山西建筑
SHANXI ARCHITECTURE
第47卷第5期・102・
2 0 2 1年3月
Vol. 47 No. 5Mar. 2021
-建筑材料及应用-文章编号：10096225（ 2021）05-0102-03
朱孟鑫李景山* 毛旭江泽布衣陈泰燃
（铁道警察学院治安学系，河南郑州455053）
摘要：以膨胀珍珠岩为骨料，固定膨胀珍珠岩、木质素等原料配比，选择面粉、黄泥、水泥三者作为胶结剂制备出实验板，测试三
种实验板的承压能力与耐热能力。结果表明：各条件相同的情况下，以水泥为胶结剂的实验板承压能力相对最好，耐热性能也明
显优于添加面粉和黄泥的实验板。
关键词：保温材料，膨胀珍珠岩，抗压性能，燃烧性能
中图分类号:TU551.30 文献标识码:A
0引言
我国建筑能耗占社会总能耗很大U ］，研制节能环保的 建筑保温材料是我国走建筑可持续发展之路的关键［23］。
膨胀珍珠岩是非常好的无机保温材料［46 ］，其质量轻、导热 系数小、隔热性能好、施工便利，适合用作屋面和墙体的隔
热保温材料，但存在吸水率高、粘结强度低的缺点。木质素 是广泛存在植物中的酚类高聚物，利用其分散性、粘结性和
螫和性可以在耐火材料中起到增塑与减水的作用421 ］。实 验选择合适的胶结剂添加到膨胀珍珠岩和木质素中，通过 测试保温实验板的承压能力与耐热性能，研制出一种新型
节能、环保、高效的建筑保温材料。
1保温板的组分
14 原料与仪器
实验所用膨胀珍珠岩取自郑州日腾建材有限公司，木 质素购于河北晴俊纤维素厂，面粉取自郑州面粉厂，黄泥取
自新郑市龙湖镇，水泥取自山东金湖水泥有限公司，稳泡剂
选择聚乙烯醇，发泡剂选择脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠。主 要实验工具及仪器:JJ224BC 型电子天平，常熟市双杰测试
仪器厂;MDJ-A01Y1型粉碎机，佛山市小熊电器有限公司； YXQM-10L 行星式球磨机，广州儒瑞科技有限公司； H2010G 电动搅拌器，东莞市瑞星技术有限公司;DZF-021045钢
真空干燥箱，上海一恒科学仪器有限公司；松下DMC-GK25 相机，松下电器产业公司;YAW-300B 型压力试验机，济南航
瑞精密机械有限公司；GM32。红外线测温仪，无锡市胜利
仪器有限公司；SX0-10-10TP 箱式电阻炉，上海五相仪器仪 表有限公司；秒表、热电偶购于市场。
1.2样品制备
采用发泡注浆4063］的方法制备相同的两组木质素一膨 胀珍珠岩实验板，分别记为第I 组（用作承压实验）和第
□组（用作耐热实验）。将膨胀珍珠岩干燥后破碎，球磨
后再过80目筛、称重，将木质素和面粉称重，混合后配置 溶液，加入稳泡剂与发泡剂并搅拌5 mm ，将配置好的浆
料倒入磨具固化、干燥，烧结至950 C ，保温、冷却后得到 样品I -1。将面粉替换为黄泥和水泥，其他不变，得到样
品I -2,1 -3，第II 组三块实验板与第I 组相同。工艺流 程如图0所示。
铜陵学院学报|膨胀珍珠岩|---彳破碎、球磨|----*称，重| ~彳搅拌”~I~|稳泡剂|
木质素-----
-H 称重—配
1固化
—发泡剂1面粉/黄泥/水泥——►]称重—
液
1十爍[89
图1工艺流程图
坑槽修补各组实验板中，膨胀珍珠岩加入量为44%，木质素加 入量为10%，面粉（黄泥、水泥）加入量为45%，稳泡剂和发 泡剂固定为总量0.4% （都为质量分数），制作的实验板规
格为100 mm X 105 mm X 25 mm 。详细组分数据见表1。
Construction technology and quality control of basalt fiber micro surfacing
Wu Yuxuan Shi Chenglio Pan Yuhao
(Jilin Jianzhu University , Changchun 133000, China )
Abstroct : Basalt fiber microsurfacing technology , as a new pavement maintenance technology , improves the performance of pave ・
ment oo thc basic of microsurfacino. Combined with the actuat situatioo , thin paper bhoorces thc aavaataaeu of basath Obco mien
surfacino , aaO describes its covstractiov technoloyy aad quality cootrot . incluCino thc scope of appOcaPov, covstracUov prepan tioo , copstractiop process, quality cootroi , quality
aad other aspects.
