镁矿渣水泥夹芯泡沫混凝土板性能的研究

论文摘要

根据国家“十一五”节能发展纲要,重点节能领域是建筑节能、工业节能、交通节能,消耗量巨大的建筑能耗首当其冲。因此,为了能够在21世纪快速平稳发展,墙体材料改革与建筑节能已成为我国的基本国策,研制满足国家建筑节能规范的新型墙体材料,已成为材料科研工作者的使命。通过对农村丰富的农作物秸秆资源分析研究,利用地区特点开发出了稻草纤维水泥基泡沫保温墙体材料,并探索使用新型水泥来代替传统的波特兰水泥,以减轻环境污染和保护国家资源,本文研究了稻草纤维废苯颗粒泡沫混凝土芯材的成型研究。因为稻草纤维对普通波特兰水泥具有缓凝的作用,所以本文选用低碱度的高铝水泥。泡沫混凝土的关键因素是发泡剂,本文选择了市面上常见的三种发泡剂,对其起泡力和稳泡性进行了研究,并掺加少量的水玻璃以提高泡沫的稳定时间,最终选用烟台世用公司生产的植物蛋白发泡剂。为了降低密度,实现墙体轻质保温的要求,掺加了一定量的废苯颗粒。在满足强度和密度的要求下,通过实验确定了材料的配合比,水灰比为0.311,废苯颗粒掺量为水泥质量的8%,稻草体积的掺量为水泥体积和废苯颗粒体积的50%,聚醋酸乙烯的掺量为水泥质量的1%,泡沫体积掺量按每900g水泥掺加1050ml。由此获得的材料密度为825.90 kg／m3,抗压强度为1.8 Mpa,吸水率为27.7%.本文研究了“矿渣粉-轻烧氧化镁-碱”体系的胶凝材料,简称镁矿渣水泥,对其原材料质量配合比进行了优化,在满足各项性能的要求下,降低了材料的成本并节约了碱资源。掺入少量的锯末到镁矿渣水泥中,能大大提高镁矿渣水泥的抗折强度,增强其韧性。通过实验研究,最终确定了镁矿渣水泥的质量配合比为矿粉：轻烧氧化镁：水玻璃：氢氧化钾=60：40：15：1,锯末掺入量为矿粉和轻烧氧化镁质量之和的5%。取水灰比为0.45（灰指的是矿粉和氧化镁的质量之和）,测得此胶凝材料的密度为1892.45 kg／m3,抗压强度为32 Mpa,抗折强度为4.3Mpa,吸水率为16.86%。该材料具有良好的力学性能；同时克服了镁质胶凝材料所特有的易翘曲、变形的缺点。最后是镁矿渣水泥夹芯泡沫混凝土板材的成型工艺以及对该材料的性能测试,测得该板的抗弯破坏荷载为3349.83N,破坏挠度为1.5mm。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 绪论
• 1.1 课题来源与研究背景
• 1.1.1 课题来源
• 1.1.2 我国墙体材料建筑节能现状
• 1.1.3 新型胶凝材料代替传统水泥势在必行
• 1.2 课题在国内外的研究现状
• 1.2.1 国内外墙体保温隔热材料种类及其发展
• 1.2.2 我国农村保温隔热材料现状
• 1.3 新型保温隔热材料在村镇应用分析
• 1.3.1 膨胀珍珠岩
• 1.3.2 膨胀蛭石
• 1.3.3 矿棉及其制品
• 1.3.4 聚苯乙烯泡沫塑料
• 1.3.5 泡沫混凝土
• 1.4 论文研究的目的与内容
• 1.5 本文技术路线
• 1.6 创新点
• 2 芯材的制备
• 2.1 泡沫混凝土
• 2.1.1 泡沫混凝土作为保温隔热材料的优缺点
• 2.1.2 泡沫混凝土常见的质量问题
• 2.1.3 抗压强度较低的原因分析
• 2.1.4 防治方法
• 2.2 发泡剂
• 2.2.1 泡沫混凝土发泡剂的研究现状
• 2.2.2 泡沫混凝土对发泡剂的要求
• 2.3 植物纤维的利用现状
• 2.4 实验用材料
• 2.4.1 发泡剂
• 2.4.2 发泡剂的检测标准与检测方法
• 2.4.3 水泥
• 2.4.4 轻集料的选择
• 2.4.5 废聚苯乙烯（EPS）颗粒
• 2.4.6 稻草秸秆纤维
• 2.4.7 水
• 2.5 实验
• 2.5.1 墙体材料设计要点
• 2.5.2 植物纤维水泥基泡沫混凝土的配合比设计及工艺
• 2.5.3 水泥/泡沫混凝土的组成
• 2.5.4 实验内容
• 3 面板的制备
• 3.1 磷酸镁水泥面板
• 3.1.1 磷酸镁水泥的制备、水化机理及水化产物
• 3.1.2 解决磷酸镁水泥闪凝问题
• 3.2 镁矿渣水泥面板
• 3.2.1 碱矿渣水泥
• 3.3 镁矿渣水泥原材料配比优化
• 3.3.1 实验用材料
• 3.3.2 实验内容
• 4 镁矿渣水泥夹芯泡沫混凝土板材
• 4.1 研制镁矿渣水泥夹芯泡沫混凝土板的性能的意义
• 4.2 试验用原材料
• 4.2.1 面层材料
• 4.2.2 保温芯材
• 4.3 镁矿渣水泥夹心泡沫混凝土的构造和制作工艺
• 4.3.1 镁矿渣水泥夹心泡沫混凝土的构造
• 4.3.2 镁矿渣水泥夹心泡沫混凝土的制作工艺
• 4.4 镁矿渣水泥夹芯泡沫混凝土的抗弯破环荷载
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