铝灰微孔砖制备及其在温室保温墙体的应用研究

来源 :西北农林科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:coosi
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
铝灰是铝在冶炼和再生过程中产生的一种固体废料,其主要成分包含氧化铝、氮化铝、其他氧化物及少量盐类。目前,对于铝灰的综合回收和利用途径较少,且多为堆放及填埋处理,这不仅造成铝资源的浪费,还会因填埋占用大量土地资源。因此,铝灰的无害化与资源化利用已成为一个亟待解决的课题。本研究利用铝灰压制后烧结的方式制备具有保温性能的铝灰微孔砖。通过分析铝灰在制备过程中物相变化来确定升温曲线,并添加Fe2O3和Mg O以探究对铝灰烧结砖性能的影响;通过在铝灰中加入碳粉作为造孔剂来制备铝灰微孔砖,研究在碳粉不同添加量、不同粒径以及不同烧结温度条件下,铝灰微孔砖抗压强度、导热系数、体积密度和孔隙率的变化规律,同时利用扫描电子显微镜(SEM)观察铝灰微孔砖孔洞形貌并分析其形成机理;通过搭建等比缩小的温室模型,利用COMSOL软件对铝灰微孔砖与粘土砖进行仿真,并分析铝灰微孔砖与粘土砖的综合保温性能。主要研究内容及结论如下:(1)铝灰烧结砖的制备。以铝灰为原料,Fe2O3为增强剂,Mg O为烧结助剂,采用压制烧结的方式制备铝灰烧结砖并通过L20(5~3)正交试验优化得出:Fe2O3能够有效增强烧结砖的表面硬度与粉体之间的结合强度,Mg O能够有效消除烧结砖的表面裂纹;铝灰烧结砖的最优制备参数为:71 wt%铝灰,4 wt%石蜡、14 wt%Fe2O3、11 wt%Mg O,施加压力为18 Mpa,烧结温度为1000℃,保温时间为180min;所制备样品的抗压强度为95.86 MPa,导热系数为1.22 W/(m·K)。(2)铝灰微孔砖制备及孔洞形成研究。通过在铝灰烧结砖中添加碳粉为造孔剂制备铝灰微孔砖,得到其最优制备参数为:61 wt%铝灰、3 wt%石蜡、12 wt%Fe2O3、9wt%Mg O,15 wt%碳粉,其中碳粉粒径小于0.2 mm,施加压力为18 MPa,烧结温度为1000℃,保温180 min;所制备样品的抗压强度为4.14 MPa,导热系数为0.44 W/(m·K),体积密度为1.29 g/cm~3,孔隙率为55.87%。通过其截面及内部孔洞形貌分析得到:铝灰微孔砖的孔洞主要有三种,分别为碳粉去除形成的孔洞、孔洞扩张形成的空腔、裂纹扩展形成的孔洞。(3)基于COMSOL温室传热对照模拟及试验研究。通过COMSOL软件构建太阳辐射和热传导模型并模拟分析得出:对于太阳辐射模型,铝灰微孔砖为墙体的温室模型内部温升比粘土砖温室更缓慢;对于热传导模型,铝灰微孔砖温室模型与粘土砖比较,白天与夜间前者内部温度变化比后者更小。通过搭建实际日光温室模型,在不同天气条件下测试温室内部温度得出:铝灰微孔砖温室内部整体温度都高于粘土砖温室,且晴天温度提升效果最好,雪天次之,阴天最差。三种天气情况下,室内最低温度分别提高1.79℃、0.95℃、0.57℃,夜间室内平均温度分别提高1.31℃、0.75℃、0.47℃;除晴天白天外,铝灰微孔砖温室的内部温度变化幅度更小,两者变化幅度差距晴天最大,雪天次之,阴天最小。
其他文献
近年来,大气二氧化碳浓度上升,极端干旱与高温天气频发是全球气候变化的主要特征。二氧化碳浓度升高和干旱胁迫均会影响作物的生长和生理。同时,作物良好的生长离不开适宜的氮素供应。因此,在不同氮处理水平下探究大气二氧化碳浓度升高协同干旱胁迫对作物生理生长的影响、了解作物应对气候变化的生理调节机制,有助于在未来二氧化碳浓度升高与水资源匮乏环境下,为制定合理的灌溉施肥策略、提高作物水肥高效利用效率提供坚实的理
学位
针对北疆地区水资源短缺及棉田土壤盐渍化等问题,于2020年4月至2020年9月,在新疆石河子市146团进行大田试验,以棉花“新陆早42号”为材料,在棉花的苗期(A)、苗期+蕾期(B)、苗期+蕾期+花铃期(C)分别设置W1(-10 k Pa)、W2(-20 k Pa)和W3(-30 k Pa)3个土壤基质势调控灌溉水平,以整个生育期土壤基质势下限-40 k Pa为对照(CK),共10个处理,对不同土
