08)北大核心

【文章頁數(shù)】：9 頁

【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。對高爐礦渣和Ca/Si比為1.7的填料進行物相分析,如圖2所示,可以看出加入過量的氧化鈣后,填料中出現(xiàn)了水化硅酸鈣,對液相中元素分析發(fā)現(xiàn)Ca/Si比為1.7,反應(yīng)時間為150 min時,液相中鋁元素濃度為17.30 mg/L。由此可知反應(yīng)過程中高爐礦渣發(fā)生鋁硅酸鹽的部分溶解過程,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對不同Ca/Si比下礦渣形貌和元素分布變化進行分析,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)過處理后粒徑顯著降低,同時發(fā)現(xiàn)處理后的礦渣表面呈現(xiàn)類似于水化硅酸鈣的褶皺狀及箔狀形貌。當(dāng)Ca/Si比增加時,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】：
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博士論文
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本文編號：3459039