纤维增强低密度保温水泥的制备与性能研究

论文总字数：25411字

目 录

1绪 论……………………………………………………………………1

1.1能源现状与建筑节能……………………………………………………………………1

1.1.1我国现阶段的能源现状…………………………………………………………1

1.1.2建筑节能…………………………………………………………………………1

1.2保温材料的研究现状和发展趋势………………………………………………………1

1.2.1保温材料的分类…………………………………………………………………1

1.2.2国内外保温材料的研究应用现状………………………………………………2

1.2.3保温材料的发展趋势……………………………………………………………2

1.3泡沫混凝土的生产及应用………………………………………………………………2

1.3.1泡沫混凝土的定义及分类………………………………………………………3

1.3.2泡沫混凝土的性质………………………………………………………………3

1.3.3泡沫混凝土的原材料及生产制备方法…………………………………………4

1.3.4泡沫混凝土的应用现状…………………………………………………………4

1.4本课题的研究目的及意义………………………………………………………………5

1.4.1本课题的研究目的………………………………………………………………5

1.4.2本课题的研究内容………………………………………………………………5

1.4.3本课题的研究意义………………………………………………………………5

2试验用原料、设备及方法……………………………………………7

2.1试验原材料………………………………………………………………………………7

2.1.1复合硅酸盐水泥…………………………………………………………………7

2.1.2外加剂……………………………………………………………………………7

2.1.3聚丙烯纤维………………………………………………………………………8

2.2主要试验设备……………………………………………………………………………8

2.3泡沫混凝土的制备………………………………………………………………………9

2.4泡沫混凝土的主要性能测试方法………………………………………………………9

2.4.1水泥浆体的调凝试验……………………………………………………………9

2.4.2泡沫混凝土的抗压强度测试方法………………………………………………9

2.4.3泡沫混凝土的导热系数测试方法………………………………………………9

2.4.4泡沫混凝土的孔隙率测试方法…………………………………………………9

3普通水泥的改性试验…………………………………………………10

3.1硫酸钠对水泥的凝结时间的影响………………………………………………………10

3.2硫酸钠对水泥强度的影响………………………………………………………………11

4泡沫混凝土的制备及主要性能研究…………………………………13

4.1泡沫混凝土的配合比……………………………………………………………………13

4.2发泡剂掺量对泡沫混凝土性能的影响…………………………………………………13

4.2.1发泡剂掺量对导热性能的影响…………………………………………………13

4.2.2发泡剂掺量对抗压强度的影响…………………………………………………14

4.2.3发泡剂掺量对孔隙率的影响……………………………………………………15

4.3稳泡剂掺量对泡沫混凝土性能的影响…………………………………………………16

4.3.1稳泡剂掺量对导热性能的影响…………………………………………………16

4.3.2稳泡剂掺量对抗压强度的影响…………………………………………………17

4.3.3稳泡剂掺量对孔隙率的影响……………………………………………………17

4.4水料比对泡沫混凝土性能的影响………………………………………………………18

4.4.1水料比对导热性能的影响………………………………………………………19

4.4.2水料比对抗压强度的影响………………………………………………………19

4.4.3水料比对孔隙率的影响…………………………………………………………20

4.5泡沫混凝土的微观结构…………………………………………………………………20

4.6本章小结…………………………………………………………………………………22

5纤维增强泡沫混凝土的制备及主要性能研究………………………23

5.1聚丙烯纤维掺量对泡沫混凝土主要性能的影响………………………………………23

5.1.1聚丙烯纤维掺量对抗压强度的影响……………………………………………23

5.1.2聚丙烯纤维掺量对导热性能的影响……………………………………………24

5.2 聚丙烯纤维长度对泡沫混凝土主要性能的影响……………………………………25

5.3纤维增强泡沫混凝土的微观分析………………………………………………………25

5.4本章小结…………………………………………………………………………………27

6结论与讨论……………………………………………………………28

6.1结论………………………………………………………………………………………28

6.2讨论………………………………………………………………………………………28

参考文献………………………………………………………………29

致谢……………………………………………………………………30

1绪 论

1.1能源现状与建筑节能

• • 1. 我国现阶段的能源现状

工业化和城市化进程在给我们带来生产力水平提高的同时，也不可避免地带来了环境污染和资源短缺等问题。由于人类对能源的无节制地开采，地球上的化石能源和不可再生资源日益枯竭。自1973年第一次石油危机后，人们逐渐认识到了能源危机的严峻性，各国出台了许多应对能源危机的措施以寻求解决能源危机的途径。

众所周知，我国是一个资源能源大国，化石能源和不可再生能源储量丰富，但是我国的人口基数庞大，对能源的需求量也大，这使得人均可支配能源量很少。再加上我国能源消费结构不合理，能源主要以煤炭消费为主，在使用时存在资源利用率低、燃烧后污染大等特点。我国的能源现状使我国能源缺口量呈现逐步增加的趋势，我国所面临着的能源危机也很严峻^[1,2]。世界各国普遍认为，开发使用新能源和降低能源消耗是解决能源短缺的两个有效措施。

