提高石膏膨胀珍珠岩复合墙体材料防水性能的研究
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提高石膏胶凝材料的强度和耐水性技术研究现状与问题摘要:石膏胶凝材料的低强度和耐水性差是其两大缺点,本文从在石膏中添加有机防水材料和无机胶凝材料及石膏含水率等三方面入手,探讨了提高石膏胶凝材料的强度和耐水性的几种方案。
关键词:石膏;强度;耐水性。
石膏作为一种气硬性胶凝材料,被广泛用作各类建筑制品的原材料。
但是由纯建筑石膏制造的石膏建筑制品存在两个很大的缺点:强度低和耐水性差。
这极大地限制了它的应用面,因此通常只是把建筑石膏制品应用于室内粉刷。
其具有轻质、防火、保温隔热、调湿、隔音等功能,且有装饰性好,不收缩、不开裂、施工方便、环保无味等特点。
传统的水泥砂浆抹灰材料,存在着易开裂、空鼓、落地灰多、凝结硬化慢等缺陷。
粉刷石膏的应用,明显地消除了传统抹灰材料的通病,并且增添了许多特种功能。
但是,软化系数低(一般在0.2~0.45 之间)、吸水率高、耐水性差、强度低等缺陷,使普通粉刷石膏的推广应用受到很大限制。
为了扩大石膏的范围,则必须提高粉刷石膏的强度和耐水问题。
这主要有两条途径:即掺加有机防水材料或无机胶凝材料。
加入有机防水材料固然能够提高石膏的耐水性,但是有机防水剂薄膜阻隔了硫酸钙晶体之间的结合,削弱了石膏制品的强度,另外防水剂填充或堵塞石膏的孔隙,降低了石膏的“呼吸”调湿功能。
石膏中掺加适量的无机胶凝材料,既可提高其耐水性,又可提高强度,同时还能保持其原有的特种功能,且成本较低。
一.无机胶凝材料对建筑石膏的强度及耐水性影响无机胶凝材料对石膏的改性主要是在石膏材料内加入水硬性掺合料。
常用的掺合料有:石灰、水泥、粉煤灰、化铁炉渣和高炉水淬矿渣粉。
改性机理为水泥和石灰的水化产物Ca2+、Ca(OH)2 能够将矿渣微粉和粉煤灰颗粒表面激活,在激发剂的配合下使其分解出(SiO4)4-、(AlO4)5-离子团进入液相,与Ca2+发生反应,生成水化硅酸钙和水化铝酸钙,进而与石膏中的硫酸钙发生水化反应,促进石膏胶凝体的初期强度;新生成的水化铝酸钙等又与半水石膏水化后生成的二水石膏反应,生成水化硫铝酸钙,填充、密实石膏孔隙,进一步增进强度。
《气凝胶膨胀珍珠岩的制备及其在水泥基材料中的应用研究》篇一摘要本文研究了气凝胶膨胀珍珠岩的制备工艺及其在水泥基材料中的应用。
首先,详细介绍了气凝胶膨胀珍珠岩的制备过程,包括原材料的选择、处理、气凝胶的形成及膨胀珍珠岩的制备。
接着,通过实验研究了其在水泥基材料中的掺入对材料性能的影响。
最后,通过分析实验结果,探讨了气凝胶膨胀珍珠岩在水泥基材料中的应用潜力及其优化建议。
一、引言随着建筑材料科技的不断发展,对建筑材料性能的要求日益提高。
气凝胶膨胀珍珠岩作为一种新型轻质材料,具有优异的隔热、防火、隔音等性能,因此在建筑领域具有广泛的应用前景。
将气凝胶膨胀珍珠岩与水泥基材料相结合,可以提高水泥基材料的性能,如提高强度、改善耐久性等。
因此,研究气凝胶膨胀珍珠岩的制备及其在水泥基材料中的应用具有重要的实际意义。
二、气凝胶膨胀珍珠岩的制备1. 原材料的选择制备气凝胶膨胀珍珠岩的主要原材料为珍珠岩矿石。
珍珠岩是一种具有良好可塑性和加工性能的岩石,经过高温加热后可以形成具有微孔结构的膨胀珍珠岩。
此外,还需选择其他辅助材料,如催化剂、粘结剂等。
2. 制备过程(1)珍珠岩矿石经过破碎、磨细后,与催化剂、粘结剂等混合均匀。
(2)将混合物进行高温加热处理,使珍珠岩矿石膨胀形成多孔结构。
(3)通过溶胶-凝胶法或超临界干燥法制备得到气凝胶膨胀珍珠岩。
三、气凝胶膨胀珍珠岩在水泥基材料中的应用1. 实验设计将气凝胶膨胀珍珠岩以不同比例掺入水泥基材料中,研究其对水泥基材料性能的影响。
实验设计包括不同掺量比例、不同粒径的气凝胶膨胀珍珠岩等。
