玄武岩纤维掺量对泡沫玻璃性能影响的研究

为了研究玄武岩纤维掺量对泡沫玻璃性能的影响,以粉煤灰、玻璃粉、玄武岩纤维及外加剂制备泡沫玻璃,分析不同掺量下玄武岩纤维对泡沫玻璃物理性能、力学性能和导热系数的影响。研究结果表明:随着玄武岩纤维掺量的增加,泡沫玻璃的表观密度、导热系数呈递增趋势,当玄武岩纤维掺量为3‰-4‰时,表观密度变化较为平缓;当玄武岩纤维掺量为1‰时,导热系数达到0.0631 W/(m·K),当玄武岩纤维掺量在1‰-5‰时,对泡沫玻璃的含水率、吸水率影响较小,分别维持在0.35%、15%左右;当玄武岩纤维的掺量在1‰-4‰时,泡沫玻璃的抗压、抗折强度逐渐增大,掺量在4‰时,试样的抗压、抗折强度达到8.28 MPa和0.75 MPa,相比于基准试样,分别提高了2.24倍和1.92倍。     

超高分子量聚乙烯纤维增强水泥基轻质墙体保温材料的试验研究

以聚苯乙烯颗粒为轻质集料,水泥和粉煤灰为胶凝材料,辅以多种外加剂,经化学发泡工艺制备水泥基墙体保温材料。通过掺加不同掺量的超高分子量聚乙烯纤维,研究了超高分子量聚乙烯纤维对水泥基墙体保温材料性能的影响,并采用扫描电子显微镜对试样的断口形貌进行分析,对超高分子量聚乙烯纤维的相关作用机理进行分析。研究结果表明:超高分子量聚乙烯纤维的最佳掺量为0.4%,此时水泥基轻质墙体保温材料的抗折强度、抗压强度、抗折软化系数分别为0.47 MPa、0.58 MPa、0.56,较空白试样分别提高了76.0%、61.1%、33.3%,在此条件下试样的密度和导热系数分别为218 kg/m3、0.056 W/(m.K)。     

利用煤粉炉渣制备微晶泡沫玻璃的研究

以煤粉炉渣为主要原料,以碳酸钙作为发泡剂,磷酸钠作为稳泡剂,再加入其他辅助原料制备了微晶泡沫玻璃,研究了碳酸钙和磷酸钠的掺入量、发泡温度、保温时间对微晶泡沫玻璃性能的影响,并且采用XRD分析其物相组成,结果表明,当发泡剂和稳泡剂的掺量分别为4.5%和5%,发泡温度为1000℃,发泡时间为20min时,试样已经完全转化为微晶泡沫玻璃,主晶相为硅灰石,次晶相为钙长石和辉石,平均泡径达2.03mm,表观密度为938 kg/m3,气孔率达52.6%,抗压强度达17.95MPa,抗弯强度达12.51 Mpa,热膨胀系数达5.67×10-6/℃,导热系数达0.20 W/(m.K)。     

硅灰对HPMC改性水泥砂浆性能的影响

研究硅灰对羟丙基甲基纤维素(HPMC)改性水泥砂浆的工作性能、力学性能及孔结构的影响。结果表明:(1)当硅灰掺量2%时,流动度和稠度相对基准组略有提高。当硅灰掺量为4%~10%时,新拌水泥砂浆的流动度和稠度呈现递减的趋势,且硅灰最大掺量10%时,流动度和稠度明显降低并出现空洞。(2)硅灰对HPMC改性水泥砂浆3 d龄期的抗折和抗压强度影响不大,但能显著提高28 d龄期的抗折和抗压强度;当硅灰掺量为8%和10%时,28 d龄期试件的抗折强度提高了19%,抗压强度提高了40%。(3)随着硅灰掺量的增加,HPMC改性水泥砂浆新拌砂浆表面气泡不断减少,28 d龄期试样断面的孔结构不断优化。硅灰掺量为8%和10%时,新拌浆体表面气泡最少,试样断面孔结构达到最佳状态。     

粉煤灰掺量对赤泥墙砖性能影响的研究

以赤泥为主要原料,添加适量的粉煤灰、黏土等制备墙砖,研究粉煤灰掺量对墙砖性能的影响.结果表明:在赤泥掺量较高的情况下,随着粉煤灰掺量的增加,试样气孔率和吸水率逐渐增大而抗折强度逐渐降低;当粉煤灰掺量大于15％时,试样的吸水率较高且抗折强度小于15 MPa,生成的液相和晶相少,气孔较多,达不到BⅢ类陶质砖的国标要求(GB/T 4100-2006《陶瓷砖》);粉煤灰掺量不宜高于15％.     

