碱矿渣泡沫混凝土的制备及性能研究
发布时间：2022-01-06 16:41
泡沫混凝土具有防火,耐久特性,作为建筑保温材料具有广阔的发展空间。目前水泥基泡沫混凝土应用较为广泛,但水泥是一种高耗能,高污染材料,因此采用环境友好型胶凝材料替代水泥制备泡沫混凝土成为必然。碱矿渣水泥是一种低成本、低能耗、低排放的环保型胶凝材料且凝结硬化快,强度高,因此适宜作为泡沫混凝土的胶凝材料。本课题以碱矿渣水泥制备碱矿渣（AAS）泡沫混凝土,以期获得绿色的泡沫混凝土。本课题研究了发泡剂浓度和稳泡剂浓度对α-烯基磺酸钠（AOS）、十二烷基硫酸钠（K12）和钠醇醚硫酸盐（AES）三种发泡剂的发泡性能的影响,以及三种发泡剂对AAS泡沫混凝土的影响,优选出最佳发泡剂,以优选的发泡剂制备AAS泡沫混凝土,探究碱当量及泡沫掺量对其性能的影响,并建立AAS泡沫混凝土性能预测模型。通过研究得到以下结论:（1）AOS发泡剂最佳配比为发泡剂与稳泡剂浓度分别为0.4%、0.08%,K12发泡剂最佳配比为发泡剂浓度为0.6%,稳泡剂浓度为0.12%。AES发泡剂的最佳浓度为0.08%,稳泡剂的浓度为0.08%。三种泡沫发泡倍数为21-25,泌水量为62-68mL,沉降距为1-2 mm。三种泡沫性能相似,...
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
泡沫混凝土制备工艺
西安建筑科技大学硕士论文14聚羧酸盐高效减水剂(PCS)是一种浓度为10%的淡白色液体。（4）发泡剂及稳泡剂三种发泡剂如下：十二烷基硫酸钠(K12)，α-烯基磺酸钠(AOS)和钠醇醚硫酸盐(AES)。采用有机硅树脂聚醚乳液FM-500(MPS)和羟丙基甲基纤维素（HPMC）作为泡沫稳定剂。这些都是化学纯试剂。K12和AOS是白色粉末。AES是一种含有70%固体含量的黄色浓液。MPS的固体含量为55%，HPMC的纯度为99%。2.3试验方案AAS泡沫混凝土制备及性能研究技术路线图如图2.1所示.图2.1AAS泡沫混凝土制备及性能研究技术路线图Fig.2.1TechnicalroadmapforpreparationandperformanceresearchofAASfoamedconcrete2.3.1发泡剂的配合比设计每种发泡剂发泡时考虑2种因素（发泡剂浓度，稳泡剂浓度）对泡沫三种性能的影响，发泡剂浓度，稳泡剂浓度分别取3个水平，所以泡沫性能研究时采用正交试验，即设计2因素3水平，选择L9（34）正交表[94]。试验指标有发泡倍数、泌水量和沉降距，前一个指标越大越好，后两个指标越小越好。由于发泡剂的固含量为AOS＞K12＞AES，所以发泡剂的浓度选取AOS＜K12＜AES，发泡剂和泡沫稳定剂MPS的浓度均为泡沫液含水量的百分比。三种发泡剂的因素水平表如表2.3所示。表2.4、表2.5和表2.6分别为发泡剂AOS、K12和AES的正交实验安排。
西安建筑科技大学硕士论文28图4.1泡沫掺量和泡沫类型对AAS泡沫混凝土干密度的影响Fig.4.1EffectofcontentandtypeoffoamondryapparentdensityofAASfoamedconcrete有效泡沫比代表泡沫在料浆中的稳定性。该值越大，泡沫破裂越少，泡沫在料浆中的稳定性越好。泡沫本身的稳定性是影响有效泡沫比的关键因素，同时也与浆料的粘度和凝结时间有关。泡沫掺量和泡沫类型对AAS泡沫混凝土有效泡沫率和孔隙率的影响如图4.2和图4.3所示。从图4.2可以看出，随着泡沫掺量的增加，掺AES的AAS泡沫混凝土的有效泡沫率明显下降，而掺K12和AOS的有效泡沫率略有下降。当泡沫掺量为2.0L/kg和2.5L/kg时，AES的有效泡沫率高于AOS和K12。当泡沫掺量为3.0L/kg时，AOS、K12和AES的有效泡沫率基本相同。从图4.3可以看出，泡沫掺量和泡沫类型对AAS泡沫混凝土孔隙率的影响与干密度和有效泡沫比的影响是一致的。低泡沫掺量时AES的孔隙率较高，随泡沫掺量的增加孔隙率增加不大。而K12和AOS在低泡沫掺量时的孔隙率较低，随着泡沫掺量的增加孔隙率增大。当泡沫的数量增加时，气泡会合并，液膜会变厚，小气泡和空隙会变成大气泡，更多的气泡破碎会发生[90]。在相同的AAS料浆中，有效泡沫率的差异主要是由于发泡剂的不同造成的。因此，认为低掺量时AES在浆体料浆中的泡沫稳定性较高，且随着AES泡沫掺量的增加，泡沫稳定性降低的幅度更大，因此AAS泡沫混凝土的干密度不能通过增加泡沫掺量来降低。在低泡沫掺量时，AES能较好地降低干密度。适当增加AOS和K12的泡沫掺量可以降低干密度。
