低密度泡沫混凝土保温材料的制备与性能研究

发布时间：2018-03-15 08:49

本文选题：泡沫混凝土　切入点：纤维增强　出处：《济南大学》2014年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：目前我国的建筑保温材料主要为有机类保温材料，它们极易燃烧，导致了诸多重大火灾。当下我国对建筑保温材料防火性能的要求日益提升，在这种形式下，开发新型无机建筑保温材料以取代有机建筑保温材料迅速受到人们的青睐。泡沫混凝土保温材料不燃、耐老化、保温隔热性能好、强度高，是较为理想的新型无机建筑保温材料。然而，现阶段我国已大量应用的泡沫混凝土保温材料的密度一般均在200kg/m3以上，相比于有机建筑保温材料，它的密度过高、保温隔热性能较差，无法有效取代有机建筑保温材料大规模应用。针对以上问题，本课题以密度约为200kg/m3泡沫混凝土保温材料（简称低密度泡沫混凝土保温材料，下同）为研究对象，研究了低密度泡沫混凝土保温材料的最佳配合比，并通过加入聚丙烯纤维改善了其易开裂、韧性差的缺点。主要研究内容及结果如下：（1）以42.5R普通硅酸盐水泥、发泡剂、促凝剂、减水剂、稳泡剂、防水剂为原材料，通过化学发泡法制备低密度泡沫混凝土保温材料。利用单因素法分别确定促凝剂种类及掺量、水灰比、发泡剂掺量、减水剂种类及掺量、稳泡剂掺量、防水剂种类及掺量，最终确定其最佳配合比为：水泥100g、水灰比0.44、发泡剂7.0%（水泥质量比，下同）、复合促凝剂（2.5%无机盐NC＋0.05%三乙醇胺）、稳泡剂3.0%、聚羧酸减水剂0.9%、硬脂酸钠2.0%。此时试样密度为188kg/m3，3d抗折、抗压强度分别为0.12MPa和0.25MPa，28d抗折、抗压强度分别为0.28MPa和0.60MPa，导热系数为0.054W/(m·k)，体积吸水率5.2%。（2）以过氧化苯甲酰（BPO）为引发剂，采用二步化学接枝法对聚丙烯纤维进行接枝丙烯酸改性，利用正交分析法研究了引发温度、BPO浓度、接枝温度、接枝时间及丙烯酸(AA）浓度对纤维接枝率的影响，确定其最佳反应条件为：引发温度90℃，BPO浓度4.50×10-2mol/L，接枝时间60min，，接枝温度75℃，AA浓度1.4mol/L，此时纤维接枝率达13.12%。研究了改性前后聚丙烯纤维与水泥基体的界面结合性能，结果表明：聚丙烯纤维经二步化学接枝丙烯酸改性后，其表面引入了极性－COOH基团，表面亲水性增大，同时经改性后其表面粗糙度增大，使得其与水泥基体的化学键合力和机械啮合力得到提高，显著增强了其与水泥基体的界面结合强度。（3）研究改性聚丙烯纤维对低密度泡沫混凝土保温材料抗塑性收缩开裂、力学强度、弯曲韧性及泡孔结构的影响。结果表明，改性聚丙烯纤维可改善低密度泡沫混凝土保温材料泡孔结构并可提高其抗塑性开裂性能、力学强度及弯曲韧性，其最佳掺量为0.7%。此时，与空白试样相比：试样内部泡孔变得更加细小、均一，球形度增高，泡孔间连通率降低；塑性收缩开裂值下降了82.1%，塑性收缩裂缝中2级以上裂缝消失，1级裂缝比例高达70.1%；3d抗折、抗压强度分别增加了41.7%及16.0%，28d抗折、抗压强度分别增加了25.0%及10.0%；试样初裂后能在一段时间内保持一定的承载能力和较好的假延性，弯曲韧性得到显著提高。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：济南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TU528.2;TU551

【参考文献】