地聚合物基泡沫混凝土配合比设计与性能研究

采用固体废弃物(粒化高炉矿渣、粉煤灰)、水玻璃、Na OH、发泡剂、页岩陶粒、水制备地聚合物基泡沫混凝土。试验研究了不同配合比地聚合物基泡沫混凝土的干密度、抗压强度、吸水率及导热系数。研究结果表明:(1)当水胶比在0.43～0.53时,地聚合物基泡沫混凝土的干密度、抗压强度和导热系数呈先增大而后减小趋势,而吸水率则先减小后增大;(2)当发泡剂掺量在0.3%～0.8%时,地聚合物基泡沫混凝土的干密度、抗压强度和导热系数不断减小,而吸水率不断增加;(3)当水玻璃模数在1.40～2.24时,地聚合物基泡沫混凝土的干密度、抗压强度和导热系数不断减小,吸水率不断增加。     

偏高岭土基地聚合物泡沫混凝土的制备研究

本文以碱激发偏高岭土为胶凝材料,采用物理发泡的方法,制备了500~1400kg/m3、3d抗压强度为1.5~30.8MPa偏高岭土基地聚合物泡沫混凝土。首先采用正交试验分析碱含量、水料比,水玻璃模数对偏高岭土基地聚合物抗压强度的影响,优化胶凝材料配合比。再使用石灰调节凝结时间,并主要研究了泡沫剂种类、泡沫体积掺量等对泡沫混凝土性能的影响。其中,密度等级为700kg/m3偏高岭土基地聚合物泡沫混凝土导热系数仅为0.105W/(m·K),抗压强度可达2.44±0.39MPa,与同密度等级的泡沫混凝土相比,具有更好的保温隔热性能。     

偏高岭土-粉煤灰基地聚物轻质混凝土试验及性能研究

以碱激发偏高岭土-粉煤灰为胶凝材料,采用化学发泡法制备了干密度为645.2～827.6 kg/m3、28 d抗压强度为0.89～3.75MPa的地聚物轻质混凝土。试验结果表明：偏高岭土掺量对地聚物轻质混凝土的整体性能有重要影响,抗压强度随偏高岭土掺量的增加而提高;其干密度主要由孔隙率决定,而孔隙情况取决于发泡效果及稳泡技术;与传统的硅酸盐水泥基轻质混凝土相比,同体积下的偏高岭土-粉煤灰基地聚物轻质混凝土导热系数更低,保温隔热效果更好。     

粉煤灰复合膨胀珍珠岩对泡沫混凝土性能影响研究

为探究泡沫混凝土在粉煤灰、膨胀珍珠岩和发泡剂的不同掺量条件下对其干密度、28d抗压强度、导热系数等性能的影响，分别以0～60%粉煤灰掺量、0～20%膨胀珍珠岩掺量及1%～4%发泡剂掺量为参数展开试验，并在此基础上，进行泡沫混凝土墙和砖砌体墙热工性能分析。依据试验结果得出：随着粉煤灰掺量的增加，泡沫混凝土的干密度和28d抗压强度先增加到一定阶段后逐渐降低，而导热系数和吸水率逐渐减小；在不断增加膨胀珍珠岩掺量或发泡剂掺量的过程中，泡沫混凝土干密度、28d抗压强度和导热系数随之逐渐降低，而吸水率逐渐增大；烧结多孔砖墙的实测传热系数约为泡沫混凝土墙的1.6倍。     

泡沫混凝土改性试验与分析

为分析发泡剂掺量、粉煤灰掺量对试件抗压强度、吸水率、导热系数、干密度的影响,开展了泡沫混凝土的配制和粉煤灰改性试验。结果表明,随发泡剂掺量增加,泡沫混凝土试件的强度、吸水率、干密度呈下降趋势,发泡剂掺量为1.25%时,泡沫混凝土试件的导热系数为0.210 5 W/(m·K)、吸水率为18.3%,均达到最低值;随粉煤灰掺量增加,改性试件的强度下降、吸水率提高,导热系数和干密度均先升后降;粉煤灰掺量低于30%时,微集料效应明显;若提高粉煤灰掺量,会形成更多水化物,使导热系数下降。复合改性时,掺加碳纤维可提高试件强度,但若掺量过多,则会导致强度逐步下降;导热系数随碳纤维掺量的增加逐步下降。改性前后,各组试件的性能均满足规范要求。     

