复掺膨胀蛭石和膨胀珍珠岩的配比.docx

表1-1为复掺膨胀蛭石和膨胀珍珠岩的配比。表1-1PM珍珠Uj石蛭石硅灰PVA纤维硅酸铝纤维玻璃纤维1-1130389112701-21303891127078(15%)1-31303891127078(15%)2.6(0.5%)1-41303891127078(15%)15.6(3%)1-51303891127078(15%)2.6(0.5%)时间min从曲线图可以得出，在基本配方不变的基础上，板材耐火曲线可分为四个阶段，前两个阶段基本相同，主要区别在第三个阶段。初始阶段温度快速上升，到达95摄氏度左右出现温度平台，当温度达到105摄氏度左右时，温度再次快速上升，当温度达到约300摄氏度时再次趋于平缓，整条曲线前三个阶段与晶体的融化曲线相似。原因分析：第一个阶段，板材背面升温速度比较快，这是由于初始阶段，板材受热面与背面温差大,传热较快，所以升温速度快，中后期板材中的自由水开始部分汽化吸热，热量传递减缓，板材本面升温速度逐渐减缓；当板材背面温度达到95摄氏度左右时，板材背面温度变化很缓慢，出现一个温度平台阶段。这一阶段应该是板材中的水分处在汽化阶段（氧化镁的熔点为2800摄氏度，此时不可能熔化），从而使板材温度维持在一个相对平缓的变化阶段。板材中的水分有自由水，也有结合水，在高温作用下，板材中的水分不断汽化吸热，一方面延缓板材温度上升，另一当而，由于板材原料中采用的膨胀珍珠岩和膨胀蛭石具有多孔性结构，材料内部在成型过程中由于引入空气也会形成很多空隙,从而使一部分的水蒸气蓄积在这些空隙中，无法快速散去,在板材内部形成一个相对稳定的水蒸气氛围，从而使材料整体在完全失水之前保持温度不变。又由于板材是在一个相对开放的空间中受热，汽化的水蒸气不可能完全被留存在材料内部，大量的水蒸气还是会从材料背面散逸到空气中，而贴近板材背面的空气水蒸气浓度会相对较大，这一水蒸气氛围的温度会维持在一个比较稳定的温度上，即形成一个温度台阶。当板材中的水分完全汽化之后，水蒸气的量只减不增，在水蒸气不断散逸的过程中，板材中热量传递速递再次加快，温度曲线逐渐变陡，进入第三个阶段。由于第二阶段，材料失去大量的水分，包括自由水和结晶水，是材料内部原来由这些水分占据的空间变成孔隙，并且由空气填充，形成一个空气隔热层，同时，板材受热面与背面的温度差减小,使温度传递效率逐渐降低,所以第三阶段的温度曲线之间变缓并且趋于平衡,即温度变化进入第四个阶段，此时，如果板材受热面的温度维持不变，那么板材背面的温度也会相对稳定。第四阶段在温度没有大幅度变化的情况下，板材本身应该没有任何材料损失或者物质变化，所以这一阶段会有一个相对较长的稳定时间。从温度曲线图还可以看出，不同配比的温度曲线在第三阶段开始出现差别，其中1-1曲线最缓，1-3曲线最陡，而其他三条曲线居于这二者之间，差别不大，说明硅灰的加入对耐火略有影响。这是由板材本身内部结构差异造成的，PVA纤维的热分解温度为200220°C,熔点为225230°C,而玻璃纤维达到680C左右，300C的温度不影响其强度，硅酸铝纤维可承受IOo(TC高温，在高温作用下，PVA纤维首先分解，使材料内部形成更多的连通孔，加速热量传递，而在相同温度下，玻璃纤维和硅酸铝纤维仍能维持原样，但是由于纤维的加入，其耐热隔热能力不及防火材料本身，但是对整体耐火能力影响不大。从耐火的角度看可以适当加入这些纤维材料。本次还将相同配比的试块进行二次耐火测试，并记录试验结果，试验配比见表1-2,结果见下图。PM膨胀蛭石膨胀珍珠岩1-1130389701122-1120360106(18%)3-1120360160(25%)时间min由图可得，二次耐火测得的曲线与一次曲线相比仅少了第二阶段的平台阶段，但是第三和第四阶段基本相同，说明水分含量会影响板材前期的耐火能力，但是对后期的耐火影响不大。这是因为，材料失水之后，其内部的孔结构已经趋于稳定，在基本材料不变的前提下，其导热能力与材料失水之后相同,所以与初次受热相比,差别仅在第二阶段的水分散发过程。对于木材而言，其分解温度一般在230-260C,本课题初定的耐火极限为板材背面温度达到200的时间不少于30min,一次耐火已经可以满足，对于耐火极限温度没有300摄氏度的物体，其耐火极限时间会加倍延长。实际试验结果表明，板材经高温后整体性完好，如果内部增强材料强度可以保持，还可以实现多次重复使用。以上原因解释，部分是自己推测所得，微观试验结果尚未得到，后续会继续补充。