纤维增强泡沫混凝土的力学强度及吸水性能

以普通硅酸盐水泥和动物蛋白发泡剂为基材,制备了泡沫混凝土,研究了：试样强度随水灰比、干密度、纤维长度、纤维类型的变化规律;单轴受压下应力应变全曲线;试样微观泡孔分布以及吸水性能的变化。结果表明,素泡沫混凝土和纤维增强泡沫混凝土的抗压强度均随孔隙率增加呈指数减小,水灰比对抗压强度的影响随纤维添加量、孔隙率的不同而不同。短丝纤维对强度的提升优于长丝纤维,网状纤维对强度的改善优于丝状纤维;纤维泡沫混凝土应力应变全曲线包括上升、下降和峰后三段,与素泡沫混凝土相比,其峰值应力对应的峰值应变减小,而弹性模量和残余应力均大幅增加;大直径泡孔占比随纤维添加量增加而降低,添加纤维提升了试样的吸水性能。     

稻草纤维增强泡沫混凝土物理力学性能试验研究

为了研究稻草纤维增强泡沫混凝土的性能,以普通硅酸盐水泥为主要胶凝材料,硅灰、偏高岭土和粉煤灰为辅助胶凝材料,稻草纤维为增强材料,采用物理发泡法制备纤维增强泡沫混凝土;通过全因子试验,研究在不同水胶比和发泡剂掺量下,稻草纤维掺量对泡沫混凝土的密度、吸水率、抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度和抗冻性能的影响。结果表明：对于不同水胶比和发泡剂掺量,泡沫混凝土的密度、抗压强度和劈裂抗拉强度均随纤维掺量的增加呈现出先增加后降低的变化规律;抗压强度随密度增加呈幂函数增加关系;劈裂抗拉强度随抗压强度的增加呈指数函数增加关系;当水胶比为0.45时,抗折强度随纤维掺量的增加先增加后降低,当水胶比为0.50时,抗折强度随纤维掺量的增加而增加;纤维的掺入增大了泡沫混凝土的泡孔尺寸和吸水率,降低了其抗冻性能。     

全再生骨料混凝土收缩性能试验研究

为了最大程度地利用废旧混凝土再生骨料并取得最佳综合效益,采用100%再生细骨料和再生粗骨料配制全再生骨料混凝土。考虑再生骨料是否进行预湿处理并变换水灰比、水泥强度进行配合比设计,开展了全再生骨料混凝土工作性能、抗压强度和收缩性能的试验研究。结果表明:通过合理的配合比设计和再生骨料预湿处理,全再生骨料混凝土的工作性能和抗压强度均可达到设计要求;自收缩增长率曲线具有不受水灰比和水泥强度影响的同一变化路径,但自收缩终值明显受水灰比影响;水泥强度相同时,干缩随水灰比的增大而增大;混凝土强度相近时,干缩随水泥强度的增大而减小;再生骨料不做预湿处理将导致全再生骨料混凝土的强度降低、收缩增大。该研究可为全再生骨料在预拌混凝土中的推广和应用奠定基础。     

铁尾矿粉对碱矿渣泡沫混凝土力学性能的影响

为了研究铁尾矿粉对碱矿渣泡沫混凝土力学性能的影响,用掺入了铁尾矿粉的碱矿渣泡沫混凝土制成100 mm×100 mm×100 mm的立方体试块,分别将混凝土试块养护3、7、28 d后,测试其抗压强度。结果表明：随着铁尾矿粉碱矿渣泡沫混凝土表观密度的增加,其抗压强度不断增大;当铁尾矿粉的掺量从10%增加到30%时,碱矿渣泡沫混凝土的抗压强度逐渐增大;当铁尾矿粉的掺量从30%增加到50%时,碱矿渣泡沫混凝土的抗压强度逐渐减小,且强度损失较明显,随着铁尾矿粉细度的提高,碱矿渣泡沫混凝土的强度逐渐增大。     

基于单纯形重心理论的陶粒泡沫混凝土设计及性能

通过单纯形重心理论和体积法对陶粒泡沫混凝土的配合比进行设计,建立混凝土性能与组分(水泥浆体、泡沫、轻骨料)之间的定量关系,探究混凝土组分对其工作性、干密度、导热系数以及抗压强度的影响规律,为简单、高效的陶粒泡沫混凝土配合比设计提供新方法。结果表明：单纯形重心理论通过等值线和回归方程可以获得混凝土组成对性能的影响规律和主次性,用于陶粒泡沫混凝土的性能预测,预测精度约在10%;根据陶粒泡沫混凝土设计要求,通过等值线和回归方程确定各组分的体积掺量,辅以体积法可得到满足混凝土性能要求的配合比。     