2. 实验结果与分析(1)掺入气凝胶膨胀珍珠岩的水泥基材料在强度方面表现出较好的性能,特别是在早期强度方面有明显提高。
(2)气凝胶膨胀珍珠岩的加入可以改善水泥基材料的耐久性能,提高其抗渗性、抗裂性等。
(3)气凝胶膨胀珍珠岩的粒径对水泥基材料的性能有一定影响,适当粒径的气凝胶膨胀珍珠岩可以更好地发挥其增强作用。
《气凝胶膨胀珍珠岩的制备及其在水泥基材料中的应用研究》篇一摘要:本文探讨了气凝胶膨胀珍珠岩的制备工艺及其在水泥基材料中的应用研究。
通过对制备过程中的关键因素进行详细分析,研究了气凝胶膨胀珍珠岩的物理性能和化学性能。
同时,通过实验验证了其在水泥基材料中的增强效果和改善性能的作用,为气凝胶膨胀珍珠岩在建筑领域的应用提供了理论依据和实践指导。
一、引言随着建筑行业的快速发展,对建筑材料性能的要求越来越高。
水泥基材料因其优异的可塑性和耐久性而被广泛应用。
然而,传统水泥基材料存在一些缺陷,如易开裂、强度不足等。
为了提高水泥基材料的性能,研究人员不断探索新型材料和制备技术。
气凝胶膨胀珍珠岩作为一种新型轻质材料,具有优异的隔热性能、轻质高强等特点,因此在水泥基材料中具有广阔的应用前景。
二、气凝胶膨胀珍珠岩的制备1. 原料选择与处理气凝胶膨胀珍珠岩的制备原料主要为珍珠岩矿石。
首先,将珍珠岩矿石进行破碎、磨细等处理,得到一定粒度的珍珠岩粉体。
2. 制备过程(1)将珍珠岩粉体与有机硅烷进行表面改性处理,以提高其亲水性和分散性。
(2)将改性后的珍珠岩粉体与催化剂、发泡剂等混合,进行搅拌、发泡等工艺,制备出气凝胶膨胀珍珠岩浆料。
(3)将浆料进行干燥、烧结等处理,得到气凝胶膨胀珍珠岩产品。
3. 关键因素分析在制备过程中,关键因素包括珍珠岩粉体的粒度、表面改性程度、发泡剂种类及用量等。
这些因素对气凝胶膨胀珍珠岩的物理性能和化学性能具有重要影响。
三、气凝胶膨胀珍珠岩在水泥基材料中的应用1. 实验设计为了研究气凝胶膨胀珍珠岩在水泥基材料中的应用效果,设计了不同掺量(0%、5%、10%、15%)的气凝胶膨胀珍珠岩水泥基复合材料。
通过对比试验,研究其增强效果和改善性能的作用。
2. 实验结果分析(1)力学性能:随着气凝胶膨胀珍珠岩掺量的增加,水泥基复合材料的抗压强度和抗拉强度均有所提高。
当掺量为10%时,增强效果最为显著。
(2)耐久性能:气凝胶膨胀珍珠岩的加入有助于提高水泥基复合材料的抗裂性能和抗渗性能,降低材料的吸水率。
提高石膏胶凝材料的强度和耐水性技术研究现状与问题解读概述石膏胶凝材料是一种常用的建筑材料,在墙面装修、天花装修、装饰雕花、线条等方面得到广泛应用。
然而,石膏胶凝材料的强度和耐水性相对较弱,容易出现开裂、翘曲、吸潮等问题。
因此,提高石膏胶凝材料的强度和耐水性成为了当前的一个研究热点。
本文将从以下几个方面对石膏胶凝材料的强度和耐水性技术研究现状与问题进行解读。
技术研究现状加入增强材料研究发现,加入纳米晶硅、纤维素、碳纤维等增强材料可以有效提高石膏胶凝材料的强度和耐水性。
其中,纳米晶硅可以改善石膏胶凝材料的晶体结构,增强其硬度和抗压强度;纤维素和碳纤维则可以提高石膏胶凝材料的韧性和拉伸强度,使其更加耐久。
调整配方石膏胶凝材料中的配方成分会影响材料的物理性能。
因此,对石膏胶凝材料的配方进行适当调整也是提高其强度和耐水性的常用方法。
例如,在配方中增加一定量的石英砂、水泥、氢氧化镁等物质,可以使石膏胶凝材料具有更好的耐水性和抗压强度。
优化生产工艺生产工艺对石膏胶凝材料的物理性能也有一定影响。
在生产过程中,合理控制石膏胶凝材料的反应温度、干燥时间、压实力度等参数,可以有效提高其强度和耐水性。
存在问题与展望虽然石膏胶凝材料的强度和耐水性得到了提高,但是仍存在一些问题。
例如,在加入增强材料的过程中,可能会对石膏胶凝材料的成本产生不小的影响;而调整配方可能会影响石膏胶凝材料的施工性能等。
