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1、毕 业 论 文 题目： 硅藻土改性板材的研究大连工业大学本科毕业论文硅藻土改性板材的研究The modified diatomite sheet research论文完成日期 2013 年 月 日学 院： 轻工与化学工程学院 专 业： 化学工程与工艺 学 生 姓 名： 班 级 学 号： 指 导 教 师： 评 阅 教 师： 注：页眉，居中，楷体，五号。阅后删除此文本框。摘 要伴随着国内传统技术产业的进步和高科技新型无机材料的发展，非金属矿物的应用取得了较为显著的进步，对非金属型矿物进行深加工利用是满足市场发展的必由之路。硅藻土具有密度小、多孔性、比表面积大、耐酸、耐碱、吸附性好、绝缘等特性, 而
2、且中国硅藻土矿储量丰富, 故而硅藻土作为一种新型的室内装饰材料近年来已经被广泛应用。本文在简单介绍硅藻土化学成分、表面特性等性质的基础上, 叙述了近年来国内国外对于改性硅藻土的利用以及硅藻土改性板材作为一种新型材料的应用价值，并且对于硅藻土改性板材的成分配比做了如下定制：硅藻土50%、水泥20%、岩棉15%、树脂10%、铝粉0.15%以及胶粉4.85%组成，煅烧温度在165，煅烧时间为3h，水料比为0.5。关键词：硅藻土；改性；抗压强度；净化空气AbstractThe utility of non-metal mineral powder is developing rapidly with
3、the development of traditional industry technology and new high-tech materials，thus it is of great importance to further process non-metal minerals in order to match the demand of the ever developing market.The diatomite is characteristic of Porosity，low density，high superficial area，good adsorbabil
4、ity，acid resistant alkali resistance, insulation and r ich reserves.Modified Diatomite as a kind of new adsorption material decoration materials has been widely used in recent years.In this paper，on the basis of the simple description of diatomite chemical composition, surface properties and other p
5、roperties and elaborates a thing in this article ：in china and abroad in recent years，as the development trend of new materials for the modified diatomite used and diatomite modified sheet as the value of a new material，and for a distribution of the sheet of Diatomite Modified likened the following
6、custom: 50% diatomaceous earth, 20% of cement, 15% rockwool, resin 10% and 0.15% aluminum powder composed of 4.85%, calcination temperature of 165 , calcination time was 3h, the ratio of water to 0.5.Key Words ：diatomite；modification；Air purification；Compressive strength目 录摘 要IAbstractII第一章 绪论11.1 前
