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.     

基于可控膨胀率全钢渣砂混凝土基本性能研究

为研究不同粒径钢渣砂对钢渣混凝土基本性能的影响,本文开展基于可控膨胀率全钢渣砂混凝土基本性能试验研究.试验结果表明:与普通混凝土相比,钢渣混凝土具有良好的和易性;随着钢渣取代粒径的减小,附加用水量逐渐增大,可满足新拌混凝土性能要求;钢渣混凝土抗压强度随着钢渣取代粒径的减小有所降低,但其膨胀率逐渐增大.当取代粒径小于0.3 mm时,钢渣可配置钢管膨胀混凝土;当取代粒径为0.3～0.6mm和0.6～1.18mm时,钢渣可配置自收缩平衡混凝土.     

蒸压加气混凝土砌块抗剪性能试验研究

对3组普通加气混凝土砌块试件和2组玻璃纤维加气混凝土砌块试件进行双面剪切试验,研究砌块强度等级、纤维体积率对加气混凝土砌块抗剪性能的影响;依据扫描电镜(SEM)结果,分析纤维对其抗剪性能的影响机理.试验结果表明:随着砌块强度等级提高其抗剪强度逐渐增大,B06级砌块的变形、抗剪强度比B05级分别提高14.3％、28.1％,B07级砌块的变形、抗剪强度比B06级分别提高18.5％、29.2％;纤维体积率2.5％的B06级蒸压加气混凝土砌块比不掺纤维B06级砌块的平均极限变形、初裂抗剪强度、极限抗剪强度分别提高10.5％、2.4％、4.9％,纤维体积率5％的B06级蒸压加气混凝土砌块比不掺纤维B06级砌块的平均极限变形、初裂抗剪强度、极限抗剪强度提高19.5％、7.3％、12.2％;玻璃纤维与水化产物形成的网络状三维支撑体系是增强其抗剪性能及变形的主要原因.     

B05级蒸压加气混凝土砌块生产控制难点及解决方法

蒸压加气混凝土砌块简称ACB。B05级ACB属于自保温无机保温材料,可以实现建筑结构一体化保温,但其正常生产过程中塌模率高,成型率低。通过对其生产过程工艺控制点分析,利用各种稳泡剂来解决浇注稳定性差、塌模率高的缺点,利用原材料的工艺配比调整来提高产品性能;并用抗压强度、干体积密度等物理指标作为检验生产控制的效果。这样的控制方法可以大大提高B05级ACB的产量及性能指标。     

改性污泥制备泡沫混凝土的可行性研究

由于污泥在建材利用安全性方面存在较多质疑,致使污泥的建材利用一直得不到广泛推广。鉴于此,本实验对剩余污泥进行了改性处理,对改性后获得的泥渣与污泥蛋白液的特性进行了分析,同时对不同泥渣与泡沫掺量下的泡沫混凝土强度和耐火特性进行了研究。结果表明,改性污泥制备泡沫混凝土不存在安全隐患,获得的污泥蛋白发泡剂具有良好的发泡性能。制备的泡沫混凝土具有良好抗压强度、抗折强度,满足行业标准;同时泡沫混凝土的干密度、抗压强度及抗折强度都随着泡沫量的增加而降低;随着污泥渣的增加,泡沫混凝土的干密度和抗折强度下降,抗压强度则呈现先增加而后降低的趋势,在污泥渣质量分数为4%时,抗压强度最佳。耐火试验显示泡沫混凝土具有良好的耐火性能。因此,应用改性污泥制备泡沫混凝土具有较强的可行性。     

轻质磷建筑石膏实心砌块的制备研究

以磷建筑石膏为胶凝材料,研究砌块基础配比、发泡剂稳定性和掺量、无机胶凝材料和复合外加剂掺量等制备因素对实心砌块表观密度和物理性能的影响.研究结果表明,在磷建筑石膏与粉煤灰质量比9∶1、石灰1.0％、泡沫液500 mL以及水灰比0.5条件下,制得磷建筑石膏实心砌块表观密度785 kg/m3、抗压强度4.04 MPa、软化系数0.35.砌块表观密度及强度分别达到JC/T 1062-2007《泡沫混凝土砌块》中B08密度等级(≤830 kg/m3)及A3.5强度等级(≥3.5 MPa)的要求.     

基于外加剂对石膏砌块后期强度的正交试验研究

以脱硫建筑石膏、水泥、矿渣、中和渣及硫酸钙晶须为原料制备石膏实心砌块,为优化工艺条件并提高砌块后期强度,研究采用正交实验方法进行试验,结果表明,影响石膏砌块28 d抗压强度的显著因素为晶须掺量、缓凝剂掺量和中和渣掺量,而水泥与矿渣配比和减水剂掺量为不显著影响因素.优化后的条件为:中和渣掺量为5.00％,硫酸钙晶须掺量为7.00％,水泥与矿渣配比为5:15,减水剂掺量为0.80％,缓凝剂掺量为0.06％,在此条件下可获得28 d抗折强度为7.74 MPa、抗压强度为31.10 MPa、软化系数为0.60的石膏实心砌块,且该砌块力学性能明显强于纯脱硫石膏砌块.研究对实现固废资源的综合利用及制备高质量的石膏砌块具有重要参考价值.     

