大掺量粉煤灰泡沫混凝土正交试验研究

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1、广东建材2016年第7期材料研究与应用大掺量粉煤灰泡沫混凝土正交试验研究王元月(gf3西县建兆混凝土有限公司)【摘要】采用L16(45)正交表设计大掺量粉煤灰泡沫混凝土正交试验配比方案，并进行相关性能测试，研究分析了水泥、粉煤灰、激发剂、泡沫、减水剂和水灰比等因素对泡沫混凝土28d抗压强度的影响。【关键词】大掺量粉煤灰；泡沫混凝土；正交试验；抗压强度1前言泡沫混凝土是通过物理发泡，并将泡沫与水泥浆均匀混合，然后经过现浇成型，经自然养护所形成的一种含有大量封闭气孔的新型轻质保温材料m引，具有轻质、保温、隔热、隔音、不燃、抗震、利废等优点。粉

2、煤灰是良好的辅助性胶凝材料，具有改善混凝土工作和力学性能的优点，泡沫混凝土中大量使用粉煤灰将有利于节能减排、节约资源和保护环境。但大掺量粉煤灰泡沫混凝土强度低，严重制约其推广与应用[4-引。通过研究泡沫混凝土的特点，分析影响粉煤灰泡沫混凝土性能的主要因素，改进配合比，提高泡沫混凝土的性能，将具有重要的经济与社会意义。2原材料与配合比设计2_1原材料本实验选用P·II42．5硅酸盐水泥，II级粉煤灰，激发剂为碱性激发剂，发泡剂为动物蛋白类发泡剂；减水剂为聚羧酸类高效减水剂。2．2配合比设计以粉煤灰掺量、激发剂用量、泡沫量、减水剂掺量和水灰比

3、为五个因素，各取四个水平设计正交试验并得出测试结果。试验采用L，。(45)正交表，试验因素水平设计如表1所示，正交试验配比方案及试验结果如表2所示，其中胶凝材料用量为400kg／m3，泡沫混凝土干容重为500±50kg／m3。3结果与分析根据表2所示的正交配比方案与试验结果，对泡沫混凝土28d抗压强度进行直观分析，并绘制不同因素对表1试验因素水平表2正交试验ir己tlr．：a--．tgA试验结果数据各组分用量试验结果套嫠裳梁蒙k磊。k磊。k魏。k磊。k魏。28d抗压强度的效应曲线图，直观分析见表3，效应曲线图见图l。表3中，A表示粉煤灰掺

4、量、B表示激发剂掺量、C表示泡沫量、D表示减水剂掺量、E表示水灰比。从表3中可以看出，A因素即粉煤灰掺量是影响抗压强度的主要因素，结合极差结果分析，其次要因素为激发剂掺量，——9——箍篙敝州水蜘845387539859862O15l16848918l47323125210298O1583O23243l132l12352O86802026862O567656576756208686206802O26834545345434354579175l9l57l975343434343242424242●告．4．^吐．^世．567567567567∞

5、踟踟印啪啪啪啪m㈣㈣㈣瑚瑚撇脚0O0O0O02840O32口u、一●：3406789加U他坞M垢蝎编一材料研究与应用广东建材2016年第7期表3抗压强度直观分析／入＼妒八BIB：B3B4ClC：C，ClDlD：n5DlElE：E，El图1不同因素对28d抗压强度的效应曲线图然后是水灰比、减水剂掺量和泡沫量。各因素对强度的影响程度大小为：A>B>E>D>C。从图1中可以看出，粉煤灰掺量、激发剂掺量、泡沫量、减水剂掺量、水灰比等对泡沫混凝土抗压强度均有不同程度的影响。随着粉煤灰掺量增加，泡沫混凝土抗压强度先增加后减少，这由于粉煤灰微粒作用，水

6、泥浆体中颗粒能均匀分散，扩大了水泥水化空间和水化产物生成的场所，从而促进了初期水泥水化反应，粉煤灰球形颗粒的形态效能减少泡沫混凝土需水量，提高流动度，使泡沫混凝土的性能显著提高，从而大幅度提高了泡沫混凝土的强度。另一方面，水化反应后期粉煤灰的活性效应(指粉煤灰中活性SiO。和A1203)与浆体中ca(0H)。反应生成更多的胶凝产物，从而使浆体具有较高的强度。粉煤灰火山灰活性的高低取决于反应的能力、速度及水化产物的数量、结构和性质等因素。通过碱激发等方法，可提高粉煤灰的火山灰活性。但粉煤灰掺量比继续增加会使水泥用量相应减少，对泡沫混凝土强度

7、形成不良影响。随着碱性激发剂掺量增加，泡沫混凝土强度显著增加，这由于粉煤灰虽具有化学活性，但这种活性是潜在的，需要靠熟料水化产生的Ca(0H)。等碱性物质来激发其活性，使它们进行水化反应并生成二次水化产物。有研究表明睁121，粉煤灰在pH值低于13．2的碱溶液中反应十分缓慢，而熟料水化早期碱度有限，早期粉煤灰水化缓慢，水化程度低，粉煤灰水泥制品早期强度低。通过碱处理可以加快粉煤灰早期水化进程，提高粉煤灰水泥一10一制品的早期性能，从而提高了泡沫混凝土的强度。随着碱激发剂用量继续增加，泡沫混凝土浆体体系中碱含量处于过饱和状态，反而不利于水泥

8、和粉煤灰发生水化反应。随着水灰比和减水剂的增大，用水量增加，泡沫混凝土强度先增加后减小，当水灰比为0．40时存在拐点，为水灰比的最佳掺量。水灰比和减水剂掺量增加使泡沫混凝土获得更好的流动性和均