7、言11.2 硅藻土的来源与产生21.2.1 硅藻土的定义21.2.2 硅藻土来源21.2.3 硅藻土特性31.3 硅藻土在国内外的利用情况61.3.1 硅藻土国内的利用情况61.3.2 硅藻土在国外的应用81.4 国内外新型材料81.4.1 保温节能材料81.4.2 新型墙体材料131.5 硅藻土在我国应用上存在的问题15第二章 实验部分1721 试验原材料172.1.1 硅藻土172.1.2 添加的胶粉172.1.3 水泥172.1.4 树脂172.1.5 其他材料172.2 实验仪器182.3 实验过程212.3.1 实验方案流程图212.3.2 对硅藻土进行前处理及选定温度232.3.3
8、 实验过程中吸水率测定方法232.3.4 实验过程中软化系数B的测量242.3.5实验过程中抗压强度的测试242.3.6 实验样品在盐水中的测试25 2.3.7 实验样品容重的测定. .25第三章 结果与讨论27 3.1 对影响改性硅藻土样品的因素进行总结分析.273.1.1 烘干温度对改性硅藻土的影响。273.1.2 胶粉的加入对改性硅藻土的影响。283.1.3 无机添加材料对改性硅藻土的影响323.1.4 发泡剂的铝粉对实验的影响。363.1.5其他添加剂对材料的影响383.1.6 试验样品最佳工艺、配比的研究40结 论44参考文献46致 谢48第一章 绪论1.1 前言硅藻土自1833 年
9、首先在德国汉诺威发现以来，已有一百多年的历史。最初用于吸收硝化甘油,进入20 世纪后,美国、德国、法国、丹麦等国的硅藻土工业稳定并持续发展,到了50 年代,产品品已遍及生产生活各个领域, 用于过滤,保温材料,填料和催化剂载体等领域的产品结构已基本定型,产品总量达100 万吨,而后,硅藻土工业随世界经济发展而继续发展。到1975 年总产量达140 万吨,1984 年为152 万吨,1988 年达186 万吨。进入90 年代初中期,总产量有所回落,在145 万吨到160 万吨之间波动1。世界硅藻土资源十分丰富，分布范围很广，除南极其它各洲均有发现，已知全球共有硅藻土18.4220 吨，远景储量35
10、.73 亿吨。其中亚洲居第一位，约10 亿吨；欧洲5 亿吨；美洲、非洲和大洋洲5 亿吨。我国的硅藻土资源丰富，主要集中在东部及西南地区。从地质时代上讲，有工业意义的硅藻土矿床仅限于第三系及第四系，因此在资源分布上受到一定地域的限制，其中探明储量的矿区有354 处，矿石总保有储量达3.85 亿吨，仅次于美国，居世界第二位。我国10 省（区）有硅藻土矿产出。在地区分布上，以吉林最多，占全国储量的54.8，云南、福建、河北等地次之。此外，在黑龙江、山西、海南都发现了硅藻土矿。20世纪50年代，硅藻土产品品种已相当丰富，应用遍及经济和生活各领域，用于过滤，保温材料，填料和催化剂载体等领域的产品结构已基
11、本定型，产品总量达100万t2。随着世界经济发展，硅藻土工业得到进一步的发展，被广泛用于助滤剂、填料、建筑材料和保温绝热材料、载体等方面3。硅藻土壁材从本质上讲属于自然素材。传统的泥土墙、白灰墙等自然素材在历史上都有很长时期的应用。硅藻土壁材是利用现代材料技术对传统自然素材的革新，是对传统素材的继承和发扬，是壁材历史的复归和延续。传统材料的复归说明了人们开始重视环保和健康。硅藻土壁材无毒、无害，施工后，除水分挥发外，不会再挥发出其它物质，没有游离单体之类VOC 的危害问题，从根本上避免了室内空气的污染。无需任何能耗和材料，能全天候全自动长效吸附有毒有害气体、烟雾和异味。从保护环境的角度看，硅藻
