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。     

水泥基发泡保温材料的制备工艺与性能研究

以普通硅酸盐水泥(P.O42.5)为主要胶凝材料,采用物理发泡工艺制备发泡水泥节能保温材料,发泡剂分别采用动物复合泡沫剂、植物改性泡沫剂和植物泡沫剂干粉,研究了发泡剂种类、水灰比和玻璃纤维掺量对水泥基发泡保温材料性能的影响,确定了水泥基发泡保温材料的最佳配合比.实验结果表明:发泡剂选择植物改性泡沫剂,水灰比为0.5,玻璃纤维掺量为1.5％时,水泥基发泡保温材料的干密度为356 kg/m3,7d抗压强度可达1.71 MPa.     

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。     

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。     

利用磷石膏制备轻质高钙墙体材料的研究

本文采用了石膏制备出的α半水为基础研究制备高强轻质墙体材料,分别研究了水灰比,双氧水、激发剂、缓凝剂、表面活性剂掺量对石膏试块强度和轻质化的影响,使用扫描电镜(SEM)分析石膏试块表面和内部的结晶情况.试验确定在水灰比0.45,每1 kg浆料双氧水掺量3.00 mL、激发剂掺量0.20 g,缓凝剂掺量0.50‰、表面活性剂掺量0.10‰的最优工艺条件下,墙体材料试块干基抗压强度为5.20 MPa,干基抗折强度为2.31 MPa,体积密度为0.80 g/cm3,具有明显的轻质高强特性.     

轻骨料和防水剂对发泡保温材料性能的影响

试验以普通硅酸盐水泥(P.O42.5)为主要胶凝材料,采用膨胀珍珠岩和聚苯颗粒为轻质保温骨料,同时掺加适量玻璃纤维和防水剂;发泡剂采用植物改性泡沫剂,运用物理发泡工艺制备了水泥基轻质发泡保温材料.分别研究了膨胀珍珠岩、聚苯颗粒和防水剂掺量对水泥基轻质发泡保温材料性能的影响,确定了水泥基轻质发泡保温材料的最佳配合比.试验结果表明:玻璃纤维掺量占水泥质量1.5％,轻骨料总掺量为7％,膨胀珍珠岩与聚苯颗粒混合比例为1∶2,有机硅防水剂掺量为4％时,水泥基轻质发泡保温材料的各项性能指标良好,干密度较低、抗压强度较高且防水性能较好,其28 d干密度和抗压强度分别为298 kg/m3和1.43 MPa,体积吸水率为17.32％.     

新型外墙保温隔热材料的试验研究

研究了水灰比、粉煤灰与发泡剂量、促凝剂与憎水剂对硅酸盐水泥化学发泡制备泡沫混凝土的浆体发泡与成型的影响以及硬脂酸钙憎水剂对试样吸水率的影响.研究结果表明,以普通硅酸盐水泥和粉煤灰为原料、氯化锂为促凝剂、硬脂酸钙为憎水剂、水灰比0.55、粉煤灰加入量30％、发泡剂用量6.5％可以制得密度为200 kg/m3的超轻憎水泡沫混凝土;随着硬脂酸钙加入量的增加试样吸水率显著降低.该研究结果已应用于河南某公司的水泥发泡保温板生产线上.     

粉煤灰制备泡沫陶瓷工艺参数优化

以粉煤灰为原料,钾长石、硼砂、白云石为助熔剂,外掺适量碳酸钙、炭黑、碳化硅为发泡剂,用粉末烧结法制备泡沫陶瓷.针对碳酸钙、炭黑、碳化硅掺量以及发泡温度四个因素设计安排正交实验,对烧结样品的表观密度、孔隙率、抗压强度进行测定,采用极差分析法对实验数据进行处理分析.实验结果表明,碳酸钙掺加量为6％,炭黑掺加量为2％,碳化硅掺加量为3％,发泡温度为1080℃时,制品的综合性能最佳:表观密度为599.8 kg/m3,孔隙率为77.19％,抗压强度为2.23 MPa.     

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。     

超轻普通发泡水泥保温板的制备试验研究

本文从改善发泡水泥胶凝体系的角度入手,确定普通发泡水泥保温板各基本组分的掺量,研究超轻普通发泡水泥保温板的制备.结果表明:增大普通水泥的比表面积和掺加一定量的硫铝酸盐水泥熟料可以改善发泡水泥胶凝体系;确定各基本组分为发泡剂掺量8％,水灰比0.4,激发剂掺量1.5％,稳泡剂掺量2％,调凝剂掺量0.04％,纤维掺量0.4％,可以制备干密度较低的发泡水泥保温板.     

