泡沫掺量对超轻质硫氧镁基泡沫混凝土性能的影响

硫氧镁水泥具有轻质、导热系数低、耐火等优点，将其制备成泡沫混凝土并应用于建筑外墙保温系统具有巨大的市场潜力。本文通过加入高稳定改性泡沫来调控超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的密度，并结合扫描电子显微镜(SEM)、光学显微镜(OM)等测试研究了气孔结构的变化，探究了密度和孔结构变化对超轻质硫氧镁基泡沫混凝土抗压强度和导热系数的影响。结果表明：随着高稳定改性泡沫掺量的增加，超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的气孔数量增多且平均孔径明显减小，密度逐渐减小，抗压强度逐渐降低；当泡沫掺量为250%(质量分数)时，超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的密度降低至88.33 kg/m³,导热系数降低至0.038 2 W/(m·K)。     

尾矿制备气泡混合轻质土的力学与抗冻性能研究

以尾矿制备气泡混合轻质土,研究了湿密度和尾矿质量掺量对轻质土力学和抗冻性能的影响,并研究了尾矿对轻质土气孔结构的影响。结果表明,气泡混合轻质土的抗压强度与湿密度成正相关,与尾矿掺量成负相关。当尾矿掺量达到45%(质量分数,下同)时,湿密度为700 kg/m³和800 kg/m³的轻质土抗压强度分别为0.97 MPa和1.40 MPa,相比未掺尾矿的轻质土强度分别下降约69%和66%。尾矿制备气泡混合轻质土具有良好的抗冻性,30次冻融循环中,湿密度为700 kg/m³尾矿掺量为0%~45%的轻质土抗压强度损失率均在15%以内,且抗压强度均大于0.80 MPa,提高湿密度等级可以进一步改善轻质土的抗冻性。尾矿的掺入会导致轻质土孔隙率和平均孔径增大,孔圆度降低,相比于未掺尾矿的轻质土,当尾矿掺量达到30%时,孔隙率增大3.58%、平均孔径增大16.7%、圆度值增加7.4%。     

再生微粉泡沫保温材料的制备及性能研究

采用湿泡沫拌合法以再生微粉(RP)为主要原料制备了泡沫保温材料,通过测量泡沫的稳定时间、浆体的流动特性与凝结过程,结合试件的抗压强度、干密度、孔隙率以及导热系数等指标,探讨了浆体组成对泡沫存活状态的影响规律以及RP的最大掺量。结果表明:泡沫的稳定性与浆体的黏度、凝结过程存在适宜的匹配状态,当水固比为0.80、浆体黏度为1.7 Pa·s左右、终凝时间小于30 min时,预制泡沫具有较好的存活状态;RP的最大掺量可达70%,所制备泡沫保温材料的抗压强度为1.15 MPa,导热系数为0.118 W/(m·K),符合JG/T 266—2011泡沫混凝土标准A06等级要求。     

发泡浆体流变特性对轻质混凝土匀质性的影响

为改善轻质混凝土匀质性,提升轻质混凝土力学性能,本文通过建立Herschel-Bulkley(H-B)塑性黏度计算模型,探究了发泡浆体流变特性对泡沫沉降和浆体中陶粒分布的影响。结果表明：随增稠剂掺量的增加,轻质混凝土发泡浆体的屈服应力和基于非线性H-B模型η_H-B=0.016 67K(80ⁿ-20ⁿ)(η_H-B为H-B模型得出的发泡浆体塑性黏度;K为一致性系数;n为流动指数)得到的塑性黏度增大,导致发泡浆体沉降距下降,陶粒在浆体中的分形维数提高;当发泡浆体塑性黏度大于1.74 Pa·s、屈服应力大于92.87 Pa时,可制备抗压强度大于10 MPa的轻质混凝土。由此可见,优化发泡浆体流变特性是克服陶粒在发泡浆体中易上浮问题的关键,可有效改善轻质混凝土匀质性,提升轻质混凝土力学性能。     

