廢聚苯乙烯泡沫塑料作保溫砂漿輕骨料的研究

2019-05-25 04:57:51 42
本文轉載自網絡,如有侵權,請聯絡刪除:  廢聚苯乙烯泡塑料作保溫砂漿輕骨料的鉆研彭家惠,陳明風,張建新(重慶大學建材系,重慶400045)徑、級配對砂漿性能的影響;對比剖析了EPS保溫砂漿與膨脹珍珠巖保溫砂漿的性能;停止了EPS保溫砂漿的工程理論,結果標明:以廢棄EPS為輕骨料,采納適合技術道路,可配制出施工性、抗裂性、保溫隔熱性良好的新型外保溫砂漿。

  近年來,我國聚苯乙烯泡沫塑料EPS開展迅速,年產量已達50萬t.EPS多為一次性用品,每年有上千萬m3的廢棄EPS因不能停止處置與降解而成為危害環境的白色污染;在廢棄EPS建材資源化方面,則主要停止的是聚苯乙烯水泥板和EPS輕混凝土的鉆研。

  傳統的保溫砂漿是以膨脹珍珠巖為輕骨料。因膨脹珍珠巖吸水率很高、脆性大、抗裂性差,只能作內保溫,應用受到了很大的局限。隨著建筑節能在全國范圍內的展開,保溫砂漿技術的晉級與換代勢在必行。基于EPS保溫隔熱性、穩定性、抗裂性好的特點,將廢棄EPS加工成0.25 ~2.5mm的顆粒,以作為輕骨料取代膨脹珍珠巖,這對配制高性能外保溫砂漿是一種創新。

  改善混合料工作性、大幅度進步膠凝材料對EPS顆粒的粘結強度是將EPS用作輕骨料的關鍵。以往的鉆研主要依賴于大劑量的粘結劑4,本錢高。本鉆研通過對EPS停止預處置,使其外表基金項目:重慶市科委攻關項目(995493)由憎水性改為親水性,從而成功地處置了無機膠凝材料對EPS不潤濕,混合料和易性差,粘結強度低的技術難題。這一低本錢外表改性技術為EPS在保溫砂漿和混凝土中的應用奠定了根底。

  1主要原材料與實驗辦法11主要原材料EPS顆粒:由廢棄聚苯乙烯泡沫塑料經專用破碎機破碎而成,粒徑小于5mm,外觀為不規則多面體,容重30.0kg/m3.EPS顆粒級配見表1;水泥:525礦渣水泥;纖維:聚丙烯纖維,直徑48Mm,彈性模量3793MPa長度19mm;膨脹珍珠巖:容重70. 0kg/m3,顆粒級配見表1;偶聯劑、粘結劑均為市售工業品。

  表1輕骨料顆粒級配1.2實驗辦法70―9(0〈建筑砂漿根本色能的試驗辦法》停止測定;斷裂性:利用Instron-1346試驗機,米用三點彎曲法測試規格為40mmX 160mm的砂漿試件的荷載-撓度曲線,計算其斷裂能和極限變形量;粘結強度:參照JGJ 110―97〈〈建筑工程飾面磚粘結強度測驗標準》停止測定;干濕循環強度損失:保溫砂漿試件(70.7mmX干濕循環制度一50°烘箱中干烘20h,水中浸泡4h.測定經30次干濕循環試件和未停止干濕循環對比試件的抗壓強度。

  2實驗結果與剖析探討2.1EPS外表改性EPS外表為憎水性,與硅酸鹽無機膠凝材料不相容。在新拌砂漿中,由于EPS顆粒容重很小,與水泥漿體不親合,所以在攪拌過程中很容易呈現EPS顆粒上浮現象,招致砂漿分層,保水性下降,從而重大影響了砂漿的和易性與施工性能。因此,大幅度進步膠凝材料與EPS顆粒的粘結強度,是研制EPS保溫砂漿的重點與難點。本課題的根本思路是對EPS施行外表改性,使其由憎水性變為親水性,從而能被新拌硅酸鹽漿體所潤濕,以加強EPS與膠凝材料的粘合。EPS外表改性的技術門路為:選擇適合的高分子粘結劑和偶聯劑,配制低水灰比的聚合物硅酸鹽膠凝材料,利用粘結劑和偶聯劑的雙重作用,實現復合膠凝材料對EPS的外表包裹。詳細過程為:先將適量的粘結劑用水稀釋,參與EPS顆粒和偶聯劑,攪拌,當EPS顆粒外表完全被潤濕后,再參與適量水泥,攪拌。待顆粒外表包裹了一層水泥漿體后,陳化,使EPS顆粒外表造成一層硅酸鹽外殼,外表轉變為親水性。改性了的EPS顆粒與水泥漿體混合時,就會很容易被潤濕了。

  用經外表改性的EPS和未經預處置的EPS配制同容重保溫砂漿,有關性能見表2保溫砂漿斷裂面情況見。

  保溫砂漿斷裂面情況表2 EPS保溫砂漿性能與用未經預處置EPS配制的保溫砂漿相比,用外表改性的EPS所配制的保溫砂漿,其施工性和物理力學性能顯著進步。新拌砂漿分層度從2.2cm降為1.1cm,和易性、粘聚性明顯改善。由于經預處置的EPS外表為親水性,因此其與膠凝材料的粘結強度大大進步。由可見,未改性EPS保溫砂漿試件,其斷裂是發作在EPS顆粒與水泥漿體之間的界面上的,標明膠凝材料與未改性EPS的粘結強度低,界面區薄弱。而在改性EPS保溫砂漿試件的斷裂面處則可見大量的撕裂的EPS,標明膠凝材料與改性EPS的粘結強度大為進步,宏觀上就表現為砂漿的施工性和強度顯著進步。EPS預處置這一外表改性技術為其作輕骨料配制保溫砂漿奠定了根底。

