微孔混凝土及其复合墙体的耐高温性能研究

采用料浆容重法进行了配合比设计，分别制备了表观密度为600、800、1 000、1 200 kg/m³的微孔混凝土，并制作了微孔混凝土-XPS-微孔混凝土复合墙体试块，通过立方体试块高温试验和复合墙体单面受热试验，研究了表观密度和结构形式对微孔混凝土复合墙体试块的耐高温性能的影响。结果表明：随着温度的提高，微孔混凝土的质量损失增加，抗压强度和导热系数降低，表观密度对微孔混凝土的耐高温性能影响较大；表观密度越高，微孔混凝土复合墙体的耐高温性能越好，25-50-25 mm厚的复合墙体的隔热性能最好。     

纤维种类对微孔混凝土干缩性能的影响研究

采用混杂纤维增强法改善微孔混凝土的干燥收缩性能,以800、1000、1200 kg/m3三种表观密度的微孔混凝土为研究对象,在其中掺加玻璃纤维(GF)和聚丙烯纤维(PPF),分别进行单掺以及GF与PPF按质量比1∶2、1∶1、2∶1复掺,掺量均为1.5 kg/m3。对比微孔混凝土的干缩性能。结果表明:3种微孔混凝土中复掺纤维组抑制干缩效果始终优于单掺组,但对低表观密度微孔混凝土抑制干缩贡献不大;随着微孔混凝土表观密度和2种纤维质量比的增大,复掺纤维组抑制干缩效果更明显,对于高表观密度微孔混凝土,选择GF与PPF质量比2∶1复掺组对抑制干缩贡献最大。     

高比强轻集料微孔混凝土的制备与性能

研究了轻集料的性能对轻集料微孔混凝土强度、导热、干燥收缩、吸水率等性能的影响。采用自制核壳结构的免烧轻集料和市售烧结轻集料,制备了表观密度为1 000 kg/m3轻集料微孔混凝土,并与同表观密度等级下泡沫混凝土的性能进行了对比研究。研究表明,采用轻集料可制备出抗压强度达9.5~13.4 MPa、导热系数为0.195~0.223 W/(m·K)的高比强轻质混凝土。轻集料可有效降低泡沫混凝土的干燥收缩、减少水泥用量,轻集料的筒压强度是决定轻集料微孔混凝土强度的主要因素,掺烧结轻集料更有利于降低吸水率,而免烧轻集料更有利于降低导热系数。     

实心匀质微孔混凝土自保温砌块及其生产技术研究

匀质微孔混凝土自保温砌块作为自保温砌块墙体自保温结构系统的基础材料,具有质轻、热工性能好、比强度高等特点,可用作工业与民用建筑填充墙体材料、村镇住宅墙体材料等,符合绿色发展理念以及建筑节能与结构一体化技术发展趋势。研究表明,采用干表观密度为500kg/m³的膨胀聚苯乙烯颗粒泡沫混凝土制备密度等级为500级实心匀质微孔混凝土自保温砌块,强度等级达到A3.5,导热系数不大于0.10W/(m·K);采用干表观密度为600kg/m³的膨胀聚苯乙烯颗粒泡沫混凝土制备密度等级为600级实心匀质微孔混凝土自保温砌块,强度等级达到A5.0,导热系数不大于0.12W/(m·K);采用干表观密度为700kg/m³的膨胀聚苯乙烯颗粒泡沫混凝土制备密度等级为700级实心匀质微孔混凝土自保温砌块,强度等级达到A7.5,导热系数不大于0.14W/(m·K),可满足我国不同气候地区的建筑节能使用要求。     

轻质多孔型陶粒混凝土制备及性能研究

以双氧水为化学发泡剂,陶粒、水泥、粉煤灰为主要原料制备了轻质多孔型陶粒混凝土,研究了双氧水、粉煤灰掺量变化对陶粒混凝土性能的影响。结果表明,双氧水、粉煤灰掺量可有效改善陶粒混凝土内部孔结构分布,从而提高其力学性能、导热系数、抗冻融能力。在水胶比0.35,陶粒、水泥、纳米CaCO_3、减水剂、稳泡剂、粉煤灰、双氧水用量分别为15%、40%、1%、0.04%、1.2%、28%～32%、6%～8%时,制备的陶粒混凝土表观密度低于1 100 kg/m~3,抗压强度高于7 MPa,抗折强度高于3MPa,导热系数低于0.26 W/(m·K),冻融循环50次后,抗压强度损失低于20%,抗压强度大于6 MPa。     

浆体流变性对透水型泡沫混凝土性能的影响

为提高透水型泡沫混凝土的透水能力、蓄水能力,研究了浆体流变性能对该类混凝土孔结构、透水性、蓄水性的影响。结果表明：当浆体的初始屈服应力小于3.0 Pa时,透水型泡沫混凝土易发生塌模;随着浆体屈服应力与黏度的增大,透水型泡沫混凝土的透水性和蓄水性降低;通过控制浆体的流变性,可以制备出干表观密度700 kg/m3、透水性为K2～K3级、体积蓄水率40%的透水型泡沫混凝土。     

