泡沫混凝土界面過渡區(qū)調(diào)控機制研究
發(fā)布時間:2021-03-04 07:02
泡沫混凝土集防火、質(zhì)輕多孔和保溫隔熱等功能于一體,其制備過程資源消耗少、服役過程節(jié)約建筑能耗和無毒害物排放,目前已發(fā)展成為應(yīng)用量最大的特種混凝土。與常規(guī)混凝土或輕骨料混凝土不同,泡沫混凝土新拌漿體是以液膜包裹空氣形成的預制泡沫為支撐“骨料”、硬化后空氣“骨料”固定于水泥基體中。對于混凝土中骨料、水泥砂漿以及水泥漿-骨料界面過渡區(qū)結(jié)構(gòu)、性能和他們的相互作用已有大量研究報道,相關(guān)理論相對較為成熟且對實際有指導價值。但是,泡沫混凝土預制泡沫“骨料”與水泥漿的相互作用以及兩者之間相互作用產(chǎn)生的界面過渡區(qū)的組成、形成過程和對宏觀性能影響則仍是本領(lǐng)域研究難點;诖,本論文視發(fā)泡劑形成的預制泡沫為“骨料”,開展了發(fā)泡劑與預制泡沫性能關(guān)系、預制泡沫-水泥漿體界面相互作用以及硬化泡沫混凝土空氣-水泥石界面過渡區(qū)形成及演化等方面研究。研究表明:(1)相比于發(fā)泡劑與水泥漿體各自性能,發(fā)泡劑與水泥漿體的相互作用對水泥漿體中預制泡沫的存在及新拌泡沫混凝土的穩(wěn)定性、硬化泡沫混凝土中的氣孔結(jié)構(gòu)影響更為巨大。新拌泡沫混凝土中,水化離子將在預制泡沫液膜表面生成一定疏水的蛋白質(zhì)螯合鈣、十二烷基硫酸鈣等物質(zhì),可以增強成膜...
【文章來源】:西南科技大學四川省
【文章頁數(shù)】:103 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
混凝土界面過渡區(qū)掃描電鏡圖(a)和示意圖(b)
第二章泡沫混凝土界面過渡區(qū)的形成11型表面活性劑和動物水解蛋白發(fā)泡劑)對泡沫混凝土性能及界面過渡區(qū)的影響,從而揭示泡沫混凝土氣孔-孔壁界面過渡區(qū)的形成機理。圖2-2混凝土中氣孔孔壁掃描電鏡圖(PS代表孔壁,a水泥凈漿中氣孔,b,c為動物蛋白發(fā)泡劑制備泡沫混凝土,干密度為400和1200kg/m3,c和d為CTAB為發(fā)泡劑制備泡沫混凝土,干密度為400和1200kg/m3)2.2實驗設(shè)計與方法2.2.1實驗原料實驗所用水泥購于四川拉法基江油水泥廠,為普通硅酸鹽水泥PO42.5R,其化學成分見表2-1,物理性能見表2-2。表2-1水泥的化學組成Table2-1ChemicalcompositionofcementCaOSiO2Al2O3Fe2O3MgOSO3Na2OLOI63.020.955.393.211.344.520.073.82表2-2水泥的物理性能初凝時間(min)終凝時間(min)密度(g/cm3)平均粒徑(μm)2383003.053.21實驗所用四種發(fā)泡劑:十二烷基硫酸鈉(SDS,陰離子表面活性劑)和十六烷基三甲基溴化銨(CTAB,陽離子表面活性劑)購于阿拉丁公司;辛基酚聚氧乙烯醚(OP-10,非離子型表面活性劑)購于成都科龍試劑廠;水解動物蛋白液(HP)為實驗室自制,通過水熱反應(yīng)釜高溫水解動物蹄角粉得到,固含量為22.5%,600℃燃燒灰分為0.63%。四種表面活性劑的化學結(jié)構(gòu)式見圖2-3,表面張力與濃度的關(guān)系見圖2-4。四種發(fā)泡劑中,OP-10在低濃度時表面張力降低最快,臨界膠束濃度最低。在濃度大于1g/L后,水解動物蛋白液的表面張力最高,其次是CTAB,再次是OP-10,SDS最低。由于四種發(fā)泡劑的表面張力在2g/L以后變化較小,考慮到CTAB的溶解度較小,后期實驗中發(fā)泡劑的濃度以10g/L為主。
