纤维增强水泥保温砂浆的性能及应用研究

发布时间：2017-11-03 13:16

  本文关键词：纤维增强水泥保温砂浆的性能及应用研究

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【摘要】：高能耗的建筑材料已经成为我国能源浪费重要一环,急需发展能耗低、各项性能优良的新型墙体保温材料。传统的水泥砂浆保温效果差、施工工艺复杂。因此,本课题本着节能、环保、施工工艺简单的原则,通过掺加聚丙烯纤维、纳米SiO_2、可再分散乳胶粉等外加剂分别研究制备了纤维增强水泥保温砂浆和纤维增强发泡水泥保温砂浆,并探究了相关作用机理及施工工艺。主要研究内容及结果如下:应用X射线衍射仪、SEM等不同测试手段研究分析了钢渣粉的化学组成、矿物组成、微观形貌等性能。分析得出:钢渣粉主要化学成份为CaO、SiO_2,钢渣粉为低碱度,钢渣粉主要物相组成为CaCO3、SiO_2、2CaO·SiO_2、3CaO·MgO·2SiO_2。继续探究化学激发剂对钢渣粉的激发作用,得出化学激发剂增强作用:水玻璃CaCl_2Na_2SO_4氧化钠,试验探究了化学激发剂的复合激发,得到更好效果。最终确定最优激发剂配比为2%水玻璃和2%Na_2SO_4。利用红外光谱分析、SEM等不同测试手段探究了聚丙烯纤维的改性及改性前后纤维对基体材料的增强作用,并分析了纤维改性机理。结果表明,表面氧化改性后的聚丙烯纤维表现出较好地分散性、亲水性,纤维表面引入了-COOH、-OH,产生了强大化学键力。加入改性聚丙烯纤维的试样较掺加等量未改性聚丙烯纤维试样相比,前者7d、28d力学强度均有增加,试验确定改性PP纤维最佳掺量为0.8%。此时,试样的7d、28d抗折分别为0.32MPa、0.41 MPa;试样的7d、28d抗压分别为0.41MPa、0.53MPa。研究了二聚质量比、水灰比、玻化微珠对保温砂浆各个性能的影响。结果表明,二聚质量比、水灰比、玻替EPS最佳掺量分别为56.87、0.76、30%时,试样干密度为298kg/m3,导热系数为0.082 W/(m?k),28d抗压强度为0.67 MPa,制得纤维增强水泥保温砂浆。以水泥、钢渣粉、发泡剂、稳泡剂、聚苯颗粒、可分散乳胶粉、改性聚丙烯纤维、纳米SiO_2为原材料,制备纤维增强发泡水泥保温砂浆。分别探究了外加剂、水灰比的最佳掺量为:发泡剂6%、稳泡剂8%、改性聚丙烯纤维0.9%,可分散乳胶粉2%,水灰比0.62,纳米SiO_20.8%。试验加入了纳米级颗粒,可有效提高试样强度,制得纤维增强发泡水泥保温砂浆。试验最终制得的试样3d抗折、抗压强度达到0.28MPa、0.45MPa,28d抗折、抗压强度达到0.59MPa、0.59MPa,各个性能均符合GB/T20473-2006标准。研究了纤维增强水泥保温砂浆实际应用情况。分别从施工前、施工中、施工后探究了保温砂浆实际应用中的操作步骤和注意事项,以提高保温砂浆的使用寿命。
【关键词】：聚丙烯纤维 保温砂浆 钢渣粉 发泡水泥 应用研究
【学位授予单位】：济南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ177.6
【目录】：

• 摘要7-9
• Abstract9-11
• 第一章 绪论11-18
• 1.1 研究背景11
• 1.2 水泥基保温砂浆11-13
• 1.2.1 国外水泥基保温砂浆综合利用现状12
• 1.2.2 国内水泥基保温砂浆综合利用现状12-13
• 1.3 纤维增强水泥保温砂浆研究现状13-14
• 1.4 发泡水泥保温砂浆研究现状14-16
• 1.4.1 发泡水泥概述14
• 1.4.2 发泡水泥保温砂浆14-16
• 1.5 研究目的与意义16
• 1.6 研究内容16
• 1.7 创新点16-18
• 第二章 实验原料、仪器与方法18-23
• 2.1 试验原料18-19
• 2.2 试验仪器及设备19-20
• 2.3 试验方案20-21
• 2.4 测试方法21-23
• 2.4.1 保温砂浆性能测试21-22
• 2.4.2 微观性能测试22-23
• 第三章 纤维增强水泥保温砂浆的制备与性能研究23-41
• 3.1 钢渣粉/水泥最佳配合比的确定23-28
• 3.1.1 钢渣粉基本性能研究23-24
• 3.1.2 钢渣粉/水泥二元胶凝材料最佳配比探究24-25
• 3.1.3 钢渣粉活性激发剂的确定25-28
• 3.2 水泥保温砂浆基本配比的确定28-31
• 3.2.1 二元胶凝材料最佳掺量的确定28-30
• 3.2.2 水泥保温砂浆水灰比的确定30-31
• 3.3 聚丙烯纤维增强水泥基保温材料性能的研究31-33
• 3.3.1 聚丙烯（PP）纤维掺量对水泥保温砂浆性能的影响31-32
• 3.3.2 PP纤维增强水泥基保温砂浆机理研究32-33
• 3.4 改良PP纤维对水泥保温砂浆性能研究33-38
• 3.4.1 改良聚丙烯纤维工艺研究33-34
• 3.4.2 改良PP纤维红外光谱分析34-35
• 3.4.3 改良PP纤维对水泥保温砂浆性能影响35-36
• 3.4.4 改良PP纤维增强水泥保温砂浆的机理探讨36-38
• 3.5 玻化微珠替代部分EPS对纤维增强水泥保温砂浆性能的影响38-39
• 3.6 本章小结39-41
• 第四章 纤维增强发泡水泥保温砂浆的制备与性能研究41-51
• 4.1 二元无机胶凝材料与EPS最佳质量比的确定41-42
• 4.2 发泡水泥保温砂浆水灰比的确定42-44
• 4.3 改性PP纤维对发泡水泥保温砂浆性能的作用44
• 4.4 稳泡剂掺量对纤维增强发泡水泥保温砂浆性能的作用44-45
• 4.5 可分散乳胶粉对纤维增强发泡水泥保温砂浆性能的作用45-48
• 4.5.1 乳胶粉掺量对纤维增强发泡水泥保温砂浆性能的影响45-46
• 4.5.2 乳胶粉对纤维增强发泡水泥保温砂浆微观形貌分析46-48
• 4.6 纳米SiO_2对纤维增强发泡水泥保温砂浆性能的作用48-49
• 4.6.1 纳米SiO_2对纤维增强发泡水泥保温砂浆性能的影响48
• 4.6.2 纳米SiO_2作用机理48-49
• 4.7 本章小结49-51
• 第五章 纤维增强水泥保温砂浆的应用研究51-53
• 5.1 纤维增强水泥保温砂浆施工应用研究51-52
• 5.2 本章小结52-53
• 第六章 结论与展望53-57
• 6.1 结论53-54
• 6.2 今后工作展望54-57
• 参考文献57-61
• 致谢61-63
• 附录63-64

【参考文献】

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本文编号：1136346