陶粒泡沫混凝土轻质隔墙板研究

为了解决泡沫混凝土轻质隔墙板易开裂、强度低的问题，以水泥、粉煤灰、硫铝酸盐水泥、石膏、硅灰为胶凝材料，掺加减水剂、保水剂、玻璃纤维、发泡剂等外加剂制备了泡沫混凝土。在此基础上，研究了陶粒掺量、搅拌时间、养护方式对陶粒泡沫混凝土料浆表观密度、抗压强度、抗开裂性能的影响，并对采用陶粒泡沫混凝土制备的轻质隔墙板的性能进行了测试。结果表明：当陶粒掺量为180 kg/m3、搅拌时间为30～45 s时，料浆的表观密度可控制在850 kg/m3左右；在养护温度为35℃、相对湿度为90%的条件下，8～24 h脱模的陶粒泡沫混凝土的性能较好；90 mm厚隔墙板的面密度低于60 kg/m2，抗压强度大于5.0 MPa，抗开裂性能良好，其他各项性能也均能满足GB/T23451—2009《建筑用轻质隔墙条板》的要求。     

不同容重等级微孔混凝土基本性能及微观结构研究

制备容重等级700~1300 kg/m3的微孔混凝土试件,研究微孔混凝土干湿容重的关系,容重等级与抗压强度、吸水率、软化系数、抗折强度和折压比的关系,以及聚丙烯纤维对微孔混凝土抗压强度和抗折强度的影响。结果表明,微孔混凝土的容重越高,其抗压强度、抗折强度越大,吸水率越低,软化系数越高;1.4%体积掺量的聚丙烯纤维可以显著提高微孔混凝土的抗折强度。通过电镜观察和XRD分析,揭示了微孔混凝土的孔结构、水化产物的微观形貌、膨胀珍珠岩和聚丙烯纤维在胶凝材料中存在的形式及水化产物,从微观结构角度解释容重等级对微孔混凝土基本性能的影响。     

微孔混凝土基本力学性能试验研究

研究了以球形与柱形两种黏土陶粒为粗骨料的微孔混凝土的基本力学性能,讨论了表观密度与各力学性能的相关性,分析了轴心抗压强度、抗拉等强度性能、变形性能与立方体抗压强度的量化关系。试验结果表明,微孔混凝土表观密度在600~1 200 kg/m~3时,拉压比为7%~15%,折压比为5%~13%,弹性模量为6×10~2~7.5×10~3 MPa,泊松比为0.18~0.31;在本试验条件下,以球形黏土陶粒为粗骨料的混凝土的力学性能优于使用柱形陶粒的情况。     

木纤维/PP复合微孔发泡材料的研究

用化学发泡法注塑成型制备了木纤维/PP复合微孔发泡材料.研究了木纤维掺量对木纤维/PP复合微孔发泡材料力学性能、密度及微孔结构的影响.结果表明,木纤维的添加使得材料的力学性能显著提高,且木纤维/PP复合微孔发泡材料的冲击强度和弯曲强度要高于未发泡材料,而未发泡材料的拉伸强度要高于木纤维/PP复合微孔发泡材料:复合材料的密度随着木纤维掺量的增加而增大,且发泡材料的密度小于未发泡材料的密度;随着木纤维掺量的增加,木纤维/PP复合微孔发泡材料的泡孔直径先减小后增加,木纤维掺量为5%时,泡孔直径达最小,为20.5μm.     

黏土质泡沫混凝土试验研究

以黏土取代石英砂,采用普通硅酸盐水泥、高铝水泥和发泡剂等原材料制备黏土质泡沫混凝土。研究探讨了泡沫掺量和微硅粉掺量对黏土质泡沫混凝土表观密度、28d抗压强度、导热系数以及孔隙结构等物理性能的影响。试验结果表明,泡沫掺量和微硅粉掺量对泡沫混凝土的强度和保温隔热等性能有较大影响,其中泡沫掺量在40%～60%时最为合适。随着泡沫掺量的增大,导热系数不断减小,黏土质泡沫混凝土的表观密度和强度不断降低;随着微硅粉掺量的增大,黏土质泡沫混凝土的强度和保温隔热性能均得到提高。     

纤维种类及掺量对微孔混凝土力学性能的影响研究

通过调整玻璃纤维(GF)和聚丙烯纤维(PPF)掺量，在其他材料和配比不变的情况下，以800、1200 kg/m³两种表观密度的微孔混凝土为基本对象，2种纤维按0、1.0、1.5、2.0、2.5 kg/m³单掺以及按1∶2、1∶1、2∶1体积比复掺，对比不同表观密度微孔混凝土力学性能的变化。结果表明：随着PPF掺量的增加，抗压强度先提高后降低，其余试验组抗压强度大体上均呈逐渐提高的趋势。表观密度800 kg/m³时单掺较复掺抗压强度明显提高。随着表观密度增大至1200 kg/m³，复掺纤维组的强度开始优于单掺纤维组，特别是早期强度提升较明显。所有试验组的抗压强度均随表观密度的增大而提高。     