外加剂及泡沫对脱硫建筑石膏性能影响研究

研究聚羧酸类减水剂、蛋白质类缓凝剂与物理发泡类泡沫对脱硫建筑石膏性能的影响,结合微观形态分析影响机理,并建立回归模型,预测脱硫建筑石膏性能。结果表明,在掺入0.5%减水剂以及0.1%缓凝剂的条件下,泡沫导致脱硫建筑石膏内部气孔增多,孔径增大,脱硫建筑石膏密度、强度、软化系数及导热系数随泡沫掺量的增加而下降。当泡沫掺量为12%时,脱硫建筑石膏28 d干密度达到537.13 kg/m³,7,28 d抗压强度分别为1.63 MPa与1.87 MPa。回归模型预测结果表明,非线性拟合模型能够更好地反映出抗压强度、导热系数与密度的关系。     

EPS颗粒对超轻水泥基复合保温材料性能的影响

聚苯乙烯泡沫塑料颗粒(EPS颗粒)作为水泥基复合保温材料的超轻骨料,对水泥基复合保温材料力学性能、热工性能影响显著。以水泥为胶凝材料,EPS颗粒、混合材、泡沫剂和改性剂、水等为主要原料,采用物理发泡工艺制备干表观密度不大于120 kg/m³的超轻水泥基复合保温材料(UCIM)。通过设计不同体积掺量的EPS颗粒,分析EPS颗粒掺量对泡沫混凝土基体孔结构、超轻水泥基复合保温材料强度和热工性能的影响规律。结果表明,适宜掺量EPS颗粒可显著提高超轻水泥基复合保温材料抗压强度和抗拉强度,并确保超轻水泥基复合保温材料具有良好的热工性能,即通过EPS颗粒与泡沫混凝土基体的协同作用,协调力学性能和热工性能,制备出高性能超轻水泥基复合保温材料。     

水泥增强EPS复合材料的制备及其综合性能研究

文章利用三乙醇胺改性可发性聚苯乙烯（EPS）,将水泥浆体加入EPS树脂中制备水泥增强EPS复合材料,分析了EPS改性后的润湿性,并研究了复合材料的吸波性能、阻燃性能、保温性能和力学性能,以获取最佳的水泥掺量。结果表明：三乙醇胺改性EPS后,EPS颗粒的润湿性得到大幅提高。随着水泥浆体掺量增加,水泥增强EPS复合材料的吸波性能先增强后减弱,阻燃性能从B2级提高到A2级,导热系数逐渐增大,力学性能不断提高。当水泥浆体掺量为45%时,水泥增强EPS复合材料在8～18 GHz频段内,吸波能力为-17.8～-19.8 dB;导热系数符合标准要求,为0.052 2 W/（m·K）;抗压强度为0.31 MPa,抗折强度为0.27 MPa。当水泥浆体掺量为45%时,可以制备出综合性能优异的水泥增强EPS复合材料。     

矿物掺合料对泡沫混凝土的性能影响

研究了单掺粉煤灰、矿渣粉和复掺粉煤灰与矿渣粉对干密度为400 kg/m3泡沫混凝土的抗压强度、导热系数以及吸水率的性能影响.当粉煤灰掺量为10%时,可增加抗压强度,掺量为30%时显著降低导热系数和吸水率;当矿粉掺量为20%时,可增加抗压强度和降低吸水率,但导热系数却随掺量增大而变大;当复掺粉煤灰与矿渣粉取代50%水泥,复掺比例为2:3时,能增加抗压强度和降低吸水率,导热系数随复掺比例增大而变大.在泡沫混凝土中掺加矿物掺合料,不仅可以降低水化热,还可以减少泡沫混凝土的开裂程度,该项研究成果为今后泡沫混凝土在地基保温处理、屋面保温、地暖垫层等方面提供了应用价值.     

基于响应曲面法的粉煤灰泡沫混凝土配合比优化

为了对粉煤灰泡沫混凝土进行配合比优化,首先通过比较不同激发剂组合和掺量对粉煤灰胶砂强度的影响,确定粉煤灰激发剂掺量,然后通过单因素试验,确定泡沫混凝土中粉煤灰、CaSt和H₂O₂的最佳掺量范围,最后基于Box-Benhnken响应曲面法研究粉煤灰、CaSt和H₂O掺量对泡沫混凝土抗压强度、干密度和导热系数的影响,建立响应面模型,探究各因素及交互作用的影响程度,获得最优配合比。结果表明,采用4.5%(质量分数,下同)Na₂SO₄和4.5%Ca(OH)₂的双掺激发组合显著提高了粉煤灰胶砂的性能。粉煤灰与H₂O₂掺量交互作用对抗压强度影响显著,CaSt与H₂O₂掺量交互作用对干密度影响显著,粉煤灰与CaSt掺量交互作用对导热系数影响显著。当水胶比为0.5、粉煤灰掺量为20.7%、CaSt掺量为1.9%、H₂O₂掺量为2.9%时,能够...     

