碱矿渣泡沫混凝土的研制与性能研究
发布时间：2022-01-11 00:25
碱激发矿渣胶凝材料材料强度高、水化热低,水化速度快,耐久性能优异。本文以此胶凝材料为基材,研制碱矿渣泡沫混凝土,克服传统泡沫混凝土轻质高强无法兼备、干缩大等问题。本文从优化基体和泡孔两方面开展试验研究。先采用新型激发剂激发胶凝材料,有效提高基体强度。在此胶凝材料中采用物理发泡方式引入泡沫制成泡沫混凝土,经单因素实验和正交设计实验,系统地研究水灰比、泡沫掺量、稳泡剂掺量对碱矿渣泡沫混凝土工作性能、强度性能和孔结构的影响,得到高强的碱矿渣泡沫混凝土。在此基础上进一步研究了纤维和轻质骨料对泡沫混凝土的增强、增韧、减缩的效果。研究结果表明:（1）采用新型激发剂可以得到性能良好的碱矿渣胶凝材料,本文使用的ASJ激发剂比传统的Na OH、水玻璃有着更好的激发效果,用其激发得到胶凝材料的28d抗压强度达到48.6MPa,抗折强度达到11.6MPa。（2）水灰比、泡沫掺量和稳泡剂掺量影响碱矿渣泡沫混凝土的结构,进而影响混凝土的性能。其中水灰比和泡沫掺量的影响最为明显,随着二者的增大孔隙率、平均孔径、孔的圆度值均增大,干密度、强度相应降低。通过优化泡沫混凝土组成,得到了干密度542kg/m3<...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：105 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
配合比不当时，试块发生分层[38]
合肥工业大学专业硕士研究生学位论文-18-但其主要利用荷载挠度曲线的裂后段进行计算，不适于本实验中的曲线。而JSCESF中的强度法需要用到挠度为支座跨度的1/150时的数据，也不适用于本实验。因此采用Marcin[79]、詹奇淇[15]等人使用的绝对能量法来衡量泡沫混凝土的弯曲韧性。断裂能的测试使用三点弯曲韧性实验，记录试块从受力到破坏之间消耗的能量，即为试块的断裂能，它是控制断裂机制的主要参数[80]，可以很好地表征韧性。三点弯曲示意图如图2.1所示，实际操作中使用配有三点导轨的WDW电子万能试验机进行相关操作。将试块中心与支座中心、压力机力传感器的中心保持在一条直线上，以5mm/min的加载速度进行加载，直至试件破坏，记录破坏时的最大荷载，保存试验力-位移曲线及数据。断裂能的计算公式如式2.5：（2.5）式中，：试块梁的断裂能；W0：荷载-位移曲线与X轴相围成的面积；m：试块在支座之间的部分的重量，取完整试块质量的1/L；g：重力加速度；：试块梁的变形位移；d/b：试块梁的高度、宽度。图2.1三点弯曲试验示意图(单位：mm)Fig.2.1Schematicdiagramofthree-pointbendingtest(unit:mm)
第四章碱矿渣泡沫混凝土的研制-27-第四章碱矿渣泡沫混凝土的研制4.1引言通过前期对胶凝材料强度的优化，现已得到一组性能较优的胶凝材料配比，而在胶凝材料确定的基础上，确定类型及用量适宜的水灰比、泡沫和添加剂才能使泡沫制品中的气孔部分质量得以保证。因此本文拟采用第三章实验中得到的配比进行碱矿渣泡沫混凝土的制备，在优化后的胶凝材料基础上加入发泡剂、稳泡剂等添加剂，研究它们对泡沫混凝土力学性能、孔结构等方面的影响规律，确定适合本实验的配比，从而制备出性能优异的轻质高强泡沫混凝土。本实验先从单因素研究入手，研究水灰比、泡沫掺量、稳泡剂掺量对泡沫混凝土流动度、干密度、抗压强度、抗折强度、含水率及孔结构参数的影响规律。对比实验后试块的性能，确定每个因素适宜的掺量范围，在其基础上进行三因素三水平的正交试验，根据实验结果，可得知三因素在何种掺量下能制备出性能最优的轻质泡沫混凝土。4.2水灰比对碱矿渣泡沫混凝土性能的影响本节研究水灰比对泡沫混凝土性能影响。保持稳泡剂掺量0.2%（为胶凝材料总质量的百分比），泡沫掺量15%（胶凝材料总质量的百分比）不变，设置水灰比变化区间为0.45、0.5、0.55、0.6（本实验中水灰比变化为保持胶凝材料用量不变，改变用水量。经前期探索实验，当碱矿渣泡沫混凝土的水灰比超过0.62时，会出现严重的塌模现象，如图4.1，因此本实验中水灰比设置不超过0.6）。具体实验结果如表4.1所示。图4.1水灰比过大，试块塌模Fig.4.1Whenthewater-cementratioistoolarge,thespecimencollapses
