泡沫混凝土及其复合墙板的研究

发布时间：2020-03-01 02:16

【摘要】：为了满足建筑节能的要求,目前国内大多采用以有机高分子为主要原料生产的墙体保温材料,出于防火和环保需求,无机保温材料的研制和应用显得非常必要。泡沫混凝土具有轻质、保温隔热、隔音、不燃、抗震和利废等优良特性,可较好地满足建筑节能和提高建筑安全性的要求。但由于强度低、干燥收缩大和吸水率高等不足,制约了其在墙体材料领域的应用与发展。为适应现代建筑节能和防火的要求,本研究以低容重等级泡沫混凝土为研究对象,围绕泡沫混凝土中气泡的形成与稳定等关键科学问题开展研究,制备了优质泡沫混凝土,并在此基础上以硅酸钙板为面材,将泡沫混凝土浇注至面板之间,制备了隔热防火复合墙板。本文的研究工作及所取得的成果主要如下： (1)研究了发泡压力、发泡剂稀释比、表面活性剂、溶液的pH值等因素对泡沫稳定性的影响。发泡压力为0.6MPa时,可制备出泡沫容重为32kg/m3、1h泌水量为15.57g/1的高稳定泡沫；H型和D型发泡剂分别在稀释比为15：1和30：1时,可制备出稳定性最好的泡沫；分别掺入常用的四种表面活性剂(萘系离子表面活性剂、聚羧酸非离子型表面活性剂、十二烷基硫酸钠和三乙醇胺)后,H型和D型发泡剂制备的泡沫稳定性下降；与纯水相比,强碱性溶液(模拟孔溶液)对泡沫的稳定性极其不利。 (2)研究了600kg/m3容重等级的泡沫混凝土力学性能和微观结构。结果表明：富裕系数K值为1.05、水灰比为0.4、水泥净浆流动度保持在210～220mm时,采用H型发泡剂和萘系减水剂制备的泡沫混凝土流动度为120～140mm,容重等级符合要求且强度最高。采用IPP软件分析了泡沫混凝土的孔结构,建立了泡沫混凝土的孔壁厚度计算模型用纯水泥制得干重为598kg/m3、强度为2.4MPa、质量吸水率为21.65%、孔隙率为71.44%、平均孔径为0.633mm、孔壁厚度为0.133mm的轻质泡沫混凝土。粉煤灰掺量为30%时,可制备绝干密度为583.09kg/m3、强度达2.3MPa、质量吸水率为27.17%、孔隙率为71.43%、平均孔径为0.658mm、孔壁厚度为0.201mm的轻质泡沫混凝土；粉煤灰掺量低于30%时,平均孔径较大,孔壁厚度较低；粉煤灰掺量高于30%时,平均孔径较大,孔壁厚度小于0.201mm。掺入可改善收缩开裂的聚丙烯纤维可提高抗压强度近20%,可稍稍改善轻质泡沫混凝土整体的收缩。 (3)研究了容重等级低于300kg/m3的超轻泡沫混凝土力学性能、热学性能和微观结构。结果表明：控制泡沫混凝土流动度为88-95mm时,理论上可制备轻质泡沫混凝土,但该超轻泡沫混凝土在成型过程中塌模严重。掺入0.4%的XY速凝剂,可有效解决泡沫混凝土的塌模问题，成功制备了干重为264.8kg/m~3，孔隙率为85.35%、强度为0.77MPa和导热系数为0.0757w/m.k的超轻泡沫混凝土，其平均孔径为0.866mm、孔壁厚度为0.142mm。掺30%粉煤灰对泡沫混凝土的微观性能改变很大，平均孔径为0.796mm、孔壁厚度为0.187mm。 (4)研究泡沫混凝土浇注在硅酸钙面板间的稳定性和泡沫混凝土复合墙板制备工艺。探讨了速凝剂、砂子、水泥强度等级、泡沫混凝土容重等参数对泡沫混凝土浇注在硅酸钙面板间的稳定性的影响。试验研究结果表明，无论600kg/m~3容重等级还是300kg/m~3容重等级的复合板，由于墙板的高度达2440mm，在自重下泡沫的破裂系数增大，加入0.5%的XY速凝剂可以调节泡沫混凝土的凝结时间，减少泡沫合并与破裂，解决塌模问题；掺入少量的砂子，有利于复合墙板成型；和强度等级为32.5的水泥相比，采用42.5的水泥可以保证一定的成品率；制备泡沫混凝土保温隔热复合墙板以600kg/m~3容重等级的泡沫混凝土为芯材较为合适；300kg/m~3容重以下的复合墙板由于强度太低、粉化严重、面板粘结不牢等原因限制了其目前的使用。
【图文】：

发泡机,实物

华南理工大学硕士学位论文发泡机（图 2-1），由河南华泰建材公司生产，其技术参数见表 2-6。表 2-6 发泡机的主要技术参数Table2-6 Main parameters of foaming machine used in experiment序号名称单位参数1 产泡量 m3/h 1～62 出口压力 MPa 0～13 整机功率 kw 3.74 适配电压 V 380（三相四线5 尺寸 mm 1050×800×76 重量 kg 149

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沫的制备前泡沫制备主要有两种方式：一种是将稀释好的发泡液倒入搅拌机中，用高速搅拌制得泡沫，此方法称为高速搅拌法。其缺点是泡沫大小不一致泡沫不稳定。另一种方法是在压缩空气的作用下，让发泡液穿过一个特制泡沫。发泡管内或用磁片，或用玻璃球，或用铜网筛，即压缩空气法。此强，制出的泡沫泡径均一，容重相同，而且可以将泡沫直接吹入搅拌好的少中间环节，更好地防止中间环节泡沫的破裂。因此，本研究采用压缩空沫是内部气体、外部液膜的球状结构，存放时间很短，而且随着泡沫的会连通合并，液膜失水会导致破裂，泡沫的质量会受到严重的影响，因此制。发泡时，先用泵将发泡液抽进去使其从出泡口均匀地流出，然后关口阀门；打开抽气装置，，当气压在 0.6MPa 时打开出泡口阀门即可得到均。其发泡流程如图 3-2 所示。
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TU528

【参考文献】