未来,需要进一步探索提高石膏胶凝材料的强度和耐水性的技术,解决以上存在问题,以满足不断发展的建筑装饰领域对高性能石膏胶凝材料的需求。
结论石膏胶凝材料的强度和耐水性是当前研究的重点。
加入增强材料、优化配方、优化生产工艺等方法可以有效提高石膏胶凝材料的强度和耐水性。
未来,可以通过进一步探索技术,解决存在问题,实现石膏胶凝材料在建筑装饰领域的更广泛应用。
NEWBUILDINGMATERIALS0前言目前,国内外提高石膏制品防水、防潮性能的措施大致可分为3类:一是,制品表面涂刷防水液及防水饰面,该方法简单,为美国、澳大利亚、加拿大和国内许多单位所常用。
该方法的最大缺点是砌筑材料、勾缝材料与石膏制品不粘结,增加施工难度。
二是,在石膏浆体掺加高分子聚合物,使石膏网状结晶结构上存在疏水性物质,从而阻塞毛细孔道,改变内表面物质,使内表面成为憎水性,阻止水的浸入,提高石膏制品的防水防潮效果[1-3],该方法的缺点是,虽达到防潮的目的,但要部分牺牲石膏制品的强度。
三是,保证石膏硬化浆体结晶结构的形成,在一定强度的前提下,减少网状结构的接触点数量,使石膏的物质与微观结构发生变化,形成不溶性物质,从而提高石膏制品的软化系数,该方法是今后的发展方向。
美国专利[4]介绍,把熔融的蜡质材料如石蜡、沥青等喷射到石膏浆中形成很细的石蜡或沥青颗粒,可以提高石膏制品的耐水性能。
在石蜡松香乳液的制备过程中,添加抗老化剂,对石蜡松香乳液进行改性,制备出一种新型石膏防水剂乳液,取得较好效果[5]。
本实验通过添加自制防水剂,使石膏膨胀珍珠岩复合墙体材料的防水性能得到明显提高。
1实验方法1.1自制防水剂在石膏制品中防水剂的稳定性是关键,聚合物在表面活性剂作用下分散成为细球形颗粒悬浮于水中,得到聚合物乳液防水剂,将其加入石膏浆体中时,防水剂中聚合物粒子的电性与浆体中石膏粒子的电性必须一致,否则将会导致防水剂产生絮凝,以致使聚合物粒子难以在浆体中分散。
一般聚合物乳液防水剂是在阴离子表面活性剂的参与下制得的,粒子带负电。
因此,应当在聚合物乳液中掺加保护性的非离子型表面摘要:通过添加自制防水剂石蜡-松香乳液使石膏膨胀珍珠岩复合墙体材料的软化系数得到提高(可达0.6以上),自制防水剂克服了其它防水剂虽提高软化系数(防水性能)但需牺牲强度较大的缺陷。
试验表明:自制防水剂分散在石膏浆体的连续相内,当石膏浆体在凝结、硬化时,失水后的憎水物质凝聚成一层防水膜,吸附在石膏硬化体结构的微孔壁极细微的网络化毛细孔中,阻碍了因毛细作用导致渗入的现象产生,从而降低了吸水率。
关键词:石膏;膨胀珍珠岩;复合墙体材料;防水性能;软化系数中图分类号:TQ177.3+7文献标识码:A文章编号:1001-702X(2006)10-0019-03Abstract:Thesofteningcoefficientofgypsum/expandedperlitecompositewallmaterialisincreased(over0.6)byaddingself-madewaterproofagentparaffin-rosinemulsion.Theself-madewaterproofagentovercomestheshort-comingsofothersi.e.increasethesofteningcoefficient(waterproof)whilelowerthestrength.Theexperimentsindi-catethatself-madewaterproofagentdispersesincontinuousphaseofgypsumslurry,duringgypsumslurrycoagula-tionandhardeningwaterlosshydrophobeagglomeratetoformalayerofwaterprooffilmwhichadsorbinlatticingcapillaryboreofhardenedgypsumstructureandobstructwaterabsorptionduetocapillaryaction,thusreducethewaterabsorption.Keywords:gypsum;expandedperlite;compositewallmaterial;waterproof;softeningcoefficient提高石膏膨胀珍珠岩复合墙体材料防水性能的研究张杰1,石宗利1,2,吴刊选1(1.