【参考文献】：
期刊论文
[1]轻骨料对泡沫混凝土性能的影响[J]. 刘中炜,赵康,汤玉斐,胡驰,胡敏. 新型建筑材料. 2019(10)
[2]纤维对轻质泡沫混凝土性能的影响[J]. 武海轮,张洪波,杨耀,毛海勇,徐创霞. 商品混凝土. 2019(Z1)
[3]纤维对轻质泡沫混凝土性能的影响[J]. 武海轮,张洪波,杨耀,毛海勇,徐创霞. 商品混凝土. 2019 (Z1)
[4]发泡剂的发泡性能及其应用于碱矿渣水泥的力学性能研究[J]. 何娟,高惬,宋学锋,卜晓琳. 硅酸盐通报. 2018(09)
[5]几种掺料对硫氧镁泡沫水泥性能的影响[J]. 何楠,郝万军,陈伟鹏,赵旭. 混凝土. 2018(07)
[6]碱激发剂浓度及模数对碱矿渣胶凝材料抗压性能及水化产物的影响研究[J]. 马倩敏,黄丽萍,牛治亮,郭荣鑫,颜峰,林志伟,杜海云. 硅酸盐通报. 2018(06)
[7]基于Boltzmann函数的砂岩波速与温度关系特性试验研究[J]. 余裕超,王贺,王硕,王帅,刘语. 煤炭技术. 2018(04)
[8]新型建筑墙体材料及节能建筑保温技术探析[J]. 宋非. 广东建材. 2017(03)
[9]泡沫掺量对发泡碱激发矿渣聚合物性能和孔隙特征的影响[J]. 宋学锋,杨萍. 硅酸盐通报. 2017(03)
[10]现浇泡沫混凝土的应用现状研究[J]. 席亮,陈国新. 建筑节能. 2017(02)
硕士论文
[1]碱激发粉煤灰/矿渣泡沫混凝土的制备与性能研究[D]. 赵德霞.广州大学 2018
[2]增强型无机复合发泡水泥内隔墙板制备与性能研究[D]. 陈诚.重庆大学 2018
[3]碳酸钙晶须增强泡沫混凝土的试验研究[D]. 李妍.大连理工大学 2014
[4]碱矿渣混凝土配合比设计研究[D]. 夏婧.重庆大学 2013
[5]泡沫混凝土的制备及其性能研究[D]. 王鑫.哈尔滨工业大学 2012
[6]碱矿渣水泥水化特性研究[D]. 赵爽.重庆大学 2012
[7]HPFL加固混凝土空心砌块砌体抗压与抗震性能研究[D]. 徐梅芳.湖南大学 2011
[8]建筑外墙外保温系统防火构造措施作用机理探究[D]. 何忠全.太原理工大学 2011
本文编号：3572808
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
泡沫混凝土制备工艺
西安建筑科技大学硕士论文14聚羧酸盐高效减水剂(PCS)是一种浓度为10%的淡白色液体。（4）发泡剂及稳泡剂三种发泡剂如下：十二烷基硫酸钠(K12)，α-烯基磺酸钠(AOS)和钠醇醚硫酸盐(AES)。采用有机硅树脂聚醚乳液FM-500(MPS)和羟丙基甲基纤维素（HPMC）作为泡沫稳定剂。这些都是化学纯试剂。K12和AOS是白色粉末。AES是一种含有70%固体含量的黄色浓液。MPS的固体含量为55%，HPMC的纯度为99%。2.3试验方案AAS泡沫混凝土制备及性能研究技术路线图如图2.1所示.图2.1AAS泡沫混凝土制备及性能研究技术路线图Fig.2.1TechnicalroadmapforpreparationandperformanceresearchofAASfoamedconcrete2.3.1发泡剂的配合比设计每种发泡剂发泡时考虑2种因素（发泡剂浓度，稳泡剂浓度）对泡沫三种性能的影响，发泡剂浓度，稳泡剂浓度分别取3个水平，所以泡沫性能研究时采用正交试验，即设计2因素3水平，选择L9（34）正交表[94]。试验指标有发泡倍数、泌水量和沉降距，前一个指标越大越好，后两个指标越小越好。由于发泡剂的固含量为AOS＞K12＞AES，所以发泡剂的浓度选取AOS＜K12＜AES，发泡剂和泡沫稳定剂MPS的浓度均为泡沫液含水量的百分比。三种发泡剂的因素水平表如表2.3所示。表2.4、表2.5和表2.6分别为发泡剂AOS、K12和AES的正交实验安排。
