脱硫石油焦灰发泡保温体系的性能研究

以快硬硫铝酸盐水泥、粉煤灰和脱硫石油焦灰为复合胶凝材料,高锰酸钾为激发剂,双氧水为发泡剂,基于化学发泡工艺制备发泡水泥保温材料。研究变量水胶比和发泡剂用量对发泡水泥的抗压强度、干表观密度和气孔孔径的影响,同时研究发泡水泥的干表观密度和抗压强度的相关性。试验结果表明:水胶比相同时,发泡水泥的干表观密度和抗压强度均随发泡剂用量的增加而降低,而气孔孔径增大,但是增加的幅度很小;发泡剂用量相同时,发泡水泥的干表观密度和抗压强度均随水胶比的增加而降低,而气孔孔径增大;发泡水泥的干表观密度与抗压强度具有良好的线性相关性,R2为0.97805。     

新型轻质钢渣加气混凝土的实验研究

利用钢渣生产绿色轻质混凝土材料对钢渣的资源化利用具有重要意义.为了确定钢渣、矿渣、粉煤灰掺量和碱含量对轻质混凝土材料抗压强度的影响,采用正交分析法进行了九组配比实验.研究表明,四个正交因素对钢渣加气混凝土抗压强度的影响顺序为:碱含量＞钢渣掺量＞矿渣掺量＞粉煤灰掺量,其中碱含量与钢渣掺量的影响最为显著.此外,还通过单因素控制法研究了铝粉掺量及水料比对钢渣加气混凝土性能的影响,得出了加气混凝土干密度与抗压强度之间的关系.研究发现钢渣加气混凝土抗压强度随着干密度增加呈上升趋势,且干密度和抗压强度之间是非线性关系.最后得到了钢渣加气混凝土的最佳优化配比,其抗压强度为3.43 MPa,满足绿色轻质保温材料的抗压要求.     

全废砖骨料轻质GRC墙体保温材料研制

本文将废砖加工成再生骨料,通过掺发泡剂的方法制作GRC轻质保温墙体材料,主要研究了发泡剂、稳泡剂、再生骨料等因素对性能的影响,通过配比优化,研制出抗压强度在3.3MPa～10.9MPa,干表观密度在842 kg/m3～1256kg/m3,导热系数仅为0.17W/（m·K）的保温材料,其性能达到或优于相关标准的要求.     

发泡地聚物的制备及性能研究

本文以矿渣、粉煤灰为原料,以氢氧化钠和水玻璃为激发剂,以双氧水为发泡剂制备了矿渣-粉煤灰基地聚物。研究了发泡剂掺量对发泡地聚物干密度、力学性能和孔隙率的影响,并探讨孔隙率与抗压强度之间的关系。结果表明:随着发泡剂掺量的增加,矿渣-粉煤灰基地聚物的干密度和抗压强度逐渐减少,孔隙率逐渐增大但增长速率逐渐减小。通过拟合发现抗压强度和孔隙率的关系更接近多项式拟合,拟合公式为y=-0.00162x2+0.19342x-1.7049。     

实验参数对固废基发泡混凝土试块性能的影响研究

以超细粉煤灰和钢渣超微粉为主要原料,配加少量水泥和铝粉发泡剂制备发泡混凝土试块.实验系统考察了不同水灰比、发泡剂掺量、发泡温度对发泡混凝土试块的绝干密度、抗压强度、吸水率和孔隙率的影响.结果表明,铝粉发泡剂掺量从1‰增加到7‰,所得试块的绝干密度和抗压强度分别降低36％和84％;而对应的吸水率和孔隙率增加幅度分别高达79％和30％.水灰比从0.65增加到0.95,所得试块的绝干密度和抗压强度分别降低26％和82％;而对应的吸水率和孔隙率均出现"先增后减"趋势,其中吸水率增加幅度为34％,降低幅度为24％;孔隙率增加幅度为18％,降低幅度为9％.发泡温度从25 ℃增加到90 ℃时,试块的绝干密度和抗压强度整体上呈"先降后升"趋势,绝干密度降幅约为30％,升幅约为60％;抗压强度降幅为50％,升幅高达140％.优化后的实验条件为:铝粉掺量1‰～3‰、水灰比65％～75％、发泡温度40 ℃左右.试块抗压强度与绝干密度随制备条件变化幅度不一致,这说明有可能通过制备工艺优化获得"高强度、低密度"的发泡混凝土产品.     