学位
关中平原是我国重要粮食产区,冬小麦-夏玉米生产过程中长期面临干旱、水氮利用效率低、追肥成本高等问题。本研究开展了大田试验,研究了灌水和施氮对冬小麦-夏玉米生长发育、产量和水氮利用的影响。利用田间实测数据对DSSAT模型进行率定和验证,评估了该模型的模拟精度。在此基础上设置不同的周年施氮处理,运用DSSAT模型进行连续30个周年冬小麦-夏玉米轮作模拟,量化不同施氮方案对冬小麦-夏玉米产量及水氮利用效
学位
随着经济全球化进程加快和区域间贸易规模不断扩大,内嵌于商品贸易中的虚拟水资源交换量越来越大,虚拟水流动对中国区域水安全的影响越来越不可忽视。同时,中国水资源短缺且空间分布与人口经济布局、国土空间利用格局不匹配,加之节水意识不强、用水方式粗放、浪费严重、用水效率不高等问题,缺水问题已成为国民经济和社会可持续发展最主要的约束因子之一。此外,中国经济正处在快速发展和大变革时期,经济结构不断优化升级、区域
学位
玉米作为我国第一大粮食作物,保障玉米高产稳产是保证我国粮食安全的重要手段。传统速效尿素在玉米种植中,需多次追肥才能达到高产目的,随着农村劳动力短缺现象的出现,致使农民采用“一炮轰”、过量施氮等不合理施肥方式,导致肥料利用率降低、环境污染、减产等一系列问题。因此,本研究在充分调查的基础上,采用缓释肥与尿素配施的施肥方式,于2020年在陕西省杨陵区设置田间试验,选用玉米品种‘郑单958’,施氮量180
学位
河西地区干旱缺水、水分利用效率低,适宜的灌溉制度对于春玉米增产和水分高效利用具有重要意义。本文研究了三种灌溉决策方法(基于土壤水分、蒸散量、土水势)对河西地区膜下滴灌春玉米生长、产量及水氮利用效率的影响。基于土壤水分的灌溉决策方法设置90%、70%和50%可利用土壤含水量作为灌水下限(分别用CK、W1、W2表示),灌水上限均为田间持水量;基于蒸散量的灌溉决策方法设置为每周一灌(EP100、EP80
学位
随着中国经济水平高速发展,居民生活水平不断改善,膳食结构开始向平衡膳食宝塔推荐水平过渡,表现为动物性食物及蔬菜水果的消费量明显增加。作为提供植物性及动物性食物的生产部门,农业部门不仅是重要的碳源,而且农业用水量占全球用水总量的70%以上。不同食物在生产过程中消耗的水资源及温室气体排放存在差异,因此,内嵌在膳食结构中的虚拟水与碳排放也因为居民膳食结构的变化而改变,即消费端膳食结构优化会影响植物性和动
学位
陕北榆林风沙区由于具有独特的光热和土壤条件,是中国马铃薯五大优生区和高产区之一。但沙地土壤持水保肥能力低,传统的灌溉和施肥导致水肥利用效率低。生物炭具有改良土壤和节水保肥增产的效应,因此,本研究以马铃薯为研究对象,将灌水量与生物炭施用量相结合,在2020和2021年通过大田滴灌水肥一体化试验,研究了生物炭施用量(B0(0 t/hm~2)、B10(10 t/hm~2)、B20(20 t/hm~2)、
学位
玉米雄蕊生长在玉米植株顶端,是判断玉米进入抽雄期的关键标志。相关研究指出玉米雄蕊大小与玉米产量有着直接联系,农田玉米雄蕊的准确识别对玉米去雄和玉米品种选育等工作具有借鉴意义。本文基于可见光无人机遥感技术分别获取单一背景玉米雄蕊数据集和复杂背景玉米雄蕊数据集,根据不同数据集中玉米雄蕊的表型特性和背景复杂度,分别建立单一背景下改进的Center Net玉米雄蕊识别模型和复杂背景下改进的YOLO x-s
学位
猕猴桃因其营养价值高,市场需求量大的特点,在陕西省广泛种植。果园测产有助于高效利用果园资源并提高单位种植面积的收益。目前的测产工作主要依赖人工抽样,但是人工测产精度不稳定、工作量大、效率低下。为解决当前猕猴桃测产自动化程度低,测产任务重的问题,本文基于深度学习和移动互联网时代基本普及的Android智能手机,开发猕猴桃实时视频计数与猕猴桃果实体积测量功能,以期实现猕猴桃自动化测产。主要研究内容与结
学位