稻草纤维生产水泥基泡沫保温墙体材料的研究

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,对于我国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。本文改变了传统的稻草纤维处理方式,利用明胶乳液对稻草纤维的表面进行了浸渍处理,克服了纤维吸水率高、易解聚、对水泥缓凝的缺点,提高了成型材料的耐久性。同时,本文还设计了L9（34）正交试验,通过试验研究,确定了最佳配合比例水灰比为0.7,纤维体积掺量为40%,纤维长度为4mm±2mm,发泡液质量掺量为10%,并由此获得的材料密度为474kg/m3,吸水率为35.7%,抗压强度为1.2 Mpa,导热系数为0.0963 W/（m.k）。本文还研究了稻草纤维的掺入量及长度对于水泥基泡沫保温材料的干燥收缩率、韧性（压缩韧度指数）和孔的分布以及尺寸、形状的影响。纤维的掺入量越大,越有利于阻止干燥收缩、提高韧度指数以及降低孔径尺寸,当纤维长度为4mm±2mm,体积掺入量为40%时:60天时的干燥收缩率为2168.5×10-6,和未加入纤维的普通泡沫混凝土相比,干燥收缩率减少了14.7%;当取15.5倍的临界变形度时,测得压缩韧度指数I30为23.8,比空白试样提高了216%;而在此配合比下,平均孔径为135.2μm,孔隙率达到了70.1%。纤维长度对于干燥收缩率、韧度和孔的分布及形状影响较纤维掺入量为小,纤维增长,不利于干燥收缩与孔的分布与形状,有利于韧度的提高。对纤维进行表面改性处理和降低水泥的碱度,都有利于提高材料的耐久性,本文通过扫描电镜对此进行了细致的分析。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景与意义
• 1.1.1 课题研究的背景
• 1.1.2 保温隔热材料的种类及存在的问题
• 1.1.3 泡沫混凝土作为保温隔热材料的优缺点
• 1.2 课题在国内外的研究现状
• 1.2.1 植物纤维的利用现状
• 1.2.2 植物纤维增强水泥基材料的研究现状
• 1.2.3 泡沫混凝土研究应用现状
• 1.2.4 纤维泡沫混凝土的研究应用现状
• 1.3 论文创新点
• 1.4 本文研究的目的与内容
• 第二章 植物秸秆的成分分析和处理
• 2.1 稻谷、小麦和玉米秸秆成分的分析
• 2.1.1 测试试样的制备
• 2.1.2 综纤维素的测定
• 2.1.3 木素的测定
• 2.1.4 戊聚糖的测定
• 2.1.5 灰分的测定
• 2.1.6 浸提物测定
• 2.2 稻草的纤维化处理和表面改性
• 2.2.1 稻草的纤维化处理
• 2.2.2 稻草纤维的表面改性处理
• 2.3 本章小结
• 第三章 稻草纤维水泥基泡沫保温墙体材料的成型研究
• 3.1 发泡剂的研究现状
• 3.2 气泡的形成及破坏原理
• 3.2.1 气泡的形成
• 3.2.2 气泡的破坏原理
• 3.2.3 稻草纤维对泡沫性能的改善
• 3.3 实验原材料
• 3.3.1 水泥
• 3.3.2 减水剂
• 3.3.3 发泡剂
• 3.3.4 稻草纤维
• 3.4 稻草纤维水泥基泡沫保温材料的成型
• 3.5 本章小结
• 第四章 正交试验安排与最优方案选择
• 4.1 配合比正交试验安排
• 4.2 正交试验中泡沫保温墙体材料的性能测定及分析
• 4.2.1 密度、吸水率、抗压强度及导热系数的测定
• 4.2.2 实验结果与分析
• 4.3 本章小结
• 第五章 纤维的掺入对水泥基泡沫保温墙体材料性能的影响
• 5.1 稻草纤维水泥基泡沫保温墙体材料干燥收缩的测定
• 5.1.1 干燥收缩的实验结果
• 5.1.2 干燥收缩试验结果分析
• 5.1.3 纤维阻滞泡沫保温材料干燥收缩机理
• 5.2 稻草纤维水泥基泡沫保温墙体材料的压缩韧度指数
• 5.2.1 压缩韧度指数的测定
• 5.2.2 纤维增韧的机理分析
• 5.3 稻草纤维水泥泡沫保温材料的孔径分析
• 5.3.1 孔径结构测量原理
• 5.3.2 平均孔径及孔隙率
• 5.3.3 孔径分布
• 5.3.4 孔面积分布
• 5.3.5 孔圆度值和长宽比
• 5.4 本章小结
• 第六章 稻草纤维水泥基泡沫保温材料耐久性的研究
• 6.1 稻草纤维在碱液中的耐侵蚀性能
• 6.2 实验方法及配合比
• 6.3 实验结果与分析
• 6.4 机理与讨论
• 6.5 植物纤维砂浆老化延缓机理
• 6.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