水泥基泡沫保温材料的制备与轻韧化研究

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1、硕士学位论文水泥基泡沫保温材料的制备与轻韧化研究RESEARCHONTOUGHENINGANDLIGHTINGANDPREPARATIONOFCEMENT-BASEDFOAMEDINSULATIONMATERIAL赵洪宝哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：TB324学校代码：10213国际图书分类号：620密级：公开工程硕士学位论文水泥基泡沫保温材料的制备与轻韧化研究硕士研究生：赵洪宝导师：鞠春华副教授申请学位：工程硕士学科：材料学所在单位：材料科学与工程学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:

2、TB324InstitutionCode:10213U.D.C:620SecurityClassification:openDissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONTOUGHENINGANDLIGHTINGANDPREPARATIONOFCEMENT-BASEDFOAMEDINSULATIONMATERIALCandidate：ZhaoHongbaoSupervisor：AssociateProf.JuChunhuaAcademicDegreeAppliedfor：MasterofSc

3、ienceinEngineeringSpeciality：MaterialsScienceAffiliation：SchoolofMaterialsSci.&EngDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要全球能源消耗激增导致了能源紧缺难题、因此节能减排已然成为世界性的研究课题。我国建筑能耗占国家总耗能的三分之一，其中建筑外墙能量流失的比例高达40%~45%，可见建筑节能作为目前最直接也最具潜力的节能

4、途径越来越受到全社会的广泛关注，其中建筑外墙保温材料备受关注。目前泡沫塑料以其质轻、导热系数低等优点占据较大的市场份额，但是它们容易导致火灾问题。本文基于外墙保温材料研究现状，拟研制一种以无机胶凝材料为基料，通过掺加外加剂来克服泡沫混凝土容重大、韧性差等缺陷，从而制得质轻、保温性好、韧性好的新型泡沫保温材料。试验比较了利用双氧水化学发泡法制备的泡沫硅酸盐水泥与利用松香发泡剂物理发泡法制备的泡沫硫铝酸盐水泥这两类泡沫水泥的各项性能。0.4wt%的促凝3剂碳酸锂，5wt%的发泡剂双氧水，泡沫硅酸盐水泥试件容重为460kg/m，导热系数为0.060W/(m

5、∙K)。相同发泡倍率下，松香掺量为2.5wt%，此时泡沫硫铝酸盐水3泥试件容重为408kg/m，导热系数为0.050W/(m∙K)。可见泡沫硫铝酸盐水泥容重小，导热系数较小；因此确立本文的研究对象：泡沫硫铝酸盐水泥。确定制备泡沫水泥最佳工艺参数分别为：浆料温度35℃，搅拌速率3000r/min，搅拌时间100s，最佳稳泡剂掺量0.4wt%。但泡沫水泥试件的各项性能无法满足实际应用的要求。试验通过添加二级粉煤灰与闭孔微珠复配轻骨料与水泥共混发泡，以期降低泡沫水泥试件容重和导热系数。级配实验表明：25%的微珠占比使得轻骨料空隙率最低，接近于理论值。确定闭

6、孔微珠与二级粉煤灰比例为1:3，此时级配轻骨料导热系数趋近于0.03W/(m∙K)。利用级配轻骨料与硫铝酸盐水泥共混发泡，当掺入341.3wt%级配轻骨料时，泡沫试件容重可降低至285kg/m，导热系数降低至0.038W/(m∙K)，但泡沫试件力学强度下降较大。利用改性脲醛树脂、聚乙烯醇（PVA）纤维、硅藻土对泡沫水泥进行增韧改性。当改性脲醛树脂掺量为10wt%时，复合泡沫试件导热系数可降低至0.034W/(m∙K)，复合泡沫试件7天抗压强度升高至0.76MPa，28天抗压强度升高至1.27MPa；当PVA纤维的体积掺量达到1.5%时，压折比下降了4

7、6.53%；掺加0.5wt%的硅藻土后泡沫水泥试件压折比降低至0.91，压折比下降了10%。关键词：泡沫水泥；容重；增韧-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractGlobalenergyconsumptionsurgedrapidlybringabouttheenergyshortageproblem,sotheenergyconservationandemissionsreductionhasbecomearesearchtopicintheworld.Ourcountrybuildingenergyconsumptionaccounts

8、forathirdofthetotalenergyconsumption,includingbuilding