新型生态型发泡混凝土的研制

利用以粉煤灰、矿渣为主要原材料制成的生态型水泥和有机树脂复合发泡剂,采用湿热养护工艺制备新型发泡混凝土.利用正交试验方法研究了发泡混凝土的优化配比和湿热养护条件:每m3混凝土生态水泥用量580kg,发泡剂用量1kg;湿热养护温度60℃,时间6h.制得发泡混凝土产品室温湿养护28d后测试:密度为644kg·m-3,抗压强度4.5MPa.     

化学发泡泡沫混凝土制备及力学性能研究

采用化学发泡法制备硫铝酸盐水泥泡沫混凝土,研究了泡沫混凝土发泡时间的影响因素及控制方法,结果表明随着水温增加,发泡速度加快,水温应该控制在28～30℃之间：发泡剂掺量增加,发泡时间增加。探讨了发泡剂,稳泡剂,速凝剂对绝干密度和抗压强度的影响,结果表明发泡剂是影响泡沫混凝土抗压强度的主要因素,泡沫混凝土的绝干密度与抗压强度具有良好的线性相关性,R^2达到0．9826。     

超轻发泡水泥保温板孔结构与性能关系研究

发泡水泥中的孔结构在很大程度上决定了材料的力学和热学性能.为了深入研究发泡水泥的孔结构与力学和热学性能的关系,本文利用图像分析法表征了发泡水泥的孔结构参数(气孔率、气孔尺寸),测试了材料的抗压强度和导热系数.研究结果表明:气孔率、孔壁厚度、气孔尺寸对干密度、抗压强度以及导热系数均有影响.随着气孔率的增大,干密度、抗压强度和导热系数均呈现下降趋势;在相同容重下,导热系数随着平均孔径的增大而升高,抗压强度随之减小,发泡水泥的孔径每增大1 mm,则抗压强度减小25％ ～ 30％;气孔尺寸分布近遵循对数正态分布(R2=0.95),高密度的发泡水泥的对数正态分布拟合相关系数相对较高.     

无机发泡充填材料试验研究

研制了一种无机发泡充填材料,研究了不同的固相比与水固比对该充填材料性能的影响.结果表明:在同一固相比下,随着水固比的增加,充填材料流动性越好,凝结时间越长,抗压强度逐渐降低,水固比由0.40升至0.65,其干密度呈下降趋势;在同一水固比下,随着固相比的增加,充填材料流动性越好,凝结时间越长,抗压强度逐渐降低;该充填材料发泡起始时间在10 min左右,整个发泡过程持续约5 min,充填材料抗压强度随期龄的增加而小幅度增强;随着充填材料水固比与固相比的提高,减少了铝胶与钙矾石的生成,降低了充填材料的强度.该成果对充填材料的研究具有一定的参考价值和指导意义.     

高粉煤灰配比的保温混凝土价值性研究

基于价值工程分析法,对高粉煤灰配比的保温混凝土强度性能与保温性能进行研究。研究发现:高粉煤灰配比下的保温混凝土强度下降幅度较小,在适用性及经济性上是合理可行的;发泡剂在低掺量条件下对其强度影响较为敏感,在确保保温效果的同时,合理控制发泡剂掺量,对大幅提高粉煤灰保温混凝土承载力有着积极的作用;对试验数据进行归一化处理后得出性价比指标,发现发泡剂的掺入对综合造价的影响是明显的,在保证使用强度的前提下,降低粉煤灰保温混凝土密度可有效提高其性价比。     

