【摘 要】
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泡沫混凝土是一种新型的节能保温材料,具有轻质、保温、隔热等特点,已被广泛应用于墙体材料、保温隔热材料、市政工程及地基空洞的充填等方面。目前用于墙体材料的轻质泡沫混凝土的比强度(抗压强度与其干密度的比值)还比较低;与有机保温材料相比,如膨胀聚苯板(EPS),超轻泡沫混凝土的燃烧等级为A级,防火性能好,但是目前还存在超轻泡沫混凝土的干密度太高、抗压强度低、导热系数高等问题。为了优化泡沫混凝土的性能指标
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泡沫混凝土是一种新型的节能保温材料,具有轻质、保温、隔热等特点,已被广泛应用于墙体材料、保温隔热材料、市政工程及地基空洞的充填等方面。目前用于墙体材料的轻质泡沫混凝土的比强度(抗压强度与其干密度的比值)还比较低;与有机保温材料相比,如膨胀聚苯板(EPS),超轻泡沫混凝土的燃烧等级为A级,防火性能好,但是目前还存在超轻泡沫混凝土的干密度太高、抗压强度低、导热系数高等问题。为了优化泡沫混凝土的性能指标,本文中以普通硅酸盐水泥、粉煤灰、外加剂、纤维和水为主要原材料,采用物理发泡、湿磨制浆、蒸汽养护的工艺,制备出轻质泡沫混凝土(干密度为600kg/m3)和超轻泡沫混凝土(干密度300kg/m3~150kg/m3)。采用控制变量和对比试验的研究方法,以水胶比和湿磨时间为自变量,系统研究了轻质泡沫混凝土成型性能、抗压强度和导热系数的变化规律;根据浆体的流动度、颗粒细度、基体相的抗压强度及孔结构等的变化,综合分析了湿磨制浆轻质泡沫混凝土的增强效果。此外,研究了水胶比(对应最佳湿磨时间)对超轻泡沫混凝土的成型性能、宏观性能(抗压强度、体积吸水率、软化系数和导热系数)及其孔结构的影响规律。得出以下结论:(1)对水泥基材料中各种孔径的孔的表征方法进行了分析,对于泡沫混凝土气孔的图像表征方法的可靠性进行了重点论述并确定了光学显微镜拍照、Image-Pro plus分析孔结构的方法。(2)水胶比分别为0.45、0.60、0.70和0.80(对应最佳湿磨时间分别为40min、50min、60min和70min)的湿磨制浆轻质泡沫混凝土的抗压强度分别为4.7MPa、5.0MPa、5.4MPa和5.1MPa,对比试验组(浆体不湿磨)的抗压强度分别为2.8MPa,3.7MPa,4.1MPa和3.6MPa。与对比试验组相比,湿磨制浆轻质泡沫混凝土的抗压强度分别提高了68%、35%、32%和42%。(3)与对比试验组相比,湿磨制浆提高了水泥基浆体中≤20um的颗粒含量,基体相水化产物增多导致更致密的微结构,提高了基体相的抗压强度。湿磨制浆的浆体流动性和稠度更适合拌制泡沫混凝土(即泡沫不容易消泡和合并长大),气孔大小更均匀、孔径主要分布在100~300um之间、大孔减少、连通孔更少,这些优良的气孔结构特征有利于泡沫混凝土的抗压强度。因此,湿磨制浆能大幅度提高轻质泡沫混凝土抗压强度,其原因是湿磨制浆的基体相强度的提高和气孔结构优化的综合结果。(4)采用普通硅酸盐水泥(P.O 52.5)、粉煤灰(Ⅰ级)、外加剂、聚合物乳液、纤维和水为原材料,采用物理发泡,湿磨制浆和蒸汽养护制备出干密度150kg/m3的超轻泡沫混凝土,其抗压强度0.35MPa、体积吸水率8.5%、软化系数0.70、导热系数0.045W/(m·K),其导热系数已接近传统有机保温板(EPS板)的导热系数(0.042W/(m·K))。
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