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%.

PP纤维和碳纳米管对复合保温材料性能的影响

以玻化微珠、水泥、粉煤灰、PP纤维和碳纳米管为主要原料制备复合保温材料.利用扫描电镜（SEM）和Nicolet傅里叶变换红外光谱仪（IR）对PP纤维改性前后的表面形貌、试样断口形貌和纤维表面活性基团进行分析,研究了PP纤维改性前后对复合保温材料力学性能的影响.采用扫描电镜对复合保温材料断口形貌进行分析,研究了碳纳米管对复合保温材料强度和电磁屏蔽效能的影响.结果表明：改性PP纤维表面引入的活性基团-OH和-COOH使试样的抗折强度和抗压强度较掺加未改性PP纤维试样分别提高了20.69%和11.76%;掺加碳纳米管后,复合保温材料的抗折强度和抗压强度显著改善,电磁辐射频率在5～15GHz的电磁屏蔽效能显著提高.

含氟硅乳液防水剂制备及其对石膏性能的影响

采用梯度乳液聚合的方法合成了1种含氟硅乳液(FSE)防水剂,并利用傅里叶转换红外光谱分析仪、整体旋转接触角测量仪和X射线光电子能谱仪对FSE乳胶膜进行结构表征与性能分析.考察FSE防水剂对石膏试样抗折强度、抗压强度以及耐水性能的影响,探讨了FSE防水剂对石膏强度及耐水性能的改性机理.结果表明:合成的乳液大分子中引入了氟、硅单体,因而其乳胶膜具有较优的憎水性能;掺加FSE防水剂可改变石膏晶体的形貌,使石膏晶体之间搭接紧密,晶间孔隙减少,因此石膏试样的抗折、抗压强度得到提高;FSE乳胶膜具有堵塞石膏硬化体微细孔隙或改变石膏硬化体大孔隙内表面能的作用,进而阻碍水分的渗入,因此掺FSE防水剂石膏试样的耐水性能得到改善.

聚丙烯纤维玻化微珠复合保温材料的性能

分别采用碱处理、醋酸乙烯-乙烯共聚乳液(VAE乳液)包覆处理对聚丙烯纤维进行表面改性,研究了聚丙烯纤维掺量(质量分数,下同)对玻化微珠复合保温材料力学性能和软化系数的影响.结果表明:与空白样品相比,聚丙烯纤维掺量为1.0%时,玻化微珠复合保温材料的抗折强度和抗压强度分别提高93.75%和7.30%;聚丙烯纤维经过碱处理和VAE乳液包覆处理均可改善复合保温材料的界面结合状况,与未改性聚丙烯纤维相比,经碱处理后的改性聚丙烯纤维使复合保温材料的抗折强度和抗压强度分别提高了14.52%和4.08%,软化系数基本无变化;经VAE乳液包覆处理后的聚丙烯纤维使复合保温材料的抗折强度和抗压强度分别提高了58.06%和10.20%,软化系数增加了12.50%.采用扫描电子显微镜(SEM)对聚丙烯纤维表面微观形貌及复合保温材料断口形貌进行观察,探讨了改性聚丙烯纤维对玻化微珠复合保温材料的增强机制.

乳胶粉和玻纤对玻化微珠保温材料性能的影响

以玻化微珠、水泥、粉煤灰、乳胶粉为原材料,经模压成型制备玻化微珠保温材料,研究了可再分散乳胶粉对其力学性能和耐水性能的影响,分析了乳胶粉作用机理;利用苯丙乳液对耐碱玻纤进行表面处理,分别研究处理前后玻纤对玻化微珠保温材料力学性能的影响,并利用扫描电镜对试样断口微观形貌进行观察和分析,探讨了玻纤增强机理.结果表明:乳胶粉质量占玻化微珠质量的4%时,试样抗折强度、抗压强度较空白试样分别提高了48.00%,20.83%,试样的2,24h吸水率分别降低了71.37%和66.94%;当玻纤质量占玻化微珠质量的1.0%时,掺加经过表面处理玻纤的试样与掺加未经表面处理玻纤的试样相比,前者的抗折强度提高35.71%,抗压强度提高8.34%.