发泡剂含量和发泡温度对无碱玻璃纤维废丝制备泡沫玻璃的性能影响

以无碱玻璃纤维废丝为主要原料,SiC为发泡剂,用烧结发泡法制备了高强度低密度保温泡沫玻璃。研究了发泡剂含量及发泡温度对泡沫玻璃气孔率、孔结构、表观密度、抗压强度和导热率的影响。研究结果表明,随着发泡剂含量的增加,孔径逐渐增大,表观密度和抗压强度降低,过多的发泡剂会导致大气孔的出现;随着发泡温度的提高,泡沫玻璃的气孔逐渐增大,表观密度呈现下降趋势,当发泡温度过高会导致大孔和连通孔的出现;当发泡剂含量为3wt%,发泡温度为950℃,保温时间为30min时制得的泡沫玻璃综合性能最佳,表观密度为0.216g/cm~3,抗压强度为8MPa,抗折强度为4MPa,吸水率为0.28%,导热系数为0.061W/(m·k)。     

反式-1,4-聚异戊二烯/高全同聚丁烯-1超临界发泡材料的制备及多级形状记忆性能

采用超临界二氧化碳发泡技术制备了反式-1,4-聚异戊二烯/高全同聚丁烯-1(TPI/iPB-1)共混发泡材料,考察了TPI/iPB-1质量比对材料发泡性能及形状记忆性能的影响。结果表明,对于未交联TPI/iPB-1共混材料,随着iPB-1用量的增加,发泡倍率逐渐降低,发泡效果逐渐变差;二级形状记忆性能应变固定率逐渐下降,回复率逐渐升高,回复时间逐渐缩短。对于交联TPI/iPB-1共混材料,随着iPB-1用量的增加,发泡倍率逐渐减小,大孔逐渐消失,小孔数目也逐渐减少;交联的TPI/iPB-1发泡材料具备三级形状记忆效应,随着iPB-1用量的增加,材料的应变固定性变好,应变回复性降低。     

水胶比、锂渣掺量和细度对混凝土抗压强度的影响研究

为了研究不同影响因素对锂渣混凝土抗压强度的影响,本文以水胶比、锂渣掺量和锂渣细度为考察因素,设计正交试验;通过极差和方差分析法分析各因素对锂渣混凝土抗压强度的影响大小,并进一步分析水胶比和锂渣掺量对锂渣混凝土抗压强度的影响规律.结果表明:水胶比是影响锂渣混凝土抗压强度的主要因素,其次是锂渣掺量,最次是锂渣细度;随着龄期的增长,锂渣掺量的影响逐渐显著,锂渣细度的影响逐渐消失.锂渣混凝土前期的抗压强度低于普通混凝土或与其相当,其28 d和60d抗压强度均大于普通混凝土.锂渣混凝土抗压强度随着锂渣掺量的增加而先增大后减小,锂渣的最佳掺量为20％.当水胶比分别为0.466、0.404(0.466)和0.530时,锂渣掺量为10％、20％和30％的混凝土抗压强度增长率为最大.     

碱激发矿渣-玻璃粉基泡沫混凝土性能研究

采用玻璃粉部分替代矿渣制备碱激发胶凝材料,研究了玻璃粉含量(10%、20%、30%、40%,质量分数)对碱激发矿渣-玻璃粉基(AASG)泡沫混凝土性能的影响。对AASG泡沫混凝土流动性、抗压强度、干燥收缩、吸水率、软化系数和抗冻性进行了研究,并通过扫描电子显微镜和X射线衍射仪对机理进行了分析。结果表明:10%~40%掺量的玻璃粉使AASG泡沫混凝土的流动性提高了5.0%~25.6%;抗压强度随玻璃粉掺量的增加先增大再减小,玻璃粉掺量为20%时,7 d和28 d抗压强度最高,与对照组相比分别提高15.0%和23.8%;玻璃粉掺量为20%时,AASG泡沫混凝土的干燥收缩、吸水率、软化系数和抗冻性最佳;SEM分析发现,玻璃粉有助于孔结构的优化和提高微观结构的致密性;XRD分析表明,AASG泡沫混凝土的主要反应产物为 C-(N-)A-S-H和水滑石。将玻璃粉作为矿渣的替代品来制备AASG泡沫混凝土是可行的,为其在回填工程和固废利用提供理论支撑。     

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。     

高强度低导热泡沫混凝土性能研究

在工程实践中,作为装配式建筑的墙体材料,既要有较好的保温隔热性能,又要满足一定的力学性能。轻质泡沫混凝土是一种很好的选择,但普通的泡沫混凝土材料在满足热工性能时其力学性能往往表现较差。本文提出一种高强度低导热泡沫混凝土制备方法,研究了水胶比、泡沫掺量、粉煤灰掺量和聚丙烯(PP)纤维掺量对泡沫混凝土的抗压强度和导热系数的影响,并采用扫描电镜(SEM)探究了粉煤灰和PP纤维对泡沫混凝土微观形貌的影响。结果表明:当水胶比为0.6、泡沫掺量为4%(质量分数,下同)、粉煤灰掺量为25%以及PP纤维掺量为0.2%时,泡沫混凝土的抗压强度较高且导热系数较低。     