矿物掺合料对泡沫混凝土的性能影响

研究了单掺粉煤灰、矿渣粉和复掺粉煤灰与矿渣粉对干密度为400 kg/m3泡沫混凝土的抗压强度、导热系数以及吸水率的性能影响.当粉煤灰掺量为10%时,可增加抗压强度,掺量为30%时显著降低导热系数和吸水率;当矿粉掺量为20%时,可增加抗压强度和降低吸水率,但导热系数却随掺量增大而变大;当复掺粉煤灰与矿渣粉取代50%水泥,复掺比例为2:3时,能增加抗压强度和降低吸水率,导热系数随复掺比例增大而变大.在泡沫混凝土中掺加矿物掺合料,不仅可以降低水化热,还可以减少泡沫混凝土的开裂程度,该项研究成果为今后泡沫混凝土在地基保温处理、屋面保温、地暖垫层等方面提供了应用价值.     

聚丙烯纤维对水泥基泡沫材料性能影响

利用快硬硫铝酸盐水泥和引气剂、减水剂、稳泡剂以及短切聚丙烯纤维制备水泥基泡沫材料,研究了聚丙烯纤维掺量对材料表观密度、抗压强度、孔隙率以及孔结构和压折比的影响.结果表明,表观密度随纤维掺量增加而线性增大,当纤维掺量由0增加至0.25％时,表观密度增大了26.7％.对于抗压强度存在最佳纤维掺量,当掺量为0.15％时,抗压强度达到最大值.纤维掺量增加有利于材料韧性提高,但不利于封闭孔隙的形成,当纤维掺量由0.2％增大至0.25％时,压折比降低了14.4％,“体积吸水率与孔隙率比”增大了59.2％.     

镍渣基泡沫玻璃的制备及其性能研究

以镍渣和废玻璃作为主要原料,使用Na2CO3为发泡剂,采用模具装填法来烧制泡沫玻璃.研究了镍渣的掺量、发泡剂掺量、发泡温度和发泡时间对泡沫玻璃的气孔结构和相关力学性能的影响.研究表明:镍渣掺量减少,Na2CO3掺量增加和发泡温度的升高,均会降低泡沫玻璃的体积密度,提高样品的平均气孔直径;镍渣掺量对泡沫玻璃的组成成分和晶体种类没有明显的影响;以20%镍渣和80%玻璃粉为主料,5%~7%Na2CO3为发泡剂,在发泡温度870 ℃下保温60 min,可以制备出气孔率为85.14%,体积密度为0.3715 g/cm3,抗折强度为2.062 MPa,平均气孔直径在3.13 mm的镍渣基泡沫玻璃.     

聚丙烯纤维添加量对发泡水泥性能影响研究

研究了聚丙烯纤维添加量对发泡水泥力学性能、保温性能及泡孔结构的影响。结果表明聚丙烯纤维的添加改善发泡水泥的泡孔结构。在聚丙烯纤维添加量为0.55 g,养护28 d时试样抗折强度最大为1.7 MPa。当聚丙烯纤维添加量为0.55 g,养护28 d时发泡水泥的抗压强度最大1.18 MPa。当聚丙烯纤维添加量为0.5 g时发泡水泥导热系数最小为1.124 W/(m·K),保温性能最好。     

发泡剂含量和发泡温度对无碱玻璃纤维废丝制备泡沫玻璃的性能影响

以无碱玻璃纤维废丝为主要原料,SiC为发泡剂,用烧结发泡法制备了高强度低密度保温泡沫玻璃。研究了发泡剂含量及发泡温度对泡沫玻璃气孔率、孔结构、表观密度、抗压强度和导热率的影响。研究结果表明,随着发泡剂含量的增加,孔径逐渐增大,表观密度和抗压强度降低,过多的发泡剂会导致大气孔的出现;随着发泡温度的提高,泡沫玻璃的气孔逐渐增大,表观密度呈现下降趋势,当发泡温度过高会导致大孔和连通孔的出现;当发泡剂含量为3wt%,发泡温度为950℃,保温时间为30min时制得的泡沫玻璃综合性能最佳,表观密度为0.216g/cm~3,抗压强度为8MPa,抗折强度为4MPa,吸水率为0.28%,导热系数为0.061W/(m·k)。     