Key wordt : basalt fincr , microsurfpcino, copshuchop techooloyy , quality cophoi
收稿日期：20206124
★：2022年度大学生创新创业训练计划项目：基于微生物矿化沉积的膨胀珍珠岩保温板制备研究
（S202012735010）；河南省教育厅2021年度高等学校重点科研项目（21B620003）
作者简介：朱孟鑫（1 099-），女，在读本科生通讯作者：李景山（1 992-），男，讲师
第47卷第5期
2221年3月
朱孟鑫等：木质素作用下膨胀珍珠岩保温板的燃烧性能-123-
表1木质素一膨胀珍珠岩保温板组分
福州二中组分I2I-2I2n2n-2n2膨胀珍珠岩3404040404040
木质素3111111
面粉/%45——45——
黄泥/%—45——45—
水泥3——45——45
稳泡剂/%0.20.20.20.20.20.2
发泡剂/%0.20.20.20.20.20.2
厚度/m m252525252525
2保温板的承压实验
对第I组的3块实验板分别进行承压能力测试，测试依据GB/25486—2008无机硬质绝热制品试验方法中6,3的试验步骤进行。测试结果分别记为I2,I2和I2，测试承压能力过程时要注意观察实验板情况，在实验板出现孔隙、裂缝或垮塌时做出记录，实验结束后认真分析，对实验板的承压能力排出顺序，分析添加面粉、黄泥和水泥的实验板对承压能力的影响关系。
22承压结果分析
对于掺加面粉的实验板，承压质量达到211.5kg时板上出现贯穿整板的断裂线，且多处有掉渣现象，对于掺加黄泥的实验板，承压质量达到239kg时板上出现裂隙，覆盖面约1/3，有部分掉渣现象，对于掺加水泥的实验板，承压质量达到2925kg时板上出现裂纹，分布较均匀，整体完好，有少量掉渣。
2.2承压能力对比
根据实验分析，编号为I2的实验板承压能力相对最优，其次为I-2，编号为I2的实验板承压能力最差。在实验板厚度和其他组分固定的情况下，面粉、黄泥和水泥的掺量对实验板承压能力影响较大，掺加量相同时，掺加面粉、黄泥、水泥的实验板的承压能力结果为：水泥〉黄泥〉面粉。第I组实验板力学性能对比如表2所示。
表2第I组实验板承压能力
组别I2I-2I2承压质量/kg211.5239295.5
相对承压能力差中好
3保温板的耐热实验
对第n组三块实验板进行耐热实验，编号依次记为n-i,n-2,n-2，模拟建筑物墙体保温材料在火场温度下的燃烧，使用非接触式红外线测温仪和热电偶组合的方式，取两者平均值计算实验板受火面与背火面的温度，使用秒表每间隔10S记录一次数值，根据实验板在测试中的状态合理确定结束时间，测试时平均室温2。O C O通过分析三块实验板耐热性能数据和外观状态对比，确定添加面粉、黄泥和水泥的实验板耐热性能优劣。 3.2实验结果分析
从实验板n2接触火焰开始，受火面升温速度很快, 1s即达到256C，在前60s时间受火面持续快速增温至424C，随后192s内增速缓慢，温度差为36C；背火面大体呈现四个阶段，首先是前50s温度基本维持在93C左右，其次是50s-lW s的匀速平稳升温至219C阶段，再次是110s~150s温度保持阶段，最后是150s~180s快速增温至225C阶段。测试时间段内，实验板n2背火面最低温度24C，最高温度225C，最大温差211C，平均温度为172.7C。温度变化过程如图2所示。
对于实验板n2，受火面在测试期间基本上是保持持续升温状态，前110s升温速度较实验板n2平缓，但后72s升温速度比实验板n2要快很多。从1S温度156C 至10s温度497°C，变化不明显，前186s比后50s升温速度稍快一些；背火面温度变化阶段较多，首先是前50s温度缓慢上升，从48.5C升至74.3C，随后20s时间内温度基本未变,2s~90s温度加速升至ZO C，随后50s间隔 温度升速减缓，仅升高22C，从144C~190C的22s间隔升温速度变快达最高温度185C，最后20s温度基本保持不变。测试时间段内，实验板n-2背火面最低温度4&5°C，最高温度155°C，最大温差186.5°C，平均温度109.9C。温度变化过程如图3所示。
图3实验板n-2的温度变化图
对于实验板n2，受火面在测试时间段大体为两个阶段，先是166s的匀速升温阶段，升温趋势比实验板n-1, n-2都要平缓，然后是最后22s的温度保持440C阶段。背火面温度变化总体平缓，前66s温度变化