12、土壁材在生产过程中，没有污水、废气的排放问题；包装简单；运输保管也无火灾等安全隐患问题；施工时，无毒、无味，涂装工具易于用水冲洗，不产生垃圾，装修完即可入住。硅藻土壁材最大的亮点是装修出健康居住空间以及具有高度的环保性。 硅藻土在我国是具有资源优势的矿种，但目前综合水平偏低,和发达国家相比，存在品种少、应用领域不多、人均消费量低和生产规模较小的差距。但可以认为，随着改革开放和科学研究的深入，相关部门的关注，我国硅藻土资源的综合利用水平与国外的差距将逐步缩小。随着硅藻土提纯的新技术深入研究，可以满足新产品综合的需要；另外结合硅藻土的理化特性，对硅藻土表面微观改性、微孔结构的人为调控等，可以综合硅
13、藻土的新用途，进一步提升其附加价值。1.2 硅藻土的来源与产生1.2.1 硅藻土的定义硅藻土是一种生物成因的硅质沉积岩，主要由古代硅藻遗体组成。1.2.2 硅藻土的来源硅藻土是一种硅质岩石，主要分布在中国（如图1.1 我国近年来硅藻土产量分布）、美国、丹麦、法国、苏联、罗马尼亚等国。是一种生物成因的硅质沉积岩，它主要由古代硅藻的遗骸所组成。其化学成分以SiO2为主，可用SiO2nH2O表示，矿物成分为蛋白石及其变种4。我国硅藻土储量3.2亿吨，远景储量达20多亿吨，主要集中在华东及东北地区，其中规模较大，工作做得较多的有吉林、浙江、云南、山东、四川等省，分布虽广，但优质土仅集中于吉林长白、云南
14、两地区，其他矿床大多数为3-4级土，由于杂质含量高，不能直接深加工利用。而硅藻土的主要组成硅藻，则是一种生活在海洋中的藻类，硅藻种类多、数量大，因而被称为海洋的“草原”。经过漫长的年代，那些在海底沉积下来的以硅藻为主要成分的沉积层，逐渐形成了经济价值极高的硅藻土。其化学成分以SiO2 为主，含有少量Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O 和有机质等5。其中SiO2 的含量是评价硅藻土质量的重要参数，SiO2 含量越高，说明其质量越好。硅藻土的矿物成分主要是蛋白石及其变种，其次是黏土矿物水云母、高岭石和矿物碎屑。硅藻土通常呈白色、灰色或浅褐色等，杂质含量越高，则反映出的颜色越深。图1.1
15、 近年来我国硅藻土产量分布1.2.3 硅藻土特性主要在以下方面：物理性质、外观性能、颗粒特性、化学成分（1）硅藻土的物理性质 硅藻土的密度1.9-2.3g/cm3,堆密度0.34-0.56g/cm3,比表面积40-65m/g,孔体积0.45-0.98cm3/g,吸水率是自身体积的2-4倍，熔点1650C1750C在电子显微镜下可以观察到特殊多孔的构造（如图1.2所示）。图1.2 硅藻土的SEM图（2）硅藻土的化学成分 硅藻土是以硅藻体为主体的天然沉积物，硅藻体是由水底中的藻类、放射虫类或海绵的遗骸在漫长的大自然演变中矿化而成，其基本部分是具有多孔结构的硅质壳壁6-8 其化学成分主要是SiO2，
16、并且含有少量的Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO等，还包括其他的几种有机质。图1.3 硅藻土的表面化学结构图1.4 硅藻土的EDS图（3） 硅藻土的颗粒特性 硅藻土中的微孔结构的直径主要分布在300-100纳米之间，边缘孔径为30-80纳米，50纳米以下的微孔结构很少10-11，理论上，对于粒度的尺寸在100nm左右的颗粒，不仅能够负载在硅藻土的表面，也可以进入微孔内。硅藻土颗粒细密而又多孔隙,颗粒大小和形状通常也是不规则的,粉粒直径通常仅仅只有几微米。 （4） 硅藻土的外观特性 由于硅藻土中含有的各种杂质，导致其通常呈先不同颜色，如白色、灰白色、浅灰、褐色等。因为硅藻有多种形态存在，所以
17、硅藻土通常也具有各式各样的微观形态样貌，如筒状、圆盘状、针状、羽状等9，其中以圆盘状为主（图1.5 硅藻土不同种类微观图像）。图1.5 硅藻土不同种类微观图像1.3 改性硅藻土在国内外的利用情况1.3.1 改性硅藻土在国内的利用情况在2003年10月闭幕的中国第二届绿色建材博览会上，硅藻土壁材在北京上市，这种具有全新材料配方并承袭了传统施工方法的功能型内墙饰面材料，由薮原株式会社、大贩瓦斯化学株式会社和大津建材三方合作引入中国。该类型的建材可以有效去除空气中的游离甲醛、苯、氨、VOC等有害物质以及宠物体臭、吸烟、生活垃圾所产生的异味，全面解决室内空气污染，明显改善室内生活环境。随着人们对新型无