西安建筑科技大学硕士论文28图4.1泡沫掺量和泡沫类型对AAS泡沫混凝土干密度的影响Fig.4.1EffectofcontentandtypeoffoamondryapparentdensityofAASfoamedconcrete有效泡沫比代表泡沫在料浆中的稳定性。该值越大，泡沫破裂越少，泡沫在料浆中的稳定性越好。泡沫本身的稳定性是影响有效泡沫比的关键因素，同时也与浆料的粘度和凝结时间有关。泡沫掺量和泡沫类型对AAS泡沫混凝土有效泡沫率和孔隙率的影响如图4.2和图4.3所示。从图4.2可以看出，随着泡沫掺量的增加，掺AES的AAS泡沫混凝土的有效泡沫率明显下降，而掺K12和AOS的有效泡沫率略有下降。当泡沫掺量为2.0L/kg和2.5L/kg时，AES的有效泡沫率高于AOS和K12。当泡沫掺量为3.0L/kg时，AOS、K12和AES的有效泡沫率基本相同。从图4.3可以看出，泡沫掺量和泡沫类型对AAS泡沫混凝土孔隙率的影响与干密度和有效泡沫比的影响是一致的。低泡沫掺量时AES的孔隙率较高，随泡沫掺量的增加孔隙率增加不大。而K12和AOS在低泡沫掺量时的孔隙率较低，随着泡沫掺量的增加孔隙率增大。当泡沫的数量增加时，气泡会合并，液膜会变厚，小气泡和空隙会变成大气泡，更多的气泡破碎会发生[90]。在相同的AAS料浆中，有效泡沫率的差异主要是由于发泡剂的不同造成的。因此，认为低掺量时AES在浆体料浆中的泡沫稳定性较高，且随着AES泡沫掺量的增加，泡沫稳定性降低的幅度更大，因此AAS泡沫混凝土的干密度不能通过增加泡沫掺量来降低。在低泡沫掺量时，AES能较好地降低干密度。适当增加AOS和K12的泡沫掺量可以降低干密度。
【参考文献】：
期刊论文
[1]轻骨料对泡沫混凝土性能的影响[J]. 刘中炜,赵康,汤玉斐,胡驰,胡敏. 新型建筑材料. 2019(10)
[2]纤维对轻质泡沫混凝土性能的影响[J]. 武海轮,张洪波,杨耀,毛海勇,徐创霞. 商品混凝土. 2019(Z1)
[3]纤维对轻质泡沫混凝土性能的影响[J]. 武海轮,张洪波,杨耀,毛海勇,徐创霞. 商品混凝土. 2019 (Z1)
[4]发泡剂的发泡性能及其应用于碱矿渣水泥的力学性能研究[J]. 何娟,高惬,宋学锋,卜晓琳. 硅酸盐通报. 2018(09)
[5]几种掺料对硫氧镁泡沫水泥性能的影响[J]. 何楠,郝万军,陈伟鹏,赵旭. 混凝土. 2018(07)
[6]碱激发剂浓度及模数对碱矿渣胶凝材料抗压性能及水化产物的影响研究[J]. 马倩敏,黄丽萍,牛治亮,郭荣鑫,颜峰,林志伟,杜海云. 硅酸盐通报. 2018(06)
[7]基于Boltzmann函数的砂岩波速与温度关系特性试验研究[J]. 余裕超,王贺,王硕,王帅,刘语. 煤炭技术. 2018(04)
[8]新型建筑墙体材料及节能建筑保温技术探析[J]. 宋非. 广东建材. 2017(03)
[9]泡沫掺量对发泡碱激发矿渣聚合物性能和孔隙特征的影响[J]. 宋学锋,杨萍. 硅酸盐通报. 2017(03)
[10]现浇泡沫混凝土的应用现状研究[J]. 席亮,陈国新. 建筑节能. 2017(02)
硕士论文
[1]碱激发粉煤灰/矿渣泡沫混凝土的制备与性能研究[D]. 赵德霞.广州大学 2018
[2]增强型无机复合发泡水泥内隔墙板制备与性能研究[D]. 陈诚.重庆大学 2018
[3]碳酸钙晶须增强泡沫混凝土的试验研究[D]. 李妍.大连理工大学 2014
[4]碱矿渣混凝土配合比设计研究[D]. 夏婧.重庆大学 2013
[5]泡沫混凝土的制备及其性能研究[D]. 王鑫.哈尔滨工业大学 2012
[6]碱矿渣水泥水化特性研究[D]. 赵爽.重庆大学 2012
[7]HPFL加固混凝土空心砌块砌体抗压与抗震性能研究[D]. 徐梅芳.湖南大学 2011
[8]建筑外墙外保温系统防火构造措施作用机理探究[D]. 何忠全.太原理工大学 2011
本文编号：3572808
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