粉煤灰发泡混凝土的试验研究.pdf

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1、文章编号：1009—9441(2012)09—0007—03粉煤灰发泡混凝土的试验研究④口口张磊营，王武祥，廖礼平，王爱军(中国建筑材料科学研究总院，北京100024)摘要：研究了粉煤灰掺量对密度为250kegm3和200kg／m3的发泡混凝土物理力学性能和孔结构的影响。结果表明，随着粉煤灰掺量的增加，发泡混凝土气孔更加均匀，孔径略有增加。发泡混凝土抗压强度呈先提高、后降低的趋势，但无明显降低。粉煤灰掺量为20％时，发泡混凝土的抗压强度均达到最大值。关键词：粉煤灰；发泡混凝土；孔结构；性能中图分类号：TU528．2文献标识码：A引言粉煤灰是火力发电厂和大型企业锅

2、炉燃烧煤产生的一种工业废渣，我国粉煤灰的年排放量已经超过了2亿t。粉煤灰的大量排放造成了严重的环境污染，而且粉煤灰的堆放占用大量土地，破坏大量植被，造成生态环境的破坏，因此，多渠道综合开发利用粉煤灰是国内亟待解决的问题。1。2J。粉煤灰具有形态效应、微集料效应和活性效应，因而正日益广泛地运用于建材工业等领域。在混凝土中掺入适量的粉煤灰，不仅能够达到技术指标，而且能有效地提高经济效益和起到环保节能的作用。粉煤灰发泡混凝土具有质轻、不燃等优点，同时可实现粉煤灰资源化利用，非常适用于外墙外保温及其防火隔离带，在国内建筑业受到高度重视并得到广泛应用。本文以水泥和粉煤灰为

3、主要原料，采用化学发泡方法分别制备了设计密度为250kg／1T13和200kg／m3的发泡混凝土。主要研究了粉煤灰掺量对发泡混凝土物理力学性能和孔结构的影响，以期为发泡混凝土的技术改进提供参考。1试验原材料及方法1．1原材料(1)水泥：唐山冀东水泥股份有限公司生产的P·O42．5R水泥，唐山六九水泥厂生产的强度等级为42．5MPa的快硬硫铝酸盐水泥。(2)粉煤灰：北京石景山发电厂的Ⅲ级干排粉煤灰。一(3)速凝剂：中国建筑材料科学研究总院研制的FP一2012型速凝剂。(4)纤维：北京中纺纤建科技有限公司生产的长度为5lTlm的聚丙烯纤维。(5)发泡剂：市售浓度为5

4、0％的双氧水。1．2试验方法1．2．1发泡混凝土的制备首先，将除了发泡剂之外的原材料(水泥、粉煤灰、骨料、掺合料、外加剂、短切纤维和水)按设定配比计量，使用高速搅拌机将其搅拌成均匀浆体，搅拌时间控制在90～180S。然后在浆体中加入发泡剂，继续搅拌至均匀，搅拌时问控制在30—60s，具体时间视原材料组成、发泡剂品种和发泡混凝土密度等级而定。然后浇注入模成型、静停发泡，24h后脱模，在室内密封条件下养护至试验龄期。制备高性能发泡混凝土的关键是使料浆的凝结硬化速率应与发泡剂发泡速率达到一种动态平衡”J，因此，本文使用速凝剂对胶凝材料的凝结时问进行调节，使胶凝材料的凝

5、结速率与发泡剂的发泡速率相协调。同时，通过控制发泡剂的掺量，实现发泡量的可控，从而保证高性能发泡混凝土的制备。1．2．2性能测试方法测试试件28d龄期抗压强度和绝干密度的测试，参照GB／T5486--2008《无机硬质绝热制品试验方法》进行。2试验结果与分析在保持其他原材料比例不变的情况下，设计粉煤灰的掺量分别为10％、15％、20％、25％和30％，①基金项目：国家科技支撑计划项目(2012BAJ20801；2012BAJ20802)建材技术与应用9／2012·7·分别制备设计密度为250keVm3和200k∥m3的发泡}昆凝土，其配合比见表1。表1粉煤灰发泡

6、混凝土配合比普通硫铝酸FP一PP防水双氧编号FA水水泥盐水泥2012纤维剂水164630O．17O．35O．5l适量269625O．170．350．5l适量适盛3746200．17O．35O．51适量适最4796150．17O．350．51适量适蛩5846100．17O．35O．51适量适最2．1粉煤灰对发泡混凝土孔结构的影响发泡混凝土的发泡机理为：发泡混凝土的料浆属于弹一塑一黏性体系。料浆在搅拌、浇注过程中发生化学反应，析出氢氧化钙，此时的料浆体系为碱性环境。双氧水在碱性环境中开始发生化学反应放出气体，形成无数独立的气源。随后，当气源处气体压力大于料浆的极限剪

7、切应力(粘滞阻力和静水压力之和)时，气源开始加速膨胀，形成一个个独立的气泡。可以认为，料浆的膨胀过程也就是球形气孔的发生和长大过程。在气源膨胀的过程中，由于胶凝材料水化，料浆稠度不断增加，造成膨胀所要克服的阻力不断增大，同时，因为双氧水的消耗，膨胀的潜在动力也在变小，由此，膨胀经历了一个从加速到平缓、减慢，并逐渐趋近于停滞的过程HJ。最终，随着胶凝成分的水化硬化，产生一定的硬度，大量的气体被固定在坯体中，并最终在硬化后的发泡混凝土内部形成大量的气孔。发泡混凝土断面在宏观上可以看作是固一气一液三相堆聚复合的结构HJ。试验中发现，随着粉煤灰掺量增加，发泡混凝土气孔更

8、加均匀，孔径略有增大。发