18、机材料的认识不断加深，硅藻土也越来越多的受到国内科学家们的关注，现已主要应用在如下领域：（1） 农药业：可湿性粉剂、旱地除草剂、水田除草剂以及各种生物农药。 应用硅藻土优点：PH值中性、无毒，悬浮性能好，吸附性能强，容重轻，吸油率115%，细度在325目-500目，混合均匀性好，使用时不会堵塞农机管路，在土壤中能起到保湿、疏松土质、延长药效肥效时间，助长农作物生长效果。（2） 复合肥料业：果木、蔬菜、花草等各种农作物的复合肥。 应用硅藻土优点：吸附性能强、容重轻、细度均匀、PH值中性且无毒，混合均匀性好。硅藻土可成为高效肥料，促使农作物生长、改良土壤等方面作用。（3） 橡胶业：车辆轮胎、橡胶管
19、、三角皮带、橡胶滚动、输送带、汽车脚垫等各种橡胶制品中的填料。 应用硅藻土优点：能明显增强产品的刚性和强度，沉降体积达95%，并可提高产品的耐热、耐磨、保温、抗老化等化学作用的性能。（4） 建筑保温业：屋顶隔热层、保温砖、硅酸钙保温材料、多孔性煤饼炉、隔音保温防火装饰板等保温、隔热、隔音建筑材料、墙体隔音装饰板、地砖、陶瓷制品等。 应用硅藻土优点：硅藻土应在水泥中作添加剂，在生产水泥中加5%硅藻土，可提高搞强度ZMP，水泥中SiO2变活性，可作为抢险水泥作用。（5） 塑料业：生活塑料制品、建筑塑料制品、农用塑料、窗门塑料、各种塑料管道、其它轻重工业塑料中制品。 应用硅藻土优点：有优良的延展性，
20、有很高的冲击强度、拉伸强度、撕裂强度、质轻软、耐磨性好、搞压强度好等方面的优质作用。 （6） 造纸业：办公用纸、工业用纸等各种纸张； 应用硅藻土优点：体质轻软，细度在120目至1200目范围内，硅藻土的加入能使纸张平滑，重量轻，强度好，减少因湿度变化而引起伸缩，在卷烟纸中可调节燃烧率，无任何毒性副作用，在滤纸中可提高滤液澄清度，并使滤速加快。（7） 油漆涂料业：家具、办公用油漆、建筑涂料、机械、家电油漆、油印墨、汽车油漆等各种油漆涂料填料。 应用硅藻土优点：PH值中性、无毒，细度在120目至1200目，体质轻软，属油漆中的优质填料。（8） 饲料业：猪、鸡、鸭、鹅、鱼类、鸟类、水产等各种饲料的添
21、加剂。 应用硅藻土优点：PH值中性、无毒，硅藻土矿粉具有独特的孔隙结构，体质轻软，孔隙度大，吸附性能强，形成色泽浅淡柔和，拦入饲料中能均匀分散，并与饲料颗粒粘结混合，不易分离析出，畜禽食后促使消化，并能把畜禽肠胃道的细菌吸附后排出体外，增强体质，起到强筋健骨作用，水产类投放在鱼塘池内水质变清，透气性好，提高水产成活率。（9） 抛光磨擦业：车辆中的刹车片抛光、机械钢板、木材家具、玻璃等。 应用硅藻土优点：润滑性能强。（10） 皮革人造革业：人造革制品和各种皮革。 应用硅藻土优点：防晒性强、体质软轻、能消除皮革污染（11）硅藻土应用在蚊香属优质填料，硅藻土能吸附药物提高杀蚊虫效果。应用硅藻土优点：
22、PH值属中性，无毒，容重轻（0.35），粉体细宜起到混合均匀性好，SiO2（67%），能起到促使人体健康的作用。随着人民生活水平的提高，健康意识的增强必须应用无毒无烟蚊香，硅藻土能起到助燃，无烟，无毒，深受用户欢迎。（12） 其他：涂料、油漆、污水处理等行业。 其中在涂料、油漆、污水处理等行业应用最为广泛。1.3.2 改性硅藻土在国外的应用 上世纪80年代以来，日本住宅的室内装修使用了大量含有众多化学物质的装饰材料，引发了“室内装修污染综合症”，影响了一些人的身体健康。为了减轻这种因住宅装修带来的负面影响，日本政府一方面修改了建筑基准法，严格限制散发有害化学物质的建筑材料在住宅室内使用，并严格
23、规定了室内必须配备机械换气设备，实施强制性换气。另一方面，积极鼓励和支持企业开发不含有害化学物质的新型室内装修装饰材料。日本北见工业大学的研究成果表明，用硅藻土生产的室内外涂料、装修材料除了不会散发出对人体有害的化学物质外，还有改善居住环境的作用。 目前，日本建材市场上的硅藻土装修材料主要有三大类：一类是含有不纯物的自然干燥品，价格便宜。另一类是普通窑烧制品。它是先用硅藻土制成各种形状的板材和砖材，再经过800摄氏度高温烧制，有点像瓷砖，价格一般。第三类是加入各种添加剂的窑烧制品。这类添加有特殊材料的高档制品采用优质的硅藻土，并添加食盐、苏打灰或者光催化剂等添加物，在约1100摄氏度高温的窑中