废弃陶瓷骨料混凝土的力学性能和三维预测模型研究

为探索废弃陶瓷作为骨料在混凝土工程中的可行性,通过室内试验探讨了陶瓷粗、细骨料对混凝土力学性能的影响,研究了不同陶瓷骨料类型和掺量对混凝土抗压强度、抗折强度和弹性模量的影响,建立了考虑废弃陶瓷骨料掺量和类型的混凝土力学性能三维预测模型。研究结果表明,陶瓷粗骨料的内养护作用使混凝土弹性模量和抗压强度平均提高了10.42%~12.28%,而陶瓷细骨料的掺加使混凝土弹性模量和抗压强度平均降低了7.57%~13.88%。陶瓷粗、细骨料的掺加使混凝土抗折强度平均降低了7.24%~10.52%。另外,基于室内试验和国内外规范,得到了废弃陶瓷骨料混凝土力学性能与国内外规范的异同点。建立的三维预测模型适用于类似废弃陶瓷骨料混凝土的力学性能预测,在一定程度上提高了二维模型的精度。研究结果为废弃陶瓷骨料混凝土的设计和制备提供一定参考,为绿色环保型混凝土的发展提供了一些借鉴思路。     

玻璃纤维增强碱式硫酸镁水泥制备工艺研究

以玻璃纤维为增强材料,木屑为轻质骨料,碱式硫酸镁水泥为胶凝材料制备了复合板材.研究了水泥的氧化镁活性、摩尔比、水灰比、外加剂掺量、养护温度、玻璃纤维层数对复合板材不同龄期下的抗折强度和抗压强度的影响.研究结果表明,采用a-MgO/MgSO4摩尔比为6.0,水灰比为0.35,木屑掺量为20%,玻璃纤维层数为3时可制备出抗压强度为35.89 MPa,抗折强度为15.6 MPa的复合板材.采用高温养护,可提高复合板材的早期强度.采用XRD、SEM分析了外加剂和养护工艺对水化相组成和形貌的影响.     

水泥添加量对电解锰渣免烧砖性能的影响

控制骨料掺入量为20％,成型压力为2 MPa,混料含水率为25％的条件下,系统研究了水泥添加量对电解锰渣免烧砖性能的影响.结果表明:当水泥添加量为20％时,电解锰渣免烧砖7 d抗压、抗折强度分别为10.21 MPa和2.35 MPa,28 d抗压、抗折强度分别为13.76 MPa和2.74 MPa,体积密度为1.36 g/cm3,线收缩率为1.13％,吸水率为33.32％,饱和系数为1.47,有轻微泛霜现象产生,强度达到国家烧结普通砖的标准要求,其他性能满足国标一级品的要求.     

常温下酚醛树脂的可发性研究

研究了酚醛树脂常温发泡的最适宜条件。结果表明,甲醛与苯酚的摩尔比为1.8~2.0,树脂粘度在2~4 Pa.s(36℃),树脂固含量在78%~81%的甲阶酚醛树脂常温发泡效果最好;环境温度在17~25℃时,最适宜常温发泡;发泡剂用量与泡体性能的关系为:发泡剂用量增大,泡沫体表观密度和压缩强度降低,发泡剂用量14.0%后,泡沫体的密度变化不大。环境温度不同,固化剂的种类与比例也不同。     

二灰稳定再生集料混合料力学及疲劳性能研究

本文分析了二灰稳定再生集料(LFSRCA)混合料的击实特性,研究了LFSRCA混合料无侧限抗压强度、劈裂强度、弯拉强度以及抗压回弹模量等力学性能的增长规律,建立了LFSRCA混合料的疲劳寿命预估模型,分析了LFSRCA混合料的疲劳特性。结果表明:随着再生集料(RCA)掺量的增大,LFSRCA混合料的最大干密度随之减小,最佳含水率随之增大;随着养生龄期的增长,LFSRCA混合料的各项力学性能均表现出相同的规律,在0~28 d内强度增长较慢,在28~60 d内迅速增长,在60~90 d内增长速度减慢,当养生龄期超过90 d后增长趋于平缓;LFSRCA混合料的各项力学性能以及疲劳寿命均随着RCA掺量的增大而减小;在低应力水平下,RCA掺量对LFSRCA混合料的疲劳寿命影响较大,在高应力水平下则影响减小。     

