本文關鍵詞：超輕發(fā)泡水泥保溫板孔結構與性能關系的研究　出處：《北京工業(yè)大學》2016年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 超輕發(fā)泡水泥保溫板 孔結構 抗壓強度 導熱系數(shù) 數(shù)值模擬

【摘要】：超輕發(fā)泡水泥基保溫材料是一種多孔材料,孔結構在很大程度上決定了材料的力學性能和導熱性能。因此,科學表征發(fā)泡水泥的微觀結構及其對材料性能的影響,是研究超輕發(fā)泡水泥保溫板制備及應用的基礎。本論文通過化學發(fā)泡法制備了容重為100~180kg/m3的超輕發(fā)泡水泥保溫板,分別研究了水泥品種、水膠比、穩(wěn)泡劑摻量、雙氧水摻量對發(fā)泡水泥漿體流動度以及保溫板孔結構的影響規(guī)律。對發(fā)泡水泥宏觀斷面照片進行數(shù)據存取和處理,實現(xiàn)對發(fā)泡水泥宏觀孔氣孔率、孔尺寸分布以及最小孔壁厚度等參數(shù)的統(tǒng)計,分別建立了氣孔率、孔徑、孔徑分布以及最小孔壁厚度與抗壓強度和導熱系數(shù)的定量關系。采用C++編程軟件建立孔結構模型,利用Fluent熱學分析軟件模擬穩(wěn)態(tài)平板法測導熱系數(shù)的條件,對熱流量在發(fā)泡水泥內部的傳播運動規(guī)律情況進行分析,深入研究了發(fā)泡水泥保溫板在保溫隔熱方面的機理。研究表明:1、水膠比、水泥品種對凝膠孔的影響較為顯著,而穩(wěn)泡劑、雙氧水摻量對發(fā)氣孔的影響較為明顯。氮氣吸附法測得凝膠孔孔徑集中分布在4~10nm,孔體積隨著水膠比的增大而增大,隨著硫鋁酸鹽水泥摻入比例的增大而減小。當雙氧水摻量在6.5~7.5%時,發(fā)氣孔孔徑較小且分布均勻,孔徑主要集中在0.5~1mm之間;當雙氧水摻量在8.0~9.0%時,發(fā)氣孔孔徑較大而且逐步成為大量連通孔,孔徑主要集中在2.0~3.0mm之間。2、隨著氣孔率的增大,超輕發(fā)泡水泥保溫板的干密度呈線性減小,抗壓強度和導熱系數(shù)呈指數(shù)減小。對于容重均為120kg/m3的超輕發(fā)泡水泥保溫板,為保障適宜強度并具有較低的導熱系數(shù),孔徑應控制在1.355~1.711mm范圍內。3、通過球體壓縮堆積算法可以建立較高氣孔率的孔結構模型,按照有限體積法獲取等效導熱系數(shù),模擬值與實驗值偏差在2.7~11.2%范圍內。對三維模型進行穩(wěn)態(tài)熱學分析,可以得到發(fā)泡水泥的主要傳熱方式是孔壁的熱傳導。建立不同孔結構參數(shù)的二維模型,討論各參數(shù)與導熱系數(shù)的關系可以得出,氣孔率和孔壁厚度是影響有效導熱系數(shù)的主導因素,最小孔壁厚度應控制在0.10~0.18mm范圍內,導熱系數(shù)受氣孔的孔徑分布的影響很小。對發(fā)泡水泥孔結構進行參數(shù)化建模,并求解等效導熱系數(shù),可以為研究發(fā)泡水泥中內部的熱傳導以及溫度分布方面提供一定的理論支撐。
【學位授予單位】：北京工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TU551;TQ172.1

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