碱矿渣水泥基钢结构防火涂料的制备及其性能研究

在以矿渣、膨胀蛭石、膨胀珍珠岩、氢氧化镁、氢氧化铝等为主要原料制备碱矿渣水泥基钢结构防火涂料(JKS)的基础上,引入以P·O42.5水泥为基料的防火涂料(PGJ)作为对比,采用小室法对2种涂料的干密度、抗压强度、粘结强度等性能进行对比。结果表明,JKS涂料的抗压强度、粘结强度和耐火极限均优于PGJ涂料。JKS涂料中的矿碱渣水泥比普通硅酸盐水泥具有一定优势,其基本性能符合GB 1497—2002《钢结构防火涂料》要求。     

碱矿渣泡沫混凝土配合比和孔结构研究

以矿渣掺量系数、溶胶比、碱当量为参数,进行三因素三水平的正交试验,得到以水玻璃为激发剂的碱矿渣泡沫混凝土的最优配合比。试验结果表明,三个因素中,碱当量对碱矿渣泡沫混凝土28d的抗压强度、干密度、导热系数的影响均为最高,其次是溶胶比,矿渣掺量系数影响最小。用Image-Pro Plus图像处理与分析软件对碱矿渣泡沫混凝土的孔结构进行分析,得到表征孔隙率、平均圆度系数、平均孔径、孔径分布等孔结构参数,分析可知碱矿渣泡沫混凝土的各项性能与其孔结构之间有着密切的联系,孔隙率和平均孔径越小,抗压强度越高、导热系数越大;碱矿渣泡沫混凝土的干密度与孔隙率有很好的相关性,相关系数R为0.9888。     

碳化对碱矿渣水泥石孔结构的影响

以水玻璃(WG)和氢氧化钠(NH)为碱组分配制碱矿渣水泥石（AASS）,采用氮吸附方法分析了这两种碱矿渣水泥石碳化前后的孔结构,并与硅酸盐水泥石（PC）作对比.结果表明：碳化前,以水玻璃为碱组分的矿渣水泥石比表面积最大,平均孔径最小,累积孔体积最大,最可几孔径最小;以氢氧化钠为碱组分的碱矿渣水泥石比表面积最小,平均孔径最大,累积孔体积最小,最可几孔径最大;而硅酸盐水泥石的比表面积、平均孔径、累积孔体积及最可几孔径均介于上述两者之间.碳化后,上述3种水泥石平均孔径、最可几孔径均减小;碱矿渣水泥石比表面积增大,硅酸盐水泥石比表面积减小.     

激发剂对隧道防火涂料粘结强度的影响

研究不同激发剂(氢氧化钠和硫酸钠)种类和浓度对碱矿渣隧道防火涂料性能的影响。采用拉伸粘结方法测试ATFC在冻融循环前后的粘结强度,通过孔结构和SEM研究ATFC的微观结构。研究结果表明,氢氧化钠(A组)和硫酸钠(B组)溶液质量分数分别为1%～10%和1%～5%时,随着浓度的增大,累计孔体积和平均孔径减少,界面过渡区的缝隙减小,粘结强度增大;质量分数分别在10%～20%和5%～20%时,随着浓度的增大,ATFC的累积孔体积、平均孔径以及孔径分布较接近,ATFC粘结强度变化不大。在相同溶液浓度情况下,A组粘结强度优于B组。     

防火涂料标准及检测方法

1．饰面型防火涂料饰面型防火涂料按GB／T15442．1－95《饰面型防火涂料性能分级》进行等级判定；按GB／T15442．2－95《防火涂料防火性试验方法──大板燃烧法》进行耐燃时间检测；按GB／T15442．3－95《防火涂料防火性能试验方法──隧道燃烧法》进行火焰传播比值检测；按GB／T154424－94《防火涂料防火性能试验方法──小室燃烧法》进行涂料质量损失和碳化体积机测。其防火性能技术指标和分级如表1。2．钢结构防火涂料按GB14907－94《钢结构防火涂料通用技术条件》和GB9978－88《建筑构件耐火试验方法》进行耐火性能检测和等级判…     

