浅谈烧结制品孔隙.pdf

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1、至Q!鱼生篁2至塑【墼篁!塑塑l迤酉建盟——。——————————————鏖旦堕浅谈烧结制品孔隙■万里鹏。杨良■江西省建筑材料工业科学研究设计院。江西南昌330001摘要：孔隙是烧结制品生产过程中自然形成的现象，理想的孔隙尺寸及合理的孔隙比例能显著改善产品的各项性能及指标，是每一个生产企业及相关研究人员不断改进和追求目标，也为新型保温材料的生产及研发提供了新的思路。关焦词：孔隙性能原料处理工艺微孔形成剂孔隙表面意思为：窟窿眼儿；缝儿。从岩土学的角度来说，是指岩土固体矿物颗粒间的空间。岩土中直径大于1毫米、重力水可于其中自由运动的

2、孔隙，是大孔隙(macro—pore，largepore)。岩土中直径为0．01～l毫米、重力水和毛管水可存其中的孔隙，是小孔隙(smallpore)。岩土中直径为0．1一10微米、无重力水但毛管现象明显的孔隙，是微孔隙(micropore)。岩土中直径为0．1微米～1毫米、具毛管特性的孔隙，称毛管孔隙(capillarypore)。粘性土中直径小于0．1微米、充满结合水的孔隙，是超微孔隙(ultramicropore)，又称超毛管孔隙(uhracapiUatypore)。1烧结制品内孔隙的分类制品内部的孔隙主要分为开放孔隙与封

3、闭孔隙。开放孔隙之间相互连通且与外界相通，封闭孔隙彼此不连通且与外界隔绝。制品中孔隙按尺寸大小分为极微细孔隙、细小孔隙和粗大孔隙，孔隙的大小和分布也会对材料的性能产生影响。2孔隙对烧结制品性能的影响孔隙对烧结制品的影响是很广的，产品的许多性能都与孔隙有关，如：强度，密度，吸水率，抗渗性，抗冻性，导热性，吸声性等。影响孔隙的形成原因主要有：原材料本身的化学特性，外加的微孔形成剂，易熔杂质融化生成玻璃相物体积收缩和化学结合水。只有了解了孔隙对烧结制品的影响，才知道我们在生产产品中需要什么样的孔隙，所以我们对孔隙影响的性能做逐一分析：

4、2。1强度力学上，材料在外力作用下抵抗破坏(永久变形和断裂)的能力称为强度。孔隙对强度的影响是非常直观的，烧结制品表面承受的外力需要靠制品本身的材料和结构去承载，在材料确定的情况下，孔隙对制品结构的影响起到了决定性的作用，本应存在实体材料的空间被孔隙所替代，对传导进制品内部的力无法形成有效的支撑，使产品抵抗外力所需要的应力的有效面积大大减少，最终造成制品的强度降低。2．2密度物质每单位体积内的质量。在上面强度中我们已经提到孔隙事实上替代的是制品的实体材料，所以孔隙能达到降低密度的效果，但在实际生产应用当中因为原材料及生产工艺等因

5、数，能及时有效并且显著调整密度的主要因数为制品的孔型大小结构及其排列，孔隙并不能起到决定性作用。2．3吸水率是表示物体在正常大气压下吸水程度的物理量。材料吸水率与材料孔隙特征相关：密实且具有封闭孔隙的材料不吸水；具有粗大孔隙的材料因水分不易存留，吸水率也不大；而孔隙率较大，且具有细小开口连通孔隙的亲水材料吸水能力较强。在最新的烧结制品产品国家标准(GB5101—2003，GBl3544—2011，GBl3545—2014，GB26538—2011等)中，吸水率是判定抗风化性能的重要指标，并且引入饱和系数这一指标来分析产品的吸水能

6、力对抗风化性能的影响。但最近有不少研究者发表文章指出吸水率并不能完全说明产品的抗风化性能，并且由于建筑应用更看重材料的耐久性和抗冻性，因此将抗风化性能作为烧结制品的重要指标，并用饱和吸水率判定其产品质量有待商榷。2．4抗冻性是指材料抵抗多次“冻融循环”而不疲劳、破、坏的性质。想要弄清为什么产品需要抗冻就要弄清冰冻对制品的破坏的机理：水在结冰时的体积约增大9％，当材料内毛细孔隙中充满的水达到凝点时，材料表层毛细管颈部的水首先结冰，形成封闭的环境将水封堵起来，随着温度继续下降，孔隙内被封堵的水也逐渐结冰，体积开始增大，对孔壁产生巨大

7、压力，导致孔壁开裂。冰在融化时是从表面开始融化，然后逐渐向内进行，无论是结冰还是融化，都会对材料的内外层产生明显的应力差和温度差，所以材料受冻破坏的程度与水分在孔隙中充满的程度有关。如果孔隙吸水后还留有一定空间，允许水在结冰时自由膨胀，其破坏作用也就大大降低，利于材料的抗冻性。在烧结制品质量相关国家标准中，将吸水率和饱和系数作为判断抗冻性是否合格的重要依据。这些标准中所规定的饱和系数指标最高限值基本一致。该指标所涉及的参数及吸水率和饱和系数初步判定抗冻性能的机理，首先得了解以下三个指标：(1)自由吸水率。材料在自由吸水饱和状态下

8、，所吸水的质量占材料绝干质量的百分率。主要与材料的开放孔隙、亲水性和憎水性有关。开放孔隙率大的亲水性材料往往具有较高的吸水率。由于封闭孔隙正常环境下不吸水，主要是开放孔隙吸水，因此当材料在正常环境下吸水饱和时，所吸水体积与开放孔隙容积相等。由此可见，材料的吸水率