堿礦渣泡沫混凝土的制備及性能研究
發(fā)布時(shí)間:2022-01-06 16:41
泡沫混凝土具有防火,耐久特性,作為建筑保溫材料具有廣闊的發(fā)展空間。目前水泥基泡沫混凝土應(yīng)用較為廣泛,但水泥是一種高耗能,高污染材料,因此采用環(huán)境友好型膠凝材料替代水泥制備泡沫混凝土成為必然。堿礦渣水泥是一種低成本、低能耗、低排放的環(huán)保型膠凝材料且凝結(jié)硬化快,強(qiáng)度高,因此適宜作為泡沫混凝土的膠凝材料。本課題以堿礦渣水泥制備堿礦渣(AAS)泡沫混凝土,以期獲得綠色的泡沫混凝土。本課題研究了發(fā)泡劑濃度和穩(wěn)泡劑濃度對(duì)α-烯基磺酸鈉(AOS)、十二烷基硫酸鈉(K12)和鈉醇醚硫酸鹽(AES)三種發(fā)泡劑的發(fā)泡性能的影響,以及三種發(fā)泡劑對(duì)AAS泡沫混凝土的影響,優(yōu)選出最佳發(fā)泡劑,以優(yōu)選的發(fā)泡劑制備AAS泡沫混凝土,探究堿當(dāng)量及泡沫摻量對(duì)其性能的影響,并建立AAS泡沫混凝土性能預(yù)測(cè)模型。通過研究得到以下結(jié)論:(1)AOS發(fā)泡劑最佳配比為發(fā)泡劑與穩(wěn)泡劑濃度分別為0.4%、0.08%,K12發(fā)泡劑最佳配比為發(fā)泡劑濃度為0.6%,穩(wěn)泡劑濃度為0.12%。AES發(fā)泡劑的最佳濃度為0.08%,穩(wěn)泡劑的濃度為0.08%。三種泡沫發(fā)泡倍數(shù)為21-25,泌水量為62-68mL,沉降距為1-2 mm。三種泡沫性能相似,...
【文章來源】:西安建筑科技大學(xué)陜西省
【文章頁數(shù)】:74 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
泡沫混凝土制備工藝
西安建筑科技大學(xué)碩士論文14聚羧酸鹽高效減水劑(PCS)是一種濃度為10%的淡白色液體。(4)發(fā)泡劑及穩(wěn)泡劑三種發(fā)泡劑如下:十二烷基硫酸鈉(K12),α-烯基磺酸鈉(AOS)和鈉醇醚硫酸鹽(AES)。采用有機(jī)硅樹脂聚醚乳液FM-500(MPS)和羥丙基甲基纖維素(HPMC)作為泡沫穩(wěn)定劑。這些都是化學(xué)純?cè)噭。K12和AOS是白色粉末。AES是一種含有70%固體含量的黃色濃液。MPS的固體含量為55%,HPMC的純度為99%。2.3試驗(yàn)方案AAS泡沫混凝土制備及性能研究技術(shù)路線圖如圖2.1所示.圖2.1AAS泡沫混凝土制備及性能研究技術(shù)路線圖Fig.2.1TechnicalroadmapforpreparationandperformanceresearchofAASfoamedconcrete2.3.1發(fā)泡劑的配合比設(shè)計(jì)每種發(fā)泡劑發(fā)泡時(shí)考慮2種因素(發(fā)泡劑濃度,穩(wěn)泡劑濃度)對(duì)泡沫三種性能的影響,發(fā)泡劑濃度,穩(wěn)泡劑濃度分別取3個(gè)水平,所以泡沫性能研究時(shí)采用正交試驗(yàn),即設(shè)計(jì)2因素3水平,選擇L9(34)正交表[94]。試驗(yàn)指標(biāo)有發(fā)泡倍數(shù)、泌水量和沉降距,前一個(gè)指標(biāo)越大越好,后兩個(gè)指標(biāo)越小越好。由于發(fā)泡劑的固含量為AOS>K12>AES,所以發(fā)泡劑的濃度選取AOS<K12<AES,發(fā)泡劑和泡沫穩(wěn)定劑MPS的濃度均為泡沫液含水量的百分比。三種發(fā)泡劑的因素水平表如表2.3所示。表2.4、表2.5和表2.6分別為發(fā)泡劑AOS、K12和AES的正交實(shí)驗(yàn)安排。