缓慢，温升仅为22.5°C，较长时间维持在56C左右,60s~70s增速较快，温度上升至35.5C，从70s-I!s温度上升非常缓慢，仅增加5。C,110s~160s温度近匀速增长，差值为56.3C，最后20s温度基本保持不变。测试时间段内，实验板n-3背火面最低温度为39.3C，最高温度为150C，最大温差110.5C，平均温度为92.2C。
温度变化过程如图4所示。
3.2耐热能力对比
三块保温实验板耐热能力测试时间都为150s，编号为n2,n2』2的实验板背火面最高平均温度依次为225c, 155C和156C。实验结束后对三块实验板外观进行观
第 43卷 第 5 期2 0 2 1 年 3 月
山西建筑
-104 -
察，编号为I 0的实验板向火面过火比较严重，且背火面在 测试过程中也出现较长时间持续火焰和烟气，实验板中心
区有较大的孔洞，表面有较多粉末状颗粒；编号为I -2的实 验板向火面出现穿透性缝隙，表面有多处鼓包和碳化现象,
背火面有膨胀和酥化现象，整体外观完整；编号为I -3的实 验板向火面有轻微膨胀和颜变深现象，周边有轻微掉渣, 背火面未出现火焰，面板无穿透性缝隙，外观基本无变化。 通过对保温实验板的耐热测试分析对比，可以看出编号为
I-3的实验板耐热效果较好，编号为I 0的实验板耐热效
上清华变白富美果最差。实验板的导热系数采用导热系数测试仪测定，实
验板耐热实验分析对比结果如表3所示。
图4实验板！-3的温度变化图表3第II 组实验板耐热实验分析对比
4结语
编号
I 0
I 0
I 0
测试时间/s 180
130130
背火面最高 平均温度/C
205
135
155
实验板状态
中心区过火严重， 背火面有火焰，有 较大孔洞，掉渣明 显
核心区有部分过火
缝隙，表层有酥化
现象
背火面无火焰，无
穿透性缝隙，轻微
掉渣，外观变化不
明显导热系数
W/(m ・ K )0.458
0.455
0.421
耐热相对效果
差中好
1) 在前期优化原料配比制备保温实验板后，固定膨胀 珍珠岩、木质素等原料配比，选择相同质量分数的面粉、黄
泥、水泥作胶结材料分别制作实验板，经承压能力测试，添 加水泥的保温实验板优于添加面粉和黄泥的实验板。
2) 耐热能力测试表明：厚度为25 mm,44%膨胀珍珠 岩+15%木质素+45%水泥的实验板耐热能力最好，同等 情况下添加面粉的实验板耐热性能最差。
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Combustion performanco of expander
perlite insulation materiaia with the action of lionin^
Zhu Mengxio Li Jingshan* Mao Xu Jiangze Buyi Chen Tairon
(Railway Police Collegr , Public Security Department , Zhengzhou 459053 , China )
Abstroct : Thc agyrecath is expannen perlith material . Fixed thc o P c of expapnen perlitc , linnin ant othcr raw materials , thc ex
periment boarO is prenaren with thc Ooye, yellow mud ant cemet vs 1^x 1:. Thc bearino capacity avt heat resistance of thc threc test plates aro tested. Thc results show that thc test plate with cemet vs cemcntino apent has thc best bearino capacity
unncr thc samcAnt the heat resistance is also bettae than that of thc experiment boarO with Oour and yellow muU.
Key wordt : insulatioy materiai , expannen perlite , compressioy performance , combusPoy
performance
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