C2S对硬硅钙石型硅酸钙保温材料质量影响

D0I:10.13374/j.issn1001-053x.1996.06.001 第18卷第6期 北京科技大学学报 VoL.18 No.6 1996年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dec.1996 C,S对硬硅钙石型硅酸钙保温材料质量影响* 倪文曹贞源舒先林 北京科技大学资源工程学院，北京100083 摘要研究了以天然石灰和天然粉石英为基本原料，添加2C0·Si0,对合成硬硅钙石型硅酸钙 保温材料的影响.结果表明，随着2Ca0·SiO,加入量的逐渐增多，硬硅钙石型硅酸钙保温材料的 烘干收缩率逐渐降低；当添加量由0上升到5%时，制品的烘干收缩率由2.19%降低到0.92%，制品 由不合格变为合格；烘干收缩率降低的原因是2Ca0·SiO,的加入促进了二次粒子形成. 关键词2Ca0·Si0,硬硅钙石，保温材料 中图分类号TU551.37,TQ175.6 硅酸钙保温材料主要分为托贝莫来石型和硬硅钙石型两类产品，其中硬硅钙型保温材 料在所有的保温材料中其导热系数是较低的一种，其最高使用温度为1000℃，再加上其原 料价廉易得，因而极具发展潜力， 硬硅钙石型硅酸钙保温材料采用水热动态法合成活性料浆，再经压滤成型和烘干便得 所需制品整个反应过程是非常复杂的，一般认为反应的初期先形成C一S一H四凝胶，然后 初步结晶成托贝莫来石，最后转变为硬硅钙石2引. 硬硅钙石型硅酸钙保温材生产过程中存在的最大问题是干燥收缩率过大.一般来说，如果 烘干线收缩率大于1.5%，产品在烘干过程中就容易出现弯曲变形或开裂的现象而成为废品. 许多实验表明，通过选择合适的钙质原料和硅制原料，或加人合适的添加剂能有效地抑制干 燥收缩，但这样也同时影响制品的其他性能.所以，本文重点探讨添加2Ca0·SiO2(C,S)对 硬硅钙石型硅酸钙保温材料质量的影响， 1CS的合成 1.1合成C,S的原料 合成C,S的钙质原料为河北省辛集化工厂制取CO,的副产品，其化学成分（质量分数， %为，Ca0:97.1,Mg0:0.55,Fe,0,:0.34,Al,0,:0.82,Si02:0.84,其他：0.35. 合成C,S所使用的硅质原料为江西萍乡地区的天然粉石英.据赣西地质大队的研究，这 种天然粉石英是由含有SO,的灰岩风化残积而成，表面有水蚀凹痕.X射线衍射谱图表明，该 粉石英为全晶质的a-石英， 1995-11-09收稿第一作者男34岁副牧授博士 ·正T数有基金资助课题

第 81 卷 第 6期 1 9 9 6年 1 2月 北 京 科 技 大 学 学 报 J o u r n a l o f U n iv e r s ity o f S e i e n e e a n d T e e h n o l o gy B e ij in g V 0 1 . 1 8 N 0 . 6 D e C . 1 9 9 6 C Z S 对硬硅 钙石型 硅酸 钙保温 材料质量影 响 ’ 倪 文 曹贞源 舒先林 北京科技大学资源 工 程学院 , 北京 10 0 0 83 摘要 研 究了 以 天然石灰和 天然粉 石英 为基本原料 , 添加 Z C a o · 51 0 2 对合成硬硅 钙石 型硅酸钙 保温材料 的影 响 · 结果表 明 , 随着 ZC a O · 5 10 2加人量 的逐渐 增多 , 硬硅钙石型硅 酸钙保 温材料的 烘 干 收缩率逐 渐降低; 当添加量 由 。 上升到 5% 时 , 制品的烘干收缩率 由 2 . 19% 降低到 0 . 92 % , 制品 由不 合格 变为合格 ; 烘 干收缩率降低的原 因是 ZC a o · 5 10 2 的加人促进 了二次粒子形成 · 关键 词 Z C a O · 51 0 2 , 硬 硅钙石 , 保 温材 料 中图分类号 T U 5 5 1 . 3 7 , T Q 17 5 . 6 硅酸 钙 保温 材料 主要 分 为 托 贝莫来 石 型和 硬硅 钙 石型 两 类产 品 , 其 中硬硅 钙 型 保温 材 料 在所 有 的 保温 材料 中其 导 热 系数是 较 低 的一 种 , 其 最 高 使用 温 度 为 1 0 0 ℃ , 再加 上 其原 料价 廉易得 , 因而极具 发展潜力 . 