西安建筑科技大學(xué)碩士論文28圖4.1泡沫摻量和泡沫類型對(duì)AAS泡沫混凝土干密度的影響Fig.4.1EffectofcontentandtypeoffoamondryapparentdensityofAASfoamedconcrete有效泡沫比代表泡沫在料漿中的穩(wěn)定性。該值越大,泡沫破裂越少,泡沫在料漿中的穩(wěn)定性越好。泡沫本身的穩(wěn)定性是影響有效泡沫比的關(guān)鍵因素,同時(shí)也與漿料的粘度和凝結(jié)時(shí)間有關(guān)。泡沫摻量和泡沫類型對(duì)AAS泡沫混凝土有效泡沫率和孔隙率的影響如圖4.2和圖4.3所示。從圖4.2可以看出,隨著泡沫摻量的增加,摻AES的AAS泡沫混凝土的有效泡沫率明顯下降,而摻K12和AOS的有效泡沫率略有下降。當(dāng)泡沫摻量為2.0L/kg和2.5L/kg時(shí),AES的有效泡沫率高于AOS和K12。當(dāng)泡沫摻量為3.0L/kg時(shí),AOS、K12和AES的有效泡沫率基本相同。從圖4.3可以看出,泡沫摻量和泡沫類型對(duì)AAS泡沫混凝土孔隙率的影響與干密度和有效泡沫比的影響是一致的。低泡沫摻量時(shí)AES的孔隙率較高,隨泡沫摻量的增加孔隙率增加不大。而K12和AOS在低泡沫摻量時(shí)的孔隙率較低,隨著泡沫摻量的增加孔隙率增大。當(dāng)泡沫的數(shù)量增加時(shí),氣泡會(huì)合并,液膜會(huì)變厚,小氣泡和空隙會(huì)變成大氣泡,更多的氣泡破碎會(huì)發(fā)生[90]。在相同的AAS料漿中,有效泡沫率的差異主要是由于發(fā)泡劑的不同造成的。因此,認(rèn)為低摻量時(shí)AES在漿體料漿中的泡沫穩(wěn)定性較高,且隨著AES泡沫摻量的增加,泡沫穩(wěn)定性降低的幅度更大,因此AAS泡沫混凝土的干密度不能通過增加泡沫摻量來降低。在低泡沫摻量時(shí),AES能較好地降低干密度。適當(dāng)增加AOS和K12的泡沫摻量可以降低干密度。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]輕骨料對(duì)泡沫混凝土性能的影響[J]. 劉中煒,趙康,湯玉斐,胡馳,胡敏. 新型建筑材料. 2019(10)
[2]纖維對(duì)輕質(zhì)泡沫混凝土性能的影響[J]. 武海輪,張洪波,楊耀,毛海勇,徐創(chuàng)霞. 商品混凝土. 2019(Z1)
[3]纖維對(duì)輕質(zhì)泡沫混凝土性能的影響[J]. 武海輪,張洪波,楊耀,毛海勇,徐創(chuàng)霞. 商品混凝土. 2019 (Z1)
[4]發(fā)泡劑的發(fā)泡性能及其應(yīng)用于堿礦渣水泥的力學(xué)性能研究[J]. 何娟,高愜,宋學(xué)鋒,卜曉琳. 硅酸鹽通報(bào). 2018(09)
[5]幾種摻料對(duì)硫氧鎂泡沫水泥性能的影響[J]. 何楠,郝萬軍,陳偉鵬,趙旭. 混凝土. 2018(07)
[6]堿激發(fā)劑濃度及模數(shù)對(duì)堿礦渣膠凝材料抗壓性能及水化產(chǎn)物的影響研究[J]. 馬倩敏,黃麗萍,牛治亮,郭榮鑫,顏峰,林志偉,杜海云. 硅酸鹽通報(bào). 2018(06)
[7]基于Boltzmann函數(shù)的砂巖波速與溫度關(guān)系特性試驗(yàn)研究[J]. 余裕超,王賀,王碩,王帥,劉語. 煤炭技術(shù). 2018(04)
[8]新型建筑墻體材料及節(jié)能建筑保溫技術(shù)探析[J]. 宋非. 廣東建材. 2017(03)
[9]泡沫摻量對(duì)發(fā)泡堿激發(fā)礦渣聚合物性能和孔隙特征的影響[J]. 宋學(xué)鋒,楊萍. 硅酸鹽通報(bào). 2017(03)
[10]現(xiàn)澆泡沫混凝土的應(yīng)用現(xiàn)狀研究[J]. 席亮,陳國新. 建筑節(jié)能. 2017(02)
碩士論文
[1]堿激發(fā)粉煤灰/礦渣泡沫混凝土的制備與性能研究[D]. 趙德霞.廣州大學(xué) 2018
[2]增強(qiáng)型無機(jī)復(fù)合發(fā)泡水泥內(nèi)隔墻板制備與性能研究[D]. 陳誠.重慶大學(xué) 2018
[3]碳酸鈣晶須增強(qiáng)泡沫混凝土的試驗(yàn)研究[D]. 李妍.大連理工大學(xué) 2014