24、除去不纯有机物、碳等物质，烧制成各种各样高档、华丽的硅藻土室内装修材料。 日本市场上销售的硅藻土装修材料主要有壁材（板材）、铺地材料，卫生洁具、吊顶材料等。在东京建材市场上普通硅藻土壁材的价格为每平方米2000多日元（l美元约合110日元）。最近，有的公司还开发出一种硅藻土水性涂料，使用这种涂料能够进一步加强硅藻土装修材料的环保效果。1.4 国内外新型材料1.4.1 保温节能材料保温材料的应用是人类生存的需要12。人类只能在一个相对的温度范围中才可能生存，保温材料使用得当就可以为我们节省大量的能源，目前在工业与建筑常用的保温节能材料可分为无机材料、有机类和复合材料三大类，如按状态与组成又可以分
25、为以下几种。 1)无机纤维状保温材料：如岩棉、玻璃棉、矿渣棉。 2)松散粒状保温材料：如膨胀珍珠岩及制品等。 3)无机多孔保温材料：如泡沫水泥板、加气混凝土、微孔硅酸钙、复合硅酸盐、泡沫玻璃。4）有机保温类：各种聚苯板、聚碳酸酯、酚醛泡沫、软木板、木丝板、甘蔗渣板、蜂窝板等。5）复合保温材料：如金属夹芯板、芯材为聚苯、岩棉等。一 无机保温材料1，岩棉制品欧洲大部分国家和日本等国家应用岩棉制品较多，期品种多达几十种。在俄罗斯使用的全部保温材料，岩棉和矿渣棉约占50%。岩棉制品用于建筑方面在英国占85%，德国占70%。瑞典的岩棉工业水平较高，欧洲几乎各国都引进瑞典的专利。岩棉是属于矿物棉的一种材料
26、，岩棉是主要原料以岩石生产制成的一种矿物棉，称为岩石棉，简称岩棉。岩棉制品种类：a） 岩棉板、岩棉毡 在成绵的同时加入粘结剂（酚醛树脂），粘结剂为质量分数在1%-3%之间，然后经过一系列工艺后形成岩棉制品。岩棉板广泛适用于平面率半径较大的罐体锅炉热交换器等设备以及房屋建筑、船体的保温隔热和吸声。使用温度为500摄氏度。b） 岩棉玻璃布缝毡 是用岩棉主线生产出来的岩棉半制品，在经过加工后得到的。适用于形状较为复杂和工作温度较高的设备、管道的保温、吸声和隔热，也用于建筑上的保温和隔声。使用温度在600摄氏度。c） 岩棉铁丝网缝毡 是以岩棉毡为原料在经过缝合等工艺制成。适用于罐体、管道、尤其是锅炉等
27、高温设备的保温，也是用于建筑保温。d） 岩棉保温带制品 岩棉保温带制品是用岩棉板产品，运送至单独的保温带机组，按产品厚度要求，切成岩棉条，在进行下一道工序粘合，就可以得到了。e） 岩棉管壳制品13 使用岩棉毡在没有进入固化以前对其进行加工得到的。主要用于各种形状规格直径小于350mm的热力管道保温隔热，施工极其方便。使用温度在170-500摄氏度。岩棉在应用上这么广泛，由于其制品有着很好的优点，岩棉制品为不燃性燃料，具有优异防火性能14。热导率小，保温性能好，节能效果突出。岩棉纤维细且柔软，一般直径在4.7um，纤维分布均匀，具有良好的保温特性，节能效果突出，是实现建筑节能50%的理想材料。吸
28、声性能稳定，隔声性能吸声效果良好。化学性能稳定，可保证长期使用。对保温体无腐蚀作用，因为岩棉制品中氯离子含量甚微，对被保温体，即使是不锈钢，也没有任何腐蚀作用。岩棉还是一种绿色建材，岩棉不含石棉对人体无害，可以安全的使用。岩棉的适用范围广，岩棉最高使用温度可达650，可广泛应用与建筑、工业、船舶等多种保温领域。2，玻璃棉制品玻璃棉是由矽砂、石灰石、莹石等矿物在熔炉中溶化后以喷制或拉直而成，一般纤维直径为18-25um。现在主要用泰勒工艺来生产玻璃棉。玻璃棉的特性1） 热导率低，保温性能好。经过多次测试验证，表现出很低的热导率，在低温条件和高温条件下都具有良好的保温隔热性能。2） 在加工以及施工
29、方面很方便，可以根据用途来对产品的像厚度，形状等进行加工。3） 在吸声方面有着很好的效果，原理是玻璃纤维和声波之间的摩擦会使噪声得到很好的吸收。4） 防火、并且无毒、在使用方面安全。由于其是无机材料，所以具有无极板材的特点，防火，不易燃烧，并且就会无有害气体产生，同时也经过了防火测试，属于合格产品，可以安全使用。5） 弹性好、不变形。由于其玻璃纤维的稳定排序结构，导致了其对无论来自任何方向的压力都有着足够的弹性恢复能力，不会因为一撞击就会发生变形。6） 防腐、耐潮、抗老化。因为其为无机材料，所以具有无机材料所具备的优点，在强温下不会发生膨胀或者收缩等情况，也不易吸收水分而变潮。7） 还有一点也