轻质泡沫混凝土新型制备方法的研究

首先比较了物理发泡法和化学发泡法制备泡沫混凝土的优缺点。在此基础上,采用化学发泡与物理发泡相结合的新方法制备干密度约为250kg/m3的泡沫混凝土,通过实验确定了新方法的最佳配比。在最佳配比下,新法克服了物理发泡时试样凝结时间过长和化学发泡时试样泡孔结构差的缺点,制备的试样凝结时间短,泡孔结构好,吸水率低,力学性能好。

石膏砌块防水剂的制备与应用研究

选用自由基溶液聚合的方式合成氟硅改性丙烯酸酯树脂,加入固化剂制得双组分石膏砌块防水剂。研究了有机硅功能单体、有机氟功能单体对防水剂憎水性能的改性效果,探讨了功能单体的作用机理。分别选用外涂和内掺的方法将制得的防水剂用于石膏砌块试样中,研究其对石膏砌块试样的抗折、抗压强度、吸水率以及软化系数的影响。试验结果表明:外涂防水剂的方法可明显降低石膏砌块试样浸水2h的吸水率;内掺防水剂的方法对石膏砌块试样的浸水2h、24h吸水率均有了一定程度的改善,其24h软化系数为0.71,达到防潮石膏砌块的标准要求。

棉杆纤维/石膏砌块的制备与性能研究

本课题以棉秆纤维、建筑石膏为主要原材料,制备棉秆纤维/石膏砌块。试验考察了棉杆纤维长度和掺量对石膏砌块力学性能的影响,结果表明,当纤维长度为9mm～15mm、掺量为石膏质量的3%时,能明显提高石膏砌块的抗折强度,与未掺加纤维的试样相比,抗折强度提高了33%;利用苯丙乳液对棉杆纤维进行表面改性处理,以改善纤维与石膏基体的界面结合状况,从而提高棉秆纤维/石膏砌块的综合性能,与未处理试样相比,棉秆纤维/石膏砌块的力学性能和耐水性能均得到提高。

建筑垃圾再生骨料干混砂浆力学性能的研究

通过研究保水剂与减水剂对再生骨料干混砂浆的性能影响发现，干混砂浆的保水率随着保水剂羧甲基纤维素掺量的增大而逐渐增大，当掺量达到0.2%时，保水率可达97.30%，但保水剂对其力学性能有负面影响，最终确定较佳保水剂掺量为0.1%～0.15%；萘系高效减水剂可明显降低再生骨料干混砂浆的用水量，干混砂浆的力学性能随减水剂掺量的增多呈总体增大的趋势，在灰砂比为1：3.5，保水剂掺量为0.15%，减水剂掺加量为1.6%时，干混砂浆试样的28d抗折强度可达7.46 MPa，28 d抗压强度可达30.41 MPa。

粉煤灰对建筑垃圾再生细骨料干混砂浆性能的影响

为拓宽建筑垃圾资源化的应用途径，对建筑垃圾进行破碎和筛分处理，将得到的再生细骨料作为细集料，以水泥作为胶凝材料，粉煤灰作为矿物掺合料，制备干混砂浆。研究了天然河砂与建筑垃圾再生细骨料基本物理性能的异同。研究发现，在用水量相同时，再生细骨料干混砂浆的抗折强度和抗压强度明显高于天然河砂干混砂浆；当粉煤灰掺量为10％时，干混砂浆的力学性能最优，干混砂浆的28d抗折强度为7．81MPa，抗压强度为41．06MPa；粉煤灰掺加量占胶凝材料10％～25％时，对干混砂浆力学性能影响不大，可以作为干混砂浆的基本配比参数应用。

脱硫石膏抹面材料防水性能的试验研究

以脱硫石膏作为胶凝材料,配以适量的外掺料和外加剂,研究石膏缓凝剂多聚磷酸钠对脱硫石膏抹面材料凝结时间和力学性能的影响;掺加复合防水剂,研究其对脱硫石膏抹面材料的力学性能和防水性能的影响。实验发现:多聚磷酸钠都能使脱硫石膏抹面材料的凝结时间和力学性能达到抹面材料标准要求;掺加复合防水剂可以较好的提高脱硫石膏的抗折、抗压强度,脱硫石膏的软化系数随着复合防水剂掺量的增加而逐渐增大。在复合防水剂掺量为0.32%时,脱硫石膏绝干抗折强度增大为4.17 MPa,绝干抗折强度增大为12.36 MPa,软化系数为85.53%,脱硫石膏的吸水率为10.33%,基本可以满足脱硫石膏抹面材料对防水性能的要求。

石墨/炭黑/氧化铁黑对水泥基复合材料热学性能的影响

研究了石墨、炭黑、氧化铁黑单掺及复掺对水泥基复合材料导热性能和吸热性能的影响。实验结果表明,3种物质都能提高水泥的导热系数和吸热性能,石墨、炭黑、氧化铁黑掺量分别为20%、16%和8%时,可将空白样的导热系数由0.159W/(m·K)分别提高至0.238W/(m·K)、0.253W/(m·K)和0.203W/(m·K),吸热平均温度分别提高3.5℃、3.6℃和2.4℃,导热系数随物质总量的增大而增大。正交实验的结果优于单掺实验。正交实验中,当石墨分数为15%,炭黑分数16%,氧化铁黑分数为3%时,复合材料的吸热性能最优。试样平均温度比空白样提高了8.3℃。

