单掺膨胀珍珠岩和膨胀蛭石磷酸钾镁水泥耐火板的不同配比.docx

整理之前的试验数据，将单掺膨胀珍珠岩和膨胀蛭石磷酸钾镁水泥耐火板的不同配比7天抗折强度变化规律进行总结。试验配比如下表1-1单掺膨胀珍珠岩配比表。表1-1单掺膨胀珍珠岩板配比编号珍珠岩1-110%1-214%1-318%1-422%珍珠岩硅灰1-318%02-118%5%2-218%10%2-318%15%2-418%20%珍珠岩硅灰空心漂珠2-318%15%03-118%15%5%3-218%15%10%3-318%15%15%3-418%15%20%珍珠岩硅灰空心漂珠乳胶粉3-216%15%10%0.00%7-116%15%10%0.50%7-216%15%10%1.00%7-316%15%10%2.00%7-416%15%10%3.00%珍珠岩硅灰空心漂珠PVA3-218%15%10%0%4-118%15%10%0.05%4-218%15%10%0.20%4-318%15%10%0.35%4-418%15%10%0.50%珍珠岩硅灰空心漂珠硅酸铝3-218%15%10%0.00%5-118%15%10%0.50%5-218%15%10%1.00%5-318%15%10%1.50%5-418%15%10%2.00%5-518%15%10%2.50%5-618%15%10%3.00%珍珠岩硅灰空心漂珠玻璃纤维3-218%15%10%0.00%6-118%15%10%0.20%6-218%15%10%0.40%6-318%15%10%0.60%6-418%15%10%0.80%6-518%15%10%1.00%将各组配比试件7d抗折强度实验结果绘制成图，如下所示。1磷酸钾镁水泥净浆中掺加膨胀珍珠岩，其7d抗折强度试验结果如下图1-1所示，材料的抗折强度随膨胀珍珠岩的掺量增加几乎成正比下降，原因是膨胀珍珠岩本身强度较比低，掺量越多，单位体积的成型材料中磷酸钾镁水泥越少，珍珠岩颗粒越多，膨胀珍珠岩做骨架，由于本身强度低，所以造成材料整体强度下降。珍珠岩掺量越多，强度越低，耐火能力相对提富，但也不是越多越好，选取珍珠岩掺量18%的配比即1-3组作为后续试验的基本配比，进行强度优化。图1-1单掺膨胀珍珠岩时材料强度变化图2 .在13组的基础上掺入硅灰,硅灰可以较好的改善磷酸钾镁水泥净浆的强度和工作性,所以尝试在单掺珍珠岩的基础上加入硅灰，进行强度和工作性能改善，其7d抗折强度试验结果如下图1-2所示。从图上可以看出，硅灰掺量5%和20%时，其强度增长速率较低，原因是硅灰掺量过少，经拌合之后太多分散，由于用量不足，无法起到足够的改善作用，而硅灰掺量过大时，会大大增加成浆用水量和拌合难度，硅灰用量过多，难拌匀，也会影响磷酸钾镁水泥本身的反应，所以无法达到最佳的改善效果，硅灰掺量15%时对工作性能较好，且对强度的改善作用也较好，并且，硅灰掺量15%时，对板材耐火性能影响不大，因此选用硅灰掺量15%的配比，即2-3组作为后续试验的基准配比。O5%10%15%20%3 硅灰掺量4 .在2-3的基础上加入空心漂珠。空心漂珠是一种本身强度大，耐高温，质量轻的材料,是常用的耐火材料之一，尝试将其用于珍珠岩板中，其7d抗折强度试验结果如下图1-3所示。从图中可以看出，空心漂珠加入之后，在用量小于10%时对强度是有一定增强作用的,但是用量过多增强效果下降。空心漂珠是一种颗粒细小的微珠材料，比硅灰颗粒大，但远小于珍珠岩粒径，本身强度高，流动性好，用量一定时，可以辅助填充材料中的空隙，使材料更密室，对强度有利，但用量过多会影响材料的整体粘接反而对强度不利。因此选用空心漂珠掺量10%即3-2组作为后续试验的基础配比。05%10%15%20%空心漂珠掺量4在3-2的基础上掺加一定量增塑剂-可分散乳胶粉。由于试验中采用的材料基本为无机材料，所以尝试在其基础上加入一定量的有机增塑剂，看看其效果。其7d抗折强度试验结果如下图1-4所示。乳胶粉的用量越多，强度也随之增大，但是总体改善效果并不理想。0.00%0.50%1.00%2.00%3.00%可分散乳胶粉掺量图I-4珍珠岩板掺加可分散乳胶粉强度变化图5.在3-2组配比的基础上添加纤维材料进行抗折强度优化。纤维材料是比较常用的抗折强度改善材料，分别选取PVA纤维，硅酸铝纤维、玻璃纤维进行适配，由于每种纤维的密度和形态不同，所以其用量选取也有所不同，具体用量见表M,其7d抗折强度试验结果如下图1-5、1-6、1-7所示。每种纤维对珍珠岩板的抗折强度都有较好的改善效果，从强度角度而言，PVA的改善效果比另外两种纤维的改善效果更好，并且每种纤维的用量都不能太多，根据实际试验经验，PVA纤维和玻璃纤维都是线状纤维，用量太多，分散性变差，容易在材料中成团，不仅起不到增强作用，反而会在试件中形成局部薄弱区，造成材料强度下降，而硅酸铝纤维是棉絮状纤维，加水搅拌后纤维分散成海绵状（个人猜想），虽然纤维本身强度不大，但是形成整体网状系统之后还是会有较好的强度改善作用，用量过多之后,单位面积的纤维过多，也容易形成薄弱区，强度下将。所以用纤维来改善板材强度时，可以根据需求和工艺水平选择合适纤维用量。.96.7.6.5.4.3.2J3.3.&&&3.3.3.3.图1-5珍珠岩板掺PVA纤维强度变化图图1-6珍珠岩板掺硅酸铝纤维强度变化图3.I,.11j.I0.00%0.20%0.40%0.60%0.80%1.00%玻璃纤维掺量Pd/赵幽生基图1-7珍珠岩板掺玻璃纤维强度变化图对于单掺膨胀蛭石的配比，试验发现漂珠和可分散乳胶粉并不能起到很好的辅助作用,所以不考虑在膨胀蛭石板中加入这两样材料，而直接采用纤维材料进行强度改善，其影响规律相差不大，但是改善效果与膨胀珍珠岩有差别。0.00%0.20%0.35%0.50%0.65%0.80%玻璃纤维掺量玻璃纤维掺量对蛭石板抗折强度的影响0.00%0.50%1.%1.50%2.00%2.50%3.00%硅酸铝纤维掺量硅酸铝纤维掺量对蛭石板抗折强度的影响总结：对于磷酸钾镁水泥珍珠岩防火板，仅掺膨胀珍珠岩时，珍珠岩掺量对其强度影响很大,但可以采取添加其他材料的方法进行强度改善达到需要的强度，如本课题采用的硅灰、空心漂珠、纤维材料，如果有需要还可以采用加入合适的有机材料配制成复合板材，已达到想要的效果，从本实验的结果可以得出，膨胀珍珠岩掺量18%时的磷酸钾镁水泥珍珠岩板经过纤维材料的增强之后，其7天强度可以达到3MPa及以上，随着养护期增长，强度还或有所改善，可以满足使用需要。并且其改善效果可以根据需要进行调整，配比灵活。对于单掺膨胀蛭石的磷酸钾镁水泥耐火板，最终选用的材料不同，但可以达到想要的效果，说明璘酸钾镁水泥可以与不同材料进行复合使用，适用性好。