硬 硅 钙石 型 硅酸 钙保温材 料 采用 水热 动态 法合成 活性 料 浆 , 再经压 滤 成 型和 烘 干便得 所需 制 品 . 整 个反 应过 程 是 非常 复 杂 的 , 一般 认 为 反应 的初 期 先形 成 C 一 S 一 H[ , ]凝胶 , 然 后 初步 结晶成 托 贝莫 来石 , 最 后转 变为 硬硅 钙石 2[, ’ 〕 . 硬 硅钙 石 型硅 酸钙 保温 材 生产过 程 中存 在 的最大 问题是 干燥 收 缩率 过大 一般来 说 , 如 果 烘 干 线收 缩率大 于 1 . 5 % , 产 品在 烘 干过 程 中就容 易 出现 弯曲变 形 或 开裂 的现 象而 成 为废 品 . 许 多 实验 表 明 , 通 过 选择合 适 的钙 质原 料 和硅 制 原料 , 或加 人 合适 的添加 剂 能 有效 地 抑 制 干 燥 收缩 , 但 这 样 也 同 时影 响 制 品 的其他 性 能 . 所 以 , 本 文 重 点探 讨添 加 Z C a o · 51 0 2 ( C Z )S 对 硬硅 钙 石型 硅 酸钙 保温 材料 质 量 的影 响 . 1 C Z S 的合成 合 成 C Z s 的原 料 合 成 C Z S 的 钙质 原 料 为 河 北 省辛 集 化 工 厂 制 取 C 0 2 的 副 产 品 , 其 化 学 成 分 (质 量 分 数 , % ) 为 , C a o : 9 7 . 1 , M g O : 0 . 5 5 , F e Z O 3 : 0 . 3 4 , A 1 2O 3 : 0 . 8 2 , 5 10 2 : O · 8 4 , 其他 : 0 · 3 5 · 合 成 C Z S 所 使用 的 硅质 原 料 为 江西 萍 乡 地 区 的 天然 粉 石 英 · 据 赣西 地质 大 队的研 究 , 这 种天 然粉 石英 是 由含有 51 0 2 的灰岩 风 化残 积而 成 , 表 面有水蚀 凹 痕 · X 射线衍 射 谱 图表 明 , 该 粉 石英 为全晶 质 的 a 一 石英 . 19 9 5 一 1 1 一 0 9 收稿 第一作者 男 34 岁 副教授 博 士 * I E T教 育基金资助 课题 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 1996. 06. 001

·496· 北京科技大学学报 1996年No.6 天然产出的粉石英粒度为0~100μm,局部有更粗的颗粒，本实验所使用的粉石英经过 水选，粒度<800目，化学成分（质量分数，%）为，Si02:98.59,Ca0:0.12,Mg0:0.08,Fe,0,: 0.08,Al20,:0.77,其他：0.36. 1.2C,S的合成 C,S的合成采用粉石英加辛集石灰，另外加人2%的复合矿化剂.配料按C0与Si0,摩 尔比2：】进行.将混合料在行星式球磨机中湿混5mi,然后烘干成泥饼，经打粉后再压制成荒 坯，将所得坯体在硅钼棒箱式电炉中以1380℃保温3h,然后冷却；将样品取出后经X射线衍 射检验，得到了近于100%的Y-C,S(图1)；将烧结的块体破碎，再将其磨细至小于200目备 用.研细过程中应避免Fe,O3,Al,O,等污染. 2.00f 606.1 2601 食 僧 666.2 2222 6& OL 3.0010.00 20.00 30.0040.00 50.00 60.00 70.00 28/(°) 图1合成C,S的X射线衍射图 2合成硬硅钙石型硅酸钙保温材料的实验 2.1设备与工序 合成硬硅钙石型硅酸钙活性料浆应采用带有搅拌装置的高压釜.本实验采用10L磁力 传动电热高压釜，温度-时间曲线为：用2h从室温上升到215℃，保温7h,然后自然降温.釜 内压力为水的饱和蒸汽压，在保温阶段一般为(1.85±0.05)MPa.搅拌速度为400r/min,在 升温过程中及保温前3h连续搅拌，之后每1h搅拌10min,直到停电自然冷却. 2.2原料与配料 硅质原料为上述的天然粉石英，钙质原料为辛集化工厂的副产品.石灰用60℃温水消 解，然后过200目筛网以别除灰渣，将所合成的C,S分别以固体质量分数为1%，5%，10%， 15%和20%的量加入.每釜实验的固体总质量为200g.配料时考虑到最后制品中一般含有 少量残留石英，因此将混合料中CaO/SiO,摩尔比控制在0.97，外加剂C,S中的Ca0及Si0,分

