粉煤灰-矿渣基泡沫地聚合物微观孔隙结构与宏观性能

以粉煤灰和矿渣为主要原材料,H_(2)O_(2)为发泡剂,通过碱激发方法制备粉煤灰-矿渣基泡沫地聚合物.研究碱激发剂模数和粉煤灰掺量对泡沫地聚合物微观孔隙结构、抗压强度及导热系数的影响.基于X射线衍射仪(XRD)、光学显微镜和CT扫描分析了反应产物和孔隙结构参数对泡沫地聚合物性能影响的内在机理.同时,基于灰色关联分析得到泡沫地聚合物的孔隙结构参数与其导热系数和强度的相关关系.结果表明:泡沫地聚合物的导热系数主要由孔隙率决定,两者呈指数负相关;泡沫地聚合物的抗压强度与孔隙连通度、孔隙率、平均孔径及分级孔隙占比有关,其中孔隙连通度和孔隙率影响最显著.

废玻璃粉对泡沫混凝土性能和微观孔结构的影响及其价值工程分析

玻璃研磨成粉后的主要成分与粉煤灰相似,具备潜在的火山灰活性。为提高我国对废弃玻璃的循环利用率,将泡沫混凝土与废玻璃粉结合用于改善泡沫混凝土性能,减少水泥消耗量,提高废玻璃的循环利用率。本文研究了以废玻璃粉作为胶凝材料替代部分水泥,并探究废玻璃粉对泡沫混凝土抗压强度、干密度、干缩率、软化系数等的影响。结果表明:在替代胶凝材料总质量的0%~30%(质量分数,下同)时,废玻璃粉会提高泡沫混凝土的抗压强度;且在废玻璃粉掺量为20%时,泡沫混凝土28、56 d抗压强度达到最大值;而在120 d时,废玻璃粉掺量为30%的泡沫混凝土抗压强度达到最大值。废玻璃粉会降低泡沫混凝土的干缩值,且掺量越大,干缩值的降低程度越大,这有助于解决泡沫混凝土易开裂的问题。废玻璃粉能够明显提高泡沫混凝土的软化系数,便于其在潮湿或水下环境应用。此外,从微观孔结构的角度对废玻璃粉引起的泡沫混凝土力学及耐久性能的变化规律做出解释,最后对废玻璃粉引入泡沫混凝土后的价值进行分析,定量证明了废玻璃粉的环保性和经济性。

高强轻质发泡陶瓷的制备与性能影响研究

通过添加棕刚玉粉体获得高强度的轻质发泡陶瓷,并结合化学成分、相组成、气孔特征和显微组织分析寻找最优配方体系和烧成制度,以及掌握影响材料力学性能的决定性因素。研究表明,适量添加棕刚玉粉体能够促进堇青石生成,在获得高强度的同时保留良好韧性。细小均匀的气孔结构和光滑的孔壁也是减少基体脆性的关键。通过添加适量棕刚玉粉体,并控制配方中碱金属和碱土金属含量,在烧成温度为1180℃、烧成周期为14 h的条件下获得了体积密度为504 kg/m^(3)、吸水率为1.52%、弹性模量为0.90GPa、抗压强度高达9.50 MPa的高强度轻质发泡陶瓷。

夏冬两季风驱雨对墙体内部热湿迁移的影响研究

为探究风驱雨对夏热冬冷地区多层加气混凝土砌块墙体内部热湿迁移的影响,在人工环境舱内分别模拟了夏季和冬季两种气候条件,进行了风驱雨对墙体热湿传递影响的试验研究。结果表明,风驱雨显著促进了墙体的热湿传递;在冬季低温条件下,墙体内部在风驱雨作用下存在结冰、融冰等过程,因此湿度上升较多,其中距离外墙面最近的测点相对湿度上升最高为19.37%;增加降雨时间可以增加风驱雨量,降雨时间为2 h时距离外墙面最近的测点相对湿度上升最高为20.77%。