钢结构防火涂料各组分对耐火性能的影响

为了研究钢结构防火涂料中各组分对耐火性能的影响,通过SPSS软件对溶剂型膨胀性钢结构防火涂料的各个组分设计了正交试验,并通过模拟大板燃烧对不同配比防火涂料的耐火极限进行了试验。试验结果表明,膨胀炭层的致密性和耐烧蚀性对耐火性能影响更为重要。分析得出影响该体系防火涂料耐火性能的各组分顺序为：钛白粉>聚磷酸铵>季戊四醇>三聚氰胺>丙烯酸树脂。通过SPSS正交试验数据分析得到最优配方比例为聚磷酸铵∶季戊四醇∶三聚氰胺∶钛白粉∶丙烯酸树脂=500∶200∶225∶200∶220。 关键词：正交分析;钢结构;防火涂料;耐火性能     

碱矿渣混凝土氯离子扩散试验研究

采用氯离子非稳态自然扩散试验测试了碱矿渣混凝土的氯离子扩散系数,并与对比水泥混凝土进行比较。研究了水玻璃碱当量与模数对碱矿渣混凝土氯离子扩散系数的影响。结果表明:由于孔结构更好,碱矿渣混凝土氯离子扩散系数较对比水泥混凝土低,具有较好的抗氯离子侵入能力。水玻璃碱当量增加,碱矿渣混凝土氯离子扩散系数有所降低。碱当量一定时,氯离子扩散系数随模数增加,先呈现减小趋势,在模数为1.5左右达到最低值,随后氯离子扩散系数有增加趋势。不同于普通水泥混凝土,当碱当量与模数变化时,混凝土电导率不适合用于评价碱矿渣混凝土的孔结构。     

碳化对碱矿渣水泥浆体微观结构的影响

针对碱-矿渣水泥水化产物中不存在Ca(OH2)且碳化比较严重的现象,选择水玻璃作为碱组分,采用X-射线衍射(XRD)和可变真空扫描电子电镜(SEM)研究了碱-矿渣水泥浆体的碳化产物和微观形貌,结合氮吸附方法分析了碳化对碱-矿渣水泥浆体孔结构的影响.结果表明:碱-矿渣水泥浆体碳化导致的孔隙溶液Ca2+浓度降低由水化硅酸钙(C-S-H)凝胶脱钙补偿,碳化生成的碳酸钙主要以方解石的形式存在;碳化后,C-S-H凝胶的钙硅比降低,浆体的比表面积增大,平均孔径降低,而累积孔体积的变化与水玻璃的模数有关.     

碱激发矿渣泡沫混凝土改性研究

碱激发矿渣泡沫混凝土由于其轻质高强的特点有广泛的应用前景。在新拌浆体凝固之前,其泡沫的特性对碱激发矿渣泡沫混凝土的性能有很大的影响。因此,在制备过程中泡沫的聚结和塌陷的趋势给控制孔结构的性能带来挑战。通过使用可预测和可靠的方法来提高新拌泡沫的稳定性和控制碱激发矿渣浆体的凝结时间与流动性是实现多孔结构材料中泡沫均匀、稳定的有效手段。在本研究中,混合使用不同发泡剂的方法被用于提升泡沫的稳定性,以及普通硅酸盐水泥被用于调节碱激发泡沫混凝土的凝结时间和流动性的相关研究被开展,样品的气孔特性通过显微镜图片的数字图像分析获得。研究结果显示,上述两种方法均可以有效优化泡沫混凝土的孔径分布与平均孔径,最终碱激发矿渣泡沫混凝土的力学性能得到有效改善。与未改性的材料相比,密度同为1100kg/m~3的改性碱激发矿渣泡混凝土的强度提高幅度近55%,可达21.3MPa,导热系数为0.1959 W/(m·K),具有良好的应用前景。     

