聚合物改性水泥基泡沫混凝土的试验研究
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聚合物水泥泡沫保温材料的研究1 李应权2,徐洛屹2,扈士凯2,罗宁3,段策2,秦洪友3(2:建筑材料工业技术监督研究中心,北京,100024;3:北京中建国信科技开发中心,北京 100024)【摘要】本文介绍了我国建筑节能的现状,提出建筑节能必须与防火安全并举,介绍了水泥基泡沫材料的概念与类型。
本项目对聚合物水泥泡沫材料的关键组分—聚合物、泡沫剂及多种专用外加剂的制备及其性能进行了研究,设计开发了配套使用的新型发泡机,通过材料配方与制备工艺的优化集成,制得了性能优异的聚合物水泥泡沫材料,并通过SEM、XRD等现代测试分析手段对泡沫材料的微观形貌、水泥水化进程、固化机理进行了分析研究。
研究结果表明:聚合物水泥泡沫材料是一种技术性能、经济效益和社会效益都十分突出的新型节能保温材料,在实现建筑节能的同时,保证防火安全和使用寿命。
【关键词】聚合物水泥泡沫材料;泡沫剂;发泡机;干表观密度;导热系数;抗压强度0前言随着全球工业化进程的发展,世界性的能源紧缺矛盾日益突出,而我国的能源短缺状况尤为严重。
建筑能耗是我国能源消耗的大户,尤其是北方地区,采暖能耗超过当地社会总能耗的40%。
我国建筑物的保温隔热性能普遍很差,单位面积采暖能耗约为发达国家的2-3倍,我国建筑取暖一般以煤为主,据统计每年采暖燃煤排放二氧化碳约1.9亿吨,排放二氧化硫约300万吨,严重污染环境、破坏人类生存环境。
因此,中国要走可持续发展道路,必须大力推行建筑节能。
我国“十一五”规划纲要提出,到2010年全国城镇建筑节能率将达到50%,其中,各特大城市和部分大城市、北方寒冷地区节能率将达到65%,这样就对保温材料及其配套技术提出了新的要求。
目前,国内外常用得保温材料有聚苯乙烯泡沫塑料(EPS、XPS)、聚氨酯硬质泡沫体(PU)等,优点是轻质、保温性好。
但这些有机泡沫材料易老化,不能与建筑物同寿命,在建筑物使用期内,需要多次更换保温层,浪费大量人力、物力、财力。
一、实验名称:活性泡沫混凝土实验二、实验目的:1. 了解活性泡沫混凝土的基本性能和制备方法。
2. 掌握泡沫混凝土的制备过程和影响因素。
3. 评估活性泡沫混凝土在工程中的应用前景。
三、实验原理:活性泡沫混凝土是一种轻质、多孔、保温、隔热性能良好的建筑材料。
它是通过在水泥浆体中加入泡沫剂,使其产生大量微小气泡,从而形成泡沫混凝土。
泡沫混凝土的密度、强度、导热系数等性能与泡沫的稳定性、尺寸和分布密切相关。
四、实验器材及设备:1. 搅拌机2. 泡沫发生器3. 水泥4. 砂5. 水玻璃6. 容量筒7. 压力试验机8. 导热系数测定仪9. 烘箱五、实验步骤:1. 泡沫制备:- 将水玻璃溶解于水中,配制成水玻璃溶液。
- 将泡沫发生器与搅拌机连接,启动搅拌机。
- 将水玻璃溶液倒入搅拌机中,同时逐渐加入水泥和砂,搅拌均匀。
- 当混合料呈均匀糊状时,关闭搅拌机。
2. 泡沫混凝土制备:- 将泡沫剂溶解于水中,配制成泡沫剂溶液。
- 将泡沫剂溶液倒入泡沫发生器中,产生泡沫。
- 将泡沫倒入搅拌机中,与水泥浆体混合均匀。
- 将混合料倒入容量筒中,刮平表面,静置24小时。
3. 性能测试:- 测量泡沫混凝土的密度、抗压强度和导热系数。
- 将试件放入烘箱中,在105℃下干燥24小时,测量干燥密度。
六、实验结果:1. 活性泡沫混凝土的密度:500 kg/m³2. 活性泡沫混凝土的抗压强度:0.5 MPa3. 活性泡沫混凝土的导热系数:0.05 W/(m·K)4. 活性泡沫混凝土的干燥密度:480 kg/m³七、实验分析:1. 泡沫混凝土的密度与其泡沫稳定性、尺寸和分布密切相关。
实验结果表明,活性泡沫混凝土具有较高的密度,说明泡沫稳定性较好。
2. 活性泡沫混凝土的抗压强度较高,说明其具有一定的力学性能。
3. 活性泡沫混凝土的导热系数较低,具有良好的保温隔热性能。
八、结论:活性泡沫混凝土是一种轻质、多孔、保温、隔热性能良好的建筑材料,具有广阔的应用前景。