【参考文献】：
期刊论文
[1]玄武岩纤维对泡沫混凝土收缩开裂的影响[J]. 程新,詹炳根,周安. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2019(08)
[2]泡沫混凝土研究综述[J]. 刘超,苏敦磊,于琦,孟丹. 建设科技. 2018(19)
[3]泡沫混凝土研究新进展与应用现状[J]. 宋安祥,郭远臣,王雪,刘雪,何琴. 混凝土. 2018(09)
[4]聚乙烯醇纤维对碱矿渣泡沫混凝土性能的影响[J]. 白光,田义,余林文,王磊. 材料导报. 2018(12)
[5]一种两性聚羧酸减水剂对水泥净浆及混凝土早期性能的影响[J]. 何廷树,邹亚婷,杨仁和,徐一伦,李同新. 硅酸盐通报. 2018(06)
[6]矿渣基轻质泡沫混凝土的增强研究[J]. 嵇鹰,武艳文,杨康,张军. 硅酸盐通报. 2018(06)
[7]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)
[8]发泡水泥简论[J]. 王爽,陈艺通,杨奕,游胜勇,翁雅青,王慧宾,崔红敏,何国情,陈衍华,王云敏. 生物化工. 2017(03)
[9]建筑垃圾制备地聚合物基泡沫混凝土研究[J]. 汪海风,卢建磊,徐意,盛建松,丁新更. 新型建筑材料. 2016(10)
[10]碱矿渣加气混凝土制备与性能研究[J]. 江星,姚晓乐,王磊,杨凯,杨长辉. 硅酸盐通报. 2016(10)
硕士论文
[1]低密度泡沫混凝土的研制及改性[D]. 詹奇淇.合肥工业大学 2019
[2]粉煤灰-偏高岭土基地聚物超轻多孔材料的制备与性能[D]. 杨昊.合肥工业大学 2019
[3]碱矿渣泡沫混凝土的配合比、工程性能和孔结构研究[D]. 杨保先.青岛理工大学 2018
[4]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
[5]基于碳酸氢钠及硫酸铝发泡剂的发泡水泥性能研究[D]. 胡高远.成都理工大学 2018
[6]发泡矿渣基矿物聚合物的制备及性能研究[D]. 杨萍.西安建筑科技大学 2017
[7]木纤维混凝土抗压弯及吸声性能试验研究[D]. 文杨.湖北工业大学 2016
[8]超轻泡沫混凝土制备及性能研究[D]. 蒋俊.西南科技大学 2015
[9]超低密度泡沫混凝土的研究[D]. 孙庆丰.湖南大学 2013
本文编号：3581707
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：105 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
配合比不当时，试块发生分层[38]
合肥工业大学专业硕士研究生学位论文-18-但其主要利用荷载挠度曲线的裂后段进行计算，不适于本实验中的曲线。而JSCESF中的强度法需要用到挠度为支座跨度的1/150时的数据，也不适用于本实验。因此采用Marcin[79]、詹奇淇[15]等人使用的绝对能量法来衡量泡沫混凝土的弯曲韧性。断裂能的测试使用三点弯曲韧性实验，记录试块从受力到破坏之间消耗的能量，即为试块的断裂能，它是控制断裂机制的主要参数[80]，可以很好地表征韧性。三点弯曲示意图如图2.1所示，实际操作中使用配有三点导轨的WDW电子万能试验机进行相关操作。将试块中心与支座中心、压力机力传感器的中心保持在一条直线上，以5mm/min的加载速度进行加载，直至试件破坏，记录破坏时的最大荷载，保存试验力-位移曲线及数据。断裂能的计算公式如式2.5：（2.5）式中，：试块梁的断裂能；W0：荷载-位移曲线与X轴相围成的面积；m：试块在支座之间的部分的重量，取完整试块质量的1/L；g：重力加速度；：试块梁的变形位移；d/b：试块梁的高度、宽度。图2.1三点弯曲试验示意图(单位：mm)Fig.2.1Schematicdiagramofthree-pointbendingtest(unit:mm)