自燃煤矸石细粉、粉煤灰制备泡沫混凝土的试验研究

本研究利用硅酸盐水泥和自燃煤矸石细粉、粉煤灰等混合材料,采用预制气泡后混合的方法制备出高性能泡沫混凝土,并研究了自燃煤矸石细粉、粉煤灰泡沫混凝土的干表观密度对泡沫混凝土的抗压强度与导热系数的影响。研究结果表明,随自燃煤矸石细粉、粉煤灰泡沫混凝土干表观密度的增加,泡沫混凝土抗压强度和导热系数也增加。     

铁尾砂泡沫混凝土的制备及性能

以铁尾砂为细骨料,采用不同掺量的铁尾砂取代天然砂制备目标密度为900 kg/m³的铁尾砂泡沫混凝土试件,分析铁尾砂掺量对试件干燥收缩率、吸水率、导热系数、抗压强度、劈裂抗拉强度等性能的影响;并采用扫描电镜及图象分析软件分析试件的微观形貌。结果表明：铁尾砂掺量(质量分数)在0～40%范围内,随铁尾砂掺量的增加,泡沫混凝土的干燥收缩率和吸水率下降,导热系数略有增加;泡沫混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度呈先增后减的趋势,铁尾砂掺量20%时抗压和劈裂抗拉强度最高;掺入适量的铁尾砂可改善泡沫混凝土的孔结构,内部孔径趋向均匀,铁尾砂质量分数超过20%时泡沫混凝土的微观结构劣化,这也是导致其力学性能开始下降的原因。     

500密度等级轻质陶粒混凝土的实验研究

为研制一种轻质、保温、节能等多功能的建筑墙体材料,着重研究了陶粒的粒径及掺量、粉煤灰用量、泡沫掺量等因素对轻质陶粒混凝土强度、容重以及导热系数等性能的影响.研究结果表明：掺入一定量的陶粒可以提升抗压强度,降低表观密度和坍落度;掺入一定量的粉煤灰可以提高混凝土抗压强度,对表观密度和坍落度影响较小;泡沫掺量对混凝土的抗压强度、表观密度、坍落度和导热系数影响较大.最终确定5～10 mm陶粒粒径,30%陶粒掺量,20%粉煤灰掺量和30%泡沫掺量为最佳配比,此时其抗压强度为3.7 MPa,坍落度为87 mm,表观密度为545 kg/m3,导热系数为0.106 W/（m·K）.     

镁基泡沫混凝土配合比试验

分别以配制的氯氧镁水泥、硫氧镁水泥、磷酸镁水泥为胶凝材料,采用化学发泡制备干密度等级为A05的三种镁基泡沫混凝土。通过设计正交试验,确定了水胶比、镁水泥组分配比、缓凝剂掺量、粉煤灰掺量和聚丙烯纤维掺量对三种镁基泡沫混凝土抗压强度的影响程度,对比分析了重要影响因素的作用机理,建立了镁基泡沫混凝土比强度与镁水泥组分配比的函数关系式。研究结果表明,氯氧镁泡沫混凝土抗压强度影响因素的主次关系为：镁水泥组分配比>水胶比>粉煤灰掺量>聚丙烯纤维掺量>缓凝剂掺量,各因素对硫氧镁泡沫混凝土抗压强度影响显著性与氯氧镁泡沫混凝土相同,磷酸镁泡沫混凝土抗压强度影响因素的主次关系为：镁水泥组分配比>缓凝剂掺量>水胶比>粉煤灰掺量>聚丙烯纤维掺量,与氯氧镁泡沫混凝土和硫氧镁泡沫混凝土略有不同,缓凝剂掺量影响程度较高;镁水泥的组分配比是影响镁基泡沫混凝土强度的重要指标,氯氧镁泡沫混凝土与硫氧镁泡沫混凝土的抗压强度随镁水泥组分配比增加的变化趋势相同,均先减小后增大,而磷酸镁泡沫混凝土随镁水泥组分配比增加呈现先增大后减小的趋势;三种镁基泡沫混凝土的比强度与镁水泥组分配比之间存在幂函数关系。     

泡沫混凝土配合比的设计

在研究泡沫混凝土各种原材料性能及大量实验和中试生产实践基础上,运用数理统计归纳分析,设计出既能满足泡沫混凝土干密度、导热率、强度、浇筑稳定性等技术要求,又经济合理、易于操作的各种原材料配合比,达到控制泡沫混凝土导热系数和抗压强度的目的,进而指导泡沫混凝土生产工艺过程,确保产品质量.     

