气泡结构对泡沫混凝土导热与力学性能影响研究
发布时间：2021-10-21 02:57
随着国家对装配式建筑的大力推广,泡沫混凝土以其轻质、保温隔热性好的特点,在装配式建筑中得到了大量应用。但由于泡沫混凝土力学性能相对较弱,使其无法满足某些特定的强度要求,正是因为这一点,泡沫混凝土使用范围受到限制。同时泡沫混凝土的抗压强度和导热系数测试过程已近乎完善,但对于微观层面两过程具体变化的研究相对缺乏,而明确微观变化过程是解释和提升宏观性能的重要部分。本文从提升泡沫混凝土力学性能和探究导热、受压两过程的具体变化入手,通过实验加模拟的方法进行了研究,主要内容如下:（1）在单一因素影响下,泡沫混凝土强度增长不明显且单一条件作用下的最佳效果可能在多因素影响下处于非最优状态,因此考虑多种因素共同作用是提高强度的重要思路。在硅灰与聚丙烯纤维共同作用下,泡沫混凝土强度增长尤其迅速,在纤维长度为9mm,体积掺量0.5%,硅灰掺量15%的配合比下可以得到密度等级为827kg/m3,强度为7.2MPa的泡沫混凝土。（2）正交试验各配合比下孔径分布主要集中在300um～400um之间,聚丙烯纤维在大孔径（>400um）孔壁上可以与孔壁基体紧密连接,不影响孔壁的完整性,在小孔径气孔（<50...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
泡沫混凝土在装配式建筑中应用举例
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-10-表2-8碳纤维主要物理指标名称纤维长度（mm）单丝直径(um)密度(kg/m3)抗拉强度(MPa)极限延伸率(%)弹性模量(GPa)碳纤维127.3182045582.05231各纤维样貌如图2-1所示：a)玻璃纤维b)聚丙烯纤维c)玄武岩纤维d)碳纤维图2-1各纤维样貌8.纳米二氧化硅由唐山市曹妃甸泰弘晟达新材料有限公司提供，基本参数如表2-9所示：表2-9纳米二氧化硅主要物理指标型号纯度（%）比表面积（m2/g）粒径(nm)堆积密度(g/L)表面性质晶型PH值颜色HN-SP199.5580~70020≤100亲水球形6~8白色9.速凝剂无水氯化钙，由天津市致远化学试剂有限公司生产，氯化钙含量≥96.0%，外观合格，为白色多孔性熔块或颗粒。10.发泡剂：30%过氧化氢分析纯，由天津市北联精细化学品开发有限公司生产。
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-11-11.减水剂选用了两种减水剂。第一类为聚羧酸高效减水剂（实验室用），该减水剂呈黄褐色液态，其有效固含量约为28%；第二类为聚羧酸超早强减水剂PCA-V如图2-2所示，产自江苏苏博特新材料股份有限公司，具有低收缩、超早强、高减水等特点。图2-2聚羧酸超早强减水剂12.增稠剂脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠，由山东优索化工科技有限公司生产。外观（25℃）：白色至浅黄色半透明凝胶状物，气味轻微，活性物含量68%~72%，PH值6.5~9.5。13.稳泡剂：十二烷基苯磺酸钠，由山东临沂亿群化工有限公司提供，型号：LAS-30%。14.催化剂环烷酸钴，由无锡市德宇化工有限公司提供，外观紫红色均匀液体；金属含量：8%；溶剂中溶解性：全溶；溶液稳定性：稳定。15.砂：采用河砂，根据GB/T14684-2011《建筑用砂规范要求》，测得细度模数为2.1，为细砂。2.2.2化学发泡泡沫混凝土制作流程首先介绍一下化学发泡的成泡过程，区别于物理发泡先把泡沫制作好再加入浆体中的步骤，化学发泡[54]-[55]是先将浆体制作好，然后在浆体中加入双氧水或者铝粉，使其在浆体中自主产生泡沫，这是发泡的过程，此时气泡周围是气-液-固三相存在的形式。随着时间的推移，气泡开始逐渐变大，水泥水化过程也在不断进行，这是固泡稠化的过程，此时气泡周围变为气-固两相的形式存在。根本上讲，发泡-固泡-稠化三个过程是同时发生的如图2-3所示，随着浆体不断水化硬化，最终变成我们熟知的泡沫混凝土如图2-4所示。工艺上来说如图2-5所示，首先将浆体制作好，加入适量双氧水后，快速搅拌，然后浇筑、脱模（清理掉表