用废弃发泡水泥制备轻骨料泡沫混凝土的研究

将废弃发泡水泥加工成轻骨料,掺入发泡水泥浆中制备轻骨料泡沫混凝土,测试其干密度、抗压强度、比强度、软化系数、导热系数和质量吸水率等性能。结果表明,干密度随着轻骨料掺量的增加先增加后减少,抗压强度、比强度、软化系数和导热系数均随着轻骨料掺量的增加而减少,质量吸水率则随着轻骨料掺量的增加而增加。当废弃发泡水泥轻骨料的掺量为60 kg/m~3时,轻骨料泡沫混凝土比强度高、导热系数小、软化系数高,综合性能优异。     

原状粉煤灰-铁尾矿泡沫混凝土的性能研究

采用Design-Expert软件研究了原状粉煤灰及铁尾矿砂对泡沫混凝土干密度、吸水率及抗压强度的影响,并观察了泡沫混凝土断面的细观结构。结果表明:原状粉煤灰掺量的增加会使泡沫混凝土的干密度和吸水率降低,当原状粉煤灰掺量占胶凝材料的40%时,泡沫混凝土的抗压强度最高;固定粉煤灰掺量为40%,铁尾矿砂掺量在0~50%范围内增加会使泡沫混凝土的干密度和抗压强度增加,吸水率降低;当原状粉煤灰掺量<40%时,原状粉煤灰掺量越多,泡沫混凝土内部的气泡越稳定;铁尾矿砂掺量的增加可使泡沫混凝土的孔径减小,密实度增加。     

地聚物基泡沫混凝土制备与性能研究

采用矿渣和偏高岭土作为矿物原料,水玻璃和NaOH为碱激发剂,制备地聚物胶凝材料;采用化学发泡的方法,以双氧水和MnO_2为发泡剂和催化剂,制备地聚物基泡沫混凝土。研究不同的矿物组成、碱性激发条件、液固比和发泡剂掺量对地聚物基泡沫混凝土性能的影响。研究表明,当矿渣∶偏高岭土=8∶2、水玻璃模数为1.4、液固比为0.55、双氧水掺量占矿物组成的7%时,制备出的地聚物基泡沫混凝土性能最佳,其28 d抗压强度为2.6 MPa,干密度为470 kg/m~3。     

矿渣基地聚合物泡沫混凝土的制备及性能研究

以矿渣为铝硅质原料,通过碱激发和H_2O_2发泡,开发地聚合物泡沫混凝土。考察粉煤灰、垃圾、PP纤维、苯丙乳液、防水剂等掺合料(或助剂)对泡沫混凝土干密度、抗压强度、饱和吸水率等性能影响。结果显示:全矿渣基地聚合物泡沫混凝土干密度可达到350.5kg/m~3、抗压强度1.37 MPa,饱和吸水率108.0%;添加掺合料(或助剂)均会降低泡沫混凝土抗压强度;粉煤灰和建筑垃圾由于质轻,均降低泡沫混凝土干密度;苯丙乳液和防水剂均能降低泡沫混凝土饱和吸水率,但建筑垃圾会显著增加泡沫混凝土饱和吸水率。     

