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。     

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。     

发泡水泥轻质保温材料的制备与性能研究

以水泥和粉煤灰为复合胶凝材料,采用泡浆分开混合法制备发泡水泥轻质保温材料,研究不同泡沫掺量对发泡水泥轻质保温材料干密度、抗压强度及其导热系数的影响。结果表明:当泡沫掺量不超过2250ml/kg时,发泡水泥轻质保温材料具有较低的干密度、较高的抗压强度以及较小的导热系数,并满足GB11968-2006《蒸压加气混凝土砌块》对其性能的要求。利用扫描电子显微镜对试样内孔结构及其分布进行微观分析,探讨孔结构及其分布对发泡水泥轻质保温材料的作用机理。     

污泥灰掺量和泡沫用量对泡沫混凝土性能的影响研究

选用普通硅酸盐水泥、污泥灰(SSA)、Mighty-150减水剂、表面活性发泡剂等材料,在低水胶比(0.35)条件下,采用混合料固定体积法进行泡沫混凝土配合比设计,研究探讨了大掺量污泥灰(0~65%)和泡沫用量对污泥灰-水泥泡沫混凝土干密度、28 d抗压强度、吸水率、导热系数以及孔隙结构等性能的影响。结果表明:污泥灰-水泥泡沫混凝土的干密度主要取决于泡沫用量而非污泥灰取代率;污泥灰取代率高达50%时,泡沫混凝土的28 d抗压强度虽降低,但仍符合JC/T 1062—2007规定的相应密度等级的抗压强度要求,且此时泡沫混凝土的导热系数和吸水率不会显著增大。因此,大掺量污泥灰-水泥泡沫混凝土是一种潜在的良好的保温材料。     

复合保温砌块用无机芯材的制备研究

发泡剂种类对泡沫混凝土浇筑稳定性具有重要影响。通过掺入缓凝组分(PHA)解决了磷石膏粉作胶凝材料在制备浆体时出现的结粒、分散不均匀问题,制备的石膏基泡沫混凝土干密度为275kg/m3,28d抗压强度0.17MPa,导热系数为0.0620W/(m.K),符合设计要求。采用纯P.O42.5水泥做胶凝材料时浆体出现塌模,通过掺入5%的早强组分(ZQ)和15%II级粉煤灰取代水泥,0.5%早强型FDN减水剂,制备的水泥基泡沫混凝土干密度为245kg/m3,28d抗压强度0.18MPa,导热系数为0.0645W/(m.K),符合设计要求。     

泡沫混凝土抗压强度和导热系数的实验研究

研究了轻质泡沫混凝土在不同密度下的抗压强度和导热性能。结果表明,抗压强度和导热系数均随着干密度的增大而增大;建立了抗压强度和导热系数与干密度的非线性本构关系,可为泡沫混凝土用于建筑保温系统提供理论参考。     

温度对泡沫混凝土性能影响

研究了水和养护环境温度对泡沫混凝土的凝结时间、干密度、抗压强度、导热系数和内部形貌的影响.结果表明:养护温度为5~50℃时,泡沫混凝土浆料的初、终凝时间对数与养护温度呈线性关系;水温为35~40℃时,泡沫混凝土内部孔径分布均匀,连通孔少,导热系数较小,且试块具有较好的抗压强度.     

生土泡沫混凝土试验研究

以生土作为填料,制备了生土泡沫混凝土.试验研究了生土泡沫混凝土的干表观密度、抗压强度、导热系数、孔隙分布和吸湿特性,探讨了微硅粉对生土泡沫混凝土抗压强度和导热系数的影响.结果表明:生土泡沫混凝土干表观密度、抗压强度和导热系数均随着泡沫掺量(体积分数)的增大而减小;随微硅粉掺量(质量分数)增大,生土泡沫混凝土抗压强度和保温隔热性能同时得到改善.利用生土作填料,同时掺加20%微硅粉,可以制备出干表观密度、抗压强度和导热系数分别为790kg/m3,7.8MPa及0.156W/(m·K)的性能优异的生土泡沫混凝土(泡沫掺量为60%).泡沫掺量75%的生土泡沫混凝土(未掺微硅粉)的纳米级孔隙量低,吸湿能力小.     

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。     

陶粒泡沫混凝土配合比设计及保温性能模拟研究

研究了陶粒、膨胀珍珠岩、粉煤灰以及发泡剂掺量对陶粒泡沫混凝土干密度、抗压强度、导热系数及软化系数的影响。通过正交试验确定了各组分的最佳掺量。结果表明,当陶粒掺量为35%、膨胀珍珠岩掺量为0.07%、粉煤灰内掺掺量为20%、泡沫剂掺量为2%时,抗压强度最高,其他指标满足要求。利用ADINA Thermal对普通混凝土墙体和正交试验最优组陶粒泡沫混凝土墙体保温性能进行模拟,通过对比表明,陶粒泡沫混凝土的保温性能能很好地满足外墙保温的要求。     

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。     

发泡剂利用率对泡沫混凝土性能影响研究

研究了发泡剂掺量对泡沫混凝土的孔径、抗压强度、密度、导热系数以及发泡剂利用率等性能的影响.结果表明:发泡剂掺量(质量分数)为5%~6%时,泡沫混凝土孔径均匀,其抗压强度、密度及导热系数最佳,发泡剂利用率最大.发泡剂利用率和发泡剂最佳掺量的提出对泡沫混凝土的生产具有一定的理论指导意义.     