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于COMSOL?模拟材料孔隙率与导热系数的演变关系[J]. 丁杨,邓满宇,周双喜,王中平,董晶亮,魏永起. 材料导报. 2019(S1)
[2]粉煤灰对泡沫混凝土气孔结构及抗压强度的影响[J]. 嵇鹰,张军,武艳文,尚成成,范金禾. 硅酸盐通报. 2018(11)
[3]泡沫混凝土的研究和应用现状[J]. 邹定雄. 建材与装饰. 2018(08)
[4]碱矿渣泡沫混凝土配合比和孔结构研究[J]. 杨保先,万小梅,赵铁军,曾现琛,刘国强,程杨杰. 混凝土与水泥制品. 2018(02)
[5]骨料含量和界面区体积对混凝土氯离子扩散性能的影响[J]. 周双喜,韩震,魏星,魏永起,喻乐华. 建筑材料学报. 2018(03)
[6]COMSOL的加气混凝土热湿耦合传质模拟分析[J]. 韩晓烽,王友辉,徐旭. 中国计量大学学报. 2016(04)
[7]泡沫填充混凝土的准静态压缩本构模型[J]. 刘逸平,伍土华,刘泽佳,蒋震宇,汤立群. 华南理工大学学报(自然科学版). 2016(10)
[8]泡沫混凝土孔结构的表征及其对性能的影响[J]. 庞超明,王少华. 建筑材料学报. 2017(01)
[9]浅析泡沫混凝土和蒸压加气混凝土[J]. 谷亚新,王小萌. 混凝土. 2015(12)
[10]化学发泡泡沫混凝土生产缺陷及控制方法研究[J]. 吴世兴. 福建建筑. 2015(10)
博士论文
[1]泡沫混凝土力学性能及其弹塑性损伤本构研究[D]. 苏步云.太原理工大学 2017
硕士论文
[1]冲刷与氯离子侵蚀共同作用下水泥基材料性能研究[D]. 姚达.哈尔滨工业大学 2019
[2]周期性温湿度作用下混凝土内部温湿度场的模拟计算[D]. 戴荟郦.安徽工业大学 2014
[3]混凝土内氯离子传输模型及其数值研究[D]. 吴静新.哈尔滨工业大学 2012
[4]气泡混凝土吸水降温性能的实验研究及数值模拟[D]. 张小帆.清华大学 2009
本文编号：3448106
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
泡沫混凝土在装配式建筑中应用举例
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-10-表2-8碳纤维主要物理指标名称纤维长度（mm）单丝直径(um)密度(kg/m3)抗拉强度(MPa)极限延伸率(%)弹性模量(GPa)碳纤维127.3182045582.05231各纤维样貌如图2-1所示：a)玻璃纤维b)聚丙烯纤维c)玄武岩纤维d)碳纤维图2-1各纤维样貌8.纳米二氧化硅由唐山市曹妃甸泰弘晟达新材料有限公司提供，基本参数如表2-9所示：表2-9纳米二氧化硅主要物理指标型号纯度（%）比表面积（m2/g）粒径(nm)堆积密度(g/L)表面性质晶型PH值颜色HN-SP199.5580~70020≤100亲水球形6~8白色9.速凝剂无水氯化钙，由天津市致远化学试剂有限公司生产，氯化钙含量≥96.0%，外观合格，为白色多孔性熔块或颗粒。10.发泡剂：30%过氧化氢分析纯，由天津市北联精细化学品开发有限公司生产。