砖砼混合再生粗骨料混凝土力学性能研究

随着我国城市规模的不断扩大,大批既有建筑面临拆迁,由此产生的建筑垃圾体量巨大,对废弃建筑垃圾进行回收利用不仅是时代所需,并且对于保护环境、节约资源、发展生态建筑具有重要意义.通过试验,研究分析了不同体积比的砖砼混合再生骨料混凝土的力学性能.结果表明:(1)对于砖砼混合再生骨料混凝土而言,再生砖骨料占比越大,混凝土强度降幅越大,再生砖骨料占比对混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度的影响更为显著.(2)再生砖骨料占比为30％和50％时,再生混凝土的28 d抗折强度分别为4.7 MPa和4.5 MPa,已接近水泥混凝土道路相关规范要求,如采取有效技术手段对再生骨料或再生混凝土进行增强,有望使砖砼混合再生骨料混凝土用于道路工程的面层.(3)混凝土抗折强度与抗压强度符合良好的二次函数关系,混凝土劈裂强度与抗压强度符合良好的幂函数关系,混凝土劈裂强度与抗折强度符合良好的指数函数关系.     

超轻硫铝酸盐水泥基发泡材料的制备及硬化性能研究

针对传统硅酸盐水泥基发泡材料膨胀倍率小、容重与干密度较大、凝结时间长等问题,采用硫铝酸盐水泥熟料、石灰和硬石膏作为胶凝材料,双氧水(H₂O₂)为发泡剂,羟丙基甲基纤维素醚(HPMC)为稳泡剂制备了超轻硫铝酸盐水泥基发泡材料(U-SCFM),系统研究了H₂O₂用量、HPMC掺量及水胶比对U-SCFM膨胀倍率、干密度及硬化强度等性能的影响规律,并通过超景深显微镜、热分析(TGA)、扫描电子显微镜(SEM)等对U-SCFM硬化体的水化产物及微观结构进行表征。结果表明:当水胶比为0.8,H₂O₂和HPMC掺量分别为胶凝材料质量的10%和1%时,制备出膨胀倍率为4.2、干密度为265 kg/m³、7 d抗压强度达到0.98 MPa的U-SCFM材料;HPMC的增稠作用及U-SCFM快速凝结硬化形成钙矾石晶体是U-SCFM硬化体多孔结构形成的主要原因。以上结果为煤矿巷道高冒区的充填提供了一种绿色安全、低成本充填材料。     

木质素基PF泡沫的发泡工艺与性能

利用低廉的木质素部分取代苯酚制备木质素基酚醛树脂(PF)泡沫,采用正交试验对木质素基PF发泡工艺进行了研究,研究了表面活性剂(吐温–80)用量、发泡剂(正戊烷)用量、发泡温度三个因素对木质素基PF泡沫性能的影响,从而优化发泡工艺。实验结果表明,对木质素基PF泡沫的极限氧指数(LOI)和导热系数影响最大的是发泡温度,而对于压缩强度影响最大的是表面活性剂用量。木质素基PF泡沫的最佳发泡工艺为:表面活性剂(吐温–80)用量为8%、发泡剂(正戊烷)用量为12%,发泡温度为90℃,所得泡沫具有较好的热稳定性,其LOI为39%,压缩强度为0.32 MPa,导热系数为0.025 W/(m·K)。     

Cell morphology,bubbles migration,and flexural properties of non‐uniform epoxy foams using chemical foaming agent

Epoxy foams with different densities and microstructures were prepared by changing the process parameters including the foaming temperature, chemical foaming agent (CFA) content and precuring extent. The microstructure of foams reveals a smaller cell size, higher cell density, and more homogeneous distribution of cells at higher precuring extent. However, the cell size and distribution are not affected by the foaming temperature and CFA content without precuring process. In addition, the bubbles migration, which resulted in non‐uniform cell density distribution, was promoted by increasing the foaming temperature and depressed by increasing the CFA content and precuring extent. The flexural properties of the non‐uniform epoxy foams were also studied. Results showed that the flexural modulus was related to the cell morphology, while the flexural strength was affected by both the cell morphology and the position of the specimens during test. It was also found that the relative flexural modulus and strength exhibited a power‐law dependence with respect to the relative density. © 2014 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2014 , 131, 41175.     

掺合料对超高性能水泥基装饰材料性能的影响

将重钙粉与偏高岭土以不同的比例混合并替代白水泥，制备超高性能水泥基装饰材料,研究两者掺入比例变化对超高性能水泥基装饰材料工作性能、力学性能及自收缩的影响，采用SEM扫描电镜观察28 d龄期后试件内部微观形貌，研究表明，随着重钙粉与偏高岭土比例的增大，试件的致密程度和强度先增后减，其中B9-9的28 d抗压与抗折强度可以达到120.6 MPa与42.9 MPa，且工作性、收缩性能良好、内部结构致密。