发泡聚苯乙烯（EPS）颗粒表面改性工艺及其保温砂浆性能的研究

论文摘要

利用废弃的发泡聚苯乙烯(EPS)颗粒制备的EPS保温砂浆具有良好的保温性能、耐久性、抗裂性能和施工性能,并能节能利废,已广泛应用于我国的建筑节能工程。但近年来随着国家建筑节能工作力度加大,EPS保温砂浆外保温系统相关标准的出台,原有EPS保温砂浆的某些性能不再满足标准的要求,有必要对其性能进行优化提升,开发出具有更高性能的EPS保温砂浆产品。本课题利用三乙醇胺和聚合物乳液B对EPS颗粒表面进行改性预处理,并通过在EPS表面包裹无机胶结料等措施,解决了保温砂浆搅拌过程中的分层问题,改善了界面粘结力。并通过正交试验确定这些改性剂以及改性后EPS颗粒表面包裹胶结料的适宜掺加量。EPS粒径与级配对保温砂浆的和易性与施工性有显著的影响,单纯调整EPS颗粒级配不能得到施工和易性满意的EPS保温砂浆,采取复合使用EPS颗粒和玻化微珠的办法,并通过优化复合骨料级配,降低了保温骨料的空隙率,节省了胶结料用量,并优化了保温砂浆的综合性能。通过研究各外加剂对EPS保温砂浆性能的影响,确定各主要外加剂的种类与最佳掺量,进一步提升保温砂浆的综合性能。在保证EPS保温砂浆的工作性能和力学性能的基础上,通过减少胶凝材料用量、粉煤灰取代部分水泥用量、掺入引气剂等方法减少EPS保温砂浆的干密度,进一步提升其保温性能。研究结果表明:通过测定表面接触角可知,三乙醇胺和聚合物乳液B对EPS颗粒具有较好的表面改性效果,其最佳改性的条件为:包裹胶结料用量、三乙醇胺掺量和聚合物乳液B掺量分别为EPS质量的2倍、3%和2%;骨料对砂浆性能的影响试验显示,采用破碎EPS颗粒配制的保温砂浆的和易性和粘聚性优于预发泡EPS颗粒;复合骨料中玻化微珠与EPS颗粒质量比定为4.4时,砂浆的综合物理、力学和保温性能达到最佳。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 课题来源
• 1.2 研究背景及意义
• 1.2.1 能源现状
• 1.2.2 建筑节能的意义
• 1.2.3 国内外建筑节能的发展状况
• 1.2.4 国内外保温砂浆的研究与应用现状
• 1.3 选题依据
• 1.4 主要研究内容
• 第2章 实验原材料和试验方法
• 2.1 主要原材料
• 2.1.1 水泥
• 2.1.2 无机掺合料
• 2.1.3 轻骨料
• 2.1.4 聚合物外加剂
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 主要仪器
• 2.2.2 实验制备
• 2.2.3 测试方法
• 第3章 EPS表面改性及其对保温砂浆力学性能的影响
• 3.1 引言
• 3.2 改性剂优选
• 3.3 EPS改性的单因素影响分析
• 3.3.1 复合改性剂对EPS保温砂浆性能的影响
• 3.3.2 三乙醇胺用量对保温砂浆力学性能的影响
• 3.3.3 聚合物乳液B用量对保温砂浆力学性能的影响
• 3.3.4 EPS表面包裹料水泥用量对保温砂浆力学性能的影响
• 3.4 EPS改性的正交试验
• 3.4.1 正交试验方案与试验结果
• 3.4.2 正交试验结果分析
• 3.5 本章小节
• 第4章 EPS保温砂浆的配方优化
• 4.1 引言
• 4.2 骨料优化
• 4.2.1 EPS颗粒种类对保温砂浆性能的影响
• 4.2.2 保温骨料配比优化
• 4.2.3 保温骨料配比对保温砂浆性能的影响
• 4.3 有机添加剂对EPS保温砂浆的性能影响
• 4.3.1 纤维素醚对EPS保温砂浆性能的影响
• 4.3.2 可再分散性乳胶粉对EPS保温砂浆性能的影响
• 4.4 聚丙烯纤维对EPS保温砂浆性能的影响
• 4.5 胶凝材料对保温砂浆性能的影响
• 4.5.1 胶凝材料用量对保温砂浆性能的影响
• 4.5.2 粉煤灰的砂浆性能的影响
• 4.6 引气剂掺量对保温砂浆性能的影响
• 4.7 本章小节
• 第五章 保温砂浆机理分析
• 5.1 聚合物的改性机理
• 5.1.1 复合改性剂对EPS颗粒的改性机理
• 5.1.2 可再分散乳胶粉对保温砂浆性能的改性机理
• 5.1.3 纤维素醚对保温砂浆性能的改性机理
• 5.2 保温砂浆的强度形成机理
• 5.3 保温砂浆的抗裂机理
• 5.3.1 复合外加剂的作用机理
• 5.3.2 EPS保温骨料作用机理
• 5.3.3 增强纤维的作用机理
• 5.4 保温砂浆的保温机理
• 第6章 结论与展望
• 6.1 主要结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间的研究成果