兰州交通大学材料工程研究所,甘肃兰州730070;2.湖南大学复合材料研究所,湖南长沙410082)收稿日期:2006-05-31作者简介:张杰,男,1981年生,浙江新昌人,硕士研究生。
全国中文核心期刊19・・新型建筑材料2006.10活性剂。
防水剂除具备一定的化学稳定性外,还应具有较高的内聚力与粘附力,以便与石膏浆体混合时不产生气泡或在短时间内气泡消失[6]。
本实验将石蜡100g和松香100g加入带回流装置的三口烧瓶中加热至完全熔化,低速搅拌下慢慢加入预热至90℃按一定比例配好的硬酸酯、碱性活性剂、乳化剂、抗老剂混合物10g。
然后提高转速至1200r/min以上,慢慢加入定量的热水,保持转速15~20min后降低搅拌速度,并快速冷却至40℃以下,制得石蜡-松香乳液。
1.2试样制备本实验原材料采用甘肃景泰县喜泉乡黄河牌建筑石膏、兰州维尼龙厂生产的维尼龙短纤维、兰州市西固区珍珠岩厂生产粒度为100号的膨胀珍珠岩及自制防水剂乳液。
实验采用三联标准钢模,模具尺寸为:40mm×40mm×160mm。
试样采用室内自然养护。
实验以石膏为基体材料,以粉煤灰、生石灰作为掺合料,以膨胀珍珠岩作为轻骨料,以尼龙短纤维作为增强材料。
各成分配比为:m(石膏)∶m(粉煤灰)∶m(生石灰)∶m(膨胀珍珠岩)=10∶3∶0.5∶1,纤维含量为总量的0.1%。
实验时先将膨胀珍珠岩浸泡在防水剂乳液中,使珍珠岩充分吸收防水剂乳液后再添加其它材料。
试样制备流程如图1所示。
图1试样制备工艺流程1.3性能测试取6个干燥试样,其中3个试样浸泡在20℃水中24h后取出,用湿毛巾擦去试样表面的浮水,在YE—30试验机上分别测干抗压强度、湿抗压强度,并计算其软化系数。
新型墙体材料的防潮性能,按GB/T3029—1995、JC/T829—1998、JC/T698—1998中产品防潮性能的规定:软化系数应不低于0.6。
2实验结果与讨论软化系数是评价石膏制品耐水性好坏的一项指标,材料长期在水作用下不破坏,强度也不显著降低的性质称耐水性,材料耐水性能以软化系数表征。
本试验通过在石膏基复合材料中添加自制石蜡-松香防水剂乳液来提高软化系数。
表1是水膏比为0.7时,添加不同含量的自制防水剂乳液,测试得到的石膏基复合材料性能。
由表1可以看出,石膏基复合材料的强度和软化系数与自制防水剂掺加量密切相关。
当掺加量大于1.2%时,石膏基复合材料的软化系数均超过0.6,但当掺加量为2.4%时,石膏基复合材料的抗压强度大幅度下降。
因此,自制防水剂掺加量宜控制在1.0%~2.0%。
表1添加自制防水剂石膏基复合材料性能表2是在石膏基复合墙体材料中分别添加掺量为1.6%的自制防水剂和有机硅防水剂,以及不添加防水剂的产品性能比较。
表2添加不同防水剂对石膏基复合材料性能的影响由表2可以看出,添加自制防水剂的复合材料与不添加防水剂的复合材料相比初始强度没有明显降低,而软化系数却有明显提高。
添加有机硅的复合材料,软化系数虽然达到0.6以上,但强度下降较大。
自制防水剂克服了其它防水剂虽提高软化系数(防水性能)但牺牲强度较大的缺陷。
吸水率是影响材料软化系数的重要因素,由表2还可看出,添加自制防水剂使材料的吸水率显著降低。
这是由于防水剂和石膏浆体均匀混合后,防水剂分散在石膏浆体的连续相内。