免烧免蒸环保砖的制备及性能研究

利用钢渣、粉煤灰等工业固体废弃物,在碱激发剂的作用下,经过加压成型,采用自然养护的方式制成废弃物基免烧环保砖。研究了原料配比、成型压力、碱激发剂的类型对免烧砖抗压强度的影响,并借助SEM和XRD分析了免烧砖的强度形成机理。结果表明,该类免烧砖的最佳原料配比为钢渣35%,粉煤灰35%,矿渣30%,采用复合激发剂激发,在18MPa的压力下进行成型,制品满足《非烧结垃圾尾矿砖》JC/T422-2007的要求。

利用天然石膏形态组成模拟钛石膏及其性能研究

利用天然石膏模拟钛石膏的物理形态和化学组成,对比研究天然石膏、钛石膏以及模拟钛石膏的物理性能.控制粉磨时间使天然石膏与钛石膏的比表面积、平均粒径以及颗粒级配情况基本相同,掺加Fe(OH)3等杂质使两者化学组成基本相同,通过系列性能研究寻求影响形态模拟钛石膏物理性能的主要因素.结果表明:比表面积对形态模拟钛石膏物理性能有一定影响,随着比表面积增大,其标稠用水量增大,力学强度降低;Fe(OH)3对钛石膏物理性能影响显著,随着Fe(OH)3含量的增加,其标稠用水量显著增大,力学强度急剧降低.

基体混凝土对再生混凝土性能的影响

试验中所用的再生粗集料是通过粉碎混凝土试块所获得的。再生混凝土是采用四种不同强度等级的基体混凝土的再生集料(占所用粗集料总量的50%)来配置的。再生混凝土的破坏是集料与砂浆粘结界面的粘结破坏,这与天然混凝土的破坏过程和破坏机理基本一致。再生混凝土的强度受基体混凝土的影响,基体混凝土强度等级在低于C35时再生混凝土强度基本低于天然混凝土,但当基体混凝土强度等级在高于C35时,再生混凝土的强度会高于天然混凝土。

利用建筑垃圾再生集料制备混凝土小型空心砌块的研究

将建筑垃圾加工成再生集料取代天然集料,在生产线上制备MU7.5混凝土小型空心砌块,研究再生集料中细集料比例(再生集料砂率)、再生集料取代率,以及再生集料活性激发剂对砌块抗压强度的影响。研究结果表明:在最佳再生集料砂率及掺加合适活性激发剂下,用100%再生集料生产混凝土小型空心砌块的抗压强度可满足MU7.5强度等级的要求。

大掺量矿物掺合料对混凝土性能的影响

采用不同掺量的粉煤灰和矿粉配制混凝土,并对配制的混凝土的工作性能和力学性能进行分析。结果显示,掺加矿物掺合料可以提高混凝土的工作性能,但会降低混凝土的早期强度,后期强度会继续发展,当双掺20%粉煤灰和30%矿粉时效果最好。

轻质泡沫混凝土性能影响因素试验研究

采用普通硅酸盐水泥、快硬硫铝酸盐水泥、矿渣和粉煤灰等原材料,通过化学发泡方法制备高性能、环保、轻质泡沫混凝土。研究发现,当普通硅酸盐水泥:快硬硫铝酸盐水泥:矿渣:粉煤灰为5:2:2:1,水胶比为0.5时,可制得干密度为250~300 kg/m^3,导热系数为0.056 W/(m.K)轻质泡沫混凝土。

粉煤灰对再生集料表面改性的试验研究

采用不同浓度的粉煤灰浆液对再生细集料进行表面改性,研究了改性前后再生细集料的物理性能及其对水泥砂浆力学性能的影响。研究表明:当采用15%的粉煤灰浆液对再生细集料进行改性时效果最好,改性再生细集料试样的吸水率为6.12%,较未改性试样降低47.5%;改性再生细集料水泥砂浆试样较未改性试样,28 d抗折强度提高17.4%,抗压强度提高24.2%。利用扫描电子显微镜(SEM)对再生细集料改性前后的微观形貌进行了观察,分析了改性机理。

混杂纤维增强水泥基复合材料的力学性能

研究了化学改性聚丙烯(PP)纤维以及掺加聚丙烯纤维和芳纶纤维混杂比例和混杂效应对水泥基复合材料力学性能的影响,并构建了纤维增强水泥砂浆界面层的物理模型,描述了纤维对水泥砂浆的增强机制。实验表明,聚丙烯纤维经改性后使水泥砂浆前期抗折强度明显提高,聚丙烯纤维和芳纶纤维的混杂使水泥砂浆的后期抗折强度显著提高。改性聚丙烯纤维掺加体积分数为0.56%,芳纶纤维的体积分数为0.24%时,混杂纤维增强水泥砂浆试样较空白试样,3天、28天抗折强度分别提高了18.48%、31.17%,3天、28天抗压强度分别提高了7.16%、5.19%。