第33卷第2期硅酸盐通报Vol.33No.22014年2月BULLETIN OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY February ,2014聚合物改性水泥基材料的研究进展衡艳阳1,赵文杰2(1.南阳理工学院基建处,南阳473004;2.长春工业大学化学工程学院,长春130012)摘要:普通混凝土与水泥砂浆具有许多优点,但其抗渗性差,在腐蚀性介质的作用下其使用寿命缩短。
加入聚合物是解决这一问题的一种有效途径,并且聚合物能够显著改善水泥材料的性能。
论文介绍了用于改性水泥砂浆和水泥混凝土的聚合物的种类,探讨了聚合物水泥基材料的改性机理,介绍了聚合物水泥基材料的应用及存在的问题,并据此对聚合物水泥基材料的研究进行了展望。
关键词:聚合物改性水泥基材料;性能;改性机理;研究进展中图分类号:TQ174文献标识码:A 文章编号:1001-1625(2014)02-0365-07Research Development of Polymer Modified Cement Based MaterialsHENG Yan-yang 1,ZHAO Wen-jie 2(1.Infrastructure Construction Department of Nanyang Institute of Technology ,Nanyang 473004,China ;2.Institute of Chemical Engineering ,Changchun University of Technology ,Changchun 130012,China )作者简介:衡艳阳(1969-),女,硕士,讲师.主要从事建筑材料方面的研究.通讯作者:赵文杰.E-mail :zhaowenjie@mail.ccut.edu.cn Abstract :The common concrete and cement mortar have many advantages ,but their poor permeabilityresistances ,under the action of corrosive medium ,the service life was shorten.Joining the polymer is aneffective way to solve this problem.Furthermore ,polymer can significantly improve the performance ofthe cement-based materials.The kinds of polymer are introduced in modified cement mortar andconcrete.The modified mechanism and application of polymer cement based materials are discussed.Theproblems and future applications of polymer cement based materials are pointed out.Key words :polymer modified cement based material ;property ;modified mechanism ;researchdevelopment 1引言普通混凝土与水泥砂浆由于具有原料丰富、价格低廉、抗压强度高、生产工艺简单、用途广泛、适应性强等众多优点,以使其成为世界范围内应用最广、用量最大的一种建筑材料。
泡沫混凝土的研究进展及应用摘要:近年来,泡沫混凝土在工程中得到了广泛的应用。
它是一种多孔材料,具有轻质、隔热、吸声、不燃、抗震等优良特性,能更好地满足建筑节能的要求,提高建筑的安全性。
因此,许多学者研究了掺和剂、发泡剂、骨料、外加剂、纤维、微孔结构等因素对泡沫混凝土的影响。
目前,泡沫混凝土已广泛应用于建筑节能、结构减载、基础回填等领域。
关键词:泡沫混凝土;性能;应用引言泡沫混凝土是一种轻质多孔材料。
它与泡沫玻璃、泡沫陶瓷和泡沫铝一起被称为四种无机泡沫材料,是四种无机泡沫材料中最大、最有前途的一种。
它是迄今为止功能性最大的散装无机轻质材料之一。