· 4 9 6 · 北 京 科 技 大 学 学 报 19 9 6年 N o . 6 天 然产 出的 粉石 英粒度 为 。 一 1 0 0 “ m , 局部 有 更 粗 的颗粒 . 本实验 所 使用 的粉 石 英 经过 水选 , 粒 度 < 5 0 0 目 , 化 学 成 分 (质量 分数 , % ) 为 , 5 10 2 : 9 8 · 5 9 , C a o : 0 · 12 , M g o : o · 0 8 , F e Z o 3 : o · 0 8 , A 1 2 o 3 : 0 . 7 7 , 其 他 : 0 . 3 6 . 一 2 C Z s 的合成 C Z s 的合成 采用 粉 石 英加 辛 集石 灰 , 另 外加 人 2% 的 复合 矿 化 剂 · 配料 按 C aO 与 5 10 2 摩 尔 比 2 : l 进行 . 将混合料 在行 星式 球磨 机 中湿 混 5 m in , 然后 烘 干成 泥饼 , 经 打粉 后再 压制 成 荒 坯 , 将 所得 坯 体在 硅 钥棒箱式 电炉 中 以 1 38 0 ℃ 保温 3 h , 然后 冷却 ; 将 样 品取 出后 经 X 射线衍 射 检验 , 得到 了 近于 10 % 的 y 一 cz s (图 l) ; 将 烧结 的块 体 破碎 , 再将其磨 细至 小于 2 0 目备 用 . 研细 过程 中应避 免 Fez o , , 1A 2 o , 等污染 · 2 . 0 0 留 岁 1 . 0 0 3 . 0 0 10 . 0 0 2 0 . 0 0 3 0 . 0 0 4 0 . 0 0 5 0 . 0 0 6 0 . 0 0 7 0 . 0 0 2 8 / ( “ ) 图 1 合 成 C Z s 的x 射线衍射图 2 合成硬硅钙石型硅酸 钙保 温材料的 实验 2 . 1 设 备与工序 合成 硬硅 钙 石 型 硅酸 钙 活 性 料 浆应 采 用 带 有搅 拌 装 置 的 高压 釜 . 本 实验 采 用 10 L 磁 力 传 动 电热高 压釜 , 温 度 一 时 间 曲线为 : 用 Z h 从室温 上 升到 2 巧 ℃ , 保 温 7 h , 然后 自然 降温 . 釜 内压 力 为 水 的饱 和蒸 汽 压 , 在 保温 阶段 一般 为 ( 1 . 85 士 .0 0 5) M aP . 搅 拌速 度 为 4 0 r /m i n , 在 升温 过 程 中及保 温 前 3 h 连 续搅 拌 , 之后 每 l h 搅拌 10 m in , 直 到停 电 自然 冷却 . 2 . 2 原 料与配 料 硅 质原 料 为上 述 的 天 然 粉 石 英 , 钙 质 原料 为 辛集化 工 厂 的副 产 品 . 石 灰用 60 ℃ 温 水消 解 , 然 后 过 2 0 目筛 网 以 剔 除 灰 渣 , 将 所 合 成 的 C Z S 分 别 以 固体 质 量 分 数 为 1% , 5 % , 10 % , 巧% 和 2 0 % 的量 加 人 . 每 釜 实验 的 固体总 质量 为 2 0 0 9 . 配 料 时 考 虑到 最 后 制 品 中一 般 含 有 少 量残 留石英 , 因此 将 混合 料 中 C a o /51 0 2 摩 尔 比控 制 在 .0 9 7 , 外 加剂 C Z S 中的 C a O 及 51 0 2 分

Vol.18 No.6 倪文等：CS对硬硅钙石型硅酸钙保温材料质量影响 ·497· 别计入CaO及SiO,的总量.配料时先加人石灰浆，再加人粉石英及C,S添加剂，最后补足相 当于固体总质量20倍的水，搅拌均匀后就可装人高压釜中进行反应， 2.3试样制备与性能检测 将反应好的活性料浆从高压釜中取出，并加入1%棉纸浆纤维和1%的耐碱玻璃纤维，搅 拌均匀后，在真空吸滤机中进行脱水处理，所得滤饼呈软泥膏状.将所得滤饼称重分割以控制 试样的密度在0.22g/cm3左右，并压滤成4cm×4cm×16cm的长条形试样.试样在烘箱中 于110℃48h烘干后进行性能测试. 