碱铝硅质型尾矿制备饰面-多孔结构复合发泡陶瓷材料结合界面调控机制

In terms of combination problems between facing and porous layer of decoration integration foam ceramics preparated with Alkali-Aluminum-Siliceous tailings. The project is proposed to build interface to provide stability as a carrier for facing. At the same, separation bubble collusion and ascend and bonding strength of porous layer. The combination mechanism of facing, and interface and porous layer was analyzed systematic. Through the research of the design ratio of the interface and construction methods and evolution. We will set up the mechanism of smooth interface control in the firing process. Through the air bubbles in the interface of nucleation mechanism research. We can build the nucleation mechanism and interface and combination. After all kinds of quantitative corresponding relations between the thermal expansion coefficient and chemical constituents of system was revealed, we can get the key control of combination. In order to provide theoretical basis and technical support for composition and structure design of decoration integration foam ceramics. The project will provides a new high value utilization way for comprehensive utilization of tailings which has an organic combination of building energy saving, environmental protection and pollution control.

针对碱铝硅质型尾矿在一次布料烧成饰面-多孔结构复合发泡陶瓷材料过程中饰面层和多孔层不易结合、难于形成平整饰面的问题。本项目提出采用构建界面过渡层为饰面层提供稳定的载体，同时隔离气泡串通并提升与多孔层的结合强度。系统解析了饰面层和多孔层的界面结合机制。通过构建的界面体系配比设计、构建方法和界面演变的研究，得到形成平整界面层的关键控制机制；通过气泡在界面的形核机制研究，建立气泡在界面层的形核机制与界面结合的关联；通过研究尾矿中各组分对界面层与饰面层、多孔层的热膨胀收缩的作用机制，获得良好界面适应性的关键调控手段。以期为饰面-多孔结构复合陶瓷材料的组成、结构设计及制备提供理论基础和技术支撑，将建筑节能、环境保护及污染治理有机的结合为尾矿综合利用提供一个新的高值化利用途径。

针对我国大宗固废尾矿排放量大、品种复杂、利用效率低、环境污染严重等问题，本项目提出研究开发利用大宗工业固废尾矿制备新型装配式保温装饰复合墙体材料，针对尾矿制备饰面-多孔结构复合发泡陶瓷材料过程中饰面层和多孔层不易结合、易于串通的技术难题。首先针对尾矿的矿物、物化特性分析进行了全面的分析研究，包括物相分析、化学成分分析、矿物工艺学分析以及粒度、烧成特性等方面的分析研究；在探索试验研究的基础上，利用了正交进行了多孔基体层的制备工艺参数、原料和性能之间的关联机制研究，优化出基体制备工艺参数，主要包括尾矿掺入量、发泡剂掺入量、助剂掺入量、粉磨细度、烧成温度、烧成时间与表观密度、强度、吸水率、孔隙率的关系。然后开展了布料方式、布料成型压力、物料细度、烧成制度等制备工艺参数优化试验研究，研究了各主要化学组分Si、Al、Ca、Mg、K、Na、Fe等和细度及尾矿掺入量与性能的关联机制。在实验室研究完成技术开发后进行了工业级的验证试验研究，利用碱铝硅质型尾矿制备的饰面-多孔复合结构发泡陶瓷材料产品的性能指标达到了相关产品的国家标准。从理论及技术上完善目前主要通过调节工艺参数制备饰面-多孔结构复合发泡陶瓷材料，并且材料性能不佳的技术。补充现有同类材料制备过程中主要通过调节工艺参数来实现的研究现状，这对于加深在闭孔型复合化多孔材料的制备过程中若干重要问题的理解，具有重要的学术价值和科学意义。对目前城市外墙保温系统兼顾火灾频发、建筑节能不足、高耗能等问题，具有实际意义和广阔的应用前景。