它的发明和应用为混凝土开辟了一个特殊的应用领域。
今后,泡沫混凝土将深刻影响人们的生活,造福社会的各个方面。
它的意义不久将变得显而易见。
1泡沫混凝土的发展历程我国泡沫混凝土的发展始于20世纪50年代末,前苏联先进的泡沫混凝土技术和工程应用传入我国,我国开始了泡沫混凝土生产的热潮,并开始形成规模。
但是,由于中苏关系的破裂和文化大革命的影响,我国泡沫混凝土的生产和应用在未来20年基本处于停滞阶段,其发展受到很大影响。
泡沫混凝土在我国的复兴是从现浇开始蓬勃发展的。
20世纪90年代末,泡沫混凝土屋面保温现浇技术首次从韩国传入我国,并在东部沿海地区得到迅速成功的发展。
随着新世纪建筑节能和墙体材料改革的发展,建筑保温越来越受到人们的重视。
泡沫混凝土近10年来发展迅速,进入了发展的高峰期。
在我国大部分地区,特别是北方需要采暖的地区,都有泡沫混凝土的研究和应用实例,主要用于墙体保温和地板采暖保温层,极大地促进了泡沫混凝土的发展和推广。
研发超低密度、高性能泡沫混凝土是未来发展趋势,进一步扩大其应用范围,发挥泡沫混凝土保温材料轻质、隔音、保温、防火、耐久性、环保、安全、低成本等优越性能,可以弥补传统保温材料的诸多缺陷2泡沫混凝土的研究进展2.1掺合料对泡沫混凝土性能的影响在泡沫混凝土的研究中,掺合剂的种类和掺量对泡沫混凝土的自重和抗压强度有很大影响。
浅谈泡沫混凝土国内外研究现状1.发泡剂的研究现状Savoly等用烷基醚硫酸盐和烷基硫酸盐合成了一种表面活性剂类发泡剂,并将其应用于石膏板等墙体材料中。
Sommer等用烷基磺酸盐、聚氯乙烯、聚丙烯酸醋及藻酸盐这4种物质合成了一种有机发泡剂。
在这种发泡剂中,烷基磺酸盐占的比例最大,约占发泡剂质量分数的45%,这种有机发泡剂被用于屋面装饰和地面涂层。
IshiJima等将铝粉与R(OA)m PO4R1R2混合,研制出水分散性铝粉浆体,这浆体可作为发泡剂使用。
Raul等对油菜籽蛋白质水解产物用烷基氯进行改性后制备出了稳定的泡沫。
Horiuchi等通过对蛋白质进行酶催化修饰成功研制出一种发泡剂,并进一步研究了这种发泡剂产生的泡沫与分子结构之间的关系。
Ram等和Kell等分别通过向发泡剂中加入水溶性高分子物质和阳离子表面活性剂来提高泡沫的稳定性。
Martin和Winnik分别探究了蛋白质的网状结构和表面活性剂的烷基链长度对发泡剂产生的泡沫性能影响。
尚红霞等先用阴离子表面活性剂A和非离子表面活性剂B合成了AB型复合发泡剂,然后用AB型复合发泡剂、防腐剂、稳泡剂及水研制成了一种用于制备泡沫混凝土砌块的发泡剂,并使用此发泡剂成功制备出了干密度为853 kg/m3,抗压强度为2.5 MPa和吸水率为21.8%的泡沫混凝土砌块。
中国建材研究院与玉湖新材料科技开发有限公司联合研制出了一种白色粉状憎水型发泡剂,这种发泡剂发泡速度快,产生的泡沫稳定时间长,泡沫孔径较小,且有利于提高泡沫混凝土的憎水性。
刘永兵等和赵晓东等都合成了阴离子型发泡剂。
王容沙等用两性离子型、阴离子型和非离子型表面活性与稳泡剂复合研制出了一种性能优良的发泡剂。
王翠花等通过水解牛蹄角得到了一种蛋白型发泡剂,并通过添加外加剂改善泡沫的性能。
郭平等用十二烷基二甲胺氧化物、十二烷基磺酸钠和聚乙烯醇这3种物质合成了COM型发泡剂。
马秋等研究发现,改性硅树脂聚醚乳液加入发泡剂中可有效提高泡沫液膜的自修复能力和弹性,从而提高液膜的承压能力。
浅析聚合物改性发泡混凝土应用常见问题及解决办法随着我国社会不断进步和发展,在建筑工程方面聚合物改发性发泡混凝土在应用过程中具有轻质、保温效果好、防水性能好等不同的优点。
但是即使是这样的材料在具体应用过程中也会出现一些问题。
本篇文章对于聚合物改发性发泡混凝土应用过程中存在的问题及相关解决方法做出了一些具体分析和讨论。
标签:聚合物改性;发泡混凝土;常见问题;解决方法;1、前言最近这些年我国社会在建筑方面关于节能减排越来越重视,并且随着科学技术的不断发展在建筑材料改革方面已经取得了非常显著的效果。
在聚合物改发性发泡混凝土的应用方面我国起步较晚,对于生产技术和相关研究也没有进行很好的掌握。
因此以下将对于聚合物改发性发泡混凝土应用做出具体阐述。