西南科技大學博士學位論文12圖2-3四種發(fā)泡劑的分子結(jié)構(gòu)圖2-4發(fā)泡劑表面張力與濃度的關(guān)系濃度為10g/L的四種發(fā)泡劑的性質(zhì)見表2-3。預制泡沫為10g/L的發(fā)泡劑溶液經(jīng)過高速機械攪拌發(fā)泡制得,泡沫密度控制在60g/L,預制泡沫的1h沉降距和泌水率見表2-3和圖2-3。發(fā)泡劑濃度為10g/L時,SDS的表面張力最低,水解動物蛋白液表面張力最高。SDS和水解動物蛋白液Zeta電位均為負值,OP-10為絕對值較小的負值,CTAB為正值。水解動物蛋白的粘度最高,OP-10粘度最低。預制泡沫1h沉降距SDS最小,其次為CTAB,OP-10和HP預制泡沫沉降距最大。需要注意的是,四種發(fā)泡劑制備的預制泡沫的沉降距在前10min差別不大。10min后,水解動物蛋白和OP-10制備的預制泡沫沉降距明顯上升,CTAB和SDS溶液制備的預制泡沫的沉降距變化幅度較校在前40min,水解動物蛋白制備的預制泡沫泌水率明顯小于其他三種。這是因為水解動物蛋白由于存在大量的羧基和氨基,與水分子存在氫鍵作用,液
【參考文獻】:
期刊論文
[1]不同密度等級泡沫混凝土的性能和孔結(jié)構(gòu)[J]. 張亞梅,孫超,王申,朱玉,孫國星. 重慶大學學報. 2020(08)
[2]輕骨料對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)
[3]玄武巖纖維對泡沫混凝土收縮開裂的影響[J]. 程新,詹炳根,周安. 合肥工業(yè)大學學報(自然科學版). 2019(08)
[4]泡沫混凝土及其復合墻體熱工性能的研究[J]. 田穩(wěn)苓,宋曉杰,溫曉東,葉科志. 硅酸鹽通報. 2019(04)
[5]超輕泡沫混凝土孔結(jié)構(gòu)和抗壓強度的相關(guān)性研究[J]. 張旭,王武祥,楊鼎宜,張磊蕾. 墻材革新與建筑節(jié)能. 2019(02)
[6]甲基硅烷類防水劑對泡沫混凝土抗凍性的影響[J]. 郭雷,關(guān)輝,楊學春. 哈爾濱工程大學學報. 2018(12)
[7]鈉基膨潤土對泡沫混凝土結(jié)構(gòu)與性能的影響[J]. 解悅,李軍,盧忠遠,蔣俊,牛云輝. 功能材料. 2018(07)
[8]細砂對泡沫混凝土物理力學性能及孔結(jié)構(gòu)的影響[J]. 周利睿,耿飛,林輝,朱玉翔,孫亞飛,吳春曉,解建光. 建筑節(jié)能. 2018(05)
[9]泡沫混凝土孔結(jié)構(gòu)對抗壓強度的影響研究[J]. 戴雨辰,高培偉,林輝,朱玉翔,吳春曉,耿飛,宿靜. 新型建筑材料. 2018(03)
[10]凈水型透水混凝土的制備與性能研究[J]. 王春萱,張意,曾路,何牟,陸長海. 重慶建筑. 2018(01)
博士論文
[1]高速鐵路泡沫輕質(zhì)混凝土路基結(jié)構(gòu)性能及施工技術(shù)研究[D]. 趙文輝.西南交通大學 2018
碩士論文
[1]膨潤土基礦物造孔劑對泡沫混凝土結(jié)構(gòu)與性能的影響研究[D]. 解悅.西南科技大學 2019
[2]礦渣泡沫混凝土墻材制備及性能研究[D]. 王君鵬.福建農(nóng)林大學 2018
