无机轻集料聚合物保温砂浆配比设计及试验方法研究

摘要

目前，我国的外墙外保温系统主要采用有机保温材料。这类保温材料虽然具有良好的保温隔热性能，但耐候性差，易老化，且存在25年使用寿命限制问题.相比于有机保温材料，无机保温砂浆具有强度较高、耐久性及防火性较好的特点，是一种综合性能好且绿色环保的建筑保温材料，特别适合于冬冷夏热地区和夏热冬暖地区推广应用.但由于这类产品应用时间较短，缺少相应的系统研究，且尚未建立相关技术标准及应用技术规范，因此有必要对其开展性能的系统研究，为制定相应的标准提供技术支持. 本文是以硅酸盐水泥为主要胶凝材料，以玻化微珠为保温骨料，配有适量粉煤灰、氢氧化钙、纤维、纤维素醚和乳胶粉，来研制无机轻集料聚合物保温砂浆；并系统研究了保温砂浆导热系数的影响因素及试验方法对测试结果的影响. 本文系统研究了玻化微珠、粉煤灰、乳胶粉、氢氧化钙、纤维素醚、纤维对无机轻集料聚合物保温砂浆性能的影响.研究结果表明：随玻化微珠掺量的增加，保温砂浆干表观密度、导热系数减小，收缩率降低；合适的粉煤灰、氢氧化钙的掺量，能改善砂浆的和易性；乳胶粉的掺入能增大拉伸粘结强度，降低收缩率；适宜的纤维素醚掺量能改善新拌砂浆的施工性能，降低保温砂浆收缩率；纤维能提高砂浆的拉伸粘结强度。 通过上述研究，确定保温砂浆的合理配比，得到了性能较好的两组无机轻集料聚合物保温砂浆。I型砂浆导热系数为0.0689W/m-K，抗压强度达到0.98MPa，拉伸粘结强度为211kPa，软化系数值为0.71，其中抗压强度较GB/T20473 I型提高390％，软化系数提高42％；Ⅱ型保温砂浆导热系数为0.0803W/m-K，抗压强度达到1.4lMPa，拉伸粘结强度为320kPa，软化系数值为0.74，较GB/T20473 Ⅱ型抗压强度提高252％，软化系数提高48％.这为浙江省新编地方标准的指标制定提供了技术支持。保温砂浆经微观形貌分析后发现：水泥水化产物与聚合物形成了互穿网络结构，保温砂浆骨料和水泥浆体界面联接更紧密。 导热系数是保温砂浆的重要考核指标之一，但迄今为止保温砂浆导热系数的影响因素研究较少。本文建立了无机轻集料聚合物保温砂浆干表观密度和导热系数的定量关系，得到了相对湿度和保温砂浆质量含水率之间以及含水率对导热系数影响的关系曲线，并结合夏热冬冷地区的平均相对湿度，确定保温砂浆的导热系数修正值为1.2。通过考察试验条件对保温砂浆性能测定结果的影响，提出保温砂浆较为合理的养护方式为：在20士3℃，相对湿度55％-65％条件下，14d包裹养护+14d标准养护；发现搅拌时间超过3min，会引起玻化微珠破碎量增大，使干表观密度增大；保温砂浆的软化系数在浸水24h时达到最小值。另外发现抗冻性试验采用GB/T20473规定的方法并不适合保温砂浆，本文对其进行了改进，确定了合理的试验方法.

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文摘

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致谢

1绪论

1.1研究背景

1.1.1建筑节能的国内外背景

1.1.2我国建筑节能工作的开展

1.2无机保温砂浆研究的现状及发展趋势

1.2.1无机保温砂浆的概述

1.2.2无机保温砂浆的种类

1.2.3无机保温砂浆的应用状况及发展趋势

1.2.4无机轻集料聚合物保温砂浆的技术特点

1.2.5无机轻集料聚合物保温砂浆的发展现状

1.3研究目的和意义

1.3.1研究目的

1.3.2研究意义

1.4论文的主要内容和研究方案

1.4.1主要内容

1.4.2研究方案

2原材料性能和试验方法

2.1原材料性能

2.1.1水泥

2.1.2粉煤灰

2.1.3玻化微珠

2.1.4主要掺合料

2.1.5水

2.2仪器设备

2.2.1砂浆搅拌设备

2.2.2力学性能测试仪

2.2.3其他设备

2.3试验方法

2.3.1保温砂浆的搅拌及养护

2.3.2新拌保温砂浆性能试验方法

2.3.3保温砂浆性能试验方法

2.4本章小结

3无机轻集料聚合物保温砂浆配合比确定

3.1保温砂浆组成材料对性能的影响

3.1.1玻化微珠掺量的影响

3.1.2粉煤灰掺量的影响

3.1.3乳胶粉掺量的影响

3.1.4氢氧化钙掺量的影响

3.1.5纤维素醚掺量的影响

3.1.6纤维掺量的影响

3.2合理配比保温砂浆的性能及微观形貌分析

3.2.1合理配比保温砂浆的性能

3.2.2保温砂浆微观形貌分析

3.3本章小结

4无机轻集料聚合物保温砂浆导热系数影响因素研究

4.1干表观密度和导热系数的关系

4.2含水率对导热系数的影响

4.2.1相对湿度对保温砂浆含水率的影响

4.2.2保温砂浆含水率对导热系数的影响

4.3试验温度对导热系数的影响

4.4本章小结

5试验条件对无机轻集料聚合物保温砂浆性能的影响分析

5.1养护方式对抗压强度的影响

5.2浸水时间对软化系数的影响

5.3搅拌时间对保温砂浆性能的影响

5.4本章小结

6结论与展望

6.1研究结论

6.2研究创新

6.3展望

参考文献

作者简介