2、聚合物改发性发泡混凝土特点聚合物改发性发泡混凝土早在20世纪初期就已经在发达国家得到了应用,最近这些年我国对于节能减排方面的工作正在逐渐受到重视,随着建筑工程方面正在逐渐和全世界的建筑领域进行接轨一些节能新型材料在建筑方面也在我国得到了非常广泛的应用。
并且随着科学技术的不断发展,对于这项材料技术的发展也正在逐渐重视。
聚合物改发性发泡混凝土的应用具体性能主要表现在以下几个方面。
首先这个材料在应用过程中具有密度低和低质量的优点。
聚合物改发性发泡混凝土的应用密度大约为300~1200 kg/m之间。
此材料比日常应用的材料在质量方面轻大约百分之三十作用。
这样的质量条件下可以有效降低整体建筑结构和基础报价的设立。
并且在整体建筑应用的减震方面也具有非常良好的性能。
其次这个材料的应用具有很好的保温性和隔热性,这是因为这种材料内部有着许多独立的小孔,这些小孔在内部并没有相互连接,并且具体重量保证适当在180-1400kg/m之间时,这样的材质的导热一般在0.047-0.355w/之间,具有这样性质的材料在建筑工程方面而言是非常合适的保温并且隔凉隔热的材料。
聚合物改发性发泡混凝土在应用过程中也具有可泵性,并且也有很强的防水性能。
《泡沫混凝土力学性能及其弹塑性损伤本构研究》篇一一、引言泡沫混凝土作为一种新型的建筑材料,因其具有轻质、高强、保温隔热等优异性能,被广泛应用于建筑、道路、桥梁等工程领域。
其力学性能及损伤本构研究对于指导工程设计、优化材料性能和提高工程结构安全性具有重要意义。
本文将针对泡沫混凝土的力学性能及其弹塑性损伤本构进行研究,为进一步推动泡沫混凝土的应用提供理论支持。
二、泡沫混凝土的基本性能泡沫混凝土主要由水泥、骨料、泡沫剂和水等组成,其内部结构呈现出多孔性特点。
相较于传统混凝土,泡沫混凝土具有更低的密度和更高的孔隙率。
此外,其还具有较好的可加工性、耐久性和环保性能。
这些基本性能使得泡沫混凝土在工程领域中具有广泛的应用前景。
三、泡沫混凝土的力学性能研究泡沫混凝土的力学性能主要包括抗压强度、抗拉强度、抗弯强度等。
针对这些性能,国内外学者进行了大量的实验研究。
实验结果表明,泡沫混凝土的力学性能受到原材料配比、孔隙率、骨料种类和大小等因素的影响。
通过优化配比和工艺参数,可以提高泡沫混凝土的力学性能,满足不同工程的需求。
四、弹塑性损伤本构模型研究泡沫混凝土在受力过程中会经历弹性、弹塑性和损伤等阶段。
为了描述这些阶段的力学行为,需要建立合适的本构模型。
目前,针对泡沫混凝土的弹塑性损伤本构模型研究尚处于初步阶段。
本研究将基于经典弹塑性理论,结合泡沫混凝土的实际力学行为,建立适用于泡沫混凝土的弹塑性损伤本构模型。
该模型将考虑材料的非线性、弹塑性变形和损伤演化等因素,以更准确地描述泡沫混凝土在受力过程中的力学行为。
五、实验验证与分析为了验证所建立的弹塑性损伤本构模型的准确性,我们将进行一系列的实验室实验。
实验将包括不同配比和孔隙率的泡沫混凝土试件在单调加载和循环加载下的力学行为测试。
通过对比实验结果与理论模型的预测值,评估模型的适用性和准确性。
同时,结合实验结果分析泡沫混凝土在弹塑性变形和损伤演化过程中的力学特性,为优化材料性能和指导工程设计提供依据。
聚合物改性水泥基材料研究摘要:本文通过查阅文献,较为详细地对聚合物改性水泥基材料的发展历史,研究背景以及未来的研究方向做了阐述,此外简单的介绍了三种常用的水泥基复合材料,并总结了水性环氧树脂及聚乙烯醇两种聚合物掺入水泥中对水泥性能的影响,参考前人的聚合物改性水泥试验,主要对其拌和方式、凝结时间、吸水率、密度与含气量、力学性能进行了研究,并与普通水泥进行对比,证实了聚合物水泥较之普通水泥在性能上得到很大程度上的改善,取得良好的改性效果。
最后,介绍了聚合物改性复合材料的工业产品及其性能,同时展望了此类材料在土木领域的应用前景。
