稻壳与地质聚合物复合制备建筑保温材料实验研究

发布时间：2020-03-28 01:48

【摘要】：工业、交通与建筑是中国社会能源消耗三大主体。随着社会经济的发展以及人们对居住、工作环境要求的日益提高,建筑能耗占比与日俱增。截至2016年底,中国建筑能耗己经达到社会总能耗的33%,面临紧迫节能要求。通过提高建筑围护结构保温性能,如增设保温材料,降低通过围护结构的冷热耗散,是实现建筑节能的重要途径之一。目前普遍应用的建筑保温材料主要有两类,即以聚苯乙烯、聚氨酯、酚醛树脂等为代表的有机类保温材料,虽然导热系数小、保温效果好,但防火性能差、存在安全隐患;以玻璃棉、岩棉、加气混凝土等为代表的无机类保温材料,虽阻燃效果好,但导热系数大、保温效果不甚理想。因此,研发绿色安全、环保节能、可再生的新型建筑保温材料得到业内诸多学者的关注。以达到上述目的为出发点,作者采用实验与理论相结合的研究手段,展开以稻壳、地质聚合物材料为原材料的新型建筑节能保温材料的研究。主要研究工作与成果如下:1.完成材料制备原料配比优选实验材料具体配比为:稻壳和偏高岭土的总质量为100g,稻壳占总质量的比例分别取为 0、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%,双氧水与偏高岭土的质量比分别取为0、1%、2%、3%、4%、5%,水玻璃与氢氧化钠固体的质量比为5.46(也即摩尔比n=1.2),水与稻壳和偏高岭土的总质量比为50%,稳泡剂与偏高岭土的质量比为5%。2.确定材料制备工艺流程与样品制备将实验所用稻壳、偏高岭土原料按比例混合均匀,加入配置好的碱激发剂混合搅拌,再依次加入水、双氧水、稳泡剂继续搅拌,搅拌一定时间之后倒入模具,常温养护1d后脱模,并在70℃下养护2d,即得实验样品。3.实验样品性能测试与分析性能参数测试主要包括密度、导热系数、耐高温性、抗压强度、吸水率和含湿率。实验中对其进行了测试,并对测试数据整理分析。实验结果表明:对于不同稻壳含量的复合保温材料,当稻壳含量在0-20%和35%-50%这两个区间时,其导热系数均小于0.12W/(m.K),密度分别为0.33-0.47g/cm3和0.32-0.41g/cm3,抗压强度分别为0.91-2.59MPa和1.33-1.39MPa;对于不同双氧水用量的复合保温材料,当双氧水用量为2%时,材料的导热系数达到最小,其最小值为0.097W/(m.K),密度为0.41g/cm3,抗压强度为2.59MPa。通过本研究所研制的稻壳-地质聚合物复合保温材料,质轻、保温效果良好、具有一定的抗压强度,且绿色环保、无污染、成本低,还实现了废物利用,在建筑保温领域具有较好的应用前景。
【图文】：

产量分布,国格

、、，引发火灾；焚烧产生的烟雾，使空气能见度降低，可见范围缩小，加大交通事故逡逑的引发率；焚烧会引起空气中的悬浮颗粒物、烟尘以及其他污染物的浓度迅速增逡逑口，霾的出现次数频繁。因此，如何更加有效地利用生物质资源，使我国的农业逡逑剩余物变废为宝，减少对环境的污染等问题都有着极为重要的意义。逡逑稻谷是人类重要的粮食作物之一。全球有超过一半的人口以稻米为主食，每逡逑产量超过７．１５亿吨ｍ。我国的稻谷产量位居世界首位，图１．１显示了邋２００６年到逡逑０１６年我国主要农产品稻谷的产量分布情况，从２００６年的１８１７１．８万吨到２０１５逡逑的２０８２２．５万吨增加了邋１４．５９％，相比于２０１５年，，２０１６年稻谷产量有少许降低逡逑８１。稻壳是稻谷加工后剩下的外壳，其重量约占稻谷重量的２０％，这样算下来，逡逑稻壳的产量也十分丰富。然而，对于稻壳Ｈ前主要有两种处理途径：一是直接作逡逑燃料燃烧；二是直接废弃，堆放于田间、地头等作为天然肥料，但是由于稻壳逡逑存排列规整、密实的木质素结构，将纤维组织紧紧包衷，使其不易发生腐烂。逡逑两种处理方法不仅造成稻壳资源的极大浪费，同时大量稻壳的燃烧和堆放也会逡逑自然环境产生巨大的影响。因此，实现稻壳资源合理有效地利用显得尤为重要。逡逑＿稻谷产量（万吨）＋增长百分比逡逑

稻壳,水稻,原料

２．１实验材料逡逑２．１．１主要原料逡逑１邋．军Ｈ壳逡逑稻壳是指农产物稻谷外面的一层外壳，主要由外颖、内颖、护颖与小穗几部分组成［？］。其色泽有黄色（暗黄色和金黄色）的，也有棕红色的，重量约稻谷总重量的１／５。另外，稻壳的大小比较均匀，厚度约为２４－３０ｐｍ，含有丰富二氧化硅、纤维素和木质素。其主要成分和主要化学元素分别如表２．１和表所示，其中，二氧化硅分布形式为网络状，具有骨架支撑作用，木质素、纤将骨架包裹其中｜４２］。因此，其资源丰富、绿色环保、成本低，因低于0．］Ｍｍ性强的闭孔结构、特有的二氧化硅－纤维素结构排列，稻壳具有导热系数小、吸率低、|~性好、轻质、无火焰、闷燃、湿润后体积不膨胀、易于压实、界面强度高等优点，是一种环保可再生的生物质保温材料。逡逑
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU551

【参考文献】