第四章碱矿渣泡沫混凝土的研制-27-第四章碱矿渣泡沫混凝土的研制4.1引言通过前期对胶凝材料强度的优化，现已得到一组性能较优的胶凝材料配比，而在胶凝材料确定的基础上，确定类型及用量适宜的水灰比、泡沫和添加剂才能使泡沫制品中的气孔部分质量得以保证。因此本文拟采用第三章实验中得到的配比进行碱矿渣泡沫混凝土的制备，在优化后的胶凝材料基础上加入发泡剂、稳泡剂等添加剂，研究它们对泡沫混凝土力学性能、孔结构等方面的影响规律，确定适合本实验的配比，从而制备出性能优异的轻质高强泡沫混凝土。本实验先从单因素研究入手，研究水灰比、泡沫掺量、稳泡剂掺量对泡沫混凝土流动度、干密度、抗压强度、抗折强度、含水率及孔结构参数的影响规律。对比实验后试块的性能，确定每个因素适宜的掺量范围，在其基础上进行三因素三水平的正交试验，根据实验结果，可得知三因素在何种掺量下能制备出性能最优的轻质泡沫混凝土。4.2水灰比对碱矿渣泡沫混凝土性能的影响本节研究水灰比对泡沫混凝土性能影响。保持稳泡剂掺量0.2%（为胶凝材料总质量的百分比），泡沫掺量15%（胶凝材料总质量的百分比）不变，设置水灰比变化区间为0.45、0.5、0.55、0.6（本实验中水灰比变化为保持胶凝材料用量不变，改变用水量。经前期探索实验，当碱矿渣泡沫混凝土的水灰比超过0.62时，会出现严重的塌模现象，如图4.1，因此本实验中水灰比设置不超过0.6）。具体实验结果如表4.1所示。图4.1水灰比过大，试块塌模Fig.4.1Whenthewater-cementratioistoolarge,thespecimencollapses
【参考文献】：
期刊论文
[1]玄武岩纤维对泡沫混凝土收缩开裂的影响[J]. 程新,詹炳根,周安. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2019(08)
[2]泡沫混凝土研究综述[J]. 刘超,苏敦磊,于琦,孟丹. 建设科技. 2018(19)
[3]泡沫混凝土研究新进展与应用现状[J]. 宋安祥,郭远臣,王雪,刘雪,何琴. 混凝土. 2018(09)
[4]聚乙烯醇纤维对碱矿渣泡沫混凝土性能的影响[J]. 白光,田义,余林文,王磊. 材料导报. 2018(12)
[5]一种两性聚羧酸减水剂对水泥净浆及混凝土早期性能的影响[J]. 何廷树,邹亚婷,杨仁和,徐一伦,李同新. 硅酸盐通报. 2018(06)
[6]矿渣基轻质泡沫混凝土的增强研究[J]. 嵇鹰,武艳文,杨康,张军. 硅酸盐通报. 2018(06)
[7]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)
[8]发泡水泥简论[J]. 王爽,陈艺通,杨奕,游胜勇,翁雅青,王慧宾,崔红敏,何国情,陈衍华,王云敏. 生物化工. 2017(03)
[9]建筑垃圾制备地聚合物基泡沫混凝土研究[J]. 汪海风,卢建磊,徐意,盛建松,丁新更. 新型建筑材料. 2016(10)
[10]碱矿渣加气混凝土制备与性能研究[J]. 江星,姚晓乐,王磊,杨凯,杨长辉. 硅酸盐通报. 2016(10)
硕士论文
[1]低密度泡沫混凝土的研制及改性[D]. 詹奇淇.合肥工业大学 2019
[2]粉煤灰-偏高岭土基地聚物超轻多孔材料的制备与性能[D]. 杨昊.合肥工业大学 2019
[3]碱矿渣泡沫混凝土的配合比、工程性能和孔结构研究[D]. 杨保先.青岛理工大学 2018
[4]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
[5]基于碳酸氢钠及硫酸铝发泡剂的发泡水泥性能研究[D]. 胡高远.成都理工大学 2018
[6]发泡矿渣基矿物聚合物的制备及性能研究[D]. 杨萍.西安建筑科技大学 2017
[7]木纤维混凝土抗压弯及吸声性能试验研究[D]. 文杨.湖北工业大学 2016
[8]超轻泡沫混凝土制备及性能研究[D]. 蒋俊.西南科技大学 2015
[9]超低密度泡沫混凝土的研究[D]. 孙庆丰.湖南大学 2013
本文编号：3581707
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