憎水型膨脹珍珠巖制備過程中吸水率影響因素探討 BS1042 其產品雖粒徑均勻，堆積密度和熱工性能尚能滿足使用要求，但在實際使用過程中仍存在比較大的問題，其中最突出的當屬吸水率大的問題了?，F在最普遍和最有效的處理方法是使用有機硅產品浸漬處理。有機硅的的防水原理在于，通過在硅酸鹽基材表面和毛細孔內壁形成憎水的硅樹脂網絡，使基材的表面張力發生變化，增大了基材表面和水的接觸角，以阻止毛細孔對水的吸收作用，賦予材料以憎水性。 同時有機硅具有很好的透氣性和滲透性，不堵塞珍珠巖顆粒毛細孔，不會影響珍珠巖顆粒的其他性能。按照化學成分來分類，用于建筑防水和建材憎水處理的有機硅產品可分為三種：甲基硅酸鹽類產品、硅烷和硅氧烷混合物、純硅烷。其中硅烷和硅氧烷最為普遍。 相對其他產品，這類產品最大的優點是在無機材料表層形成更為穩固的硅樹脂網絡，使無機材料產生更強以及更穩固的憎水性能，性價比合適。 1 試驗部分 1.1 原材料及試驗設備 (1) 膨脹珍珠巖顆粒：產地河南信陽，外觀為白色顆粒，容重約為70 ㎏/m3，導熱系數0.04 W/m K。 ( （2) 有機硅憎水劑：采用德國 WACKER公司產品 SILRES® BS 1042。SILRES® BS 1042是一種反應型聚二甲基硅氧烷水性乳液，pH值5~7。 (3) 試驗設備或工具：烘箱，溫差控制±1℃；尼龍網：80目；電子天平，感量0.01 g。 1.2 珍珠巖吸水率測定方法 目前關于膨脹珍珠巖或相關產品的標準有JC/T 209―1992(1996)《膨脹珍珠巖》、JC/T 1042―2007 《膨脹?；⒅椤返?。JC/T 209―1992(1996)中對珍珠巖僅做了含水率的規定，尚沒有對吸水率或憎水性作出測試規定或標準。JC/T 1042―2007中關于憎水性方面，規定了體積吸水率和體積漂浮率兩個指標。 考慮到珍珠巖憎水處理后顆粒表面憎水性會比較強，均會漂浮在水面，而且長時間放置水面上也幾乎不吸水，遠遠超過了該標準規定的要求。 本文采用了在水中完全浸泡的方法來了解珍珠巖顆粒的吸水率以及隨時間的變化情況，特采用了以下制備工藝和試驗方法：將有機硅憎水劑原液BS1042按一定比例添加到去離子水中，攪拌混合成均勻液體，按照珍珠巖∶ 憎水劑=1∶2 (重量比)將憎水劑均勻噴灑在珍珠巖顆粒表面。 等珍珠巖顆粒完全干燥后，稱取一定重量 (m1)的珍珠巖顆粒放入不吸水的尼龍網中，在標準環境中，完全浸入水中，保持水面高于5 cm以上。一定時間后取出吸干表面水分后，馬上稱取重量 (m2)，根據前后重量差計算吸水率。吸水率(X) = (m2-m1)/m1 其中：m2是浸水一定時間后珍珠巖的重量，m1是珍珠巖初始重量。 1.3 有機硅憎水劑配比對吸水率的影響 根據有機硅憎水劑的特點，我們可以按照表1的配比進行對比試驗。 1.4 干燥工藝對珍珠巖吸水率的影響 試驗中，干燥過程對珍珠巖吸水率有一定影響，主要是溫度變化的影響。分別采取在室溫(20℃ 左右，濕度在40%左右)以及烘箱50℃、60℃溫度下干燥，完全干燥后再測定珍珠巖吸水率的變化。樣品按照表1的配比，分別選取A、B、C三種樣品進行對比試驗。 2 結果與討論 2.1 有機硅憎水劑濃度對吸水率的影響 按照表1，將不同比例的有機硅憎水劑BS1042溶液對珍珠巖處理后，在50℃烘箱中烘3天至恒重，然后分別測試1 h、2 h、4 h、24 h后珍珠巖吸水率的變化。結果如表2所示。
從表2能很明顯看出，未處理的珍珠巖顆粒吸水率非常大，1小時后吸水率就達到239%，而處理后吸水率下降明顯。從整體上來看，珍珠巖一般在1小時后吸水就基本達到飽和，從1小時到24小時之間，吸水率僅有緩慢增長。另外，從A樣品到C樣品吸水率變化明顯，但從C樣品到E樣品變化不大。也就是說，有機硅憎水劑中BS1042濃度從空白到2‰濃度，吸水率下降明顯；但BS1042濃度超過2‰后，吸水率基本沒有很大變化。 2.2 干燥溫度對吸水率的影響 將不同濃度的有機硅憎水劑BS1042溶液對珍珠巖處理后，分別在室溫20℃以及烘箱中50℃、60℃環境下干燥至恒重，然后分別測試1h、2 h、4 h、24h后珍珠巖吸水率的變化，結果如表3所示。 從表3可以看出，未處理過的珍珠巖樣品，干燥溫度對吸水率影響不大，因為本身吸水率較大。但用有機硅憎水劑處理后，在烘箱中干燥處理比自然干燥后吸水率下降明顯，但50℃、60℃兩種溫度下對珍珠巖吸水率影響不大。在烘箱中，干燥1~2天后基本可達到恒重。但在室溫條件下，完全干燥需要1周左右時間。
通過對珍珠巖進行有機硅憎水處理，我們可以發現其吸水率大大下降，用憎水珍珠巖制成的各種建材制品的吸水率也會有很大的下降，達到容重輕和憎水度高的效果，憎水率可達到90%以上，在潮濕或有水的環境下，仍能保持良好的保溫性能。 3 結語 （1) 用有機硅憎水劑處理后，珍珠巖吸水率下降明顯。憎水劑濃度在2‰以下時，憎水劑濃度對珍珠巖吸水率影響較大。但憎水劑濃度超過2‰后，影響較小。綜合性價比，合適的BS1042濃度應該為2‰。 (2) 不同的干燥方式對珍珠巖處理后的吸水率也有較大影響，其中在烘箱中烘干條件下明顯比在自然條件下干燥要好。但在烘箱干燥時，超過50℃后，溫度的變化對珍珠巖吸水率變化影響有限。綜合考慮時間、成本等因素，建議采用50℃溫度下烘干的方式處理。膨脹珍珠巖經過有機硅處理后，具有很強的憎水性，應用于外墻保溫時，可減少干粉加水量，同時墻體吸水率大大降低，使保溫性能得到提升。
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