物理性能测试主要有烘干线收缩率、抗折和抗压强度，1000℃×3h烧后线收缩率和烧 后抗折、抗压强度. 0.6 8L8'E 0 .0010.00 20.00 30.0040.00 50.00 60.0070.00 28(°) 图2硬硅钙石型硅酸保温材料粉末X射线衍射图 为了检测活性料浆的矿物组成而将其烘干后作粉末X射线衍射分析.结果表明，料浆中 矿物组成以硬硅钙石为主，结晶良好，未发现其他矿物，见图2. 3结果与讨论 所得试样的物理性能结果见表1. 由表1可以看出，试样的烘干线收缩率随着C,S加人量的增加而降低，试样的抗折、抗压 表1添加CzS对试样物理性能的影响 试样号C2S加人 110℃×24h烘干 1100℃×3h烧后 量w,%线收缩率/%抗折强度MPa抗压强度MPa线收缩率%抗折强度MPa抗压强度MPa FC2So 0 2.190 0.866 1.700 0.434 0.734 1.150 FC2S 1.413 0.750 1.500 0.440 0.720 1.120 FC2Ss 5 0.920 0.570 1.120 0.563 0.645 1.001 FC2S1o 10 0.640 0.474 0.900 0.630 0.614 0.842 FC2S1515 0.400 0.356 0.850 0.912 0.705 FC2S20 20 0.160 0.280 0.810 1.432 0.439 0.611

V o l . 1 8 N 0 . 6 倪文等 : C Z S对硬硅钙石 型硅 酸钙保温材料质量影响 . 4 9 7 . 别计人 C a o 及 15 0 2 的 总量 · 配 料 时先 加 人石 灰 浆 , 再 加人 粉 石英 及 C Z S 添 加 剂 , 最后 补 足相 当于 固体总质 量 20 倍 的水 , 搅拌 均匀后 就 可装 人高 压 釜 中进 行反 应 . .2 3 试样制备与性能检测 将反 应 好的活 性 料浆从高压 釜 中取 出 , 并 加人 l% 棉纸 浆纤 维 和 1% 的耐 碱玻 璃 纤 维 , 搅 拌均 匀后 , 在真 空 吸 滤机中进 行脱水处理 , 所得 滤饼呈 软泥 膏状 . 将 所得 滤饼称 重分 割 以 控制 试样 的 密度在 .0 2 留 c m 3 左右 , 并 压滤 成 4 c m x 4 c m x 16 c m 的 长条形试样 . 试样 在烘箱 中 于 1 10 ℃ 4 8 h 烘干后 进行性 能测 试 . 物理性能 测 试 主要有 烘 干线 收缩率 、 抗 折和 抗 压强 度 , 1 0 0 ℃ x 3 h 烧后 线 收缩 率和烧 后抗 折 、 抗压 强度 . 阶的6 . 1 8仍 卜价8 ?6L2 . 的凶0 . N I 寸 蒸 州峭Z . 1 一仍卜 . 吸.. 卜出8 . 一 叫寸闪 . 峭卜0 寸 . -L 门ù , .0 S白V留 们闪O . 囚 寸价州 . N| 0 3 . 0 0 10 . 0 0 20 . 0 0 3 0 . 0 0 4 0 . 0 0 5 0 . 0 0 6 0 . 0 0 Ze z ( “ ) 图 2 硬硅 钙石 型硅酸保 温材料粉末 X 射线衍射图 7 0 . 0 0 为 了 检测 活性 料 浆 的矿物 组 成而 将 其烘 干 后作 粉末 X 射线衍 射 分析 . 结 果表 明 , 料浆 中 矿物 组成 以 硬 硅钙石 为主 , 结 晶 良好 , 未 发现 其他 矿物 , 见 图 2 . 3 结果与讨论 所得 试样 的物理 性 能结 果见 表 1 . 由表 l 可 以 看 出 , 试 样 的烘 干线 收 缩率 随着 C Z S 加 人量 的增 加 而 降低 , 试样 的抗 折 、 抗 压 表 1 添加 C Z S 对试样物理性能 的影 响 试样号 C Z s 加人 1 1 0℃ X 2 4 h 烘 干 1 1 0 0 oC x 3 h 烧 后 量w , % 线收缩率/% 抗折 强度从aP 抗压 强度服aP 线 收缩率 ok/ 抗折强度从aP 抗压强度从aP F C Z S o F C Z S - F C Z S S F C Z S 一。 F C Z S 一5 F C Z S : o 5 l 0 l 5 2 0 2 . 19 0 1 . 4 1 3 0 . 9 2 0 0 . 6 4 0 0 . 4 0 0 0 . 16 0 0 . 8 6 6 0 . 7 5 0 0 . 5 7 0 0 . 4 7 4 0 . 3 5 6 0 . 2 8 0 1 . 7 0 0 1 . 5 0 0 1 . 1 2 0 0 . 9 0 0 0 . 8 5 0 0 . 8 1 0 0 . 4 3 4 0 . 4 4 0 0 . 5 6 3 0 . 6 3 0 0 . 9 12 1 . 4 3 2 0 . 7 3 4 0 . 7 2 0 0 . 6 4 5 0 . 6 14 0 . 4 3 9 1 . 1 5 0 1 . 12 0 1 . 0 0 1 0 . 8 4 2 0 . 7 0 5 0 . 6 1 1