[3]稻草纖維增強泡沫混凝土配合比優(yōu)化及性能研究[D]. 龐華果.武漢科技大學 2018
[4]聚苯顆粒泡沫混凝土的性能實驗研究與應(yīng)用[D]. 王炳希.沈陽建筑大學 2017
[5]超輕泡沫混凝土制備及性能研究[D]. 蔣俊.西南科技大學 2015
[6]快硬防護型泡沫混凝土的制備與性能研究[D]. 劉曉軍.南京航空航天大學 2014
[7]危險廢棄物水泥固化與加速碳化后浸出性能的研究[D]. 王晨.哈爾濱工業(yè)大學 2014
[8]混凝土新型發(fā)泡劑的研究與應(yīng)用[D]. 周美蓮.湖南大學 2013
[9]超低密度泡沫混凝土的研究[D]. 孫慶豐.湖南大學 2013
[10]泡沫混凝土性能的影響因素研究[D]. 楊奉源.西南科技大學 2012
本文編號:3062774
【文章來源】:西南科技大學四川省
【文章頁數(shù)】:103 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
混凝土界面過渡區(qū)掃描電鏡圖(a)和示意圖(b)
第二章泡沫混凝土界面過渡區(qū)的形成11型表面活性劑和動物水解蛋白發(fā)泡劑)對泡沫混凝土性能及界面過渡區(qū)的影響,從而揭示泡沫混凝土氣孔-孔壁界面過渡區(qū)的形成機理。圖2-2混凝土中氣孔孔壁掃描電鏡圖(PS代表孔壁,a水泥凈漿中氣孔,b,c為動物蛋白發(fā)泡劑制備泡沫混凝土,干密度為400和1200kg/m3,c和d為CTAB為發(fā)泡劑制備泡沫混凝土,干密度為400和1200kg/m3)2.2實驗設(shè)計與方法2.2.1實驗原料實驗所用水泥購于四川拉法基江油水泥廠,為普通硅酸鹽水泥PO42.5R,其化學成分見表2-1,物理性能見表2-2。表2-1水泥的化學組成Table2-1ChemicalcompositionofcementCaOSiO2Al2O3Fe2O3MgOSO3Na2OLOI63.020.955.393.211.344.520.073.82表2-2水泥的物理性能初凝時間(min)終凝時間(min)密度(g/cm3)平均粒徑(μm)2383003.053.21實驗所用四種發(fā)泡劑:十二烷基硫酸鈉(SDS,陰離子表面活性劑)和十六烷基三甲基溴化銨(CTAB,陽離子表面活性劑)購于阿拉丁公司;辛基酚聚氧乙烯醚(OP-10,非離子型表面活性劑)購于成都科龍試劑廠;水解動物蛋白液(HP)為實驗室自制,通過水熱反應(yīng)釜高溫水解動物蹄角粉得到,固含量為22.5%,600℃燃燒灰分為0.63%。四種表面活性劑的化學結(jié)構(gòu)式見圖2-3,表面張力與濃度的關(guān)系見圖2-4。四種發(fā)泡劑中,OP-10在低濃度時表面張力降低最快,臨界膠束濃度最低。在濃度大于1g/L后,水解動物蛋白液的表面張力最高,其次是CTAB,再次是OP-10,SDS最低。由于四種發(fā)泡劑的表面張力在2g/L以后變化較小,考慮到CTAB的溶解度較小,后期實驗中發(fā)泡劑的濃度以10g/L為主。
