【摘要】：隨著建筑結(jié)構(gòu)形式的發(fā)展,輕質(zhì)墻體材料的應(yīng)用越來越廣泛。蒸壓加氣混凝土是建筑中的主流輕質(zhì)圍護(hù)材料,但由于其生產(chǎn)原料粉煤灰已變廢為寶,用粉煤灰生產(chǎn)加氣混凝土不再具有優(yōu)勢(shì)。黃河中下游每年人工行洪調(diào)沙,河水退去之后,在河床表面留有一層“水沖砂”,其雜質(zhì)少、氧化硅含量高,是較好的硅質(zhì)原料,但黃河水沖砂中氧化硅是晶態(tài)的,在常溫下沒有活性。本文旨在研究利用晶態(tài)氧化硅制備蒸壓加氣混凝土的最佳配比和合理的蒸壓制度。通過分別研究鈣硅比、水料比、水泥摻量和鋁粉摻量四因素對(duì)砂加氣混凝土性能的影響,設(shè)計(jì)四因素四水平的正交試驗(yàn),得出其最優(yōu)組合,并在此基礎(chǔ)上,添加外加劑對(duì)其性能進(jìn)行優(yōu)化。設(shè)計(jì)一系列對(duì)比試驗(yàn),探究細(xì)度及蒸壓養(yǎng)護(hù)制度對(duì)砂中晶態(tài)氧化硅活性的激發(fā)效果,并對(duì)其水熱反應(yīng)產(chǎn)物和制品孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。通過正交試驗(yàn)的極差分析和方差分析得出,鈣硅比對(duì)砂加氣混凝土抗壓強(qiáng)度的影響最大,其次是水料比;而水料比是影響砂加氣混凝土絕干容重的決定因素。同時(shí)考慮砂加氣混凝土抗壓強(qiáng)度和絕干容重兩個(gè)性能指標(biāo)時(shí),確定砂加氣混凝土的最佳配比為:鈣硅比0.25,水料比0.38,水泥摻量14%,鋁粉摻量0.15%。在決定配比的四個(gè)因素中,鈣硅比影響料漿的堿度及水化產(chǎn)物的種類,水料比影響料漿的流動(dòng)度,水泥摻量影響料漿稠化速度,鋁粉的用量影響著料漿中氣體生成的總量。在最佳配比的基礎(chǔ)上,添加一定的堿性激發(fā)劑,提高制品內(nèi)部孔隙率,對(duì)制品性能進(jìn)行優(yōu)化,按最大強(qiáng)度法得出:NaOH激發(fā)劑優(yōu)于Na_2CO_3激發(fā)劑的激發(fā)效果;并確定出兩種堿性激發(fā)劑的最佳摻量分別為:NaOH激發(fā)劑0.05%,Na_2CO_3激發(fā)劑0.10%。砂的磨細(xì)程度影響料漿的水化反應(yīng)速率和反應(yīng)程度,磨細(xì)砂粉比表面積為325m~2/kg時(shí)砂加氣混凝土的強(qiáng)度最高,且料漿具有適宜的流動(dòng)性。通過對(duì)蒸壓養(yǎng)護(hù)制度的研究,確定比表面積325m~2/kg磨細(xì)砂粉制備的加氣混凝土的最佳養(yǎng)護(hù)制度為:升溫135min、恒溫175℃8h、降溫2.5h。當(dāng)升溫時(shí)間為135min時(shí),能很好的平衡坯體內(nèi)外部的溫度差以及由溫度差產(chǎn)生的應(yīng)力,避免“生芯”現(xiàn)象以及影響生產(chǎn)效率現(xiàn)象的出現(xiàn)。對(duì)比表面積325m~2/kg磨細(xì)砂粉制備的加氣混凝土蒸壓養(yǎng)護(hù)制度進(jìn)行細(xì)致研究發(fā)現(xiàn),恒溫溫度由165℃增加到195℃的過程中,其抗壓強(qiáng)度均隨著恒溫時(shí)間的增加而呈先增大后減小的趨勢(shì),說明在任一恒溫溫度下都存在一與其相對(duì)應(yīng)的最佳恒溫時(shí)間使其抗壓強(qiáng)度達(dá)到最大值,此時(shí)對(duì)應(yīng)磨細(xì)砂粉中晶態(tài)氧化硅的反應(yīng)程度達(dá)到最大。砂加氣混凝土是多孔結(jié)構(gòu),在配比和蒸壓養(yǎng)護(hù)制度一定的前提下,制品內(nèi)部氣孔主要受澆筑溫度和預(yù)養(yǎng)條件的影響。通過試驗(yàn)確定:料漿最佳澆筑溫度為40℃,18℃室溫預(yù)養(yǎng)優(yōu)于恒溫水浴預(yù)養(yǎng)。在總孔隙率(或絕干密度)一定的條件下,制品抗壓強(qiáng)度隨著閉孔孔隙率的降低、開孔孔隙率的升高而逐漸減小。通過配比優(yōu)化及合理的蒸壓制度,晶態(tài)氧化硅將可作為硅質(zhì)原料完全代替粉煤灰生產(chǎn)蒸壓加氣混凝土,對(duì)蒸壓加氣混凝土的制備及性能改善具有技術(shù)意義,同時(shí)對(duì)提高黃河砂的利用率具有使用價(jià)值。
【圖文】：

利用黃河水沖砂制備蒸壓加氣混凝土研究比是原料中總的氧化鈣（CaO）與總的氧化硅（SiO2）的摩爾質(zhì)量比，用圖 3-1 可以看出，C/S 對(duì)加氣混凝土的抗壓強(qiáng)度有較大影響，而對(duì)其絕干較小。隨著 C/S 的增加，抗壓強(qiáng)度首先增大隨后逐漸減��；而絕干容重則加，呈波浪狀的變化趨勢(shì)。C/S 由 0.19 增加到 0.25 的過程中，抗壓強(qiáng)度隨Pa，在 C/S 為 0.25 時(shí)，抗壓強(qiáng)度達(dá)到峰值，為 7.7MPa；C/S 再繼續(xù)增大 的過程中，抗壓強(qiáng)度幾乎是呈直線降低，在 C/S 為 0.49 時(shí)，，抗壓強(qiáng)度僅與其峰值相比，強(qiáng)度降低了 18.2%。

具體配比和試驗(yàn)結(jié)果如表 3-2 所示。表 3-2 不同水料比試驗(yàn)配比和試驗(yàn)結(jié)果水料比黃河砂[g]生石灰[g]水泥[g]水[g]鋁粉[g]抗壓強(qiáng)度[MPa]0.30 1025.3 128.7 187.9 402.5 2.0 9.1 0.32 995.6 124.9 182.4 416.9 2.0 8.9 0.34 967.6 121.4 177.3 430.5 1.9 7.8 0.36 941.1 118.1 172.4 443.4 1.8 6.8 0.38 916.1 114.9 167.8 455.6 1.8 6.7 0.40 892.3 112.0 163.5 467.1 1.8 6.2 水料比對(duì)砂加氣混凝土抗壓強(qiáng)度的影響如圖 3-2 所示，對(duì)其絕干示。
【學(xué)位授予單位】：河南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TU528

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