关键词:聚合物;改性机理;水泥基材料;应用The modification of cement by polymer materialAbstract: Through literature review, a detailed discussion on the history, research background and future research directions of polymer modified cement-based materials are given. Besides, three commonly used cement-based composite materials are briefly introduced and an exposition is made on the influence of two polymers (the waterborne epoxy resin and polyvinyl alcohol) mixed into the cement on its performance. By referring to previous polymer-modified cement tests, the mixing mode, setting time, water absorption, density, gas content and mechanical properties were studied and by comparing with ordinary cement, it is proved that polymer cement can largely improve the performance comparing to ordinary cement, and can achieve good modification effect. Finally, the application of polymer-modified composites on architecture and roadworks are given in detail, including both its mechanism and specific cases, also the application prospect of such materials in civil engineering.Keywords: polymer; modification mechanism; cement-based materials; application1 概述1.1聚合物水泥基材料的概述人类在很久以前就开始了对无机胶凝材料的使用[1],其中水泥无疑是一个很重要的代表。
[摘要]采用化学发泡的方法研究影响泡沫混凝土抗压强度的因素,在水灰比0.53、发泡剂掺量5.0%、搅拌机转速3000r/min 、搅拌时间60s 时,纯水泥泡沫混凝土性能最优,28d 干表观密度为294kg/m 3,抗压强度为0.848MPa ,导热系数为0.069W/(m ·K )。
研究掺加VAE 乳液对泡沫混凝土的影响,在水灰比0.48、水泥质量0.5%的调凝剂碳酸锂、0.3%稳泡剂、5.0%的发泡剂、料浆温度27℃~29℃、搅拌速度3000r/min 、搅拌时间60s 、VAE 掺量2.4%时,28d 干密度为364.3kg/m 3,抗压强度为1.58MPa ,导热系数为0.072W/(m ·K ),比同密度下不掺VAE 乳液的28d 抗压强度增加了41.1%,明显起到了增强作用。
通过SEM 对泡沫材料进行微观结构分析,泡沫混凝土孔结构变得更加细小均匀,导热系数降低。
[关键词]聚合物;VAE 乳液;泡沫混凝土;化学发泡聚合物改性水泥基泡沫混凝土的试验研究赵春新张智强段东方(重庆大学,重庆400045)1前言泡沫混凝土具有轻质、保温隔热、隔音耐火、抗震、防水等性能,已在建筑工程中得到广泛应用[1-4]。
但传统的泡沫混凝土强度低、脆性大、易塌模开裂[5],改善其脆性增加其塑性变形能力尤为重要。
高聚物化学性质稳定,具有优良的弹性、可塑性、机械性能(抗拉、抗弯、抗冲击等)。
醋酸乙烯-乙烯共聚乳液(VAE 乳液)是一种典型的高聚物,无毒无味,属于绿色环保产品,同时还具有良好的柔软性、成膜性、粘结性和广泛的相容性,被广泛应用于粘合剂、涂料、地毯、纸张处理及水泥改性与建筑、包装等领域[6-7]。
目前,将VAE 乳液添加到水泥泡沫混凝土中,对改善其性能具有重大意义[8],但尚需进一步的研究。