真空绝热板内保温板缝漏热的测试与解决措施

真空绝热板是一种具有低导热系数和高防火性能的保温材料,因此在严寒和寒冷地区受到越来越多的关注。由于真空绝热板的尺寸一般是固定的,其用于建筑墙体需要拼接且容易产生热桥效应,通过实验研究几组真空绝热板发现板缝处的传热系数相较于板中心较高。当采用双真空绝热板与单层真空绝热板+聚苯乙烯泡沫板的保温墙体时,板缝处的传热系数明显降低且两种组合方式都可以满足75%标准的墙体节能要求,同时,文章还提出了减小真空绝热板产生热桥效应的外墙构造做法。

不同谷壳掺量对多孔陶瓷保水砖性能的影响

以高岭土、滑石、钾长石、方解石和石英等为主要原材料,完整谷壳为成孔剂,通过压制成型后烧成具有低密度的多孔陶瓷保水砖,研究了谷壳掺量和烧成温度对保水砖性能的影响。采用XRD、SEM、EDS等测试手段分别对样品的物相、显微结构和局部成分进行了表征。研究结果表明,当谷壳掺量为30%时,经1020℃烧成,多孔陶瓷保水砖密度为0.59 g/cm^(3),孔隙率为75%,保水率为72.62%,日均蒸发量为0.5 mm/d,抗压强度为2.26 MPa,多孔陶瓷保水砖由孔隙和骨架构成,骨架上含有小孔,形成了SiO_(2)和Mg_(2)Al_(4)Si_(5)O_(18)主晶相。

石蜡乳液相变泡沫混凝土试验研究

制备相变石蜡水性分散体乳液并将其引入化学发泡过程中制得相变泡沫混凝土,通过试验研究相变泡沫混凝土的干密度、抗压强度、体积吸水率、保温性能、相变稳定性能及微观状态。结果表明:相变石蜡乳液对化学发泡过程和材料抗压强度均有不利影响,相变石蜡乳液掺量在干粉料质量的40%以内能够稳定制得相变泡沫混凝土;相变石蜡以微小颗粒分散在泡沫混凝土基体中,掺入40%干粉料质量的相变乳液会引起泡沫混凝土抗压强度下降35%~47%、体积吸水率降低19%~30%;相变石蜡能够在一定温度范围内提高泡沫混凝土的保温性能,材料相变稳定性良好,石蜡不易渗漏。

孔结构对闭孔发泡陶瓷力学性能的影响研究

以炉渣为主要原料制备了具有不同孔结构特征的发泡陶瓷。通过表征试样的平均孔径、孔径离散系数等孔结构参数,分析了孔径与孔径分布对发泡陶瓷力学性能的影响机理。结果表明,随着孔径的增大,相同体积密度的发泡陶瓷试样抗压强度显著降低,强度波动愈加显著,且孔径对高密度发泡陶瓷强度的影响更加明显。孔径分布也会显著影响发泡陶瓷的抗压强度,当孔径离散系数由0.184增至0.579时,抗压强度由10.05 MPa降至5.57 MPa。调控发泡陶瓷的材料组成和制备工艺,促使其获得孔径微小且分布均一的孔结构,可有效提高发泡陶瓷的力学性能。

铝硅比对燃煤炉渣发泡陶瓷的制备与性能的影响研究

以燃煤炉渣为主要原料,通过调控坯料中Al_(2)O_(3)与SiO_(2)含量,系统研究了铝硅比对发泡陶瓷烧成性能、孔结构、体积密度与抗压强度的影响,并通过物相组成分析,揭示了铝硅比对发泡陶瓷性能的影响机理。结果表明,尽管铝硅比增大将提高坯体的发泡温度,导致同一烧成温度制得的发泡陶瓷气孔率减小、体积密度增大,但拓宽了坯体的烧成温度范围,减弱了烧成温度对孔径的影响,并促使晶相量增加。若铝硅比大于0.6,将导致孔径分布变宽、孔结构劣化,降低材料的抗压强度。当坯料中的Al_(2)O_(3)与SiO_(2)总量约为82%,铝硅比为0.41时,可制备出孔结构优异的高强度炉渣发泡陶瓷。

