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泡沫混凝土由于其质轻、保温隔热、隔音耐火等优点,最近几年在国内得到迅速发展,广泛应用,但是现在应用的泡沫混凝土密度大多都偏高在600kg/m3以上,在此密度等级的泡沫混凝土(除现场浇注外)与性能相似且技术相对较成熟的加气混凝土比较而言没有优势或优势不明显。虽然低密度等级的泡沫混凝土有很多优势,但还是用量少,主要是由于尘产工艺不健全,不使用特殊材料则凝结时间长,易塌模,气泡不均匀,从而导致产品难于正常成型或者强度较低,难于达到墙体材料或其它工程用材料对强度的要求。
针对以上问题,本文对B04级煤矸石泡沫混凝土进行较系统的研究。煤矸石取代水泥量对泡沫混凝土工作性能、力学性能以及干湿循环性能的影响研究结果表明:掺入磨细煤矸石能够缩短泡沫混凝土的凝结时间,不仅利于泡沫混凝土的成型,而且还可以提高泡沫混凝土的力学性能;当煤矸石取代水泥的量达70%时强度达到最高。三种养护方法(标准养护、低压蒸养、60℃温养)对煤矸石泡沫混凝土强度影响的研究结果是:在低压蒸养条件下养护8h强度可以达到2.5MPa以上,60℃温养需要7d才能达到此强度,而标准养护强度发展缓慢,经过至少6个月才能达到2.0MPa。采用XRD及SEM对煤矸石泡沫混凝土的水化产物物相和微观结构进行分析,结果表明,煤矸石泡沫混凝土质轻高强的原因可能是:煤矸石的二次水化消耗了Ca(OH)2以及煤矸石微粒的“骨架”作用。泡沫混凝土的体积稳定性、抗冻性能、热工性能对比实验结果表明:煤矸石泡沫混凝土的线性收缩较大,吸水膨胀也大;煤矸石泡沫混凝土冻融循环后破坏方式是层层剥落,而剩余的部分强度受损失并不高。优选出与煤矸石及泡沫适应性好的早强剂是CaCl2或者CaCl2与NaN02的复合体,其他所选种类的早强剂效果都不太明显。
本研究不仅明确了煤矸石的加入对泡沫混凝土的有利影响,而且还首次用煤矸石为主要原材料制备出轻质高强的B04级煤矸石泡沫混凝土,在一定程度上解决了低密度泡沫混凝土制备中难于成型和强度较低问题,为今后泡沫混凝土的推广和应用奠定了基础。