2试验部分2.1试验原料水泥:重庆拉法基水泥厂42.5R 普通硅酸盐水泥;外加剂:有机盐类稳泡剂、透明液体状化学发泡剂、调凝剂碳酸锂,均为市售化学纯产品;聚合物:市售乙烯-醋酸乙烯共聚乳液(VAE 乳液)。
2.2试验设备GFJ-1.1搅拌分散多用机、5E-DHG 电热恒温干燥箱、KZJ-500型电动抗折试验机、微机控制电子万能试验机、KRM-1型导热系数测定仪、TESCAN VEG -A ⅢCMH 扫描电镜。
2.3试验方法本试验采用化学发泡法。
发泡机理为[9-11]:发泡剂在水泥浆体的碱性环境中发生分解反应,在短时间内生成大量气体,气体与料浆混合后,料浆包裹住气泡产生体积膨胀。
试验中聚合物改性泡沫混凝土试件的制备过程为:将发泡剂与VAE 乳液及水等液体类原料按照一定搅拌速率搅拌1min 左右,将水泥与适当比例固体外加剂混合均匀加入到液体类原料中,按照一定搅拌速率搅拌2min 左右,然后注入试模,静停发泡,养护。
试验中采用的40mm ×40mm ×160mm 试件,使用KZJ-500型电动抗折试验机测试其抗折强度,微机控制电子万能试验机测试其抗压强度;采用KRM-1型导热系数测定仪测试200mm ×200mm ×60mm 和200mm ×200mm ×20mm 试件的导热系数,并用TES -CAN VEGA ⅢCMH 扫描电镜观察其微观结构。
3试验结果与讨论3.1水泥泡沫混凝土基准配合比的确定大量研究发现,影响泡沫混凝土的强度和密度的主要因素有:温度、水灰比、发泡剂掺量、搅拌速度和搅拌时间等[12-14]。
本试验在一定发泡温度下,研究了上述因素对水泥泡沫混凝土基本性能的影响,相关试验结果如下。
3.1.1水灰比的影响保持水泥的量不变,掺入水泥质量0.34%的调凝剂碳酸锂、5.0%发泡剂SY 和0.3%稳泡剂YS ,在室温条件下,料浆温度为27℃~29℃,分别试验了水灰比为0.47~0.55时,发泡试件的抗压强度和容重,试验结果见图1、图2。
由图1、图2可知,水灰比与抗压强度大致呈线性关系,水灰比从0.47到0.55变化时,抗压强度与试件容重均呈下降趋势;当水灰比达到0.5时,下降趋势减缓;当水灰比增加到0.55时,抗压强度与试件容重均严重下降,分别为10.2%和22.6%。
这是因为随着水灰比的逐渐增大,单位体积内的水泥相对减少,而水泥是泡沫混凝土强度的主要来源。
当水灰比为0.53时,制备出的泡沫混凝土容重较低,且强度值相对较高,因此,确定在试验中水灰比选用0.53。
3.1.2发泡剂掺量的影响试验中,保持水灰比为0.53,掺入水泥质量0.34%的调凝剂碳酸锂、0.3%稳泡剂YS,料浆温度为27℃~29℃,转速为2500r/min不变,分别试验了发泡剂SY掺量为水泥用量的4.2%~5.5%时,试件的抗压强度和容重,试验结果见图3、图4。
由图3、图4可知,随着发泡剂掺量的增大,试件的抗压强度及容重均降低,发泡剂掺量在4.8%~5.1%范围内时,抗压强度和容重都相对稳定,试验中选择发泡剂掺量为5.0%。
3.1.3搅拌机转速的影响试验中,保持水灰比为0.53,掺入水泥质量0.34%的调凝剂碳酸锂、0.3%稳泡剂YS,5.0%的发泡剂SY,料浆温度为27℃~29℃,分别试验了转速为1000r/min~6000r/min时,试件的抗压强度和容重,试验结果见图5、图6。
由图5、图6可知,试件的抗压强度随着搅拌机转速的增加而增加,到2500r/min时达到最大,之后趋于稳定;试件的容重随着搅拌机转速的增加而呈降低趋势,3000r/min之后变化不明显。
而且随着转速的增加,试件的孔结构趋向于均匀细小,在3000r/min之后无明显变化,确定搅拌机转速为3000r/min。
3.1.4搅拌时间的影响保持其他量不变,本次试验搅拌时间从60s~150s,单位变量为30s,所得试验结果见图7、图8。
由图7、图8可知,抗压强度随着搅拌时间的增加呈略微降低趋势,而试件容重随之增大,因为搅拌时间过长将会对发泡剂的分解速度产生影响,破坏气泡与水泥浆体之间的界面结构关系,导致内部孔结构遭到破坏,从而强度降低,容重增加。
本试验选择搅拌时间为60s。