[4]堿礦渣混凝土配合比設(shè)計(jì)研究[D]. 夏婧.重慶大學(xué) 2013
[5]泡沫混凝土的制備及其性能研究[D]. 王鑫.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[6]堿礦渣水泥水化特性研究[D]. 趙爽.重慶大學(xué) 2012
[7]HPFL加固混凝土空心砌塊砌體抗壓與抗震性能研究[D]. 徐梅芳.湖南大學(xué) 2011
[8]建筑外墻外保溫系統(tǒng)防火構(gòu)造措施作用機(jī)理探究[D]. 何忠全.太原理工大學(xué) 2011
本文編號(hào):3572808
【文章來源】:西安建筑科技大學(xué)陜西省
【文章頁數(shù)】:74 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
泡沫混凝土制備工藝
西安建筑科技大學(xué)碩士論文14聚羧酸鹽高效減水劑(PCS)是一種濃度為10%的淡白色液體。(4)發(fā)泡劑及穩(wěn)泡劑三種發(fā)泡劑如下:十二烷基硫酸鈉(K12),α-烯基磺酸鈉(AOS)和鈉醇醚硫酸鹽(AES)。采用有機(jī)硅樹脂聚醚乳液FM-500(MPS)和羥丙基甲基纖維素(HPMC)作為泡沫穩(wěn)定劑。這些都是化學(xué)純?cè)噭。K12和AOS是白色粉末。AES是一種含有70%固體含量的黃色濃液。MPS的固體含量為55%,HPMC的純度為99%。2.3試驗(yàn)方案AAS泡沫混凝土制備及性能研究技術(shù)路線圖如圖2.1所示.圖2.1AAS泡沫混凝土制備及性能研究技術(shù)路線圖Fig.2.1TechnicalroadmapforpreparationandperformanceresearchofAASfoamedconcrete2.3.1發(fā)泡劑的配合比設(shè)計(jì)每種發(fā)泡劑發(fā)泡時(shí)考慮2種因素(發(fā)泡劑濃度,穩(wěn)泡劑濃度)對(duì)泡沫三種性能的影響,發(fā)泡劑濃度,穩(wěn)泡劑濃度分別取3個(gè)水平,所以泡沫性能研究時(shí)采用正交試驗(yàn),即設(shè)計(jì)2因素3水平,選擇L9(34)正交表[94]。試驗(yàn)指標(biāo)有發(fā)泡倍數(shù)、泌水量和沉降距,前一個(gè)指標(biāo)越大越好,后兩個(gè)指標(biāo)越小越好。由于發(fā)泡劑的固含量為AOS>K12>AES,所以發(fā)泡劑的濃度選取AOS<K12<AES,發(fā)泡劑和泡沫穩(wěn)定劑MPS的濃度均為泡沫液含水量的百分比。三種發(fā)泡劑的因素水平表如表2.3所示。表2.4、表2.5和表2.6分別為發(fā)泡劑AOS、K12和AES的正交實(shí)驗(yàn)安排。
西安建筑科技大學(xué)碩士論文28圖4.1泡沫摻量和泡沫類型對(duì)AAS泡沫混凝土干密度的影響Fig.4.1EffectofcontentandtypeoffoamondryapparentdensityofAASfoamedconcrete有效泡沫比代表泡沫在料漿中的穩(wěn)定性。該值越大,泡沫破裂越少,泡沫在料漿中的穩(wěn)定性越好。泡沫本身的穩(wěn)定性是影響有效泡沫比的關(guān)鍵因素,同時(shí)也與漿料的粘度和凝結(jié)時(shí)間有關(guān)。泡沫摻量和泡沫類型對(duì)AAS泡沫混凝土有效泡沫率和孔隙率的影響如圖4.2和圖4.3所示。從圖4.2可以看出,隨著泡沫摻量的增加,摻AES的AAS泡沫混凝土的有效泡沫率明顯下降,而摻K12和AOS的有效泡沫率略有下降。當(dāng)泡沫摻量為2.0L/kg和2.5L/kg時(shí),AES的有效泡沫率高于AOS和K12。當(dāng)泡沫摻量為3.0L/kg時(shí),AOS、K12和AES的有效泡沫率基本相同。從圖4.3可以看出,泡沫摻量和泡沫類型對(duì)AAS泡沫混凝土孔隙率的影響與干密度和有效泡沫比的影響是一致的。