30、就是在外表看来更加美观，同时又从成本上面分析可以得到其经济性，产品可以覆在铝箔等材料上，就会更具有美观，增加效果的优点。玻璃棉制品种类a） 室内隔断玻璃棉毡15 室内隔断玻璃棉毡的重量轻、回弹性好，适用于金属框架式的的室内隔断，其工作温度区间为2.175。目前，欧美国家几乎所有写字楼隔断均采用玻璃棉毡。因其优越的性能和较低的价格，亦被国内建筑业看好，并已形成一种发展趋势。室内隔断玻璃棉毡有优质的隔声性能，而且使用成本降低。b） 玻璃棉吸声天花板 玻璃棉吸声天花板的一侧有玻璃纤维印花毡或者是PVC面层，有多种花色可供选择，另一侧还贴有玻璃纤维薄毡，进一步加固了其牢固性。玻璃棉吸声天花板具有隔声吸
31、热、防火美观耐用、容易安装等优点。c） 玻璃棉管壳 玻璃棉管壳是一种管状的保温产品，工作区间内温度从2-120摄氏度都适应，同时它一般被应用与各种冷热管道的保温隔热及消声处理上面。d） 工业上的保温玻璃棉板16工业上的保温玻璃棉管道制备要求相对较高，需要其有着光滑的表面、并且有着平整性，同时还得耐磨、看起来还要美观，适用于那些对着外表有很高要求的管道。保温棉的特性可以减少能量上的损失，同时又可以防冻在天气寒冷的时候，适合于不规则表面的包裹，安装成本低，尺寸稳定，外表美观，防火性能优异。e） 在工业上的保温玻璃棉毡 工业上的保温玻璃棉毡一般都是适用于商业，工业和民用建筑中的大型管道和容器的保温隔
32、热和隔声。3，硅酸铝耐火纤维棉制品硅酸铝耐火纤维也就是俗称的陶瓷棉，这是一种新型的轻质耐火隔热材料。在冶金、石油化工、汽车以及机械制造等工业领域的应用将逐步取代传统的耐火材料。主要生产粗的工业制品有硅酸铝棉、硅酸铝毡、硅酸铝管、硅酸铝板等产品，这些产品都具有其以下特点：1） 使用温度高。向前面所说的石棉的使用温度最高为620摄氏度。而硅酸铝的制品温度可高达1050摄氏度。2） 硅酸铝也为无机材料，所以无腐蚀性，呈现出中性，稳定性好。3） 隔声性能好4） 热导率低、密度也小。5） 有着很好的电绝缘性。4，微孔硅酸钙材料微孔硅酸钙材料是有耐碱纤维加强的没有石棉制品的天然矿物质以及矿物纤维等经特殊工
33、艺的加工后得到的新型保温材料，可以根据不同的应用来做成管或板的形状。其优点是在于它能广泛应用在设备的保温发电上面、工艺管道的散热保护，茶品有点为没有石棉，并且有着很好的绝缘性能，同时在施工上面方便，并且耐腐蚀。主要有三种产品，普通型微孔硅酸钙材料、高温型微孔硅酸钙材料以及超高温微孔型硅酸钙材料。主要是以使用温度来区分的。5，膨胀珍珠棉膨胀珍珠岩是有酸性火山玻璃质熔岩也就是珍珠岩经破碎、筛分至一定粒度，在经过一系列处理后的道德一种白色或者是很浅的颜色的优质绝热材料。主要产品种类根据用途的不同，并且参加不同的粘结剂，在经过配合、成型、养护以及形成不同性能的成品。a） 膨胀珍珠岩散料 作为成品，执行
34、原国家建材工业总局的标准。b） 各种膨胀珍珠岩制品c） 复合硅酸盐绝热涂料性能d） 猫砂e） 保温粘结剂产品性能。2，复合保温材料1，新型憎水珍珠岩水泥聚苯乙烯保温板新型憎水珍珠岩水泥聚苯乙烯保温板是以聚苯乙烯泡沫颗粒、膨胀珍珠岩、憎水剂以及水泥粘结剂为主要原料，采用压制成型、热力烘干工艺制成的一种新型高效防水保温材料。它具有质轻、高强、绝热、防水、耐火、吸声、耐腐蚀、施工方便等特点，可以广泛应用与建筑物的保温、保冷工程，是目前倒置式防水屋面的理想保温材料之一。2，FGJM型微孔硅酸钙专用胶泥及抹面材料FGJM型微孔硅酸钙板专用胶泥及抹面材料，采用优质高强度耐高温化工产品和优质绝热材料为原料，