根据上述试验结果,水泥泡沫混凝土的基准配合比确定为:水灰比0.53,水泥质量0.34%的调凝剂碳酸锂、0.3%稳泡剂,5.0%的发泡剂,料浆温度为27℃~29℃,搅拌机转速为3000r/min,搅拌时间为60s,此时的干表观密度为294kg/m3,28d抗压强度为0.848MPa,导热系数为0.069W/(m·K)。
3.2掺VAE乳液对水泥泡沫混凝土基本性能的影响在上述试验的基础之上,拟定VAE乳液掺量为水泥量的1%~5%,单位变量为1%。
当VAE掺量仅为1%时就出现了塌模现象,随着VAE掺量的增加,塌模现象更加严重。
分析其原因:VAE乳液属于有机物,而大多数有机物对混凝土具有缓凝作用,导致水泥凝结硬化变慢,混凝土早期强度低,出现塌模现象。
3.2.1水灰比的影响保持其他量不变,分别试验了水灰比为0.46~0.53时的塌模情况,所得试验现象见表1。
当水灰比从0.53变化到0.49时,泡沫混凝土出现了塌模现象;当水灰比为0.48时,出现轻微塌模现象。
选择水灰比为0.48。
3.2.2调凝剂掺量的影响保持水灰比为0.48,VAE掺量3%,其他条件不变,改变调凝剂的量,试验数据及现象见表2。
由表2可知,当水灰比为0.48,调凝剂掺量为水泥质量的0.46%时,已经不会出现塌模现象。
选择碳酸锂掺量为水泥质量的0.5%。
3.2.3VAE掺量的影响保持水灰比0.48,水泥质量0.5%的调凝剂碳酸锂、0.3%稳泡剂YS,5.0%的发泡剂SY,料浆温度为27℃~29℃,搅拌机转速为3000r/min,搅拌时间为60s 不变,掺加0%~5%的VAE乳液,所得试验数据见图9、图10。
由图9、图10可知,随着VAE掺量的增加,7d、28d抗压强度呈增大趋势,当VAE掺量为0%~2.4%变化时,抗压强度强度逐渐增大,2.4%~5%变化时,又呈下降趋势,2.4%时达到最大值,且此时容重也较低;3d抗压强度呈降低趋势,因为有机物对混凝土有缓凝作用,导致早期强度降低;VAE乳液对泡沫混凝土抗压强度的增强作用是比较明显的,达到了84%。
在VAE掺量为2.4%时,28d干密度为364.3kg/m3,28d抗压强度为1.58MPa,导热系数为0.072W/(m·K)。
3.3水泥基泡沫混凝土的微观形貌分析分别对不同VAE掺量的试件进行了微观结构分析,对试件同一位置放大不同倍数并拍摄SEM照片,见图11~图14。
由图11~图14可知,未掺加VAE的水泥基泡沫混凝土孔隙较大且不均匀,掺入VAE后,大孔减少,细小均匀的空隙明显增多,且孔壁更加致密,因为VAE形成的膜结构能够将混凝土的毛细孔填充并将气体包裹住,使泡沫混凝土的性能得到改善。
3.4对比分析在干表观密度同为350kg/m3左右时,不掺VAE 乳液的泡沫混凝土28d抗压强度为1.12MPa,导热系表1不同水灰比下的试验现象水灰比0.530.520.510.50.490.480.470.46是否塌模严重严重严重部分塌部分塌轻微否否表2不同掺量碳酸锂的试验现象碳酸锂(%)0.340.380.420.460.50.540.58是否塌模是是是否否否否数为0.077W/(m·K);掺加VAE乳液时,28d 抗压强度为1.58MPa,导热系数为0.072W/(m·K),比不掺VAE乳液的28d抗压强度增加了41.1%,明显起到了增强作用。
同时,泡沫混凝土的孔结构变得更加细小均匀,导热系数降低。
4结论(1)试验研究了聚合物VAE乳液对泡沫混凝土性能的影响。
研究发现,VAE乳液的掺入会对泡沫混凝土起到缓凝作用,早期强度发展较慢,后期会有很大提高,对抗压强度起到明显的增强作用。
同时,泡沫混凝土的孔结构变得更加细小均匀,导热系数降低。
(2)在水灰比0.48,水泥质量0.5%的调凝剂碳酸锂、0.3%稳泡剂YS,5.0%的发泡剂SY,料浆温度为27℃~29℃,搅拌机转速为3000r/ min,搅拌时间为60s的条件下,VAE乳液的最佳掺量为2.4%,28d干密度为364.3kg/ m3,28d抗压强度为1.58MPa,导热系数为0.072W/(m·K),比不掺VAE乳液的28d抗压强度增加了41.1%,明显起到了增强作用。
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