低泡沫摻量時(shí)AES的孔隙率較高,隨泡沫摻量的增加孔隙率增加不大。而K12和AOS在低泡沫摻量時(shí)的孔隙率較低,隨著泡沫摻量的增加孔隙率增大。當(dāng)泡沫的數(shù)量增加時(shí),氣泡會(huì)合并,液膜會(huì)變厚,小氣泡和空隙會(huì)變成大氣泡,更多的氣泡破碎會(huì)發(fā)生[90]。在相同的AAS料漿中,有效泡沫率的差異主要是由于發(fā)泡劑的不同造成的。因此,認(rèn)為低摻量時(shí)AES在漿體料漿中的泡沫穩(wěn)定性較高,且隨著AES泡沫摻量的增加,泡沫穩(wěn)定性降低的幅度更大,因此AAS泡沫混凝土的干密度不能通過增加泡沫摻量來降低。在低泡沫摻量時(shí),AES能較好地降低干密度。適當(dāng)增加AOS和K12的泡沫摻量可以降低干密度。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]輕骨料對(duì)泡沫混凝土性能的影響[J]. 劉中煒,趙康,湯玉斐,胡馳,胡敏. 新型建筑材料. 2019(10)
[2]纖維對(duì)輕質(zhì)泡沫混凝土性能的影響[J]. 武海輪,張洪波,楊耀,毛海勇,徐創(chuàng)霞. 商品混凝土. 2019(Z1)
[3]纖維對(duì)輕質(zhì)泡沫混凝土性能的影響[J]. 武海輪,張洪波,楊耀,毛海勇,徐創(chuàng)霞. 商品混凝土. 2019 (Z1)
[4]發(fā)泡劑的發(fā)泡性能及其應(yīng)用于堿礦渣水泥的力學(xué)性能研究[J]. 何娟,高愜,宋學(xué)鋒,卜曉琳. 硅酸鹽通報(bào). 2018(09)
[5]幾種摻料對(duì)硫氧鎂泡沫水泥性能的影響[J]. 何楠,郝萬軍,陳偉鵬,趙旭. 混凝土. 2018(07)
[6]堿激發(fā)劑濃度及模數(shù)對(duì)堿礦渣膠凝材料抗壓性能及水化產(chǎn)物的影響研究[J]. 馬倩敏,黃麗萍,牛治亮,郭榮鑫,顏峰,林志偉,杜海云. 硅酸鹽通報(bào). 2018(06)
[7]基于Boltzmann函數(shù)的砂巖波速與溫度關(guān)系特性試驗(yàn)研究[J]. 余裕超,王賀,王碩,王帥,劉語. 煤炭技術(shù). 2018(04)
[8]新型建筑墻體材料及節(jié)能建筑保溫技術(shù)探析[J]. 宋非. 廣東建材. 2017(03)
[9]泡沫摻量對(duì)發(fā)泡堿激發(fā)礦渣聚合物性能和孔隙特征的影響[J]. 宋學(xué)鋒,楊萍. 硅酸鹽通報(bào). 2017(03)
[10]現(xiàn)澆泡沫混凝土的應(yīng)用現(xiàn)狀研究[J]. 席亮,陳國新. 建筑節(jié)能. 2017(02)
碩士論文
[1]堿激發(fā)粉煤灰/礦渣泡沫混凝土的制備與性能研究[D]. 趙德霞.廣州大學(xué) 2018
[2]增強(qiáng)型無機(jī)復(fù)合發(fā)泡水泥內(nèi)隔墻板制備與性能研究[D]. 陳誠.重慶大學(xué) 2018
[3]碳酸鈣晶須增強(qiáng)泡沫混凝土的試驗(yàn)研究[D]. 李妍.大連理工大學(xué) 2014
[4]堿礦渣混凝土配合比設(shè)計(jì)研究[D]. 夏婧.重慶大學(xué) 2013
[5]泡沫混凝土的制備及其性能研究[D]. 王鑫.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[6]堿礦渣水泥水化特性研究[D]. 趙爽.重慶大學(xué) 2012
[7]HPFL加固混凝土空心砌塊砌體抗壓與抗震性能研究[D]. 徐梅芳.湖南大學(xué) 2011
[8]建筑外墻外保溫系統(tǒng)防火構(gòu)造措施作用機(jī)理探究[D]. 何忠全.太原理工大學(xué) 2011
本文編號(hào):3572808
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