保温石膏的增强改性及其内保温系统的研究
发布时间：2021-11-10 05:45
A级保温材料施工性差、工程造价高、吸水率大,普遍存在空鼓、开裂、渗漏等质量问题,耐久性差,而在公共建筑和高层建筑等特殊建筑物应使用A级不燃的保温材料,所以开发新的A级不燃且保温隔热性能好的保温材料成为了当前亟需解决的突出问题。本论文以脱硫石膏为胶凝材料,掺玻化微珠等细轻集料,以缓凝剂、聚合物胶粉、纤维素醚改性,掺减水剂、水泥、α型高强石膏、纤维和憎水性膨胀珍珠岩增强,研究并配制A级不燃、保温隔热性能好、强度高、抗裂性能优异的用于外墙内保温系统的保温石膏以及与保温石膏外墙内保温系统配套的界面石膏砂浆和抗裂石膏砂浆。采用玻化微珠降低密度、缓凝剂调节凝结时间、乳胶粉增粘、纤维素醚提高保水性,探究了保温石膏的基础配比。通过减水剂降低标稠需水量、水泥增加水化产物、α型高强石膏取代、纤维增韧、骨料级配优化等多种手段对保温石膏进行增强研究,并对其增强机理进行了分析。研究了保温石膏、界面石膏砂浆和抗裂石膏砂浆的配比及性能,并对保温石膏外墙内保温系统的性能进行测试分析。脱硫建筑石膏凝结硬化快,密度较大,采用玻化微珠降低密度、缓凝剂调节凝结时间、乳胶粉增粘、纤维素醚提高保水性,确定了玻化微珠的掺量为45%...
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：102 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
外墙外保温材料火灾图片(来源百度)
重庆大学硕士学位论文4图1.2外墙内保温系统构造示意图Fig.1.2Schematicdiagramoftheexteriorwallinternalinsulationsystem1.3外墙保温材料国内外研究现状1.3.1A级不燃保温材料研究性状现行国家标准GB8624-2012《建筑材料及制品燃烧性能分级》将建筑材料及制品属性分为A级不燃材料、B1级难燃材料、B2级可燃材料、B3级易燃材料。GB50015-2014《建筑设计防火规范》明确提出了高层住宅建筑、人员密集场所的建筑、公共建筑和幕墙式建筑在超过一定高度以后，外保温材料应采用A级不燃保温材料。从现阶段国内保温材料市场来看，A级保温材料少之又少，经常应用在节能项目中的只有岩棉板、改性发泡水泥保温板、无机保温砂浆、玻化微珠保温板、泡沫玻璃保温板等，其基本性能如表1.2所示。表1.2常见外墙A级保温材料热物理性能参数[15]Table1.2ThermophysicalperformanceparametersofgradeAinsulationmaterials材料密度(kg/m3)导热系数(W/(m·k))岩棉板100~1500.04~0.048无机保温砂浆≤400≤0.085改性发泡水泥保温板250~3000.045泡沫玻璃保温板≤160≤0.052岩棉板是以天然岩石如玄武岩、辉绿岩、安山岩等为基本原料，经熔化、纤维化而加工而成的无机纤维板[16]，有平行纤维和垂直纤维两种类型，岩棉板干密度低、导热系数低、吸声效果好，但是岩棉板吸水率高，安装困难，特别在高层建筑中容易出现岩棉脱落等质量问题，尤其内部的丝棉危害身体健康。由于岩棉板与外
4保温石膏的增强研究37(a)blank(b)0.2%FDN(c)0.5%FDN(d)0.2%PC(e)0.5%PC图4.8减水剂对保温石膏硬化体晶体形貌的影响Fig.4.8Effectofwaterreducersonthemicrostructureofthermalinsulationgypsum综上所述，减水剂对保温石膏的增强作用机理为：在石膏浆体中，减水剂通过吸附作用，憎水性基团锚固在半水石膏颗粒表面，而亲水性基团则舒展在水溶液中，形成了双电导结构。由静电斥力或空间位阻效应，使石膏颗粒处于悬浮状态，有效排出絮凝结构中包裹的多余自由水，起到分散作用，从而增加保温石膏浆体流动性，减小标稠需水量。水膏比的减小，导致了硬化体中孔隙率降低，结构变得较为致密，从而大幅提高强度，这是减水剂增强作用的主要原因。此外，孔结构分布特征以及水化进程导致的二水石膏晶体形貌变化也是影响减水剂增强效果的两个重要因素。硬化体中大孔数量越少，平均孔径与最可积孔径减小，孔径细化，从而能有效避免应力集中现象，则对强度增加十分有利。由诱导期延长，析晶速率降低，水化进程缓慢导致的二水石膏晶体形貌呈粗大短柱状，晶体之间搭接较差，则对强度起到负面作用，降低增强效果。因此聚羧酸在掺量大于0.5%时，由于引气造成的孔径粗化以及水化进程延缓导致的二水石膏晶体呈粗大短柱状等，对强度的负面作用突显出来，大于减水率提高带来的正面作用，因此强度开始下降，增强效果遭到削弱。可见，减水剂对保温石膏的增强作用效果主要由三个因素决定：减水率的提高带来的硬化体孔隙率降低，而孔隙率越低，强度则越高；引气等造成的硬化体大孔数量增加，孔径粗化，对强度具有削弱作用；水化进程对硬化体中二水石膏晶体形