·498· 北京科技大学学报 1996年No.6 耐高温性能检测是将试样放在箱式电炉中在1000℃煅烧3h,然后测量其烧后线收缩率 和抗折、抗压强度.结果表明，试样的烧后线收缩率随着C,S加人量的增加而增大（图3），而 烧后抗折、抗压强度则随着C,S加人量的增加而降低（图4）. 2.00 1.25 --- 抗压强度 1.00 抗折强度 1.50 0.75 1.00 r0.50 装0.50 0.25 0.006 5 1015 20 25 0.000 51015 2025 CS加人量w,% CS加入量w,% 图3烧后线收缩率随C,S加入量的变化 图4经1000℃×3h烧后强度随C,S加入量的变化 表2给出了加入C,S(w)5%时试样的物理性能，并与我国某企业SD标准和日本国家标 准进行了比较. 由表1及表2可以看出，如果以天然粉石英和辛集石灰为主要SiO,和Ca0原料，在无添 加剂的情况下，烘干线收缩率大，不符合生产的要求.实验中也观察到试样变形强烈，并有干 燥收缩裂纹.当加入C,S的质量分数为5%时就可以使干燥收缩率大大降低，成为优质的合格 品.但随着C,S的继续增加，抗折强度急剧下降.当C,S的加人量大于15%时，由于抗折强度 和抗压强度太低又变为不合格制品 表2C,S加入量(w)为5%时试样的物理性能 项目 体积密度 抗折强度 导热系数最高使用温 烘干线收 烧后线收 kg·m /MPa W·mK 度/℃ 缩率，% 缩率，% SD标准 0.4 0.29 <0.062 1000 <2.0 FCSs试样 216 0.57 0.054 1000 0.92 1.00 从表1和表2还可以看出，各样品经1000℃3h煅烧后的线收缩率均远低于SD企业标 准及日本国家标准的允许值，同时抗折、抗压强度降低得不多，因而说明各试样的耐高温性能 良好. 4硬硅钙石型硅酸钙保温材料的干燥收缩机理分析 从以上实验结果可以看出，加入C,$对硅酸钙保温材料的干燥收缩率具有明显的抑制作 用，通过对比干燥收缩率大的料浆与干燥收缩率小的料浆发现，干燥收缩率大的料浆从高压

. 4 9 8 . 北 京 科 技 大 学 学 报 1 9 9 6年 N o . 6 耐高 温性 能 检测 是将 试样 放 在箱 式 电炉 中在 1 0 0 0 ℃ 锻烧 3 h , 然后 测量其烧 后 线收缩 率 和抗 折 、 抗 压 强度 · 结 果表 明 , 试样 的 烧 后线 收 缩 率 随着 C Z S 加 人 量 的增 加 而增 大 ( 图 3 ) , 而 烧后抗 折 、 抗 压 强度则 随着 C Z S 加人 量 的增加 而 降低 (图 4 .) 2 . 0 0 1 . 2 5 卜、 1 . 0 0 抗压强度 抗折强度 岁 1 . 5 0 目 岛 蓬0 7 5 侧 燃 峻 0 · 5 0 瑕 0 . 2 5 1 0 1 5 2 0 C Z S 加人量 w, % 烧后线收缩率随 C Z s 加入 t 的变化 介 .0 0扩一一扩一下芯一下言一几茹一岌 5 C Z S 加人量 w , % 图 4 经 1 0 0 0 ℃ x 3 h 烧后强度随 C Z s 加入 t 的变化 !, r lesLj l we ` es卫L O 003 .05.10图 哥螃孚甥姐瑕 表 2 给 出 了加人 C Z S ( w ) 5% 时 试样 的物 理 性 能 , 并 与 我 国某 企 业 S D 标 准 和 日本 国 家 标 准进 行 了 比较 . 由表 l 及 表 2 可 以 看 出 , 如 果 以 天 然粉 石英 和辛集 石 灰 为主要 5 10 2 和 C a o 原料 , 在 无添 加 剂 的情 况 下 , 烘 干线 收 缩率 大 , 不 符合 生 产 的要 求 . 