矿渣基轻质多孔地质聚合物的制备与孔结构研究

以矿渣微粉为主要原料,硅酸钠和氢氧化钠混合溶液为碱性激发剂,铝粉为发泡剂,制备地质聚合物基轻质多孔材料,系统研究了发泡剂、水灰比以及萘系减水剂对材料孔结构与物理性能的影响。结果表明,Al粉在碱性激发剂作用下快速反应生成H₂,促使地质聚合物浆体泡沫化形成多孔材料,且材料的干密度和抗压强度随Al粉掺量的增加迅速降低。当Al粉掺量超过0.40%(质量分数,下同),泡孔急剧增大,导致泡孔聚并,强度显著降低。提升水灰比可降低泡孔生长阻力,促使密度快速减小。但水灰比＞0.40后,浆体黏度和激发剂浓度显著降低,凝结时间延长,孔径增大,结构劣化,其最优水灰比为0.35。此外,萘系减水剂可有效调节多孔地质聚合物的孔结构,仅添加0.4%的萘系减水剂即可促使孔径分布均一,孔壁完整性提升,试样抗压强度提升。     

工业废渣复合胶凝材料泡沫轻质土制备及性能

为促进工业废渣资源化循环利用,制备工业废渣复合再生胶凝材料(RC)及相应泡沫轻质土。利用松香树脂类、蛋白类两种发泡剂和表面活性剂经高速剪切混溶制备复合类发泡剂,通过不同发泡剂种类、搅拌转速和搅拌时间下的RC泡沫土流动度、湿密度和抗压强度优选最佳工艺,不同湿密度和龄期下抗压强度对比RC泡沫土和水泥泡沫土力学性能,干缩和冻融循环试验对比RC泡沫土和水泥泡沫土耐久性,借助XRD分析RC泡沫土成分。结果表明,复合类发泡剂融合了松香树脂类发泡剂稳定性好和蛋白类发泡剂发泡倍数高的优势,RC泡沫土制备过程最佳搅拌转速为200 r/min,搅拌时间为2 min。RC和水泥两种泡沫土流动度均满足规范要求,初期抗压强度相当;随着龄期增加,RC泡沫土强度增长幅度高于水泥泡沫土,28 d和56 d龄期时RC泡沫土强度为水泥泡沫土强度的1.21倍和1.35倍。相同条件下RC泡沫土抗干缩和抗冻融性能优于水泥泡沫土。RC水化产物中增加了钙矾石,且水化硅酸钙含量高于水泥水化产物。     

粉煤灰在水泥发泡轻质保温材料中的应用研究

以水泥、粉煤灰为主要原料,掺加适量激发剂、促凝剂和胶粉,利用自主研制的高效发泡剂,采用先独立发泡、再将泡沫与料浆混合的工艺方法制备粉煤灰/水泥发泡轻质保温材料.研究了不同粉煤灰掺量对保温材料干密度、抗压强度和导热系数的影响,并对各种外加剂的作用机理进行了探讨.结果表明,利用粉煤灰取代部分水泥可降低粉煤灰/水泥发泡轻质保...     

矿粉气泡混合轻质土组成设计及性能试验研究

通过正交试验提出了用于路基换填的矿粉气泡混合轻质土配合比设计参数,并研究了当水胶比在0.5~0.6范围内时胶凝材料用量、矿粉掺量、水胶比对其抗压强度的影响规律,进一步通过系统试验对其干缩和抗冻性进行了研究。结果表明：矿粉气泡混合轻质土的初步配合比为：水泥∶矿粉∶发泡剂∶水=1∶0.54∶0.03∶0.85;对气泡混合轻质土抗压强度影响的顺序大小为：胶凝材料用量>矿粉掺量>水胶比;随水胶比增大,其各龄期干缩率先增大后减少再增大,水胶比0.55的干缩率最小,而其冻融循环后的抗压强度损失率先增大后减小,水胶比0.6的抗压强度损失率最小;随矿粉掺量增加,其各龄期干缩率先减小后增大,矿粉掺量35%的干缩率最小,而其冻融循环后的抗压强度损失率逐渐增大,矿粉掺量15%的抗压强度损失率最小。     