超轻质泡沫地质聚合物保温材料的制备和性能

为开发新型泡沫地质聚合物保温材料,采用双氧水化学发泡法制备了超轻质泡沫地质聚合物。研究了双氧水用量对泡沫地质聚合物干密度、抗压强度和导热系数的影响,并分析了双氧水发泡过程。采用双氧水发泡结合稳泡技术成功地制备了以粉煤灰、偏高岭土和水玻璃为原料的超轻质泡沫地质聚合物材料。数据显示双氧水用量与干密度、抗压强度和导热系数有很好的相关性;得到的主要性能范围为干密度150~305 kg·m-3、抗压强度0.77~1.75 MPa、导热系数0.054 9~0.076 2W·m-1·K-1,满足JC/T 2200—2013《水泥基泡沫保温板》标准的主要性能要求,可用于新型保温隔热材料;气泡的稳定是制备泡沫地质聚合物的关键技术。     

泡沫掺量对镁基膨胀珍珠岩泡沫混凝土性能的影响

以硫氧镁水泥为胶结料,粉煤灰为改性填充材料,小粒径膨胀珍珠岩为轻质骨料,掺入动物蛋白复合发泡剂,采用物理发泡混合法制备镁基泡沫混凝土。研究了泡沫掺量对镁基泡沫混凝土水化热、含水率、吸水率、干密度、抗压强度、导热系数及干燥收缩性能的影响。结果表明:泡沫的掺入降低了镁基泡沫混凝土水化硬化放热峰值温度,延长了放热峰值温度的出现时间;降低了泡沫混凝土的干密度、抗压强度及导热系数,同时增大了泡沫混凝土的含水率、质量吸水率及干燥收缩率。     

超细粉煤灰对泡沫混凝土物理力学性能的影响

泡沫混凝土料浆稳定性对其物理力学性能有显著的影响,提高料浆稳定性有助于改善泡沫混凝土抗压强度和降低吸水率。为此对比研究了超细粉煤灰和普通粉煤灰对泡沫混凝土的料浆黏度、干密度、抗压强度和吸水率的影响。结果表明,掺加超细粉煤灰有助于显著提高泡沫混凝土的料浆稳定性,超细粉煤灰掺量为15%～20%时,料浆塑性黏度增大1倍,A05级泡沫混凝土的抗压强度可以提高21.7%,而干密度降低7.5%,质量吸水率降低42.5%。研究结果可以为超细粉煤灰在泡沫混凝土中的应用提供参考。     

超轻泡沫混凝土性能的优化研究

以P·O42.5水泥、超细矿渣粉、粉煤灰为胶凝材料,采用化学发泡法制备密度等级为160 kg/m~3的超轻泡沫混凝土。通过对促凝剂的复配优化、粉煤灰掺量、增稠剂用量的实验研究,对超轻泡沫混凝土性能进行优化。实验结果表明:优化复合促凝剂SAA用量为1.5%、粉煤灰掺量10%、增稠剂掺量0.05%时,泡沫混凝土的干密度为158.8 kg/m~3,28 d抗压强度为0.46 MPa,气孔均匀细小,直径在1 mm以下的气孔占总气孔数的98%以上,导热系数为0.05 W/(m·K)。并利用ANSYS Workbench对泡沫混凝土外墙保温系统进行模拟热分析,表明优化后的超轻泡沫混凝土的保温性能能很好地满足外墙保温的要求。     

物理发泡法制备结构-保温一体化碱激发多孔材料

为探索以物理发泡法制备兼具承重能力和保温功能的碱激发多孔材料,研究了泡沫掺量对碱激发多孔材料工作性能以及干密度、抗压强度和导热系数等关键性能的影响。结果表明:通过控制泡沫掺量制备的多孔碱激发材料干密度为628~1409 kg/m~3,抗压强度为2.18~22.01 MPa,导热系数为0.138~0.342 W/(m·K)。和物理发泡法制备的传统多孔混凝土相比,该材料强度和保温性能远优于相同干密度传统多孔混凝土,且工作性能优异,可用于自流平保温地面及其它传统泡沫混凝土应用的领域。     