Preparation of High Performance Foamed Concrete from Cement, Sand and Mineral Admixtures

The titled high performance foamed concrete was developed from Portland cement, ultra fine granulated blast-furnace slag, pulverized fly ash and condensed silica fume by means of pre-foaming process. The resultant foamed concrete presents its thermal conductivity of about 0.16-0.75 W/（m·℃） and 28 d compressive strength of about 1.1-23.7 MPa when its mix proportion varies in the range of cement content 280 kg-650 kg/m^3, fly ash 42-97 kg/m^3, slag 64-146 kg/m^3, silica fume 34-78 kg/m^3, and sand 0-920 kg/m^3. The compressive strength of the foamed concrete with oven dried bulk density of 1500 kg/m^3 in appropriate mix proportion and with small amount of superplasticizer reached as high as 44.1 MPa. Meanwhile, the flesh foamed concrete behaves like an excellent flow-ability, therefore, is especially suitable for the application in case of massive foamed concrete casting in situ and in the case of filling casting into large volume underground irregular voids, except for pre-casting of building components like blocks, bricks, and wall panels.     

聚合物乳液对发泡水泥板的改性研究

分别利用石蜡乳液、硅丙乳液和苯丙乳液,通过浸泡吸附和减压吸附两种不同吸附方式,对发泡水泥板进行了改性研究。研究发现:减压吸附比浸泡吸附的吸附效果更好,并且发泡水泥板乳液吸附率与聚合物乳液中的固体物质量分数正相关。所得实验结果表明,3种聚合物乳液中,石蜡乳液对发泡水泥板的体积吸水率影响较大,经吸附率为2.4%的石蜡乳液改性发泡水泥板的体积吸水率为8.9%,约降低了40.6%。发泡水泥板吸附硅丙乳液或苯丙乳液有利于抗压强度的提高,经硅丙乳液吸附改性后,发泡水泥板的抗压强度上升至0.624 MPa,约提高了51.4%;而经苯丙乳液吸附改性后水泥板的抗压强度上升至0.527 MPa,约提高了27.9%。     

聚丙烯纤维增强泡沫混凝土性能研究

利用体积法计算出不同干密度聚丙烯纤维增强泡沫混凝土的配合比,制备出聚丙烯纤维增强泡沫混凝土。研究不同等级干密度对其力学性能、保温性能和干燥收缩性能的影响,并在良好保温性能、强度与较低干收缩条件下,探讨聚丙烯纤维增强泡沫混凝土的最优干密度。结果表明:干密度等级越高的聚丙烯增强泡沫混凝土力学性能好,干燥收缩值变化较小,但其导热系数较大,保温性能差。具有良好保温性能、强度与较低干收缩聚丙烯纤维增强泡沫混凝土的最优干密度为800-900 Kg/m3。     

粉煤灰对发泡混凝土抗压强度的影响

为了开发利用粉煤灰,生产出节能环保的新型建筑材料产品,减少粉煤灰的环境污染,本实验为探索性实验,采用以复合硅酸盐水泥、砂为主要原材料,配以发泡剂、稳泡剂、增稠剂及减水剂等外加剂,制备出发泡混凝土,采用正交及对比实验方法研究了原料配合比对发泡混凝土28 d抗压强度的影响,结果表明:相同粉煤灰的掺加量随着发泡混凝土砌块孔径的增大其抗压强度降低的越快,故若想多掺加粉煤灰制备发泡混凝土砌块,其孔径必须限制在一定的范围。     

Experimental research on inorganic solidified foam for sealing air leakage in coal mines

In order to efficiently seal air leakages and control spontaneous combustion of coal, solidified foam was developed by adding a certain compound additive to fly coal ash and cement as the main materials. It was prepared basing on the foaming characteristic through physical and mechanical system. We studied the effects of the different types of foaming agents, the mass ratio of cement to fly ash, and the mass ratio of solid to water and content of cellulose on the performance of solidified foam. The results show that when adding the composite protein, surfactant and cellulose foaming agents. The cement-fly ash ratio of 0.75:1, the water solid ratio as large as 2:1, and the solidified foam with high properties and density of only 516 kg/m³ and compressive strength of up to 12.68 MPa were prepared. But the initial setting time, identity and compressive strength may be changed by varying the water solid ratio and/or the additives. We theoretically analyzed the influence mechanism of foam density, compressive strength and water solid ratio. The solidified foam is especially suitable for sealing surface leakage channels and filling the goaf with a wide application prospects.