35、采用特殊工艺科学配方加工制成，集封闭微孔结构和网状纤维结构为一体，具有密度小、热导率低、保温绝热效果好、阻燃耐火、耐高温等性能，主要性能指标与微孔硅酸钙绝热制品非常相近，配套使用，相辅相成，能够有效与之粘贴，干燥后固化，形成完整热封闭，保温绝热效果好，应用前景十分广阔。主要是在热能单位的保温工程使用。3，复合硅酸钙绝热涂料复合硅酸钙绝热涂料是高效节能的绝热保温材料。广泛应用与石油、化工、冶金、电力、纺织、机械等保温材料。具有现场施工快捷，无损耗、无缝隙、不老化、寿命长、对人体危害，对环境无污染，不腐蚀设备，耐酸碱，应用广泛，便于储存运输，节能效果显著，综合效益高等特点。除了以上复合保温材料还有
36、GRC外墙内保温板，这个复合板主要是硫酸铝盐水泥与玻璃纤维等材料喷射浇注与聚苯乙烯板复合而成，具有板薄，体轻、高强、节能、保温等优点，不易破裂，施工安装损耗小，能达到较好的经济效果。还有用于外墙内保温的MY-1环保型复合硅酸盐保温涂料是多功能的无毒、无害、无污染、温度与湿度几句生命力的新材料。还有格林塔尔保温材料、直埋式防腐保温管、复合花纹铝板和新型无石棉保温散装材料。1.4.2 新型墙体材料在国内新型轻质墙体材料主要品种也像保温材料一样从三方面来分类1） 有机质板材 聚氯乙烯板、PC板、植物秸秆板、纤维板、定向木片层压板、竹胶合板2） 无极板材 金属板材、水泥基板材、石膏基板材、氯氧镁板材、
37、石灰英基板材以及U型玻璃3） 复合型板材 GRC岩棉复合板，钢丝刚（钢板）夹心板1，石膏板纸面石膏板是以建筑石膏为主要原料，参加适当的纤维增强材料和外加剂，与水拌后连续浇筑在两层护面纸之间，经成型、凝固、切断、干燥而成的一种轻质建筑板材。纸面石膏板作为一种新型墙体体材料，具有质轻、防火性能好等特点，可钉、可刨、施工安装方便，在建筑上占有重要地位。它在西方工业发达国家普遍受到重视，并得到大量应用。纸面石膏板起源19世纪的美国17，并在二战发展起来，随后在世界各发达国家竞相得到发展广泛应用。其中日本发展最为迅速，我们国家纸面石膏板工业起步虽然较晚，但是发展迅速，石膏板是一种应用范围十分广泛的新型建
38、材。然而在我国主要应用与领域还局限在宾馆、饭店、写字楼等公共建筑上，没有大量进入民用住宅。在应用中，也大多局限于吊顶、室内装饰装修等，应用范围大大限制了市场的需求量。石膏板的特点18：1） 防火性：纸面石膏板的芯材主要是二水石膏，内含质量分数约20%的结晶水，在高湿下释放出水蒸气，组织热的传导，达到防火效果。2） 隔声性：采用纸面石膏板与轻钢龙骨，可根据设计要求组成不同形式的歌声结构，来达到用户要求。3） 隔热性：在石膏板上产过程中，加入一定量发泡剂，石板心内形成均匀的小气孔，所以制品密度小，热导率在0.167-0.18W，具有较好的隔热性热能，并能够对调节室内温度起到一定作用。4） 可加工性
39、：采用纸面石膏板的规格尺寸稳定，其长度、宽度及厚度公差。5） 防水性：防水纸面石膏板主要用于建筑中有防水和潮湿要求的部位，它是石膏板制品的主要品种之一19。其他石膏板有石膏刨花板，石膏纤维板中包跨石膏刨花板即木纤维石膏板、纸纤维石膏板和双增强纤维石膏板，还有石膏空心墙板等石膏板材。2，玻璃纤维增强水泥制品玻璃纤维增强水泥制品是有抗碱玻璃纤维做增强材料、低碱度水泥砂浆做基材组成的一种水硬性的新型复合材料20。其主要特点是高强、抗裂、耐火、韧性好、不怕冻、易成型，可制成薄壁、高强、形状复杂的各种建筑构件和制品，在建筑农牧业等有着广跨的领域。目前，国内大量生产与使用的制品主要是其轻质空心条板，其自重
40、轻，强度高，防火性好，使用方便。由于对绿色环保的要求，不少国家已经禁止生产和使用含有石棉的制品，无石棉水泥板取代石棉板已成为纤维水泥制品的发展趋势。3，纤维增强水泥板。纤维增强水泥板是以普通硅酸盐水泥、磨细石英砂、钙粉、二级粉煤灰等经过一系列加工制造而成21。该板具有优良的防火性能，具有很好的装饰效果。主要特性是绿色环保、表面压花并且涂装，具有很好的装饰效果。同时品种丰富，广泛应用与各类民用建筑、公共建筑以及一些外墙等。同时它也充分的利用了工业副产品如粉煤灰，合理的利用了资源。基本上没有三废排除。三废是指废气废水废渣。纤维水泥板主要是应用于墙体材料中，主要种类有外墙使用和内墙使用的。4，植物纤
