以脱硫粉煤灰和废碎玻璃为原料制备泡沫玻璃的研究

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我国电厂以煤为主要燃料,根据环保部门要求,越来越多的燃煤电厂安装脱硫装置,在“废物利用”的大潮流下,脱硫粉煤灰的资源化无疑成为一门越来越重要的课题。中国的日用废玻璃数量庞大,除了回收重新熔融制玻璃制品外几乎再无其他用途,所以寻找其它利用废玻璃的途径也具有比较重要的意义。在这种社会与资源背景下,以脱硫粉煤灰和废碎玻璃为主要原料制备泡沫玻璃,就具有较大的环境效益和经济效益,不仅符合资源循环利用的要求,通过技术创新使脱硫粉煤灰和废玻璃从工业废渣转变成为矿物资源,减少二次污染,还能降低成本,增加收益。本实验以脱硫粉煤灰和废碎玻璃为主要原料,添加合适的发泡剂、稳泡剂、助熔剂,在适当的温度制度下,采用粉体烧结法研制泡沫玻璃。通过对其体积密度、气孔率、抗压强度、导热系数等性能指标的测定,分析泡沫玻璃性能的影响因素,得到了最佳的配方和烧成制度。实验结果表明:以脱硫粉煤灰和废碎玻璃为原料,能够制备出含有钙铁橄榄石(CaFeSi04)和硅灰石(α-Ca3Si309)的建筑用泡沫玻璃。实验发现发泡剂的种类与掺量、稳泡剂和助熔剂的种类与掺量、烧结温度和时间、保温温度和时间等因素均会对泡沫玻璃性能产生一定的影响,其中发泡温度的影响最明显。分析结果发现在一定温度范围内,泡沫玻璃的体积密度和抗压强度随发泡温度的升高先减小后增大,而气孔率则刚好相反。实验得出制备泡沫玻璃的最佳配方为:脱硫粉煤灰20.Owt%,废碎玻璃粉80.Owt%,碳酸钠7.5wt%,碳粉2.5wt%,磷酸钠1.5wt%,硼酸3.0wt%。最佳温度制度:室温以5℃/min的速率升至500℃保温30min,再以10℃/min的速率升至830℃保温60min后,以同一速率升至950℃保温60min,之后使样品随炉自然冷却。得到的最佳样品性能:体积密度1.089g/cm3,气孔率56.12%,抗压强度30.1MPa,导热系数0.101W·m-1℃-1。
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