  2.2EPS形貌、粒徑、級配對保溫砂漿性能的影響考查了不規則多面體EPS(破碎EPS)和球形EPS(預發泡EPS)2種典型形貌對砂漿性能的影響,結果見表3.EPS粒徑和級配對性能的影響見表4.表3 EPS形貌對砂漿性能的影響由表3可見,保溫砂漿的稠度根本一致時,采納破碎EPS顆粒來配制保溫砂漿,mw/mc增大,需水量增加。這是因為破碎EPS顆粒不規則的外表及外表的孔隙增大了比外表積,從而使砂漿的需水量增加。采納破碎EPS顆粒配制的保溫砂漿的和易性、粘聚性優于預發泡EPS,這是因為預發泡噸顆粒徑單級配不不合理而破碎粒的級配較合J,ri|破碎sEPSc不規則多面體。cnki.與膠凝材料聯合更結實。與預發泡EPS相比,用破碎EPS顆粒配制的保溫砂漿的吸水率增大,軟化系數降低,抗壓強度有所降低,但抗折強度根本不變。

  由表4可見,EPS粒徑與級配對保溫砂漿的性能,尤其是施工性有顯著的影響。隨著EPS顆粒粒徑的增大,砂漿的分層度增大,保水性、和易性及抗折強度降低。當EPS顆粒粒徑抵達5. 0mm時,所配制的保溫砂漿的分層度抵達2. 8cm,粘聚性、和易性很差。因此,為了保障EPS保溫砂漿具有良好的施工性能,EPS粒徑應小于5.0mm.將不同粒徑的EPS顆粒按不同比例停止混合,得到具有一定級配的EPS輕骨料,這種輕骨料對所配制的保溫砂漿的力學性能有所改善。如EPSi和EPS2按10:90(質量比)停止混合,所配制的保溫砂漿的力學性能就較好。由于EPS顆粒散布較集中,0.63~1.25mm這一分級的顆粒含量較少,EPS顆粒間的孔隙率仍較大,為此采納0. 16~2.5mm的膨脹珍珠巖來改善其級配。試驗標明,摻入占水泥質量為3%~5%的膨脹珍珠巖,可顯著改善保溫砂漿的工作性。

  表4 EPS顆粒粒徑與級配對砂漿性能的影響2.3EPS保溫砂漿性能EPS保溫砂漿和膨脹珍珠巖保溫砂漿的性能見表5,其中,EPS保溫砂漿的原材料用量(kg/m3)*水泥:30.EPS:20.0;復合粘結劑:18.5;偶聯劑:0.5;珍珠巖:16.5;聚丙烯纖維:0.5,水灰比為0.69.膨脹珍珠巖保溫砂漿原材料用量(kg/m3)*水泥:215.0;膨脹珍珠巖:130.0;水溶性粘結劑:2.5,水灰比為1.65.表5保溫砂漿性能由于對EPS外表的改性,其保溫砂漿和易性、施工性良好。EPS保溫砂漿粘結強度大大高于膨脹珍珠巖保溫砂漿,達0.1MPa即與基層有良好的粘結,施工時落地灰較少。EPS保溫砂漿吸水率為14.1%不到膨脹珍珠巖保溫砂漿的30%這為其耐候性的進步創造了有利條件。PS保溫砂漿的凍融循環、干濕循環強度損失也只要膨脹珍珠巖保溫砂漿的一半左右。

  由于聚合物和纖維的復合作用,再加上EPS韌性較膨脹珍珠巖等無機集料高,因此EPS外保溫砂漿韌性大大高于傳統保溫砂漿。三點彎曲法應力-應變實驗顯示,EPS外保溫砂漿呈塑性斷裂,其斷裂能是同容重膨脹珍珠巖保溫砂漿的4.6倍,是普通水泥砂漿的2.6倍,其極限變形量是膨脹珍珠巖保溫砂漿的4倍、水泥砂漿的8倍。EPS保溫砂漿的韌性使之可以吸收一定的應力,防止如普通砂漿一樣的脆性開裂,為其作外保溫材料奠定了根底。1999年6月,在原重慶建筑大學校內停止了EPS保溫砂漿外墻外保溫的工程實驗。經過2年的風吹雨淋至今該保溫層無裂紋、空鼓、脫落現象,標明EPS保溫砂漿用于外保溫是可行的。2000年6~ 8月,EPS保溫砂漿在國家級建筑節能示范工程一天奇小區中停止了應用。該小區為多層磚混構造,建筑面積37頁巖多孔磚(240mmX115mmX90mm)加外側20mm厚的EPS保溫砂漿。墻體傳熱系數1.9WAm2*IO,滿足夏熱冬冷地域建筑節能設計標準規定的外墻傳熱系數小于1.WAm2 *0的要求。EPS保溫砂漿施工工藝與水泥砂漿根本雷同,其工程造價為16元/m2,是性價比優良的節能型建筑新材料。

  3結論通過對EPS停止預處置,使其外表由憎水性改為親水性,成功地處置了無機膠凝材料對EPS不潤濕及它們之間粘結強度很低的技術難題。

  EPS保溫砂漿施工性好,粘結強度高,且抗裂性、耐候性不錯,能滿足室外使用的要求,可用于外墻外保溫,這突破了傳統保溫砂漿只能作內保溫材料的局限,拓寬了保溫砂漿的應用范圍。

  EPS保溫砂漿利廢節能,開拓了廢棄EPS資源化新門路,其推廣應用前景十分廣大。

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