41、维板植物纤维除了木材，还有大量的植物秸秆，例如稻草、麻杆、谷壳等等都是农作物加工剩余下的产物22。主要是以植物秸秆为原料，没有添加粘结剂，并且不需要切割粉碎。主要有稻草板，稻草板主要是是一种生态材料，所以具有无毒无害，是典型的绿色建材。同时还具有隔热保温功能。其主要用作屋面板，还可以用作天花板，非承重的内隔墙。1.5 硅藻土在我国应用上存在的问题在上节中我们说到了改性硅藻土在我们国家以及在国外尤其是在日本，德国，美国等发达国家的利用与应用情况，虽然我们在改性硅藻土方面的应用上有很多种，但是其实际大规模有效的利用还存在问题。与其他国家相比，尤其是发达国家，国内在改性硅藻土也可以说是硅藻土应用上面
42、的时间不长23，历史短，同时国内在硅藻土改性的装置上面也有很多是引进国外的先进技术。虽然改性硅藻土与天然硅藻土的成分基本相同，但是在使用前要经过处理，虽然我们国家也在处理，但是在处理后的改性硅藻土性能方面等还没有进行过很系统的研究。所以只是对其进行简单处理，不像国外对其深加工，也就是技术含量低。同时也就导致了其实还并没有被大规模的开发和利用，被利用和开发的也只有小部分，竞争力其实也并不高。正因为没有广大的市场需求，所以有瓶颈性障碍。主要原因归纳为以下几点：1)在日本、德国等国家已经颁布和制定了相关法律在硅藻土的应用上24。而在我国目前还没有确保硅藻土资源合理利用的法律法规以及应用的标准。改性硅
43、藻土也没有一定的法律意义。国家应该制定相关政策，使天然硅藻土真正的应用于环保建材企业。2)我们国家在天然硅藻土的处理上缺乏先进的技术，目前国内只能对天然硅藻土在建筑装饰行业上进行简单的工艺处理25。所以天然硅藻土目前并不能十分满足环保的要求。也没有深加工，应该系统的研究天然硅藻土的改性处理工艺，并加以研究和利用。同时对其市场上的应用现状，前景以及效益，怎么销售进行，进行系统的调查和取证，才会使硅藻土真正的达到资源化利用。3）我们国家的公民对把天然硅藻土实际应用的这个观念还没有很好的意识。由于我们国家在天然硅藻土的利用上并没有连续的和长期的利用，同时在改性硅藻土上面的技术含量并不高，并且我们国家
44、天然硅藻土的资源并不如日本一样缺乏，所以就硅藻土上的利用方面存在欠缺26。综上所述我们应该加强对改性硅藻土的宣传，使我们国家的公民能够对改性硅藻土的应用的得到进一步的也比较系统的认识。第二章 实验部分21 试验原材料2.1.1 天然硅藻土实验里所用到的天然硅藻土主要是来自于辽宁省大连市瓦房店市售。主要成分为二氧化硅，由于其中掺有杂质，所以颜色呈现出浅灰色27。2.1.2 添加的胶粉实验中所添加的胶粉来自于大连工业大学化工教研组实验室，以天然高分子聚合物为主料，辅以多功能助剂经科学配制而成，产品呈白色粉状。在实验中主要起到产品定型和增加产品抗压强度的作用，作为粘稠剂使用。2.1.3 水泥实验中的
45、水泥为市售产品。主要成分是硅酸盐。加入水泥的作用之一是可以提高复合板材浆液体的中碱度在水化时28，也可以与水等作用生成水硬化物质，提高了其产品样本的耐水性。2.1.4 酚醛树脂 酚醛树脂也叫电木，又称电木粉。原为无色或黄褐色透明物，市场销售往往加着色剂而呈红、黄、黑、绿、棕、蓝等颜色，有颗粒、粉末状。耐弱酸和弱碱，遇强酸发生分解，遇强碱发生腐蚀。不溶于水，溶于丙酮、酒精等有机溶剂中，实验所用酚醛树脂是由苯酚与甲醛缩聚而得。作为粘稠剂使用。2.1.5 其他材料脱硫石膏：工业废料，出自瓦房店电厂。石蜡：实验室中的石蜡作为减水剂来使用。市售产品。软化剂：市售，做软化剂使用。铝粉：实验里的铝粉来发泡，
46、为市售产品。作发泡剂使用。岩棉：市售产品，主要作为渗入料作对比试验来使用，可以增强硅藻土材料的硬度。水 ：自来水以及去离子水2.2 实验仪器行星式球磨机 型号：QM-1SP4行星式球磨机是混合、细磨、小样制备、纳米材料分散、新产品研制和小批量生产高新技术材料的必备装置。图2.2.1行星式球磨机 针管和压片器 针管的使用能更直观的观察材料成型，发泡的效果。压片器能使材料成型的效果更强，更加规则。 图2.2.2针管 图2.2.3压片器烘箱 100摄氏度（大）、160摄氏度（小）用于原材料的预处理，基本型材的烘干及材料的高温加热成型，是无机板材成型必备的器具。 图2.2.4烘箱表2.1 实验仪器仪器名称型号数量烧杯100ml若干瓷坩埚9研钵1不锈钢摸具
