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矿渣泡沫混凝土墙材制备及性能研究

王君鹏  
【摘要】:墙体保温材料是建筑节能的基础。相比于有机保温材料,无机保温材料,尤其普通硅酸盐水泥基泡沫混凝土具备价格低、防火、耐久、无毒无害等优点。然而,由于存在凝结时间长、力学强度低、吸水率高等缺陷,普通硅酸盐水泥基泡沫混凝土的推广应用受到一定的限制。用矿渣替代水泥制备的矿渣泡沫混凝土作为一种新型胶凝材料,具有强度高、利用废弃物和降低水泥熟料用量等优点。本论文提出采用大掺量矿渣替代水泥制备泡沫混凝土的技术思路,以期获得质量轻、强度高、防水性能好的无机保温材料。本文主要开展了水泥调凝试验和发泡剂试验、矿渣泡沫混凝土力学性能研究和矿渣泡沫混凝土功能化改性研究,得出了参数对制品性能的影响曲线,并对代表性试样进行扫描电镜(SEM)分析制品强度变化的原因。研究表明:(1)在稀释20倍的动物蛋白发泡剂溶液中掺入0.16%HPMC时,泡沫的沉降距和泌水量最小,泡沫的稳定性最好。从降低水泥凝结时间效果来说,氯化钙效果最好,氯化铁效果次之,硫酸钙和硫酸钠相差不大。(2)随着矿渣掺量的增加,制品的抗压强度呈现先增加后减小的趋势。当矿渣掺量为40%时,制品的7d、28d抗压强度达到最大值。随着水胶比的增大,矿渣泡沫混凝土的抗压强度是先提高后降低的。当水胶比为0.6时,制品7d、28d的抗压强度达到最大值。(3)氯化钙和氯化铁两种早强剂对矿渣泡沫混凝土 7d、28d的抗压强度均有提高。相同掺量下,氯化钙对制品强度的提升贡献更大。砂胶比和陶粒掺量对矿渣泡沫混凝土强度影响如下:随着细砂掺量的增大,制品的力学强度是逐渐降低的;陶粒的掺入对矿渣泡沫混凝土的抗压强度有一定的提高,最佳掺量在4%左右。(4)三种防水剂对于矿渣泡沫混凝土的防水性能改善均有一定的效果。当硅油、石蜡乳液防水剂和甲基硅酸钠防水剂涂抹参数为696g/m2时,制品的吸水率分别为:3.4%,30.79%,32.6%。由此可得对于提高制品的防水性能而言,硅油效果最好,石蜡乳液次之,甲基硅酸钠防水剂效果最差。(5)玻化微珠和膨胀珍珠岩都能够有效的提升矿渣泡沫混凝土的保温性能。当玻化微珠和膨胀珍珠岩掺量为7%时,制品的导热系数最低分别为0.096 W/(m·K)、0.082W/(m·K)。相比于空白组,降幅分别为25%、36%。随着保温材料掺量的增大,制品的强度是先增大后减小的。玻化微珠的最佳掺量为5%,膨胀珍珠岩的最佳掺量为3%。


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