本文编号：3486697
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【文章页数】：102 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
外墙外保温材料火灾图片(来源百度)
重庆大学硕士学位论文4图1.2外墙内保温系统构造示意图Fig.1.2Schematicdiagramoftheexteriorwallinternalinsulationsystem1.3外墙保温材料国内外研究现状1.3.1A级不燃保温材料研究性状现行国家标准GB8624-2012《建筑材料及制品燃烧性能分级》将建筑材料及制品属性分为A级不燃材料、B1级难燃材料、B2级可燃材料、B3级易燃材料。GB50015-2014《建筑设计防火规范》明确提出了高层住宅建筑、人员密集场所的建筑、公共建筑和幕墙式建筑在超过一定高度以后，外保温材料应采用A级不燃保温材料。从现阶段国内保温材料市场来看，A级保温材料少之又少，经常应用在节能项目中的只有岩棉板、改性发泡水泥保温板、无机保温砂浆、玻化微珠保温板、泡沫玻璃保温板等，其基本性能如表1.2所示。表1.2常见外墙A级保温材料热物理性能参数[15]Table1.2ThermophysicalperformanceparametersofgradeAinsulationmaterials材料密度(kg/m3)导热系数(W/(m·k))岩棉板100~1500.04~0.048无机保温砂浆≤400≤0.085改性发泡水泥保温板250~3000.045泡沫玻璃保温板≤160≤0.052岩棉板是以天然岩石如玄武岩、辉绿岩、安山岩等为基本原料，经熔化、纤维化而加工而成的无机纤维板[16]，有平行纤维和垂直纤维两种类型，岩棉板干密度低、导热系数低、吸声效果好，但是岩棉板吸水率高，安装困难，特别在高层建筑中容易出现岩棉脱落等质量问题，尤其内部的丝棉危害身体健康。由于岩棉板与外
4保温石膏的增强研究37(a)blank(b)0.2%FDN(c)0.5%FDN(d)0.2%PC(e)0.5%PC图4.8减水剂对保温石膏硬化体晶体形貌的影响Fig.4.8Effectofwaterreducersonthemicrostructureofthermalinsulationgypsum综上所述，减水剂对保温石膏的增强作用机理为：在石膏浆体中，减水剂通过吸附作用，憎水性基团锚固在半水石膏颗粒表面，而亲水性基团则舒展在水溶液中，形成了双电导结构。由静电斥力或空间位阻效应，使石膏颗粒处于悬浮状态，有效排出絮凝结构中包裹的多余自由水，起到分散作用，从而增加保温石膏浆体流动性，减小标稠需水量。水膏比的减小，导致了硬化体中孔隙率降低，结构变得较为致密，从而大幅提高强度，这是减水剂增强作用的主要原因。此外，孔结构分布特征以及水化进程导致的二水石膏晶体形貌变化也是影响减水剂增强效果的两个重要因素。硬化体中大孔数量越少，平均孔径与最可积孔径减小，孔径细化，从而能有效避免应力集中现象，则对强度增加十分有利。由诱导期延长，析晶速率降低，水化进程缓慢导致的二水石膏晶体形貌呈粗大短柱状，晶体之间搭接较差，则对强度起到负面作用，降低增强效果。因此聚羧酸在掺量大于0.5%时，由于引气造成的孔径粗化以及水化进程延缓导致的二水石膏晶体呈粗大短柱状等，对强度的负面作用突显出来，大于减水率提高带来的正面作用，因此强度开始下降，增强效果遭到削弱。可见，减水剂对保温石膏的增强作用效果主要由三个因素决定：减水率的提高带来的硬化体孔隙率降低，而孔隙率越低，强度则越高；引气等造成的硬化体大孔数量增加，孔径粗化，对强度具有削弱作用；水化进程对硬化体中二水石膏晶体形
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