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建筑石膏在无机防火堵料中的应用

添加时间:2015-11-16

  石膏制品的导热系数一般在0.35W/(m·K),约为水泥混凝土导热系数的25%,黏土砖的30%[5]。本文利用建筑石膏具有的独特性质,采用氢氧化铝和高铝水泥为防火剂,建筑石膏为胶凝剂,膨胀珍珠岩、高岭土和滑石粉为填充料,添加适量的防爆剂,制备了无机防火堵料,研究了建筑石膏的用量对初凝时间、抗压强度和耐火性能的影响,并探讨了其作用机理,为无机防火堵料的配方设计和性能改进提供依据。
1实验部分
  1.1实验仪器与试剂TGA/SDTA851热重-差热联用分析仪,瑞士METTLERTOLEDO公司,温度范围50~800℃,升温速度20.00℃/min,空气流量25.0mL/min;3010万能材料试验机、DM6801A数字式温度表,深圳欣宝瑞仪器有限公司。氢氧化铝,分析纯,上海久德公司;石膏,盐城市郭猛石膏粉厂;高铝水泥,郑州市新密第二高铝水泥厂;膨胀珍珠岩,姜堰市兴光耐火材料厂;高岭土,江阴市龙游磁土厂;滑石粉,扬州群鑫粉体材料有限公司;防爆剂,武汉市中鼎经济纤维生产公司。以上除特别注明外均为工业品。
  1.2防火堵料及试样制备防火堵料的制备:先将膨胀珍珠岩和防爆剂碾碎,然后将各组份分别过筛(80目),按配比称量,充分搅拌后备用。试样制备:在常温下,取适量防火堵料按1∶0.7加水搅拌均匀,分别倒入规格为62.5mm×40mm×40mm、Ф60mm×10mm和深为40mm、顶内径为Ф65mm、底内径为Ф75mm的金属试模内(每只试模配备1个大于试模、厚度为2.5mm的平板玻璃),捣实抹平,分别记作试样A、试样B和试样C。
2结果与讨论
  2.1无机防火堵料的水化与凝结硬化过程无机防火堵料因含有建筑石膏而具有很强的水化活性,常温下15~45min即开始水化结晶,24h内形成结晶网络硬化体,其凝结过程经历了3个阶段:(1)表面吸附。固体的表面分子比内部分子有过剩自由能,且固体颗粒越细,比表面能越大,因此,无机防火堵料遇水后,在固体表面张力的作用下,吸附水分子,降低体系的表面能,当固体颗粒被水分子完全包溶时,吸附达到平衡状态。(2)分子渗透。吸附在无机防火堵料固体颗粒表面的水分子在分子间力和离子间力的作用下,渗透进入固体颗粒分子间和离子间的孔隙内,促使无机防火堵料发生初凝作用。(3)水化反应。表面吸附和渗透阶段都是物理吸附,处于物理吸附状态的水分子与无机防火堵料中的β半水石膏、过烧硬石膏发生水化反应,生成二水石膏晶体。这些晶体交错生长逐步形成密实的物体,使得无机防火堵料达到终凝状态。

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