大掺量粉煤灰超轻泡沫混凝土的试验研究

通过化学方法制备大掺量粉煤灰超轻泡沫混凝土,分析了其结构形成机理,研究了粉煤灰掺量、激活剂、水灰比和发泡剂等因素对其性能的影响。结果表明,采用激活剂的情况下,粉煤灰掺量达到45%(质量百分数)可以制得干表观密度低于200 kg/m3,7 d抗压强度大于0.2 MPa的泡沫混凝土。     

稳泡剂对低密度碱矿渣泡沫混凝土基本性能的影响

以双氧水为发泡剂，植物蛋白、茶皂素、硬脂酸钙为稳泡剂制备了密度低于250 kg/m3的碱矿渣泡沫混凝土。研究了这3种稳泡剂单掺和复掺的稳泡能力，及对碱矿渣泡沫混凝土试件干密度、抗压强度、吸水率的影响，测试分析了具有代表性试件的孔结构参数。研究结果表明，单掺植物蛋白作稳泡剂制备的试件基本性能最优，植物蛋白复掺0.06%的硬脂酸钙后，同密度等级下的试件抗压强度提高到0.21 MPa，质量吸水率降低至56%。     

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.     

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。     

再生骨料透水混凝土的性能及影响因素研究

以目标孔隙率、水灰比、砂率、硅灰掺量为因素,通过正交试验研究了各因素对再生骨料透水混凝土抗压强度、透水系数、表观密度的影响规律,并分析了各性能与实测孔隙率之间对应关系。结果表明:目标孔隙率是再生骨料透水混凝土性能的主要影响因素,随着目标孔隙率的增大,试件抗压强度、表观密度有所降低,而其透水性能有较大提升;再生骨料透水混凝土的抗压强度、表观密度随实测孔隙率变化呈现出一定的线性递减规律,而透水系数与实测孔隙率之间呈明显的线性增长趋势。不同配比下试件的透水系数为0.72～2.13 cm/s,透水系数达到最大时基本能满足公路路面排水要求。     

泡沫陶粒混凝土制备文化石的性能研究

由于目前制备文化石结构料的陶粒混凝土密度较大、保温效果差,上墙自重大、易脱落等缺陷。通过引入泡沫制备泡沫陶粒混凝土并应用于文化石结构料工艺中,为获得性能最佳的泡沫陶粒混凝土,试验研究了不同的发泡液浓度、陶粒掺量、泡沫掺加量对泡沫陶粒混凝土强度、干密度、吸水率等性能的影响。实验结果表明:掺泡沫的陶粒混凝土具有干表观密度轻、导热系数小、新拌浆体和易性良好、强度较好等优点,在陶粒掺量40%时,使制成的装饰保温文化石性能优异,更利于粘贴上墙,具有很好的应用前景。     

铁尾矿砂-浮石砂复掺轻质混凝土配合比优化研究

以封孔浮石为粗骨料、铁尾矿砂和浮石砂复掺作为细骨料,制备了LC30级轻骨料混凝土,重点研究了砂率和细骨料中浮石砂替代铁尾矿砂的比率这两个因素对混凝土力学性能的影响规律,利用SPSS软件拟合了抗压强度、劈裂抗拉强度和表观密度回归方程,并利用拟合方程进行了配合比优化.结果表明:对铁尾矿-浮石砂复掺细骨料轻质混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度影响较大的因素是砂率,而对混凝土密度影响较大的因素则是浮石砂替代率.当砂率在41％～43％之间,浮石砂替代率在17％～18％之间时,可以得到抗压强度≥33 MPa,劈裂抗拉强度≥2.4 MPa,干表观密度≤1900 kg/m3的铁尾矿砂-浮石砂复掺轻骨料混凝土,并通过验证试验试件的断面结构说明此时骨料分布均匀,浆体与骨料界面结合良好.     

一种透水混凝土路面抗压强度检测方法研究

研究了钻芯取样对透水混凝土表观密度、抗压强度、连通空隙率和透水系数等性能的影响,提出了一种适用于透水混凝土路面抗压强度的检测方法并在试验工程中应用。结果表明:钻芯取样对透水混凝土表观密度、连通空隙率和透水系数等性能不造成明显影响,但芯样试件抗压强度明显低于标准试件,且离散性变大,主要是因为芯样钻取锯切等过程可能引起骨料间浆体黏结局部损伤;利用透水混凝土抗压强度和表观密度之间的相关性可以作为透水混凝土路面抗压强度的间接检测方法,为目前透水混凝土实体结构抗压强度无法测试提供了解决思路。