泡沫混凝土复合保温墙体材料的制备与性能研究

作     者：李豪 

作者单位：辽宁工程技术大学 

学位级别：硕士

导师姓名：曹启坤;谭文玉

授予年度：2023年

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

主      题：墙体材料 粉煤灰 激发剂 保温隔热 正交试验 熵值法 

摘      要：随着我国建筑工业化步伐加快,绿色建筑发展进入快车道,加快研发新型建筑保温材料的进程是响应节能型社会发展的必然行动。传统的粘结保温板或涂抹保温砂浆的工艺已经发现有中空开裂、脱落、耐火极限低、以及与建筑结构设计不匹配等多方面问题。泡沫混凝土具有轻质、保温隔热、隔音耐火、耐久性好等诸多优势。因此,以泡沫混凝土材料砌筑的自保温墙体是当今节能型墙体材料改革发展的重要方向。这种新型墙体,不仅达到了建筑节能和结构一体化施工,还提高了固废粉煤灰的利用率,加快了“双碳目标的实施进程。本文用经试验确定的最合适的粉煤灰激发剂组合和掺量制备粉煤灰泡沫混凝土,并与石膏薄板相结合,成型保温墙体材料,研究了泡沫混凝土及复合保温墙体材料的物理、力学、和热工性能,分析了影响因素与宏观性能的相关性,为工程应用提供了新工艺、新方法与新技术。主要研究内容及成果如下:(1)通过对比硫酸钠、水玻璃和氢氧化钙三种激发剂两两组合及掺量对水泥/粉煤灰胶砂的强度影响,以强度活性指数法和比强度分析法定性以及定量地表征出粉煤灰火山灰活性对整个体系的强度贡献。结果表明:试件NC3相比对照组ZD,7d和28d抗压强度活性指数提高21.1%和10.6%,抗折强度活性指数提高3.4%和12.2%;NC3组试件的抗折和抗压强度贡献率最大,7d和28d抗折强度贡献率分别为21.8%和39.0%,抗压强度贡献率分别为20.1%和32.8%,经综合分析选择4.5%的NaSO和4.5%的Ca(OH)双掺为最优组合。(2)通过单因素试验和正交试验研究粉煤灰掺量、发泡剂(HO)掺量、稳泡剂(Ca St)掺量对泡沫混凝土抗压强度、孔隙率(闭孔孔隙和连通孔隙率)、干密度、宏观孔结构、导热系数和体积吸水率的影响变化规律,最终确定水胶比0.5,粉煤灰掺量20%,硬脂酸钙(Ca St)掺量2.2%,双氧水(HO)掺量2.8%为最优配合比,且在此最优配比下泡沫混凝土的干密度为676kg/m、抗压强度为1.27MPa、导热系数为0.2423 W/(m·K)、体积吸水率为5.69%。(3)以最佳配比制备石膏板-泡沫混凝土复合墙体试件,参考JGJ/T 341-2014《泡沫混凝土应用技术规程》和GB/T 50081-2019《混凝土物理力学性能试验方法标准》对试件的28d抗压性能、抗弯性能、软化系数,体积吸水率等相关性能进行了测试。结果表明:加入石膏板和耐碱玻璃纤维网格布的试验组墙体试件的抗压性能和抗弯性能均有显著提高,其他各项指标均满足规范要求。并对石膏板-泡沫混凝土复合保温墙体进行市场应用前景分析,真正体现了以人为本的绿色建筑理念。该论文有图38幅,表35个,参考文献75篇。