【摘要】：為了滿足建筑節(jié)能的要求,目前國內大多采用以有機高分子為主要原料生產(chǎn)的墻體保溫材料,出于防火和環(huán)保需求,無機保溫材料的研制和應用顯得非常必要。泡沫混凝土具有輕質、保溫隔熱、隔音、不燃、抗震和利廢等優(yōu)良特性,可較好地滿足建筑節(jié)能和提高建筑安全性的要求。但由于強度低、干燥收縮大和吸水率高等不足,制約了其在墻體材料領域的應用與發(fā)展。為適應現(xiàn)代建筑節(jié)能和防火的要求,本研究以低容重等級泡沫混凝土為研究對象,圍繞泡沫混凝土中氣泡的形成與穩(wěn)定等關鍵科學問題開展研究,制備了優(yōu)質泡沫混凝土,并在此基礎上以硅酸鈣板為面材,將泡沫混凝土澆注至面板之間,制備了隔熱防火復合墻板。本文的研究工作及所取得的成果主要如下： (1)研究了發(fā)泡壓力、發(fā)泡劑稀釋比、表面活性劑、溶液的pH值等因素對泡沫穩(wěn)定性的影響。發(fā)泡壓力為0.6MPa時,可制備出泡沫容重為32kg/m3、1h泌水量為15.57g/1的高穩(wěn)定泡沫；H型和D型發(fā)泡劑分別在稀釋比為15：1和30：1時,可制備出穩(wěn)定性最好的泡沫；分別摻入常用的四種表面活性劑(萘系離子表面活性劑、聚羧酸非離子型表面活性劑、十二烷基硫酸鈉和三乙醇胺)后,H型和D型發(fā)泡劑制備的泡沫穩(wěn)定性下降；與純水相比,強堿性溶液(模擬孔溶液)對泡沫的穩(wěn)定性極其不利。 (2)研究了600kg/m3容重等級的泡沫混凝土力學性能和微觀結構。結果表明：富裕系數(shù)K值為1.05、水灰比為0.4、水泥凈漿流動度保持在210～220mm時,采用H型發(fā)泡劑和萘系減水劑制備的泡沫混凝土流動度為120～140mm,容重等級符合要求且強度最高。采用IPP軟件分析了泡沫混凝土的孔結構,建立了泡沫混凝土的孔壁厚度計算模型用純水泥制得干重為598kg/m3、強度為2.4MPa、質量吸水率為21.65%、孔隙率為71.44%、平均孔徑為0.633mm、孔壁厚度為0.133mm的輕質泡沫混凝土。粉煤灰摻量為30%時,可制備絕干密度為583.09kg/m3、強度達2.3MPa、質量吸水率為27.17%、孔隙率為71.43%、平均孔徑為0.658mm、孔壁厚度為0.201mm的輕質泡沫混凝土；粉煤灰摻量低于30%時,平均孔徑較大,孔壁厚度較低；粉煤灰摻量高于30%時,平均孔徑較大,孔壁厚度小于0.201mm。摻入可改善收縮開裂的聚丙烯纖維可提高抗壓強度近20%,可稍稍改善輕質泡沫混凝土整體的收縮。 (3)研究了容重等級低于300kg/m3的超輕泡沫混凝土力學性能、熱學性能和微觀結構。結果表明：控制泡沫混凝土流動度為88-95mm時,理論上可制備輕質泡沫混凝土,但該超輕泡沫混凝土在成型過程中塌模嚴重。摻入0.4%的XY速凝劑,可有效解決泡沫混凝土的塌模問題，成功制備了干重為264.8kg/m~3，孔隙率為85.35%、強度為0.77MPa和導熱系數(shù)為0.0757w/m.k的超輕泡沫混凝土，其平均孔徑為0.866mm、孔壁厚度為0.142mm。摻30%粉煤灰對泡沫混凝土的微觀性能改變很大，平均孔徑為0.796mm、孔壁厚度為0.187mm。 (4)研究泡沫混凝土澆注在硅酸鈣面板間的穩(wěn)定性和泡沫混凝土復合墻板制備工藝。探討了速凝劑、砂子、水泥強度等級、泡沫混凝土容重等參數(shù)對泡沫混凝土澆注在硅酸鈣面板間的穩(wěn)定性的影響。試驗研究結果表明，無論600kg/m~3容重等級還是300kg/m~3容重等級的復合板，由于墻板的高度達2440mm，在自重下泡沫的破裂系數(shù)增大，加入0.5%的XY速凝劑可以調節(jié)泡沫混凝土的凝結時間，減少泡沫合并與破裂，解決塌模問題；摻入少量的砂子，有利于復合墻板成型；和強度等級為32.5的水泥相比，采用42.5的水泥可以保證一定的成品率；制備泡沫混凝土保溫隔熱復合墻板以600kg/m~3容重等級的泡沫混凝土為芯材較為合適；300kg/m~3容重以下的復合墻板由于強度太低、粉化嚴重、面板粘結不牢等原因限制了其目前的使用。
【圖文】：

華南理工大學碩士學位論文發(fā)泡機（圖 2-1），由河南華泰建材公司生產(chǎn)，其技術參數(shù)見表 2-6。表 2-6 發(fā)泡機的主要技術參數(shù)Table2-6 Main parameters of foaming machine used in experiment序號 名稱 單位 參數(shù)1 產(chǎn)泡量 m3/h 1～62 出口壓力 MPa 0～13 整機功率 kw 3.74 適配電壓 V 380（三相四線5 尺寸 mm 1050×800×76 重量 kg 149

沫的制備前泡沫制備主要有兩種方式：一種是將稀釋好的發(fā)泡液倒入攪拌機中，用高速攪拌制得泡沫，此方法稱為高速攪拌法。其缺點是泡沫大小不一致泡沫不穩(wěn)定。另一種方法是在壓縮空氣的作用下，讓發(fā)泡液穿過一個特制泡沫。發(fā)泡管內或用磁片，或用玻璃球，或用銅網(wǎng)篩，即壓縮空氣法。此強，制出的泡沫泡徑均一，容重相同，而且可以將泡沫直接吹入攪拌好的少中間環(huán)節(jié)，更好地防止中間環(huán)節(jié)泡沫的破裂。因此，本研究采用壓縮空沫是內部氣體、外部液膜的球狀結構，存放時間很短，而且隨著泡沫的會連通合并，液膜失水會導致破裂，泡沫的質量會受到嚴重的影響，因此制。發(fā)泡時，先用泵將發(fā)泡液抽進去使其從出泡口均勻地流出，然后關口閥門；打開抽氣裝置，，當氣壓在 0.6MPa 時打開出泡口閥門即可得到均。其發(fā)泡流程如圖 3-2 所示。
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TU528

【參考文獻】

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本文編號：2583904