磷石膏制备轻质墙体材料试验研究

采用在低温煅烧过的磷石膏中加入缓凝剂和发泡剂的方法制备轻质墙体材料,研究了缓凝剂、水灰比和发泡剂对磷石膏试块强度和轻质化的影响。力学实验测试表明:缓凝剂掺量0.1%、水灰比0.65、发泡剂掺量0.02%的工艺下,磷石膏试块7 d的抗压强度为4.6 MPa,抗折强度为2.2 MPa,初凝时间为27 min,体积密度为0.82 g/cm3;扫描电镜分析表明:此工艺下的磷石膏试块中孔隙合格且结晶质量良好。     

热平衡复合发泡剂发泡不饱和聚酯树脂

依据热平衡发泡原理,选择NaHCO3、偶氮二甲酰胺(AC)、偶氮二异丁腈和4,4-氧代双苯磺酰肼组成不同热平衡复合发泡剂发泡不饱和聚酯树脂,通过示差扫描量热仪(DSC)、扫描电镜(SEM)和力学性能测试对其发泡机制进行了研究。结果表明:先吸热后放热的热平衡复合发泡剂发泡材料泡孔孔径小且分布均匀。AC与NaHCO3质量比为6∶4组成的热平衡发泡剂制得的发泡不饱和聚酯树脂的表观密度为0.546 g/cm3,压缩强度为13.73 MPa,比压缩强度达到25.15 MPa/(g.cm-3)。     

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。     

模胎用高密度酚醛泡沫塑料的制备研究

以热固性甲阶酚醛树脂为基体,正戊烷为物理发泡剂,30%硫酸和冰乙酸组成混合酸为催化剂,吐温-80和甲基硅油作为匀泡剂,玻璃微珠和聚乙二醇-400为改性剂,制备出了密度200 kg/m3以上综合性能较好的高密度酚醛泡沫。研究表明,通过调节物理发泡剂与混合酸催化剂用量可以有效控制泡沫密度以及发泡凝胶时间,添加4%聚乙二醇和8%的玻璃微珠,能够改善泡沫脆性和压缩强度,通过130℃、2.5 h的后处理可以将泡沫的质量稳定。制备出的高密度酚醛泡沫塑料在180℃高温下具有高的压缩强度,尺寸变化率在1%以内,有望作为新型模胎材料使用。     

环保型套筒灌浆料的配合比设计及性能研究

选用碱矿渣水泥作为胶凝材料,结合Dinger-Funk方程的最紧密堆积理论,用粉煤灰漂珠作为矿物掺合料,并用铜尾矿砂部分取代天然砂来提高粉体的堆积密度,制备套筒灌浆料。研究了塑性膨胀剂掺量、粉煤灰漂珠掺量、铜尾矿掺量、砂胶比对套筒灌浆料性能的影响,并对最紧密堆积设计配合比进行了验证。结果表明:随着塑性膨胀剂掺量的增加,套筒灌浆料的竖向膨胀率不断增大,流动度增大,1 d和3 d抗压强度降低;随着粉煤灰漂珠掺量的增加,套筒灌浆料的流动度不断增大,而抗压强度不断降低;随着铜尾矿掺量的增加,套筒灌浆料的流动度不断降低,抗压强度先增大后减小;砂胶(质量)比增大时,套筒灌浆料流动度不断降低,抗压强度先增大后减小;质量配合比为塑性膨胀剂掺量0.2%,砂胶比1.1,粉煤灰漂珠掺量12%,铜尾矿掺量13%时(以上均为质量分数),能制出初始流动度340 mm,30 min流动度280 mm,1 d抗压强度37.2 MPa,3 d抗压强度63.0 MPa,28 d抗压强度86.4 MPa,3 h竖向膨胀率为0.20%,24 h竖向膨胀率为0.36%的套筒灌浆料。