混凝土孔体积分形维数及其与氯离子渗透性和强度的关系

采用压汞法对含不同掺合料混凝土的孔分形结构进行了试验研究,测定了其孔体积分形维数,探讨了含不同掺合料混凝土的孔体积分形维数与氯离子渗透性能及强度的关系。结果表明:混凝土孔体积分形维数越大氯离子渗透系数越大;含不同掺合料混凝土的孔体积分形维数与氯离子渗透系数相关性由高到低依次为:粉煤灰矿渣石灰石水泥;含不同掺合料的混凝土的孔体积分形维数与强度相关性由高到低依次为:粉煤灰矿渣水泥石灰石。     

水泥砂孔隙特征对抗冻性影响的研究

通过抗冻性试验、压汞试验、孔间距系数试验测定了不同含气量下水泥砂的浆孔结构特征及其抗冻性,研究了抗冻性与孔结构之间的关系,此外,还分析了不同含气量水泥砂浆的抗压强度。试验结果表明:含气量的增加使水泥砂浆孔隙率、总孔体积、总孔面积、平均孔径均增加,孔间距系数减小,改善了其内部孔结构,孔径分布也比较均匀合理,虽然其强度有所降低,但大大提高了抗冻性。     

粉煤灰对碱—矿渣水泥及构件性能影响研究

在碱—矿渣中掺入粉煤灰,进行碱—矿渣水泥胶砂和碱矿渣混凝土试验研究,研究粉煤灰对碱—矿渣水泥凝结时间和粉煤灰掺量对碱矿渣混凝土抗压强度的影响,通过制作了将矿渣混凝土梁构件,研究碱矿渣混凝土梁挠度与裂缝等变形性能。研究结果表明,粉煤灰的掺量对碱—矿渣水泥凝结时间有显著影响,随粉煤灰掺量增加,碱—矿渣水泥的初凝时间和终凝时间都会增长;碱—矿渣混凝土抗压强度试验中,碱—矿渣混凝土的强度呈现出随粉煤灰的掺量增加而波动的趋势;碱矿渣混凝土构件,裂缝一旦出现会迅速发展,直至破坏,且破坏荷载小于普通混凝土;碱矿渣混凝土梁的挠度大于普通混凝土梁的挠度,对于受弯构件来说,不宜采用碱—矿渣水泥混凝土;粉煤灰的加入使碱-矿渣混凝土构件的破坏荷载减小、挠度减小。     

粉煤灰和矿渣掺量对混凝土组成、结构和性能的影响

对粉煤灰和矿渣掺量对混凝土的组成、结构和性能的影响采用SEM、TD-DTA、压汞法和加速碳化试验法等进行了研究。硅酸盐水泥数量是影响浆体中孔径≥10nm孔隙率的决定性因素。硅酸盐水泥数量和矿渣与粉煤灰的质量比是影响孔径≥100nm孔隙率的重要因素。混凝土抗压强度与孔径≥20nm孔隙率之间存在最大的相关性。掺粉煤灰和矿渣混凝土的抗碳化性能主要取决于硅酸盐水泥数量。当粉煤灰和矿渣总掺量固定时,混凝土抗碳化性能与孔径≥100nm孔隙率密切相关。     

新型混凝土钢结构厚型防火涂料的研制

为了使新型混凝土钢结构防火涂料研制过程中能够快速地进行配合比优化,通过一系列的试验分析了粉煤灰、膨胀珍珠岩粉、水含量和引气剂等对防火涂料导热系数的影响,对开发的材料在简单加载条件下按照火灾标准升温曲线进行高温模拟,作为快速进行防火保护材料的筛选依据,并对筛选出的防火涂料进行钢结构防火涂料耐火极限测试。结果表明:粉煤灰、膨胀珍珠岩粉、水含量以及引气剂都对材料的导热系数有影响,但是起决定性因素的是引气剂掺量;按所筛选出的配合比制备的防火涂料耐高温性能良好,且在高温加载下仍能保持完整性和很好的韧性;该类型防火涂料的导热系数与密度有着密切的联系,并给出了对应的模拟曲线。研制的新型混凝土钢结构厚型防火涂料的性能符合GB 14907—2002《钢结构防火涂料》规定的一级防火涂料要求。     