聚氨酯填充型泡沫混凝土复合材料的性能研究

将不同掺量聚氨酯(PU)加入泡沫混凝土(FC),研究聚氨酯填充型泡沫混凝土(FC/PU)复合材料的性能。结果表明:随着PU掺量的增加,FC/PU复合材料的导热系数不断降低,阻燃性能变差。PU掺量为0~4%时,随着PU掺量的增加,FC/PU复合材料的浆体黏度逐渐降低,气孔特性变好,抗压强度不断增大。PU掺量超过4%时,FC/PU复合材料黏度开始增大,气孔特性变差,抗压强度逐渐降低。PU掺量为4%时,FC/PU复合材料的综合性能最优,与未掺入PU相比,黏度降低62.7%,气孔特性较好,抗压强度提高75.0%,导热系数降低18.7%,阻燃性能仍能达到A1级。     

轨道车辆泡沫夹芯中顶板夹层设计与优化

轨道车辆的生产中大量采用平板铝合金或玻璃钢板件,产品质量偏重且材料容易出现下垂,满足不了车体轻量化与美观的需求。通过仿真与试验结合的方式研究酚醛泡沫、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)泡沫、聚氯乙烯(PVC)泡沫夹芯中的面板厚度、芯材模量对中顶板质量及下垂挠度的影响,测试了不同复合夹芯板的平拉强度、平压强度以及弯曲强度。结果表明:经过芯材选型优化后,平拉强度≥2 MPa、平压强度≥2 MPa、弯曲强度≥25 MPa、面密度≤7.5 kg/m²、下垂挠度≤2 mm的泡沫夹芯为中顶板的最优结构组成。     

基于碱式硫酸镁水泥的新型泡沫混凝土的制备及性能研究

以轻烧氧化镁粉、七水硫酸镁为水泥主要原材料,利用化学发泡法制备了容重为100~500 kg/m3的碱式硫酸镁水泥泡沫混凝土(BMSCFC),研究了容重、外掺粉煤灰等对BMSCFC物理性能的影响,并且比较了相同容重下的改性氯氧镁泡沫混凝土.结果表明:随着BMSCFC 容重的增大,其体积吸水率减小、导热系数和抗压强度增大;外掺粉煤灰增强了BMSCFC抗压强度的同时降低了其保温性能,外掺粉煤灰量为轻烧氧化镁粉质量的150%时,容重为402 kg/m3,抗压强度为2.22 MPa,导热系数为0.138896 W/(m· K);与改性氯氧镁发泡混凝土相比,碱式硫酸镁发泡混凝土具有更好的抗压强度和保温性能.     

硅酸盐水泥基复合电解质的制备及其在建筑储能器件中的应用

近几年,将水泥基复合材料用于建筑储能已成为研究热点之一。本文将硅酸盐水泥、丙烯酰胺(AM)混合制备了一种优化的水泥基复合结构电解质,并研究了AM质量分数分别为0%、25.0%、27.5%、30.0%、32.5%和35.0%时对结构电解质的离子电导率、力学性能及微观结构的影响。研究结果表明,增加AM的掺量有助于提高硅酸盐水泥基复合电解质的离子电导率,同时会不可避免地降低电解质的抗压强度。当AM掺量为30.0%时,可以使离子电导率和抗压强度达到理想平衡,抗压强度高达41.1 MPa,离子电导率最大为22.47 mS·cm^-1。此外,对结构电解质与还原氧化石墨烯(rGO)电极组装成一体式的结构超级电容器进行了一系列电化学性能测试,发现AM掺量为30.0%的硅酸盐水泥基复合电解质构成的结构超级电容器的面积比电容最大可以达到96.8 mF·cm^-2。在恒定电流为0.1 mA·cm^-2下充放电循环5 000次后,该结构超级电容器的面积比电容值保持率为91.08%,该结构超级电容器在建筑储能领域具有广阔的应用前景。     