当石膏浆体在凝结、硬化时,既吸收周围憎水物质中的水,失水后的憎水物质凝聚成一层防水膜,吸附在石膏硬化体结构的微孔壁极细微的网络化毛细孔中,当石膏制品遇水时,因细微网络中的防水膜阻碍了因毛细作用导致渗入的现象产生,从而降低了吸水率。
3结语添加自制防水剂的方法使石膏基复合材料满足GB/T3029—1995、JC/T829—1998、JC/T698—1998标准的防潮规自制防水剂掺量/%抗压强度/MPa软化系数初始吸水24h08.53.70.440.47.54.00.530.87.74.50.581.28.15.30.651.68.35.90.712.07.85.30.682.44.83.00.63防水剂种类抗压强度/MPa软化系数吸水率/%初始吸水24h无8.53.70.4447.2有机硅防水剂4.42.90.6623.8自制防水剂8.35.60.6724.1憎水剂膨胀珍珠岩自来水计量计量石膏掺合料增强材料混合搅拌混合搅拌入模成型计量张杰,等:提高石膏膨胀珍珠岩复合墙体材料防水性能的研究20・・大力发展新型墙体材料是改善建筑功能、提高资源利用率和保护环境的重要措施。
泡沫塑料使用一次后被丢弃,在自然环境下难以分解,从而形成一种现代污染现象,随着泡沫塑料用量的日益增大,污染日益严重。
在此社会大环境下,我们着手研究利用废旧聚苯乙烯泡沫塑料生产混凝土保温砌块。
该砌块生产工艺简单,自重轻,保温性能好,强度较高,制作过程中不仅不污染环境,而且还能消耗大量难以消解的废弃聚苯乙烯泡沫塑料,对消除白色污染起到了很好的作用,是一种新型的保温墙体材料。
1保温砌块配合比的确定为了确定聚苯乙烯泡沫塑料生产混凝土保温砌块的合理配方,本项目组进行了充分的调查研究,分析了各方面因素的影响,最终决定用正交试验来寻找各种原材料的合理配合比。
经过分析研究,影响本产品主要性能(强度和表观密度)的因素选取3个,即:水泥强度等级、单位水泥用量、增粘剂的掺量。
正交试验安排为三因素三水平L9(33),见表1。
此正交试验共进行9次,考核指标为强度和表观密度。
表1水平因素表[1]通过正交试验,得到本项目的最佳材料选用方案为:水泥选用42.5级,水泥用量为300kg/m3,增粘剂掺量为水泥质量的10%,砂子和水适量。
水平因素水泥强度等级(A)单位水泥用量/kg/m3)(B)增粘剂掺量/%(C)132.52000242.5300水泥质量的5%352.5400水泥质量的10%摘要:采用废旧聚苯乙烯泡沫塑料、水泥、增粘剂等为主要原料,采用“三明治”结构工艺来生产混凝土保温砌块。
用该生产工艺生产的混凝土保温砌块自重轻,保温性能好,强度高,且消化了大量的难以消解的废旧泡沫塑料,有利于环境保护和节约能源。
关键词:泡沫塑料;保温;砌块;试验研究中图分类号:TU522.3+4文献标识码:B文章编号:1001-702X(2006)10-0021-02定:软化系数大于0.6。
自制防水剂乳液对提高石膏膨胀珍珠岩复合墙体材料的防水性能具有明显效果,而且生产工艺简单,成本低廉,为石膏珍珠岩复合墙体材料的应用开发提供了一种新的方法。
参考文献:[1]杨玉启.防潮石膏板.石膏建筑,2002,6.[2]RobertL.Daridson:HandofWater—SolubleGumsandResins.McGraw—HillBookCo.1980.[3]朱盈豹.关于住宅传热、隔声、耐火极限等问题探讨.纵览建筑节能,2001,(6):56-57.[4]宋中健.耐水石膏研究.哈尔滨建筑大学学报,1997,30(4):83-87.[5]杨红平.轻质石膏基墙体复合材料研究.兰州交通大学学报,2004.[6]王坚.提高石膏制品防水性能的措施.科技情报开发与经济,2001,11(5):70-71.!泡沫塑料混凝土复合保温砌块的试验研究蔡丽朋1,赵磊2(1.洛阳大学土木工程学院,河南洛阳471023;2.平原大学建筑工程学院,河南新乡453003)收稿日期:2006-03-07作者简介:蔡丽朋,女,1971年生,河南洛阳人,讲师。