西南科技大學博士學位論文12圖2-3四種發(fā)泡劑的分子結(jié)構(gòu)圖2-4發(fā)泡劑表面張力與濃度的關(guān)系濃度為10g/L的四種發(fā)泡劑的性質(zhì)見表2-3。預制泡沫為10g/L的發(fā)泡劑溶液經(jīng)過高速機械攪拌發(fā)泡制得,泡沫密度控制在60g/L,預制泡沫的1h沉降距和泌水率見表2-3和圖2-3。發(fā)泡劑濃度為10g/L時,SDS的表面張力最低,水解動物蛋白液表面張力最高。SDS和水解動物蛋白液Zeta電位均為負值,OP-10為絕對值較小的負值,CTAB為正值。水解動物蛋白的粘度最高,OP-10粘度最低。預制泡沫1h沉降距SDS最小,其次為CTAB,OP-10和HP預制泡沫沉降距最大。需要注意的是,四種發(fā)泡劑制備的預制泡沫的沉降距在前10min差別不大。10min后,水解動物蛋白和OP-10制備的預制泡沫沉降距明顯上升,CTAB和SDS溶液制備的預制泡沫的沉降距變化幅度較校在前40min,水解動物蛋白制備的預制泡沫泌水率明顯小于其他三種。這是因為水解動物蛋白由于存在大量的羧基和氨基,與水分子存在氫鍵作用,液
【參考文獻】:
期刊論文
[1]不同密度等級泡沫混凝土的性能和孔結(jié)構(gòu)[J]. 張亞梅,孫超,王申,朱玉,孫國星. 重慶大學學報. 2020(08)
[2]輕骨料對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)
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[5]超輕泡沫混凝土孔結(jié)構(gòu)和抗壓強度的相關(guān)性研究[J]. 張旭,王武祥,楊鼎宜,張磊蕾. 墻材革新與建筑節(jié)能. 2019(02)
[6]甲基硅烷類防水劑對泡沫混凝土抗凍性的影響[J]. 郭雷,關(guān)輝,楊學春. 哈爾濱工程大學學報. 2018(12)
[7]鈉基膨潤土對泡沫混凝土結(jié)構(gòu)與性能的影響[J]. 解悅,李軍,盧忠遠,蔣俊,牛云輝. 功能材料. 2018(07)
[8]細砂對泡沫混凝土物理力學性能及孔結(jié)構(gòu)的影響[J]. 周利睿,耿飛,林輝,朱玉翔,孫亞飛,吳春曉,解建光. 建筑節(jié)能. 2018(05)
[9]泡沫混凝土孔結(jié)構(gòu)對抗壓強度的影響研究[J]. 戴雨辰,高培偉,林輝,朱玉翔,吳春曉,耿飛,宿靜. 新型建筑材料. 2018(03)
[10]凈水型透水混凝土的制備與性能研究[J]. 王春萱,張意,曾路,何牟,陸長海. 重慶建筑. 2018(01)
博士論文
[1]高速鐵路泡沫輕質(zhì)混凝土路基結(jié)構(gòu)性能及施工技術(shù)研究[D]. 趙文輝.西南交通大學 2018
碩士論文
[1]膨潤土基礦物造孔劑對泡沫混凝土結(jié)構(gòu)與性能的影響研究[D]. 解悅.西南科技大學 2019
[2]礦渣泡沫混凝土墻材制備及性能研究[D]. 王君鵬.福建農(nóng)林大學 2018
[3]稻草纖維增強泡沫混凝土配合比優(yōu)化及性能研究[D]. 龐華果.武漢科技大學 2018
[4]聚苯顆粒泡沫混凝土的性能實驗研究與應(yīng)用[D]. 王炳希.沈陽建筑大學 2017
[5]超輕泡沫混凝土制備及性能研究[D]. 蔣俊.西南科技大學 2015
[6]快硬防護型泡沫混凝土的制備與性能研究[D]. 劉曉軍.南京航空航天大學 2014
[7]危險廢棄物水泥固化與加速碳化后浸出性能的研究[D]. 王晨.哈爾濱工業(yè)大學 2014
[8]混凝土新型發(fā)泡劑的研究與應(yīng)用[D]. 周美蓮.湖南大學 2013
[9]超低密度泡沫混凝土的研究[D]. 孫慶豐.湖南大學 2013
[10]泡沫混凝土性能的影響因素研究[D]. 楊奉源.西南科技大學 2012
本文編號:3062774
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