碱矿渣泡沫混凝土的制备与性能研究

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矿渣胶凝材料为一种低碳环保节能绿色的建筑材料,将其制备成碱矿渣泡沫混凝土保温材料,可为国家建筑节能提供一种新型节能材料,能够进一步扩大碱矿渣胶凝材料的应用范围。现有报道多采用物理发泡方法制备碱矿渣泡沫混凝土,关于制备化学发泡碱矿渣泡沫混凝土的相关报道甚少。本论文的主要目的在于制备干密度等级为250 kg/m~3的化学发泡碱矿渣泡沫混凝土;研究了不同稳泡剂、水胶比、碱当量等基本配比参数对碱矿渣泡沫混凝土基本物理力学性能的影响;为了解决泡沫混凝土烘干过程中的开裂现象,改善泡沫混凝土性能,研究了掺聚合物纤维对碱矿渣泡沫混凝土基本性能的影响,在此基础上,研究了基本配比参数对掺聚合物纤维碱矿渣泡沫混凝土质量吸水率的影响。主要研究结果如下:(1)单掺植物蛋白稳泡剂虽能制备出干密度符合要求的碱矿渣泡沫混凝土,但其28d抗压强度过低,表明该稳泡剂与矿渣相容性不良。单掺硬脂酸钙稳泡剂时,泡沫混凝土28d抗压强度较大,但同时其干密度过大。单掺自制稳泡剂、硅酮酰胺、茶皂素时,碱矿渣泡沫混凝土干密度符合要求。(2)分别将硬脂酸钙与自制稳泡剂、硅酮酰胺、茶皂素三种稳泡剂两两组合复掺,试验结果表明:硬脂酸钙与硅酮酰胺或者自制稳泡剂复掺时,泡沫混凝土28d抗压强度较高,干密度偏大;硬脂酸钙与茶皂素复掺时,泡沫混凝土干密度符合要求,抗压强度优于单掺茶皂素时的,最佳组合掺量为:硬脂酸钙6‰、茶皂素1‰,此时泡沫混凝土28d抗压强度为0.21 MPa,干密度为251 kg/m~3。(3)随着碱当量提高,泡沫混凝土干密度下降,28d抗压强度提高;随着发泡剂铝粉掺量增大,泡沫混凝土28d抗压强度降低。(4)掺入聚合物纤维能够在一定程度上延缓碱矿渣泡沫混凝土烘干时的开裂,但会降低碱矿渣泡沫混凝土浆料的流动性,导致其干密度上升。PP纤维与PVA纤维相比,前者对泡沫混凝土28d抗压强度更有利,随着纤维长度减小、体积掺量降低,泡沫混凝土强度呈增加趋势。当掺入0.6 kg/m~3、长度为9 mm PP纤维时,碱矿渣泡沫混凝土28d抗压强度为0.34 MPa,干密度为268 kg/m~3。(5)同其他稳泡剂组合相比,硬脂酸钙掺量为6‰、茶皂素掺量为1‰时,掺聚合物纤维泡沫混凝土吸水率降至最低,为96.3%;随着水胶比、碱当量、铝粉掺量的提高,掺聚合物纤维泡沫混凝土吸水率提高。
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