碱矿渣水泥体积收缩的控制方法

选择C4AF含量为15.5%的普通硅酸盐水泥熟料和偏高岭土作为碱矿渣水泥的体积收缩控制添加剂,通过砂浆抗压强度和自由收缩试验测试了收缩控制剂对碱矿渣水泥砂浆性能的影响.结果表明:含15.5%C4AF的普通硅酸盐水泥熟料能有效的改善碱矿渣水泥砂浆的自由收缩,并能显著提高早期强度;偏高岭土对碱矿渣水泥砂浆的自由收缩的改善作...     

硅酸钙复合纳米孔超级绝热钢结构防火板的研制

将具有中空结构硬硅钙石二次粒子和具有纳米孔结构的SiO2气凝胶采用真空复合,结合超临界干燥技术,制备硅酸钙复合纳米孔超级绝热材料,将此复合材料制成的纳米孔超级绝热板用于钢结构防火保护.对制得的复合防火板材进行了扫描电镜测试,结果表明,复合防火板中硬硅钙石二次粒子与SiO2气凝胶很好的复合在一起,并具有纳米孔结构;利用ANSYS有限元软件对普通防火涂料和复合防火板在钢结构应用中的防火性能进行对比分析,结果表明当采用紧贴包覆方法,包覆厚度为20 mm时,复合防火板的耐火极限是普通防火涂料耐火极限的2.5倍.     

超硫酸盐水泥的水化产物及孔结构特性

采用抗压强度试验、X射线衍射分析、电镜扫描及压汞仪法等测试技术,测试和分析了超硫酸盐水泥在不同龄期的强度、水化产物及孔结构,并将其与普通硅酸盐水泥、矿渣水泥对比,探讨超硫酸盐水泥的水化机理。研究结果表明,超硫酸盐水泥早期强度较低,但后期强度发展快,28d强度高于42.5普硅水泥;超硫酸盐水泥的主要水化产物为水化硅酸钙、钙矾石及少量石膏晶体,未见普硅水泥及矿渣水泥的主要水化产物氢氧化钙;90d时,超硫酸盐水泥硬化浆体的阈值孔径、最可几孔径、中孔孔径及平均孔径均小于普硅水泥和矿渣水泥,具有更小的孔隙率和更高的密实度,有效地促进了超硫酸盐水泥后期强度的增长。     

薄型钢结构防火涂料膨胀性能的调查分析

钢结构是主要建筑结构之一,随着经济的发展,钢结构应用的范围越来越广泛,特别是在工业建筑中的应用。但其耐火性能差是其致命弱点,因此,对钢结构进行防火保护意义重大,在实际工程中,涂装钢结构防火涂料是使用最为广泛也是较为经济的一种方法。随着防火涂料的大量使用,其防火性能的耐久性问题一直受到人们的关注。本文对通过现场取样的方法,对影响室内薄型钢结构防火涂料的耐久性的膨胀性能进行了调查分析,并且提出了相关建议。     

固态碱组分碱矿渣水泥抗硫酸盐性能研究

研究了固态碱组分碱矿渣水泥在硫酸盐侵蚀条件下的耐久性能。结果表明，固态碱组分碱矿渣水泥的抗硫酸盐侵蚀性能远高于硅酸盐水泥，其原因在于其水泥石具有较小的孔隙率和合理的孔径分布，并且水泥的水化产物中不含抗硫酸盐性能差的Ca(OH)2和高碱性水化硅酸钙。     

钢结构防火涂料现状及发展趋势

用钢结构防火涂料对钢结构进行防火保护，减少火灾损失的有效措施。本文介绍了钢结构防火涂料的应用情况和国内外钢结构防火涂料的研究现状、性能、水平及发展趋势，展望了钢结构防火涂料的发展前景。