New consolidation process inspired from making steamed bread to prepare Si3N4 foams by protein foaming method

A new consolidation process had been developed for preparing Si₃N₄ ceramic foams by using protein foaming method, which was inspired from the preparation of steamed bread. The main advantage of this consolidation process was no crack development during foamed slurry consolidation process. By using this new consolidation, Si₃N₄ ceramic foams with open porosities of 79.6–87.3% and compressive strength of 2.5–22 MPa were prepared. Protein addition and solid content on mechanical properties and pore structures of the as-prepared ceramic foams were investigated. Results indicated that the open porosity decreases with protein addition and solid content while compressive strength increased with solid content. With the increase of solid content, pores of the ceramic foams became regular in shape and uniform in size while both size and number of windows on the walls decreased.     

镍铁渣砂对泡沫混凝土孔结构及收缩开裂性能的影响

本文采用镍铁渣机制砂(简称镍铁渣砂)制备泡沫混凝土,研究镍铁渣砂对泡沫混凝土抗压强度、变形及收缩开裂的影响,并采用SEM、X-CT研究泡沫混凝土微观结构。结果表明,镍铁渣砂掺量为5%(质量分数,下同)时泡沫混凝土的抗压强度最高,而镍铁渣砂掺量超过10%时会引入界面缺陷,降低混凝土的强度。镍铁渣砂能够约束基体的变形,减少水泥用量,降低泡沫混凝土的收缩,提高其抗裂性能。当镍铁渣砂掺量由0%增加到20%时,泡沫混凝土的抗裂等级由V级提高到II级。镍铁渣砂具有作为泡沫混凝土生产原料的潜力。     

粉煤灰掺量对高性能自密实混凝土抗压强度发展影响分析

粉煤灰对自密实混凝土的工作性能、抗压强度和耐久性能等有着显著的影响。为了探究粉煤灰掺量对自密实混凝土抗压强度发展规律的影响,配制了粉煤灰掺量为30%、45%、60%(体积分数),水灰比为1.05、1.15、1.25(体积比)的自密实混凝土并进行立方体抗压强度试验,对其3 d、7 d、28 d、90 d抗压强度的变化规律进行了分析。结果表明,随着粉煤灰掺量的增加,混凝土抗压强度逐渐减小。然后对3 d/28 d、7 d/28 d、90 d/28 d的强度比值进行分析,结果表明,粉煤灰对混凝土早期强度影响较小,对后期影响较大。最后借鉴欧洲规范CEB-FIP探究了粉煤灰与水泥混合下的复合粉体对自密实混凝土抗压强度影响系数,为相关工程应用提供理论依据。     

粉煤灰加气混凝土砌体力学性能与节能效应分析

利用室内试验方法制备了粉煤灰加气混凝土砌块和砌体,分别测试了混凝土砌块的抗拉抗压强度和砌体的抗拉和抗剪强度,分析了砌体抗压和抗剪强度随砂浆厚度的变化规律。在此基础上,建立了粉煤灰加气混凝土砌体节能效应的FLAC 3D数值计算模型。研究表明:(1)粉煤灰加气混凝土砌块的抗拉压强度平均值分别为4.53 MPa和0.75MPa;(2)粉煤灰加气混凝土砌体的整体抗压和抗剪强度随砂浆厚度的增大而分别减小和增大;(3)粉煤灰加气混凝土砌体的平均传热系数小于普通灰砂砖砌体,且随砂浆厚度的增大而减小。     

基于正交试验的透水再生混凝土性能优化试验研究

透水混凝土在缓解城市内涝、噪音效应和热岛效应等方面具有广泛的应用前景,但多孔导致的强度偏低限制了其进一步推广应用。本文采用再生粗骨料和聚丙烯纤维配制高性能透水再生混凝土,设计五因素四水平正交试验,采用极差法分析水胶比、目标孔隙率、再生粗骨料取代率、粉煤灰掺量和聚丙烯纤维掺量对透水再生混凝土抗压强度、有效孔隙率、透水系数的影响规律。结果表明:透水再生混凝土抗压强度影响因素的主次顺序为目标孔隙率>再生粗骨料取代率>水胶比>聚丙烯纤维掺量>粉煤灰掺量;透水再生混凝土抗压强度最大为48.26 MPa,此时透水系数为1.96 mm/s;随着目标孔隙率的提高抗压强度呈线性下降的趋势;40%再生粗骨料等质量取代天然粗骨料后,透水再生混凝土的抗压强度达到28.7 MPa,提高119.08%,透水系数增加9.44%;掺入0.11%体积掺量的聚丙烯纤维后透水再生混凝土的抗压强度达到27.4 MPa,提高幅度为10.48%,而且透水性能不会降低。研究结果可以为高性能透水再生混凝土的制备提供依据。     

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.