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-11-11.减水剂选用了两种减水剂。第一类为聚羧酸高效减水剂（实验室用），该减水剂呈黄褐色液态，其有效固含量约为28%；第二类为聚羧酸超早强减水剂PCA-V如图2-2所示，产自江苏苏博特新材料股份有限公司，具有低收缩、超早强、高减水等特点。图2-2聚羧酸超早强减水剂12.增稠剂脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠，由山东优索化工科技有限公司生产。外观（25℃）：白色至浅黄色半透明凝胶状物，气味轻微，活性物含量68%~72%，PH值6.5~9.5。13.稳泡剂：十二烷基苯磺酸钠，由山东临沂亿群化工有限公司提供，型号：LAS-30%。14.催化剂环烷酸钴，由无锡市德宇化工有限公司提供，外观紫红色均匀液体；金属含量：8%；溶剂中溶解性：全溶；溶液稳定性：稳定。15.砂：采用河砂，根据GB/T14684-2011《建筑用砂规范要求》，测得细度模数为2.1，为细砂。2.2.2化学发泡泡沫混凝土制作流程首先介绍一下化学发泡的成泡过程，区别于物理发泡先把泡沫制作好再加入浆体中的步骤，化学发泡[54]-[55]是先将浆体制作好，然后在浆体中加入双氧水或者铝粉，使其在浆体中自主产生泡沫，这是发泡的过程，此时气泡周围是气-液-固三相存在的形式。随着时间的推移，气泡开始逐渐变大，水泥水化过程也在不断进行，这是固泡稠化的过程，此时气泡周围变为气-固两相的形式存在。根本上讲，发泡-固泡-稠化三个过程是同时发生的如图2-3所示，随着浆体不断水化硬化，最终变成我们熟知的泡沫混凝土如图2-4所示。工艺上来说如图2-5所示，首先将浆体制作好，加入适量双氧水后，快速搅拌，然后浇筑、脱模（清理掉表
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于COMSOL?模拟材料孔隙率与导热系数的演变关系[J]. 丁杨,邓满宇,周双喜,王中平,董晶亮,魏永起. 材料导报. 2019(S1)
[2]粉煤灰对泡沫混凝土气孔结构及抗压强度的影响[J]. 嵇鹰,张军,武艳文,尚成成,范金禾. 硅酸盐通报. 2018(11)
[3]泡沫混凝土的研究和应用现状[J]. 邹定雄. 建材与装饰. 2018(08)
[4]碱矿渣泡沫混凝土配合比和孔结构研究[J]. 杨保先,万小梅,赵铁军,曾现琛,刘国强,程杨杰. 混凝土与水泥制品. 2018(02)
[5]骨料含量和界面区体积对混凝土氯离子扩散性能的影响[J]. 周双喜,韩震,魏星,魏永起,喻乐华. 建筑材料学报. 2018(03)
[6]COMSOL的加气混凝土热湿耦合传质模拟分析[J]. 韩晓烽,王友辉,徐旭. 中国计量大学学报. 2016(04)
[7]泡沫填充混凝土的准静态压缩本构模型[J]. 刘逸平,伍土华,刘泽佳,蒋震宇,汤立群. 华南理工大学学报(自然科学版). 2016(10)
[8]泡沫混凝土孔结构的表征及其对性能的影响[J]. 庞超明,王少华. 建筑材料学报. 2017(01)
[9]浅析泡沫混凝土和蒸压加气混凝土[J]. 谷亚新,王小萌. 混凝土. 2015(12)
[10]化学发泡泡沫混凝土生产缺陷及控制方法研究[J]. 吴世兴. 福建建筑. 2015(10)
博士论文
[1]泡沫混凝土力学性能及其弹塑性损伤本构研究[D]. 苏步云.太原理工大学 2017
硕士论文
[1]冲刷与氯离子侵蚀共同作用下水泥基材料性能研究[D]. 姚达.哈尔滨工业大学 2019
[2]周期性温湿度作用下混凝土内部温湿度场的模拟计算[D]. 戴荟郦.安徽工业大学 2014
[3]混凝土内氯离子传输模型及其数值研究[D]. 吴静新.哈尔滨工业大学 2012
[4]气泡混凝土吸水降温性能的实验研究及数值模拟[D]. 张小帆.清华大学 2009
本文编号：3448106
本文链接：https://www.wllwen.com/jianzhugongchenglunwen/3448106.html
