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玻璃基废弃物复合材料的研制及性能分析

季绍武  
【摘要】:本文介绍了废弃物复合材料的发展背景和现状,国内外废玻璃的回收利用情 况及铸造废砂的综合利用情况,并总结了国内外玻璃基废弃物复合材料的发展历 程,技术现状和应用情况,为我国绝热材料行业发展优质的新型玻璃基废弃物复 合材料提供有效的借鉴作用。 本文以废玻璃和铸造废砂为主要原料,添加适量发泡剂及辅助原料,用粉末 烧结法制备玻璃基废弃物复合材料。通过分类比较和对比实验,确定了制品生产 原料中铸造废砂的用量,发泡剂的种类、粒度和用量,助熔剂和稳泡剂的用量。 确定了烧成工艺的各个阶段的温度和停留时间。采用金相显微镜和图像分析仪对 制品的气泡结构进行检测和分析,重点探讨了制品气泡核的形成、泡体的膨胀和 冷却固化过程中的机理和影响因素。通过对制品宏观物理性能的检测,分析了铸 造废砂的用量,发泡剂的种类、粒度和用量,助熔剂和稳泡剂的用量对制品结构 与性能的影响,以及烧成工艺的各个阶段对制品结构与性能的影响。从而确定了 制备玻璃基废弃物复合材料的较佳工艺条件。此外,还对玻璃基废弃物复合材料 的吸声性能进行检测和分析。 研究表明:铸造废砂的掺入有助于提高制品的抗压强度和抗折强度;发泡剂1 与发泡剂3的适量组合使用可获得均匀的闭孔型气泡结构;助熔剂1和稳泡剂1 可以改善制品的气泡结构;绝热型玻璃基废弃物复合材料制备的较佳配方为:废 玻璃:铸造废砂:发泡剂1:发泡剂3:助熔剂1:稳泡剂1=70:30:7:1. 5:4. 5:4。 较佳烧成工艺见图2. 2。较佳产品的性能为:孔径1. 41mm,孔隙率87%,容重 367kg/m3,导热系数0. 043w/m.k,抗压强度1. 46MPa,抗折强度0. 85MPa,含水率 2%,吸水率12. 3%。而制品的吸声系数仅为0. 115。 论文对几种绝热材料的性能进行比较,分析了绝热型玻璃基废弃物复合材料 的性能优点、应用领域、市场前景、机遇和优惠政策。结果表明,本课题利用废 玻璃和铸造废砂研制绝热型玻璃基废弃物复合材料是一种合理的废弃物综合利用 方法,符合可持续发展原则和生态环境材料的发展要求,具有很高的经济效益、 社会效益和环境效益。


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