脂肪族高效减水剂合成与轻质粒泡沫混凝土制备技术研究

摘要

本论文研究了脂肪族高效减水剂合成和轻质粒泡沫混凝土制备技术。在泡沫混凝土中掺加自制的减水剂和不同类型轻质粒，不仅解决大量堆积废料问题，制备出轻质保温材料，还对节能减排、节约资源、提高效率、保护生态环境等具有较大的技术经济效益和社会效益。
　　 在减水剂合成方面，采用正交试验优选Ⅲ型合成工艺确定主要合成参数。通过掺加丙烯酸单体、对氨基苯磺酸钠等对水泥净浆流动度均有不同程度减小，而环己烷可以改善合成体的颜色，但同时降低水泥净浆流动度;掺焦磷酸钠和硼砂可以提高水泥砂浆抗压和抗折强度，而掺三聚磷酸钠的抗折强度减小。当掺0.35％～0.45％（固体掺量）时减水率达到15％～21％，满足混凝土外加剂的国家标准。
　　 用茶皂素制备泡沫剂母液，并复配发泡剂和稳泡剂来改善泡沫剂的相关性能。其中DBS和HPAM的复配效果明显。自制泡沫剂的半衰期明显优于其它两种市售泡沫剂。研究了轻质粒泡沫混凝土的组成材料，确定了泡沫混凝土的最佳原料配比为:水泥∶粉煤灰=1∶(0.20～0.30)、水料比为0.35、掺水泥质量1％的C稳泡剂和1％的液态硅酸钠促凝剂。
　　 当粒径为0～10mm的FA加气混凝土尾粒掺入可提高泡沫混凝土抗压强度，相同龄期时，干燥收缩值明显低于不掺轻集料的泡沫混凝土，掺量为50％时最为明显。但随着尾粒粒径增大，泡沫混凝土内部裂纹增多，物理力学性能降低。掺Ⅰ型FA加气混凝土尾粒掺量以体积比37.5％～50％为宜，而Ⅱ型FA加气混凝土尾粒掺量以体积比25％～37.5％为宜。砂加气混凝土尾粒性能优于FA加气砼尾粒。当砂加气混凝土尾粒掺量为37.5％时，其泡沫混凝土流动性好，密度在400～1000kg/m3范围时，其相应抗压强度在1.2～9.0MPa，密度440kg/m3时，导热系数达到0.095W/m·k，性能满足泡沫混凝土砌块的国家标准。
　　 ESEM和X-rayCT细观分析表明，轻质粒泡沫混凝土的气孔结构对其性能有很大影响，其主要影响因素有发泡剂和稳泡剂的品种、质量和掺量等。此外浆体稠度、温度、搅拌速度和轻质粒掺加方法等对混凝土孔结构也有重要影响。
　　 本文还探讨了轻质粒泡沫混凝土的生产工艺技术、质量控制方法和注意事项，并经行了技术经济效益分析。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 脂肪族高效减水剂国内外研究现状

1．3 轻质粒泡沫混凝土国内外研究现状

1．4 本文的主要研究目的和内容

1．5 特色与创新

第二章 原材料性能、设备和试验方法

2．1 原材料

2．2 实验设备

2．3 试验方法

第三章 脂肪族高效减水剂合成技术研究

3．1 合成工艺优化

3．2 饱和掺量试验

3．3 化学改性

3．4 减水剂与缓凝组分复配

3．5 减水率测定

3．6 掺自制脂肪族高效减水剂的混凝土性能

3．7 本章小结

第四章 泡沫混凝土制备及性能研究

4．1 泡沫剂的配制

4．2 稳泡剂对泡沫混凝土的影响

4．3 减水剂对泡沫混凝土的影响

4．4 促凝剂对泡沫混凝土的影响

4．5 粉煤灰掺量对泡沫混凝土的影响

4．6 养护温度对泡沫混凝土性能的影响

4．7 本章小结

第五章 掺轻质粒泡沫混凝土制备技术研究

5．1 掺FA加气混凝土尾粒的泡沫混凝土制备技术研究

5．2 掺砂加气混凝土尾粒的泡沫混凝土

5．3 电厂轻砂对泡沫混凝土的影响

5．4 EPS碎粒对泡沫混凝土的影响

5．5 本章小结

第六章 轻质粒泡沫混凝土细观结构分析

6．1 泡沫混凝土的气孔形成过程

6．2 泡沫混凝土的气孔结构特征

6．3 掺砂加气混凝土尾料颗粒的泡沫混凝土的细观结构分析

6．4 掺电厂轻砂的泡沫混凝土的细观结构分析

6．5 掺EPS颗粒的泡沫混凝土的细观结构分析

6．6 本章小结

第七章 轻质泡沫混凝土的生产与应用技术研究

7．1 轻质粒泡沫混凝土砌块性能

7．2 轻质粒泡沫混凝土的生产工艺

7．3 轻质粒泡沫混凝土的质量控制

7．4 泡沫混凝土生产应用中应注意的问题

第八章 技术经济效益分析

8．1 技术指标

8．2 经济效益

8．3 社会效益

第九章 结论与展望

9．1 结论

9．2 展望

参考文献

致谢

作者在硕士期间发表论文和取得的学术成果清单