实 验 中也 观 察 到试 样 变形 强 烈 , 并 有 干 燥 收缩 裂纹 . 当加人 C Z S 的质 量分 数 为 5 % 时就 可 以 使干燥 收缩 率大 大 降低 , 成 为优 质 的合格 品 · 但 随着 C Z S 的继 续增 加 , 抗 折 强度 急剧 下 降 · 当 C Z S 的加 人 量大 于 15 % 时 , 由于抗 折 强度 和抗 压强度 太低 又 变为 不合 格 制品 . 表 2 C Z s 加入 t (的 为 5% 时试样 的物理性能 项 目 体积密度 抗折强度 导热系数 最高使用温 烘干线收 烧后线 收 S D 标准 日本标 准 F C z s s试样 《 2 2 0 《 2 2 0 2 16 > 0 > .0 《 1 . 5 0 . 5 7 《 0 . 0 5 5 《 0 . 0 6 2 0 . 0 5 4 度 /℃ 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 . 9 2 《 1 . 5 《 .2 0 1 . 0 0 从表 l 和表 2 还 可 以看 出 , 各样 品经 1 0 0 ℃ 3 h 锻烧后 的线 收缩率 均远 低 于 S D 企 业标 准及 日本国家标准的允 许值 , 同时抗 折 、 抗压 强 度 降低得 不 多 , 因而 说明各 试样 的耐 高温性 能 良好 . 4 硬硅钙石型硅 酸钙保 温材料 的干燥收缩机理分析 从 以 上实 验 结果 可 以 看 出 , 加 人 C Z S 对硅 酸钙 保 温材 料 的干燥 收 缩率 具有 明显 的抑制 作 用 . 通 过 对 比干 燥 收缩 率 大 的料 浆 与 干燥 收 缩率 小 的 料浆 发 现 , 干 燥 收缩 率 大 的料 浆从高 压

. 4 9 8 . 北 京 科 技 大 学 学 报 19 9 6年 N o . 6 耐高 温性 能 检测 是将 试样 放 在箱 式 电炉 中在 1 0 0 0 ℃ 锻烧 3 h , 然后 测量其烧 后 线收缩 率 和抗 折 、 抗 压 强度 · 结 果表 明 , 试样 的 烧 后线 收 缩 率 随着 C Z S 加 人 量 的增 加 而增 大 ( 图 3 ) , 而 烧后抗 折 、 抗 压 强度则 随着 C Z S 加人 量 的增加 而 降低 (图 4 .) 2 . 0 0 1 . 2 5 卜、 1 . 0 0 抗压强度 抗折强度 岁 1 . 5 0 目 岛 蓬0 7 5 侧 燃 峻 0 · 5 0 瑕 0 . 2 5 1 0 1 5 2 0 C Z S 加人量 w, % 烧后线收缩率随 C Z s 加入 t 的变化 介 .0 0扩一一扩一下芯一下言一几茹一岌 5 C Z S 加人量 w , % 图 4 经 1 0 0 0 ℃ x 3 h 烧后强度随 C Z s 加入 t 的变化 !, r lesLj l we ` es卫L O 003 .05.10图 哥螃孚甥姐瑕 表 2 给 出 了加人 C Z S ( w ) 5% 时 试样 的物 理 性 能 , 并 与 我 国某 企 业 S D 标 准 和 日本 国 家 标 准进 行 了 比较 . 由表 l 及 表 2 可 以 看 出 , 如 果 以 天 然粉 石英 和辛集 石 灰 为主要 5 10 2 和 C a o 原料 , 在 无添 加 剂 的情 况 下 , 烘 干线 收 缩率 大 , 不 符合 生 产 的要 求 . 实 验 中也 观 察 到试 样 变形 强 烈 , 并 有 干 燥 收缩 裂纹 . 当加人 C Z S 的质 量分 数 为 5 % 时就 可 以 使干燥 收缩 率大 大 降低 , 成 为优 质 的合格 品 · 但 随着 C Z S 的继 续增 加 , 抗 折 强度 急剧 下 降 · 当 C Z S 的加 人 量大 于 15 % 时 , 由于抗 折 强度 和抗 压强度 太低 又 变为 不合 格 制品 . 表 2 C Z s 加入 t (的 为 5% 时试样 的物理性能 项 目 体积密度 抗折强度 导热系数 最高使用温 烘干线收 烧后线 收 S D 标准 日本标 准 F C z s s试样 《 2 2 0 《 2 2 0 2 16 > 0 > .0 《 1 . 