泡沫掺量对发泡碱激发矿渣聚合物性能和孔隙特征的影响

以水玻璃激发矿渣为胶凝材料,采用压缩空气发泡方式制备了泡沫矿渣聚合物材料,通过Image-Pro plus(IPP)表征了不同泡沫掺量下泡沫矿渣聚合物的孔隙结构特征,并研究了泡沫掺量对泡沫矿渣矿物聚合物干密度、抗压强度和导热系数的影响.结果表明:当泡沫掺量为4.45%~10.70%(质量分数)时,随泡沫掺量增加,泡沫矿渣聚合物的孔隙率增加、平均孔径及孔圆度值增大,泡沫矿渣聚合物相应的干密度、抗压强度和导热系数均呈负指数关系降低且相关性强;当泡沫掺量为4.45%~12.00%(质量分数)时,所制备碱激发矿渣聚合物泡沫材料的干密度389~1325 kg/m3、抗压强度1.12~17.81 MPa、导热系数0.0813~0.2211 W/(m·K),其综合性能优于通用水泥泡沫混凝土制品.     

煤气化渣烧结制品的烧成制度研究

以煤气化渣为主要原料制备烧结制品,通过干混料的综合差热分析和样坯的烧成收缩预试验,再根据以往经验,选取升温速率(A)、烧成温度(B)和保温时间(C)三个因素,并分别选取2、3、4℃·min-1,1100、1150和1200℃,2、4、6 h为因素水平,选取烧结制品的体积密度、吸水率、耐压强度和热导率为评价指标,按正交表...     

Properties of lightweight expanded polystyrene concrete reinforced with steel fiber

Expanded polystyrene (EPS) concrete is a lightweight, low strength material with good energy-absorbing characteristics. However, due to the light weight of EPS beads and their hydrophobic surface, EPS concrete is prone to segregation during casting, which results in poor workability and lower strength. In this study, a premix method similar to the ‘sand-wrapping’ technique was utilized to make EPS concrete. Its mechanical properties were investigated as well. The research showed that EPS concrete with a density of 800-1800 kg/m³ and a compressive strength of 10-25 MPa can be made by partially replacing coarse and fine aggregate by EPS beads. Fine silica fume greatly improved the bond between the EPS beads and cement paste and increased the compressive strength of EPS concrete. In addition, adding steel fiber significantly improved the drying shrinkage.     

粉煤灰在水泥发泡轻质保温材料中的应用研究

以水泥、粉煤灰为主要原料,掺加适量激发剂、促凝剂和胶粉,利用自主研制的高效发泡剂,采用先独立发泡、再将泡沫与料浆混合的工艺方法制备粉煤灰/水泥发泡轻质保温材料.研究了不同粉煤灰掺量对保温材料干密度、抗压强度和导热系数的影响,并对各种外加剂的作用机理进行了探讨.结果表明,利用粉煤灰取代部分水泥可降低粉煤灰/水泥发泡轻质保...     

以硼砂为助熔剂使用含钛高炉渣制备发泡陶瓷

以紫色页岩、含钛高炉渣为原料,硼砂为助熔剂,碳化硅为发泡剂制备发泡陶瓷,通过对气孔率、闭孔率、孔径分布、表观密度、抗压强度、导热系数进行测量,研究了原料配比和硼砂添加量对发泡陶瓷气孔结构和物理性能的影响。结果显示:当原料中含钛高炉渣比例增加时,试样的平均孔径增加,气孔均匀性下降;硼砂的加入会使试样抗压强度降低,孔隙率增大,导热系数变小。当发泡陶瓷原料配比(质量分数)为高炉渣30%,页岩70%,添加4%的硼砂和0.2%的碳化硅时,制备出的发泡陶瓷的表观密度为0.374 g·cm^-3,导热系数为0.121 W·m^-1·K^-1,抗压强度为2.59 MPa,满足建筑外墙保温发泡陶瓷的要求。发泡陶瓷主要晶相为斜长石,同时伴有部分透辉石、石英和少量的铁板钛矿。