赤泥基发泡轻质保温材料的制备与性能研究

以赤泥为主要原料,辅以粉煤灰、粘结剂等经发泡、高温煅烧等工艺制备赤泥基发泡轻质保温材料,研究原材料配比、发泡剂掺量、烧结温度及保温时间等因素对其性能的影响规律,并分析其形成机理。结果表明,m(赤泥)∶m(粉煤灰)=10∶8,烧结温度为1150℃,保温时间为120 min,时,制备的赤泥发泡轻质保温材料的密度为479 kg/m^(3),抗折强度为0.41 MPa,抗压强度为1.15 MPa,导热系数为0.09 W/(m·K)。

多孔地质聚合物保温材料研究进展

为拓展地质聚合物功能化应用,并满足建筑节能对高性能无机保温材料的迫切需求,多孔地质聚合物因具有一系列优异性能而可望成为建筑保温领域的新选择。综述了多孔地质聚合物浆体流变性能调控、孔结构分级表征和孔结构参数与导热系数关系模型等方面的研究现状,分析了多孔地质聚合物发展面临的挑战,并展望了开发高性能多孔地质聚合物需要进一步研究的问题。

火灾条件下轻质泡沫混凝土抗压强度衰减规律研究

为了研究轻质泡沫混凝土在火灾条件下的抗压强度衰减规律,利用实验室自制的复合发泡剂制作低密度泡沫混凝土标准试块,养护28 d后进行煅烧试验,测定其抗压强度值,并计算强度损失率。结果表明,即使泡沫混凝土具有不燃特性,其抗压强度仍然会在高温条件下呈现一定的衰减规律:在模拟火灾条件下,随着泡沫混凝土干体积密度的增加,其抗压强度损失率不断减小;密度为200 kg/m3、300kg/m3和400 kg/m3的泡沫混凝土试块,在800℃高温下煅烧20 min,其强度损失率分别为67.8%、53.2%和47.3%;300 kg/m3泡沫混凝土试块在不同温度下煅烧,强度损失不同,温度越高,损失越大,在300℃下,其强度损失仅为37.2%;煅烧时间对不同密度泡沫混凝土的抗压强度损失率有一定影响,并且规律相似,随时间的延长,损失率趋于平稳;密度为400 kg/m3的泡沫混凝土在800℃火焰下煅烧30 min后,强度保留约50%;增强剂的使用对火灾条件下泡沫混凝土抗压强度的损失有一定影响,增强剂取代水泥的比例增大,其火灾条件下的强度损失率减小。选用水化生成的结构在火灾或高温条件下保持不变的胶凝材料制作泡沫混凝土,对建筑防火具有积极意义。

聚合物水泥泡沫保温材料的研究

介绍了我国建筑节能的现状,介绍了水泥基泡沫材料的概念与类型,对聚合物水泥泡沫材料的关键组分——聚合物、泡沫剂及多种专用外加剂的制备及其性能进行了研究,设计开发了配套使用的新型发泡机,通过材料配方与制备工艺的优化集成,制备了性能优异的聚合物水泥泡沫保温材料,并通过SEM、XRD等对泡沫材料进行了分析研究。结果表明,聚合物水泥泡沫材料是一种技术性能、经济和社会效益都十分突出的新型节能保温材料,在实现建筑节能的同时,可保证防火安全和使用寿命。

赤泥轻质保温材料的制备与试验研究

以赤泥、粉煤灰、石英砂等为主要原材料,经掺加物理泡沫、浇注、煅烧等工艺制备了赤泥轻质保温材料,研究了煅烧温度及升温速率对其性能的影响;利用扫描电子显微镜观察其微观形貌,并探讨其烧结机理.结果表明:在最佳煅烧温度1 150℃,最佳升温速率6℃/min条件下制备的赤泥轻质保温材料,其堆积密度为527kg/m3,收缩率为5.7%,抗压强度和抗折强度分别为3.4MPa和2.2MPa,导热系数为0.105W/(m·K),孔隙率(体积分数)为33.61%.