5 0 . 5 7 《 0 . 0 5 5 《 0 . 0 6 2 0 . 0 5 4 度 /℃ 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 . 9 2 《 1 . 5 《 .2 0 1 . 0 0 从表 l 和表 2 还 可 以看 出 , 各样 品经 1 0 0 ℃ 3 h 锻烧后 的线 收缩率 均远 低 于 S D 企 业标 准及 日本国家标准的允 许值 , 同时抗 折 、 抗压 强 度 降低得 不 多 , 因而 说明各 试样 的耐 高温性 能 良好 . 4 硬硅钙石型硅 酸钙保 温材料 的干燥收缩机理分析 从 以 上实 验 结果 可 以 看 出 , 加 人 C Z S 对硅 酸钙 保 温材 料 的干燥 收 缩率 具有 明显 的抑制 作 用 . 通 过 对 比干 燥 收缩 率 大 的料 浆 与 干燥 收 缩率 小 的 料浆 发 现 , 干 燥 收缩 率 大 的料 浆从高 压

·500· 北京科技大学学报 1996年No.6 参考文献 1 Chan C F,Sakiyama M,Mitsuda T.Kinetics of the Cao-Quartz-H,O Reaction at 120 C to 180 C in Suspension.Cem Con Res,1978(8):1 ~6 2 Taylor H F W.The Transformation of Tobermorite into Xonotlite.Mineral Mag,1959,32:110~116 3宋素兰，韩锦州，郑权.动态法合成超轻微孔硅酸钙.北京建材，1988(4)：8~15 Quality Effect of Xonotlite-type Calcium Silicate Thermal Insulation Materials by C,S Ni Wen Cao Zhengyuan Shu Xianlin College of Resources Enginering,USTB.Beijing 100083,PRC ABSTRACT The quality effect of xonotlite-type calcium silicate thermal insulation mate- rials by adding small amount of dicalcium silicate was studied.The basic raw materials were natural powder quartz and nature lime.The experimental result shows that the drying shringage of the thermal insulation materials decreases rapidly as the adding amount of C,S increases.When the adding amount of C,S increases from 0 to 5%,the drying shrinkage of the samples decrease from 2.19%to 0.92%,the products become up-to-standard from its originally below the standard.The reason for the decrease of the drying shrinkage is that the adding of C,S promoted the formation of the secondary grains. KEY WORDS dicalcium silicate,xonotlite,thermal insulation materials