短期内开发使用新能源存在一定的技术难度，因此推行能源节约，降低能源消耗对我国的可持续发展至关重要。我国的能源现状表明了我国的节能潜力巨大，能源的利用率有较大的提升空间。能源节约其中的一个重要方面就是降低建筑物的能量损耗，研究表明，人们在居住建筑中所消耗的能源占世界总能源的40%以上，因此探索开发建筑物的节能设计、研究制备高性能的建筑材料，对节约能源损耗，缓解能源危机具有重要的意义^[3]。

• • 1. 建筑节能

近年来，人们对节能的认识有了不断的提高，建筑节能已经深入到生活的方方面面^[4]。就建筑物而言，建筑节能就是从建筑物的各个部分入手，采用一定的方式加以控制建筑物的能耗。一般而言，建筑节能可分为建筑物的墙体节能、门窗节能和屋面节能。无论是何种节能，其节能方式无外乎优化结构设计和使用高性能的保温材料两种方法。前者主要通过减少门窗面积、设置“温度阻尼区”、封闭处理等装潢措施提高建筑物的保温性能，而后者主要通过在原有墙体基础上增加一道建筑墙体保温层^[5]。所用的保温材料不仅应该具备保温隔热、隔音、抗震等热学性能，更应该具备密度小、强度高的基本力学性能，还应该要求在材料的生产中尽可能降低生产成本，减少环境污染，获得经济和环境的双重优势。

1.2保温材料的研究现状和发展趋势

1.2.1保温材料的分类

按材料的组成成分划分，保温材料可大致分为无机保温材料、有机保温材料和复合保温材料三种类型。

①有机保温材料

市场上的有机保温材料种类繁多，常见的有酚醛泡沫、聚氨酯保温材料、聚苯板等。有机材料的化学组成决定了这类材料具有导热系数较低、抗压强度好、施工方便、性价比高等特点，成为保温节能建筑设计首选隔热材料。但是有机保温材料也由于其组成成分主要是高分子材料而使材料具有易变形、易老化、稳定性差、极易燃烧等缺点，因此这类保温材料在建筑物的应用上具有一定的局限性。此外，有机保温材料还有使用寿命与墙体不匹配、不能循环利用等不符合可持续发展理念的特点。

②无机保温材料

无机保温材料是目前为止应用效果最好的一类保温材料。常见的无机保温材料主要有岩棉、玻璃棉和多孔（发泡）保温材料，本课题研究的发泡水泥就属于一种多孔保温材料。无机保温材料的密度和保温性能可能不如有机保温材料，但其优良的防火性和阻燃性是无机保温材料所无法匹敌的。此外，无机保温材料在施工过程中具有步骤简单、成本低廉、与基墙面结合性好等特点，在使用过程中具有安全性高、可循环利用等优点^[6]。

③复合保温材料

尽管无机保温材料具有优良的耐火性和阻燃性，但由于其吸水性较大，保温层大量吸水后可能降低保温性能。单一的某种保温材料在用作结构材料时可能会出现韧性较差的现象，而将多种保温材料结合起来制备出的复合保温材料可以有较好的力学性能。

1.2.2国内外保温材料的研究应用现状

国外的保温技术相对比较成熟，在建筑施工中许多新型保温材料已经得到了广泛应用。在墙体及维护结构中，空心砖和多孔砖逐步取代了原来的实心砖。此外，还会在砖块的空隙中填充散装玻璃棉、膨胀珍珠岩等导热系数较小的材料以进一步提高保温性能。目前，国外的腔体保温体系可大体上分为内层保温、外层保温和夹心保温三种体系，不同体系所用的保温材料有所不同，而同一体系也可能使用不同的保温材料以达到相同的保温效果。以保温材料在屋顶的应用为例，施工过程中通常是在天花板上铺设一层矿物棉毡或玻璃棉毡，或者直接安装由装饰贴面和保温材料复合而成的天花板^[7]。

与国外相比，国内的保温技术水平相对较低，一些高性能的新型保温材料还处于研发阶段，市面上的保温材料多属于低档产品。市场调研可得，国内的保温隔热材料多为泡沫型和硅酸盐类保温材料，此外还有硅酸钙质绝热材料和纤维质保温材料^[8]。硅酸钙质绝热制品因其优良的保温、防火性能曾在上世纪80年代风靡一时，但随着性能更好的新型保温材料的出现，硅酸钙制品逐渐丧失市场地位。

1.2.3保温材料的发展趋势

结合现代新型建筑的特点以及保温材料的应用现状，可以分析得出保温材料的发展趋势大致为:在具备优良的导热性能、阻燃性能和抗老化性能外，保温材料的变形系数尽可能小，成本尽可能低廉，此外还要求其对环境不造成不良影响并能实现循环利用。

1.3泡沫混凝土的生产及应用

1.3.1泡沫混凝土的定义及分类

泡沫混凝土是由水泥、石灰等钙质材料和粉煤灰、石英砂等硅质材料在一定的发泡技术和步骤下，通过原料配比、混合搅拌、浇筑成型、静置养护、切割而成的多孔轻质保温材料。

泡沫混凝土的分类多种多样，按照分类标准的不同，可大致分为以下几类：

剩余内容已隐藏，请支付后下载全文，论文总字数：25411字

相关图片展示：