不同海水浓度下泡沫混凝土性能研究

基于图像分析软件,对不同海水浓度下泡沫混凝土的性能进行了研究.结果表明:海水因含有起早强作用的无机盐离子而会促进泡沫混凝土中胶凝组分的水化,生成较多水化产物,从而提高泡沫混凝土的干容重和抗压强度.然海水中无机盐离子,尤其是钙离子,能够一定程度上抑制发泡剂的发泡能力,造成气泡数目和孔隙率降低;同时较多水化产物在一定程度上分隔了气泡,最终随着海水浓度的增加,泡沫混凝土的气孔率、平均孔径呈现出下降趋势.     

泡沫掺量对发泡碱激发矿渣聚合物性能和孔隙特征的影响

以水玻璃激发矿渣为胶凝材料,采用压缩空气发泡方式制备了泡沫矿渣聚合物材料,通过Image-Pro plus(IPP)表征了不同泡沫掺量下泡沫矿渣聚合物的孔隙结构特征,并研究了泡沫掺量对泡沫矿渣矿物聚合物干密度、抗压强度和导热系数的影响.结果表明:当泡沫掺量为4.45%~10.70%(质量分数)时,随泡沫掺量增加,泡沫矿渣聚合物的孔隙率增加、平均孔径及孔圆度值增大,泡沫矿渣聚合物相应的干密度、抗压强度和导热系数均呈负指数关系降低且相关性强;当泡沫掺量为4.45%~12.00%(质量分数)时,所制备碱激发矿渣聚合物泡沫材料的干密度389~1325 kg/m3、抗压强度1.12~17.81 MPa、导热系数0.0813~0.2211 W/(m·K),其综合性能优于通用水泥泡沫混凝土制品.     

Effect of Ca and Mg on the properties of foamed ceramics prepared with multisolid waste

With vanadium tailings and lead-zinc tailings as the main raw materials, gold tailings, waste glass powder, other fluxes and SiC foaming agents are added to prepare foamed ceramics. The effects of Ca and Mg in the fluxes of calcite, talc, and dolomite on the appearance, pore size, porosity, bulk density, and compressive strength of the samples were investigated and the mechanisms of the effects were analyzed. The XRD results showed that the sample consisted primarily of quartz, albite, augite, and a small amount of corundum. Calcite favors the formation of the augite phase, talc favors the formation of the albite phase, and dolomite combines the advantages of both. The formation of albite reduces the viscosity of the melt, and the formation of augite greatly enhances the strength of foamed ceramics. It has been shown that by adding 8% dolomite, a foaming ceramic with a bulk density of .561 g/cm³, a porosity of 62.77% and a compressive strength of 10.823 MPa can be prepared, resulting in a low-cost, lightweight and high strength foamed ceramic partition.     

以铜尾矿制备发泡陶瓷墙板的研究

以山西某地铜尾矿作为主要原料制备轻质、高强度发泡陶瓷墙板,并采用抗压强度测试仪、XRD测试仪作为主要检测手段,研究铜尾矿加入量、烧成制度以及发泡剂对发泡陶瓷墙板物理性能的影响。研究结果表明:铜尾矿加入量控制在85%左右,SiC微粉0.25%,烧成温度1170℃保温40min,可以试制出适合发泡陶瓷隔墙板性能的产品。通过规模化生产中试,产品密度437.52kg/m^3,抗压强度9.77MPa,产品外观孔径0.5-1.5mm,满足实际应用要求。     

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。     

Waste-bearing foamed ceramic from granite scrap and red mud

Using granite scrap and red mud as raw materials, SiC as foaming agent, powder sintering method was used to prepare closed-pore foamed ceramic. The effects of the ratio of red mud and granite scrap, foaming agent content, sintering temperature and holding time on the crystalline phase, pore structure, and performance of foamed ceramic were systematically studied. The results showed that, when the content of red mud was 10 wt%, together with 1.0 wt% SiC addition, the heating rate was 5°C/min, the foamed ceramic sintered at 1130°C for 30 min exhibited optimal properties, including bulk density of 483.11 kg/m³, porosity of 77.27%, compressive strength of 1.62 MPa and water absorption of .49%. Based on these properties, it possessed broad potential application prospects in the fields of sound and thermal insulation, lightweight construction materials. In this study, the utilization ratio of industrial solid waste was 100%, realized the comprehensive utilization of granite scrap and red mud, and provided a new idea to realize their low-cost utilization by preparing foamed ceramic with associated economic and environmental benefits.     