. 50 0 . 北 京 科 技 大 学 学 报 1 9 9 6年 N o . 6 参 考 文 献 1 C h an C F , s ak i y a m a M , M i t s u d a T · 幻n e ti e s o f ht e C a o 一 Q u artZ 一 H Z o eR ac ti o n a t l 2 0 ℃ t o l 8 0 ℃ in S u s P e n s i o n . C e m C o n R e s , 1 9 7 8 ( 8 ) : l 一 6 2 T a y l o r H F W . hT e T anr s fo mr a t i o n o f T o b e mr o ir t e in ot X o n o t li t e . M in e ar l M a g , 19 5 9 , 3 2 : 1 1 0 一 1 1 6 3 宋素兰 , 韩锦 州 , 郑 权 . 动态法合成超轻微孔硅 酸钙 . 北京建材 , 19 8 8 (4) : 8 一 巧 Q u a li ty E fe e t o f X o n o t l i t e 一 ty P e C a l e i u m S i l i c at e T h e rm a l I n s u l a t i o n M at e r i a l s b y C Z s iN 砰诊n aC o hZ e n 幻月沼a n hS u iX a n li n C o ll e g e o f R e s o ur e e s E n g i n e r in g , U S T B , B e ij i n g 10 0 0 8 3 , P R C A B S T R A C T T h e q u a lity e fe e t o f x o n o t li t e 一 ty P e e a l e i u m s ili e a t e ht e rm a l i n s u l a t i o n m a t e - ir a l s b y a d d i n g s m a ll a m o u n t o f d i e a l e i u m s ili e a t e w a s s tu d i e d . T h e b a s i e r a w m at e ir a l s w e r e n a tu r a l P o w d e r q u art z an d n a tu r e lim e . T h e e x P e r im e n at l r e s u l t s h o w s t h a t t h e d ry i n g s h r i n g a g e o f th e t h e rm a l i n s u l a t i o n m at e r i a l s d e o r e a s e s r ap id ly a s t h e a d d i n g am o u n t o f C Z 5 i n c r e a s e s · W h e n th e a d d i n g a m o u n t o f C Z s i n e r e a s e s fr o m 0 t o s % , ht e d yr i n g s h r i n k a g e o f ht e s a m P l e s d e e r e a s e fr o m 2 . 1 9% t o 0 . 9 2% , ht e P r o d u e t s b e e o m e u P 一 to 一 s t an d ar d fr o m it s o r i g i n a ll y b e l o w ht e s t a n d ar d . T h e r e a s o n fo r th e d e e r e a s e o f ht e dyr in g s hr ink a g e 1 5 t h a t t h e a d d i n g o f C Z s p r o m o t e d th e fo mr a ti o n o f t h e s e e o n d娜 g r a i n s · K E Y W O R D S d i c a l e i u m s i li e a t e , x o n o t lit e , t h e r l n a l i n s u l a t i o n m a t e ir a l s