气凝胶含量对泡沫混凝土孔结构及性能的影响

分别以水泥、气凝胶为胶凝材料和填充材料,采用机械发泡法制备了新型高性能气凝胶泡沫混凝土。研究了气凝胶含量对泡沫混凝土干表观密度、导热系数、吸水率及抗压强度的影响,表征了气凝胶泡沫混凝土孔结构及孔径分布。结果表明,气凝胶泡沫混凝土的密度和导热系数明显低于普通泡沫混凝土,体积吸水率也显著降低,当气凝胶体积含量为20%时,气凝胶泡沫混凝土的密度从719 kg/m~3降低至512 kg/m~3,导热系数从0.188 W/(m·K)降低至0.121 W/(m·K),体积吸水率从37.3%降低至32.2%,抗压强度虽有所降低,但仍符合JG/T 266—2011《泡沫混凝土》的强度要求。     

偏高岭土对钢渣-石膏复合材料性能影响研究

以改善石膏的力学强度和耐水性为目的,采用偏高岭土作为钢渣活性激发剂掺入钢渣-石膏混合体系中。探究了不同掺量的偏高岭土对钢渣-石膏复合材料的表观密度、吸水率、抗压强度、软化系数和初、终凝时间等指标的影响。结果表明:随着偏高岭土掺量的增加,初、终凝时间趋于缩短,吸水率不断降低,表观密度不断增大,当偏高岭土的掺量为5%,钢渣-石膏复合材料获得最佳的力学强度与耐水性,相对于未掺加偏高岭土的绝干抗压强度增加10.7%,湿抗压强度增加34.1%,软化系数提升22.2%。     

岩棉纤维超轻泡沫混凝土的制备及性能研究

以岩棉纤维为增强材料,有机硅为改性剂,采用物理发泡法制备了超轻泡沫混凝土,并研究了其性能和微观结构。结果表明：随着有机硅掺量的增加,试件的干密度、抗压强度、体积吸水率和导热系数均降低;随着岩棉纤维掺量的增加,试件的干密度变化不明显,抗压强度增大,体积吸水率和导热系数先降低后升高;当有机硅掺量为1.0%、岩棉纤维掺量为2.0%时,超轻泡沫混凝土的综合性能最优;超轻泡沫混凝土中的气孔多为近球形,孔径尺寸分布在50～1 000μm之间,不同孔径气孔相互堆叠且分布均匀。     

掺合料复掺对化学法泡沫混凝土性能影响的试验研究

粉煤灰与矿粉以不同比例复掺作为掺合料,取代20%水泥,采用化学法制备泡沫混凝土。分析了2种掺合料不同比例对泡沫混凝土发泡倍数、浆体稳定性、干表观密度、抗压强度、体积吸水率、导热系数的影响。结果表明,按m(粉煤灰)∶m(矿粉)=2∶3~(1∶1)复掺时,制备的泡沫混凝土浆体稳定性较好,干密度和导热系数较低,抗压强度相对较高。     

憎水剂对化学发泡泡沫混凝土性能影响的试验研究

本文以普通硅酸盐水泥为胶凝材料,使用Ⅱ级粉煤灰替代部分水泥,利用化学发泡法制备了干密度为250~300kg/m3的泡沫混凝土,研究掺加不同种类的憎水剂对此种泡沫混凝土的抗压强度、干密度、体积吸水率和导热系数的影响。研究结果表明:憎水剂的种类和掺量对该泡沫混凝土的各种性能有着不同程度的影响,特别是对泡沫混凝土体积吸水率的影响较明显;其中,硅烷基憎水剂的效果最好,胶粉基憎水剂的效果最差。     

双掺粉煤灰矿渣泡沫混凝土性能试验研究

采用正交试验分析,研究了粉煤灰掺量、矿渣掺量、水灰比对泡沫混凝土性能的影响关系。试验结果表明,在双掺粉煤灰矿渣泡沫混凝土中,矿渣掺量对泡沫混凝土抗压强度有显著地影响,随着矿渣掺量的增加,泡沫混凝土的抗压强度不断增加,并且导热系数也随之增加。当矿渣掺量为10%时,双掺粉煤灰矿渣泡沫混凝土具有最低的导热系数。