水泥-铁尾矿泡沫混凝土的性能研究

研究了铁尾矿掺量对水泥-铁尾矿泡沫混凝土的干体积密度和抗压强度的影响,以及孔结构对泡沫混凝土导热系数的影响。测试了泡沫混凝土的导热系数,用显微镜和图像分析软件分析了泡沫混凝土的气孔结构,建立泡沫混凝土的抗压强度与干体积密度的关系模型,分析导热系数随孔结构的变化规律。结果表明铁尾矿取代水泥后泡沫混凝土的抗压强度降低,且其影响程度随混凝土气孔率的增大而减小。泡沫混凝土的抗压强度与干体积密度呈对数关系,与铁尾矿掺量成指数关系。泡沫混凝土密度相同时,气孔孔径越大抗压强度越高。随着气孔孔径的增大,泡沫混凝土的导热系数逐渐增大;随着孔隙率的增大,泡沫混凝土的导热系数逐渐减小;当孔隙率一定时,气孔孔径越小导热系数越小。

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 m L泡沫掺量(干密度400 kg/m^3)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。

利用商洛钼尾矿制备混凝土保温砌块的试验研究

以水泥、石灰、石膏和钼尾矿为主要原料,铝粉为发泡剂,聚丙烯纤维为增强材料,辅以其它助剂,制备微孔混凝土保温砌块。在单因素试验的基础上,选取影响发泡的主要因素进行正交试验优化,最终确定了最佳发泡条件为:石灰为水泥质量的87.5%、铝粉为水泥质量的2.75%,加入发泡剂后的搅拌时间90 s,浆体发泡温度40℃。该条件下制备的混凝土砌块符合GB/T 11969—2008中B06等级的要求。

泡沫混凝土和混凝土耐火极限的比较研究

泡沫混凝土用在建筑节能保温工程中,其耐火性能对提高建筑物的抗火灾能力非常重要。在模拟火灾条件下,通过测定不同密度、不同煅烧时间、不同含水量的泡沫混凝土和混凝土的抗压强度值,比较泡沫混凝土和混凝土的耐火极限的变化规律。结果表明,在火灾条件下,泡沫混凝土和混凝土的抗压强度损失率均随密度的增大而降低;密度为300kg/m3和800kg/m3的泡沫混凝土,在800℃下煅烧20min后,其抗压强度损失率分别为66.3%和25.5%;在同样的煅烧条件下,密度为2200kg/m3和2400kg/m3混凝土的抗压强度损失率分别为18.6%和15.8%;泡沫混凝土和混凝土的含水量越高,耐火极限就越长。泡沫混凝土为具有不燃特性A级保温材料,被用于建筑外墙保温隔热材料时,其抗压强度会因火场可燃材料的高温煅烧而有所降低,但其耐火极限能完全满足《建筑防火设计规范》。

水灰比对轻质水泥基泡沫材料性能的影响

通过物理引气法制备轻质水泥基泡沫材料,研究了水灰比对材料孔隙率、强度、导热系数及孔结构的影响。结果表明,孔隙率随着水灰比的增大而增大,但孔结构在水灰比大于0.9时劣化明显。材料抗压强度和导热系数受孔隙率和孔结构的综合影响。当水灰比由0.75增大至0.9时,"强度/表观密度"降低9.6%,导热系数减小25.6%。但当水灰比由0.9增大至0.95时,"强度/表观密度"降低幅度达到了18.5%,导热系数非但没有减小而是略有增大。通过SEM和Young-Laplace方程分析了水灰比对孔结构的影响规律,阐明了水灰比对水泥基泡沫材料性能的影响机理。

发泡水泥孔结构控制技术研究

发泡水泥是以水泥为主要胶凝材料,通过化学发泡工艺制成的一类轻质多孔材料。对发泡水泥孔结构的控制技术进行了系统研究。结果表明:通过改变水料比、增稠剂和稳泡剂掺量可实现发泡水泥孔径的控制;随着平均孔径逐渐增大,发泡水泥的抗压强度呈现先提高后降低的趋势,平均孔径在1200μm左右的发泡水泥具有较高的抗压强度。提出了具有较高抗压强度和适宜孔径的发泡水泥配合比。