輕質隔熱耐火材料對高溫性能至關重要,可降低能耗。稻殼作為生物質燃料燃燒后變成固體廢棄物稻殼灰(RHA)。印度的研究人員首先用RHA通過堿萃取(AE)法合成硅溶膠,然后用RHA作骨料,以RHA衍生的硅溶膠用作結合劑制備隔熱澆注料,并研究其顯微結構和性能。
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將收集的廢料RHA在馬弗爐中加熱至700 ℃保溫1h,加熱和冷卻速率為5 ℃·?min~',去除任何可能的揮發性物質。合成溶膠其他原料:分析純鹽酸(HCI) ( 濃度約35%)、氫氧化鈉片(NaOH) ( 純度約99%) ;試驗過程均使用去離子(DI)水。
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以加熱處理后的RHA作為主要原料,采用AE法制備溶膠。在室溫下,將研磨過的RHA(<90 μm)在0.5 mol. L'的鹽酸中以400r. min'的轉速連續磁力攪拌清洗30 min,去除污垢和金屬雜質。將清洗干凈的RHA和NaOH (質量比0.75)與去離子水混合( 1L水中約100 g固體),在90 C下連續攪拌混合( 400r.min') 1h。然后在室溫下靜置24 h,進行充分反應。通過微孔濾紙將溶液(Na,SiO,)中未反應的固體( 約25%)分離出來。向過濾后的透明溶液中逐滴添加HCI并不斷攪拌( 400r.min^'),直到溶液完全轉化為白色溶膠。將溶膠放置1天老化,然后用去離子水反復洗滌,以便去除雜質離子。最后,將制備的溶膠控制在60 C加熱,減少水分,得到固含量約30%的溶膠。
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試驗以研磨和未研磨的RHA作為骨料,以RHA制備的硅溶膠作結合劑,添加少量的六偏磷酸鈉(SHMP)作分散劑制備了5組隔熱澆注料試樣,原料組成如表1所示。首先將六偏磷酸鈉和溶膠混合5 min,然后加入骨料(不同粒度的RHA)混合10 min, S-1和S-2試樣分別再添加4%和2%的水?;旌虾玫牧系谷?/span>25 mm?X 25 mm?X?25 mm的模具中振動成型。脫模后試樣在100 C干燥24h,測定干燥試樣的常溫耐壓強度。將滿足生坯強度要求的試樣分別在900、1 000、1 100和1 200 ℃熱處理2 h,加熱和冷卻速率均為3℃·min~'。