低温下泡沫混凝土的动态力学性能

为了研究低温下泡沫混凝土的动态力学性能,采用φ100 mm的铝制分离式霍普金森压杆(SHPB)装置对不同温度下泡沫混凝土试件进行冲击压缩试验,得到了不同温度、应变率下的泡沫混凝土的应力应变曲线、能量参数、破碎形态等。结果表明:当应变率在62.59 s^-1以下时,泡沫混凝土应力应变曲线分为线弹性阶段、屈服阶段、破坏阶段;当应变率超过62.59 s^-1时,其应力应变曲线分为线弹性阶段、屈服阶段、局部失稳、应力平台、破坏阶段;常温、0 ℃、-10 ℃、-20 ℃和-30 ℃下,泡沫混凝土的动态抗压强度以及吸收能在对应的应变率分界点前表现出显著的应变率效应,但超出该分界点后,应变率效应便不再明显;泡沫混凝土的动态峰值抗压强度与吸收能随温度的降低而提高,但峰值应变随温度降低而降低;泡沫混凝土冲击破碎后的块度随着温度的降低逐渐变大。在低温环境下泡沫混凝土的抗动载设计中,对于泡沫混凝土的峰值抗压强度、吸收能,应优先考虑温度效应的影响,而对于其峰值应变,应优先考虑应变率效应。     

矿渣基轻质泡沫混凝土的增强研究

以碱激发矿渣为主要胶凝组分,利用物理发泡技术制备了矿渣聚合物泡沫混凝土.通过XRD表征了不同基体组成对泡沫混凝土物相组成的影响;通过Image-Pro Plus表征了不同基体组成对泡沫混凝土气孔结构的影响.综合分析了不同基体组成对矿渣聚合物泡沫混凝土基体强度以及气孔结构的影响,重点研究了低密度矿渣基泡沫混凝土的强度优化.研究表明未掺加泡沫的地质聚合物基体强度作为矿渣聚合物泡沫混凝土的强度基数,而孔结构则代表了随着泡沫掺加矿渣聚合物泡沫混凝土保留其基体强度的能力,对于低密度的泡沫混凝土,提高其保留基体强度的能力为强度优化的根本出发点.基于以上理论对矿渣聚合物泡沫混凝土掺加粉煤灰进行孔结构优化,掺加水泥进行基体增强的强度分步优化,使1800 mL泡沫掺量(干密度400 kg/m3)的矿渣基泡沫混凝土强度增加103%,使其强度由1.43 MPa提高至2.91 MPa.     

抛光渣体系发泡陶瓷的发泡性能研究

以工业上成熟的抛光渣体系配方制备发泡陶瓷,探讨了烧结温度对其发泡性能的影响。同时,与外加发泡剂的抛光渣体系发泡陶瓷试样的显微结构、线收缩和体积膨胀率进行了对比分析,探讨了孔结构对发泡陶瓷试样强度和热稳定性的影响。研究发现,抛光渣具备一定的发泡能力,自身可发泡形成尺寸为10~200 μm(1 160~1 220 ℃)的球形气孔结构,孔壁的结构较致密。其对烧结温度十分敏感,在1 180~1 200 ℃范围内,发泡陶瓷试样的体积膨胀了2倍。外加SiC发泡剂能显著提高抛光渣体系发泡陶瓷试样的发泡能力,使其气孔尺寸增加10倍左右,但气孔形状不规则,孔壁结构中存在微小气孔。研究结果表明,外加发泡剂后,抛光渣自身发泡形成的壁孔结构使发泡陶瓷气孔率增加,强度损失较少,导热系数降低,且壁孔结构中的气孔分布不均匀,使发泡陶瓷的热稳定性降低。     

碱激发矿渣-玻璃粉基泡沫混凝土性能研究

采用玻璃粉部分替代矿渣制备碱激发胶凝材料,研究了玻璃粉含量(10%、20%、30%、40%,质量分数)对碱激发矿渣-玻璃粉基(AASG)泡沫混凝土性能的影响。对AASG泡沫混凝土流动性、抗压强度、干燥收缩、吸水率、软化系数和抗冻性进行了研究,并通过扫描电子显微镜和X射线衍射仪对机理进行了分析。结果表明:10%~40%掺量的玻璃粉使AASG泡沫混凝土的流动性提高了5.0%~25.6%;抗压强度随玻璃粉掺量的增加先增大再减小,玻璃粉掺量为20%时,7 d和28 d抗压强度最高,与对照组相比分别提高15.0%和23.8%;玻璃粉掺量为20%时,AASG泡沫混凝土的干燥收缩、吸水率、软化系数和抗冻性最佳;SEM分析发现,玻璃粉有助于孔结构的优化和提高微观结构的致密性;XRD分析表明,AASG泡沫混凝土的主要反应产物为 C-(N-)A-S-H和水滑石。将玻璃粉作为矿渣的替代品来制备AASG泡沫混凝土是可行的,为其在回填工程和固废利用提供理论支撑。