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。     

基于固体废弃物利用的保温材料制备及试验研究

以免煅烧脱硫石膏-粉煤灰-矿粉复合胶凝材料为基材,将废弃泡沫玻璃边角料、玻化微珠等保温材料作为轻质骨料掺入,制备保温材料。测试了保温材料的干表观密度、立方体抗压强度、导热系数等性能指标,并通过SEM进行界面微观形貌观察。结果表明:所制备保温材料的干表观密度最小可达到410kg/m~3,立方体抗压强度均达到0.5MPa以上,导热系数在0.06~0.09W/(m·K)之间,均满足现行标准要求。     

预制轻质泡沫混凝土墙板的制备及性能测试研究

通过初步设计和试验优化,确定了纳米二氧化硅气凝胶泡沫混凝土的最佳配合比。在对预制墙板尺寸、配筋、界面形式进行设计的基础上,研制出一种满足我国寒冷地区使用要求的预制泡沫混凝土墙板。分别测试了材料的干容重、导热系数、抗压强度和孔隙率。此外,通过扫描电子显微镜(SEM)对泡沫混凝土的微观特性进行了测试。在稳态和非稳态条件下测试了墙板的热特性,稳态传热系数为0.5518W/(m²·K)。     

灌芯复合保温砌块用超轻泡沫混凝土的制备

发泡剂种类对泡沫混凝土浇筑稳定性影响较大。采用建筑石膏作为胶凝材料易出现浆体结块,浆体硬化后贯穿性裂缝较多,密度达到360kg/m3时,28d抗压强度只有0.13MPa,不能满足设计要求。采用纯P.O42.5级水泥作为胶凝材料时,浆体出现塌模,通过掺入5%的早强组分(ZQ)和15%II级粉煤灰取代水泥,0.5%早强型FDN减水剂,1kg粉料泡沫掺量为6L,水胶比为0.38,制备的泡沫混凝土浇筑稳定性好,干密度为245kg/m3,28d抗压强度达到0.18MPa,导热系数为0.0645W/(m.K),符合设计要求。     

化学发泡轻质地聚合物泡沫混凝土的制备及性能

采用化学发泡方式,以碱激发粉煤灰-偏高岭土基地聚合物为胶凝材料,制备出密度低于400kg/m~3的地聚合物轻质泡沫混凝土。研究了材料组成对地聚合物泡沫混凝土干密度、抗压强度、吸水率及导热系数的影响,并对地聚合物泡沫混凝土的孔结构进行了分析。研究表明:随着水料比增加,地聚合物泡沫混凝土吸水率增大,导热系数降低,平均孔径越小,孔隙率越大;在偏高岭土-粉煤灰激发材料体系中,偏高岭土掺量由40%增加至50%时,地聚合物泡沫混凝土性能没有明显改善;当水玻璃掺量增加时,地聚合物泡沫混凝土干密度和抗压强度增加,吸水率降低。当水料比为0.55、水玻璃掺量50%、偏高岭土掺量40%时,制备的地聚合物泡沫混凝土性能最佳,其干密度、14d抗压强度、吸水率和导热系数分别为366kg/m~3、1.18MPa、30.2%和0.084W/m.K。     

以钢渣和粉煤灰为掺合料的水泥基泡沫混凝土的研制

研究了钢渣和粉煤灰为掺合料对水泥基泡沫混凝土性能的影响。结果表明：用优质粉煤灰等质量取代水泥。不仅可降低泡沫混凝土的干体积密度和导热系数,而且在同条件下可提高低泡沫混凝土的强度;钢渣粉对泡沫混凝土的干体积密度影响不大。但会降低泡沫混凝土的强度．而钢渣粉与粉煤灰复合取代水泥时可以得到良好的效果：泡沫用量是影响泡沫混凝土的干体积密度、抗压强度和导热系数的主要因素,泡沫量增加会导致泡沫混凝土的密度降低,强度也减小,导热系数减小;泡沫混凝土的导热系数与干体积密度近似呈指数函数关系。     

泡沫玻璃轻骨料混凝土配比正交试验分析

为研究泡沫玻璃轻骨料在混凝土中的应用,通过泡沫玻璃、陶砂骨料混掺保温混凝土的正交试验,对影响泡沫玻璃轻骨料混凝土的容重、导热系数和抗压强度的相关因素进行分析。分析结果表明,发泡剂水泥取得量与骨胶比对保温混凝土的抗压强度、导热系数影响最大。最后,因制备的泡沫玻璃轻骨料混凝土保温效果良好但强度仅能达到C5,推荐制成保温砌块应用于墙体。     

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。