稻草-EPS复合轻质保温墙体材料的研究

论文摘要

本文以稻草秸秆和EPS颗粒为主要研究对象,开发利用农村剩余农作物秸秆纤资源以及再资源化废弃聚苯乙烯泡沫（EPS）材料,制备新型节能利废型稻草-EPS复合轻质保温墙体材料。研究探讨了改性稻草秸秆、偏高岭土取代量及改性EPS颗粒对水泥基复合墙体材料性能的优化改善作用,以及稻草秸秆掺量、稻草秸秆长度和EPS颗粒掺量对稻草秸秆增强水泥基复合墙体材料的物理性能、力学性能、导热性能的影响规律,进而通过L9（34）正交实验确定出EPS颗粒掺量和稻草秸秆掺量为影响水泥基复合墙体材料性能的重要影响因素,且最佳配合比为：稻草秸秆掺量为3%,偏高岭土取代量为30%,EPS颗粒掺量为30%,水胶比为0.6,由此制备的成型材料干表观密度为215kg/m3,抗压强度为0.43MPa,抗折强度为0.34MPa,粘结强度为56kPa导热系数为0.053W/m.K,线性收缩率为0.23%,软化系数为0.8,抗冻性试验20次循环可达到质量损失≤5%,强度降低≤10%,外观无明显变化,各项实测数据均满足预期指标值。从而论证了稻草秸秆、废弃EPS材料等固体废物资源在水泥基复合材料生产中的实用价值以及对水泥基复合材料性能的优化加强作用,为废弃资源的综合利用以及农业产业化开辟崭新的道路,拓展开发前景。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 保温材料的种类及存在的问题
• 1.2.1 有机保温材料
• 1.2.2 无机保温材料
• 1.2.3 复合型保温材料
• 1.3 植物纤维增强水泥基复合材料的研究进展
• 1.3.1 植物纤维的组成和性质
• 1.3.2 植物纤维增强水泥基复合材料的发展现状
• 1.4 植物纤维增强水泥基复合材料的优势及存在的问题
• 1.4.1 植物纤维增强水泥基复合材料的优势
• 1.4.2 植物纤维增强水泥基复合材料存在的问题
• 1.5 本文研究的目的、意义、思路与主要内容
• 1.5.1 研究目的及意义
• 1.5.2 论文研究的思路
• 1.5.3 论文研究的内容
• 第2章 试验设计原则及原材料、设备与试验方法
• 2.1 试验设计原则及预期达到的性能指标
• 2.1.1 试验设计原则
• 2.1.2 预期达到的性能指标
• 2.2 试验原材料
• 2.2.1 水泥
• 2.2.2 稻草秸秆
• 2.2.3 聚苯乙烯泡沫（EPS）颗粒
• 2.2.4 偏高岭土
• 2.2.5 其它试剂
• 2.3 主要试验设备与试验模具
• 2.3.1 主要试验设备
• 2.3.2 试验模具规格及对应测试项目
• 2.4 试件制备工艺与性能检测方法
• 2.4.1 试件制备工艺
• 2.4.2 性能检测方法
• 第3章 原料组分的改性优化对复合材料性能的影响
• 3.1 稻草秸秆表面碱液浸渍处理
• 3.1.1 NaOH溶液浓度对稻草质量损失的影响
• 3.1.2 NaOH溶液浸渍时间对稻草质量损失的影响
• 3.1.3 NaOH表面浸渍处理稻草秸秆对水泥基复合材料强度的影响
• 3.2 稻草秸秆的化学促凝封堵表面改性处理
• 3.2.1 改性剂的选择
• 3.2.2 改性剂浓度的确定
• 3.2.3 改性前后的稻草秸秆形貌及微观结构比较
• 3.3 掺加偏高岭土对复合材料的性能影响
• 3.3.1 掺加偏高岭土对复合材料干燥收缩的影响
• 3.3.2 掺加偏高岭土对复合材料强度的影响
• 3.3.3 掺加偏高岭土对复合材料标准稠度需水量的影响
• 3.3.4 减水剂用量确定试验
• 3.4 改性稻草秸秆及掺加偏高岭土对水泥基复合材料耐久性能改善验证试验的研究
• 3.5 EPS颗粒的改性对水泥基复合材料性能的影响
• 3.5.1 改性剂的优选
• 3.5.2 改性剂用量的确定
• 3.5.3 EPS颗粒表面包裹水泥用量对复合材料的强度的影响
• 第4章 原料组分参数对水泥基复合材料性能的影响
• 4.1 稻草秸秆长度的确定
• 4.1.1 稻草秸秆长度对水泥基复合材料流动度的影响
• 4.1.2 稻草秸秆长度对水泥基复合材料强度的影响
• 4.1.3 稻草秸秆长度对水泥基复合材料干燥收缩的影响
• 4.2 稻草秸秆掺量对水泥基复合材料性能的影响
• 4.2.1 稻草秸秆掺量对水泥基复合材料表观密度的影响
• 4.2.2 稻草秸秆掺量对水泥基复合材料流动度的影响
• 4.2.3 稻草秸秆掺量对水泥基复合材料吸水率的影响
• 4.2.4 稻草秸秆掺量对水泥基复合材料干燥收缩的影响
• 4.2.5 稻草秸秆掺量对水泥基复合材料强度的影响
• 4.2.6 稻草秸秆掺量对水泥基复合材料导热系数的影响
• 4.3 掺加EPS颗粒对水泥基复合材料性能的影响
• 4.3.1 EPS颗粒掺量对水泥基复合材料干表观密度的影响
• 4.3.2 EPS颗粒掺量对水泥基复合材料吸水率的影响
• 4.3.3 EPS颗粒掺量对水泥基复合材料强度的影响
• 4.3.4 EPS颗粒掺量对水泥基复合材料导热系数的影响
• 第5章 稻草秸秆增强水泥基轻质保温复合墙体材料的正交实验研究
• 5.1 确定最佳配合比试验
• 5.1.1 配合比正交试验方案设计
• 5.1.2 配合比正交试验方案结果与讨论分析
• 5.2 最佳配合比验证试验
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间的研究成果